橡膠隔震墊技術(shù)在博物館工程中的應(yīng)用

鄭邦全

摘要：本文介紹橡膠墊隔震墊技術(shù)的性能特點(diǎn)在工程中的施工應(yīng)用，與同行共同探討。

關(guān)鍵詞：橡膠隔震墊性能特點(diǎn)；施工工藝；質(zhì)量控制；驗(yàn)收評定；經(jīng)濟(jì)性

1 工程概況

汕頭市博物館新館位于韓江邊、月眉河畔，背靠中山公園，占地面積約6000平方米，總建筑面積17295平方米，總高度42米，地下1層，地上9層，平面形狀復(fù)雜。本工程按8度抗震烈度設(shè)計(jì)，采用夾層橡膠隔震墊。根據(jù)工程的地理位置和預(yù)防潮水侵蝕，夾層橡膠隔震墊設(shè)置在第二層（+3.60米）樓板梁下，首層柱頂處（+2.66米），工程使用了VIBRO-TECH和泰廠生產(chǎn)的三種不同的夾層橡膠隔震墊規(guī)格共137塊，大部分橡膠隔震墊預(yù)埋件尺寸大于柱頂斷面尺寸需在柱頂做擴(kuò)大部分。

2 橡膠隔震墊性能特點(diǎn)

橡膠墊隔震技術(shù)是世界上熱門的工程抗震新技術(shù)。橡膠隔震墊是由多層優(yōu)質(zhì)橡膠和多層鋼板疊合而成的。它是安置在建筑物的結(jié)構(gòu)底部和基礎(chǔ)（或底部柱頂）之間，以延長整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的自振周期、增大阻尼，減少輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量，達(dá)到預(yù)期防震要求。

橡膠隔震墊是具有代表性的隔震裝置，其特點(diǎn)有：它具有很大的豎向承載力（50T～2000T）及很大的豎向壓縮剛度；較小水平剛度（0.25kN/mm～1.8kN/mm），水平極限變位值較大(10～60cm)；具有恰當(dāng)?shù)淖枘岜?，能有效地吸收地震能量，減少上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風(fēng)荷載和輕微地震，當(dāng)特大地震發(fā)生時(shí)，又能自由柔性滑動(dòng)，而變形過大時(shí)，剛度回升起反鎖作用，具有保護(hù)和限位作用；具有較大的復(fù)位能力，在多次地震中自動(dòng)瞬時(shí)復(fù)位。它耐久性能好，產(chǎn)品正常使用壽命可在70年以上，超過一般民用建筑物50年使用壽命的要求；具有耐反復(fù)荷載、耐疲勞、耐老化等特性；構(gòu)造簡單，安裝檢測、修復(fù)替換方便；且可使上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由靈活；工程應(yīng)用實(shí)例已成功地經(jīng)受了真實(shí)地震的考驗(yàn)。

橡膠墊隔震技術(shù)可稱為結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)，其確保建筑房屋在任何強(qiáng)地震中不破壞，不倒塌，并保證上部結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)的裝修、物品、設(shè)備及人身的安全。同時(shí)也適用于橋梁、鐵路、設(shè)備等隔震裝置中，是一種目前世界上應(yīng)用最多的隔震器。

3 橡膠隔震墊的施工工藝

3.1 主要技術(shù)、材料、機(jī)具準(zhǔn)備

施工人員需熟悉圖紙嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)意圖及施工規(guī)程操作，橡膠隔震墊生產(chǎn)廠家提供一些必要的技術(shù)指導(dǎo)，進(jìn)行工程技術(shù)交底，對工程質(zhì)量的監(jiān)督及驗(yàn)收。

