復(fù)合隔振基礎(chǔ)施工技術(shù)

正太集團有限公司 泰州 225300

1 工程概況

本工程為海南航天城的單層高大空間特種工業(yè)廠房，廠房內(nèi)配備許多精密的設(shè)備，占地13 000 m2，建設(shè)內(nèi)容為3101、4101大廳及附屬測試用房等，是火箭水平總裝測試廠房；地上主體結(jié)構(gòu)1層，局部2層；其中3101、4101大廳及通向501、503廠房的連廊為1層，2段及3段和附屬測試用房為2層。

其他附屬用房1層，配電室部分有地下電纜夾層及管線通廊與501、503廠房相連。建筑物東西方向長約 210 m，南北方向長約為103 m，建筑面積14 266 m2，建筑高度25 m（主體高度），建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)+框排架結(jié)構(gòu)+網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

隔振基礎(chǔ)設(shè)計在1層設(shè)備安裝基礎(chǔ)，隔振基礎(chǔ)形式為：隔振層采用1層厚300 mm的潔凈中砂，中砂上面鋪設(shè)1層厚10 mm的彈性橡膠墊。

隔振原理：隔振基礎(chǔ)采用內(nèi)外2層混凝土結(jié)構(gòu)中間填充中砂，中砂表面鋪設(shè)1層彈性橡膠墊，在設(shè)備運行及發(fā)生地震時，利用中砂與橡膠墊層的緩沖來減少上部設(shè)備產(chǎn)生的不均衡振動，從而消弱剛性基礎(chǔ)反作用力對設(shè)備的損壞[1,2]。

2 隔振基礎(chǔ)施工特點

本工程隔振基礎(chǔ)的施工除包含正常的鋼筋工程、模板工程、混凝土工程外，最主要的部分為在外殼施工完成后，中間隔振層、結(jié)構(gòu)層以及內(nèi)殼隔振層、結(jié)構(gòu)層的施工。以一組三芯3層結(jié)構(gòu)隔振基礎(chǔ)為例，其具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1 隔振基礎(chǔ)俯視圖

圖2 隔振基礎(chǔ)剖面示意

3 施工方法

3.1 主要施工方法選擇

1）原設(shè)計隔振基礎(chǔ)內(nèi)芯需要在外殼施工完畢后，在外殼內(nèi)直接進行中間層及內(nèi)芯的現(xiàn)澆，但根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計尺寸要求，外殼與中間層結(jié)構(gòu)之間只有寬300 mm空隙，中間層與內(nèi)芯結(jié)構(gòu)之間只有寬100 mm空隙，不具備工人現(xiàn)場模板安裝操作及加固，以及后期成型后模板拆除的條件，因此經(jīng)與設(shè)計及建設(shè)單位、監(jiān)理單位協(xié)商后，決定不采用外殼內(nèi)現(xiàn)澆的施工方法，更改為就近現(xiàn)場進行預(yù)制。

2）原設(shè)計在基礎(chǔ)內(nèi)進行混凝土現(xiàn)澆，但在混凝土澆筑過程中，混凝土漿水會通過模板拼縫流入橡膠墊層下方的中砂墊層內(nèi)，造成中砂墊層的污染，同時也不利于中砂墊層的夯實。

3）原設(shè)計隔振基礎(chǔ)內(nèi)芯采用鋼板作為模板進行內(nèi)芯現(xiàn)場澆筑，但鋼板在施工后長期接觸空氣將產(chǎn)生鋼板腐蝕現(xiàn)象，同時由于隔振基礎(chǔ)各結(jié)構(gòu)層之間操作空間太小，后期無法進行鋼板的防腐維護處理，因此同設(shè)計協(xié)商后，決定采用現(xiàn)場預(yù)制，取消鋼板支座。

3.2 施工流程

定位放線→外殼結(jié)構(gòu)模板支設(shè)→外殼鋼筋綁扎→外殼內(nèi)側(cè)模板支設(shè)→外殼混凝土澆筑→外殼模板拆除→外殼內(nèi)側(cè)防水、保護層→第1層砂隔振層（厚300 mm）鋪設(shè)、夯實→第1層橡膠隔振層（厚10 mm）鋪設(shè)→中間結(jié)構(gòu)層預(yù)制、吊裝→第2層砂隔振層（厚300 mm）鋪設(shè)、夯實→第2層橡膠隔振層（厚10 mm）鋪設(shè)→內(nèi)芯結(jié)構(gòu)預(yù)制、吊裝→驗收