橡膠隔震墊、螺母、螺栓及其預(yù)埋鋼板數(shù)量及驗(yàn)收。

精密水平尺，水平儀，經(jīng)緯儀，普通扳手，電焊機(jī)。

3.2 橡膠隔震墊的施工安裝流程

首層柱頂結(jié)構(gòu)(或建筑基礎(chǔ))施工——橡膠隔震墊安裝——建筑上部結(jié)構(gòu)施工。

橡膠隔震墊施工安裝順序：柱頂做擴(kuò)大部分鋼筋綁扎成型→柱模板安裝→隔震墊的螺栓預(yù)埋定位（下端定位箍筋與主鋼筋焊接）→預(yù)埋隔震鋼板與預(yù)埋螺栓的上下螺母調(diào)平固定→復(fù)核預(yù)埋鋼板中心線→核對平整度準(zhǔn)確后固定擰緊→澆灌砼密實(shí)、找平柱頂平面→二次核對鋼架中心線、平整度→砼養(yǎng)護(hù)→拆模板→質(zhì)量檢查→隔震鋼板及橡膠隔震墊安裝→上下的預(yù)埋隔震鋼板與橡膠隔震墊用螺栓螺母連接固定→鍍鋅鐵皮遮蓋橡膠隔震墊→支模板→上部結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎成型→核查預(yù)埋螺桿連接鋼板中心線及平整度→澆注砼→養(yǎng)護(hù)成型。

3.3 橡膠隔震墊的施工安裝主要質(zhì)量控制工作面：

3.3.1 預(yù)埋螺栓相對尺寸的控制是保證橡膠隔震墊支座的精確安裝，現(xiàn)場事先按照預(yù)埋隔震鋼板的孔位做好定位箍筋模具將四個(gè)螺栓的相對位置尺寸固定卡住，與經(jīng)緯儀事先在柱頂模板確定軸線對齊進(jìn)行定位，這樣在施工才能確保預(yù)埋螺栓相對位置尺寸精確；預(yù)埋螺栓應(yīng)焊接在柱的主筋上，且靠近支座處柱的箍筋要加密并且增加加強(qiáng)筋及焊牢，是保證橡膠隔震墊支座與上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間能有效傳遞在地震時(shí)下支座的最大水平剪力，同時(shí)要考慮其的安裝軸線和高度尺寸要一致。

3.3.2 預(yù)埋隔震鋼板與預(yù)埋螺栓的上下螺母調(diào)平固定是保證橡膠隔震墊支座安裝水平精確定位及軸線精確調(diào)整定位。根據(jù)橡膠隔震墊規(guī)格尺寸和厚度的不同，因此在控制柱主筋高度、支模尺寸時(shí)，要認(rèn)真核算、標(biāo)識，一是通過經(jīng)緯儀核對控制好柱軸線定位尺寸；二是通過水平儀控制好不同的預(yù)埋隔震鋼板高程定位尺寸；三是通過調(diào)節(jié)預(yù)埋螺栓的上下螺母用精密水平儀進(jìn)行校核預(yù)埋隔震鋼板面的水平平整度；四是要將柱的軸線尺寸和控制預(yù)埋螺栓定位模具的中心線及預(yù)埋隔震鋼板的中心線對齊。保證預(yù)埋隔震鋼板和預(yù)埋螺栓的軸線定位、高程定位、水平面的平整度。

3.3.3 混凝土澆注過程需分段進(jìn)行以確保預(yù)埋隔震鋼板和預(yù)埋螺栓的軸線定位、高程定位、平整度的精確度。因?yàn)橹闹ё庝摻蠲芗?，混凝土澆注至預(yù)埋隔震鋼板下約100cm處，在用混凝土振動(dòng)棒對柱下段的混凝土進(jìn)行攪拌密實(shí)后，同時(shí)核對預(yù)埋隔震鋼板和預(yù)埋螺栓的軸線定位、高程定位、平整度的精確度并且清除柱上面混凝土的浮漿，改用高1級細(xì)石混凝土進(jìn)行澆注并且人工用鋼筋棒攪拌混凝土密實(shí)后，對柱的水平面進(jìn)行壓平，再次用精密水平尺和水平儀進(jìn)行核對預(yù)埋隔震鋼板的軸線定位、高程定位、平整度的精確度。混凝土終凝時(shí)要專人及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以保證混凝土的強(qiáng)度和預(yù)埋隔震鋼板的軸線定位、高程定位、平整度的精確度。

3.3.4 橡膠隔震墊的安裝需在柱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行和進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工。橡膠隔震墊的安裝是上、下預(yù)埋鋼板及橡膠隔震墊通過螺栓螺母的固定，通過控制上、下鋼板水平平整度的精確度、橡膠隔震墊支座軸線與柱軸線一致后，擰緊螺母并且蓋上螺栓保護(hù)帽，防止松動(dòng)移位。安裝完畢后再核對上、下預(yù)埋鋼板及橡膠隔震墊與柱頂面的軸線定位、高程定位、水平平整度的精確度，經(jīng)檢測無誤后方可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)支模施工。

3.4 橡膠隔振墊的質(zhì)量驗(yàn)收評定

3.4.1 橡膠隔振墊部件供貨企業(yè)的合法性證明、出廠合格證、產(chǎn)品性能出廠檢驗(yàn)報(bào)告。

3.4.2 對進(jìn)場的橡膠隔振墊產(chǎn)品及配套安裝連接件的數(shù)量及型號進(jìn)行確認(rèn)，產(chǎn)品的形狀及尺寸是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品有無缺陷、破損等。并做驗(yàn)收檢查記錄。

3.4.3 預(yù)埋鋼板、螺桿、螺母均應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并且進(jìn)行防腐處理，鋼板的焊接質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為防止鋼板過熱變形應(yīng)進(jìn)行分層施焊。并做驗(yàn)收檢查記錄。

3.4.4 橡膠隔振墊安裝時(shí)，下部結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的50%以上及規(guī)范規(guī)定的混凝土密實(shí)、無蜂窩、麻面及漏筋現(xiàn)象，并做好施工記錄。

3.4.5 實(shí)測項(xiàng)目允許偏差為：橡膠隔振墊與柱的軸線中心位移不大于3mm；預(yù)埋鋼板及混凝土表面水平平整度不大于2mm。橡膠隔振墊標(biāo)高定位尺寸不大于2mm。隨機(jī)抽檢橡膠隔振墊總數(shù)的20%，有90%的點(diǎn)符合允許偏差值即可定為合格。并做驗(yàn)收檢查記錄。

4 橡膠隔振墊技術(shù)應(yīng)用在施工過程的一些問題

4.1 本工程橡膠隔振墊設(shè)置位置使樓梯、電梯、構(gòu)造柱等都必須和一層板柱設(shè)置水平隔離縫，各種管道、避雷設(shè)施連接在隔振層處采用柔性連接措施。

4.2 橡膠隔振墊也需要做耐火性能的措施處理。

4.3 國家對橡膠隔振墊技術(shù)還缺少完整的施工驗(yàn)收、評定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)及隔震墊的施工定額。

5 橡膠隔振墊技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性

隔振建筑在大地震時(shí)能完好無損，而抗震建筑則嚴(yán)重?fù)p壞，如唐山大地震、汶川大地震等建筑所造成嚴(yán)重?fù)p壞。隔震建筑的工程造價(jià)比抗震建筑增加部位是：橡膠隔震墊構(gòu)件、設(shè)備線管柔性連接，造價(jià)減少部位是隔震建筑上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面減少等。通過規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)橡膠隔振墊產(chǎn)品、改善施工安裝工藝和利用橡膠隔振墊層的空間，以降低工程綜合造價(jià)，使橡膠隔振墊技術(shù)廣泛應(yīng)用到實(shí)際工程中。同時(shí)也推動(dòng)一定經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。本工程成功的經(jīng)驗(yàn)成為許多同行來訪者對隔振建筑建設(shè)的橡膠隔振墊技術(shù)進(jìn)行交流探討借鑒。