3.3 施工要點

1）定位放線。基礎(chǔ)墊層澆筑、防水及防水保護層完成后，首先對將要施工的隔振基礎(chǔ)外殼進行定位測量放線，確保隔振基礎(chǔ)位置的準確。

2）內(nèi)外側(cè)模板支設(shè)。根據(jù)設(shè)計要求的隔振基礎(chǔ)尺寸，采用多層木模板支設(shè)外殼的外側(cè)及內(nèi)側(cè)模板，以木方作龍骨，鋼管腳手架作模板的支撐體系。

3）外殼底板及墻體鋼筋綁扎。在內(nèi)模支設(shè)前將外殼的底板鋼筋、外墻鋼筋綁扎完成，要注意鋼筋綁扎的頂標高控制，鋼筋的間距均勻，錨固應(yīng)滿足要求。

4）外殼混凝土澆筑。在內(nèi)外側(cè)模板加固完成后，即開始進行基礎(chǔ)外殼混凝土的澆筑，在澆筑過程中要保證混凝土澆搗密實，不得出現(xiàn)孔洞、鋼筋外露等質(zhì)量問題。

5）防水施工。為保證土方回填后，隔振基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)中砂隔振層不因外側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)滲水而起不到良好的隔振作用，在隔振基礎(chǔ)外殼的內(nèi)、外側(cè)均應(yīng)進行防水施工，基礎(chǔ)外側(cè)采用防水卷材鋪貼，內(nèi)側(cè)采用滲透結(jié)晶防水進行施工，防水施工完成后在試驗不滲漏的情況下，將防水保護層完成。

6）隔振中砂層施工。選擇潔凈的中砂鋪設(shè)在完成的混凝土基礎(chǔ)外殼底板，采用沖擊夯，將回填的潔凈中砂夯實，要保證每一個角均達到密實要求，保證吊裝內(nèi)芯時，中砂不從內(nèi)外基礎(chǔ)的縫隙間涌出。

隔振基礎(chǔ)的砂隔振層在鋪設(shè)夯實過程中，沖擊夯無法對邊角位置的砂隔振層進行完全地夯實，同時砂隔振層在夯實過程中，操作人員無法做到每一部分砂隔振層的密實度都能夠完全一致，因此在采用汽車吊進行內(nèi)芯吊裝的過程中，內(nèi)芯就位會對砂隔振層產(chǎn)生不均勻沉降，因此需要重復(fù)幾次吊裝并對砂隔振層進行調(diào)整，同時在外圍架設(shè)1臺DJ2水準儀，通過測量使內(nèi)芯四角最終達到設(shè)計標高（圖3）。

圖3 內(nèi)芯混凝土結(jié)構(gòu)吊裝示意

7）隔振橡膠墊的鋪設(shè)。中砂隔振層上部鋪設(shè)1層橡膠隔振層，橡膠隔振層作為一個緩沖層，將上部內(nèi)芯上的設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的振動傳遞到中砂隔振層中，從而進一步消弱精密設(shè)備運行中振動產(chǎn)生的破壞。

8）中間層隔振基礎(chǔ)與內(nèi)殼隔振基礎(chǔ)做法同外殼，為保證在中間層與內(nèi)殼隔振層結(jié)構(gòu)施工的過程中不破壞隔振層，中間層與內(nèi)殼隔振基礎(chǔ)均為場外預(yù)制，現(xiàn)場采用250 kN汽車吊進行吊裝，有效地保證隔振層的完整性。

9）在隔振基礎(chǔ)內(nèi)芯的吊裝過程中，如何保證質(zhì)量達20 t的3個內(nèi)芯、3個殼體按設(shè)計標高及尺寸進行就位，是一項技術(shù)比較細致的工程，更是考驗砂緩沖層的施工質(zhì)量控制。

3.4 施工測量

1）在施工階段，對隔振基礎(chǔ)吊裝過程的變形進行測量并形成文字記錄；

2）在設(shè)備安裝階段，對設(shè)備安裝過程中基礎(chǔ)內(nèi)芯豎向變形進行測量并形成文字記錄；

3）在設(shè)備運行階段，制訂定期對隔振基礎(chǔ)的變形測量、檢查及維護計劃。

4 材料進場檢驗試驗

4.1 中砂

1）中砂進場后應(yīng)進行檢測，確保砂的級配屬于中砂；

2）隔振基礎(chǔ)在鋪設(shè)中砂墊層前，應(yīng)采用自來水將中砂沖洗干凈，保證中砂內(nèi)沒有腐蝕性的有機物；

3）隔振基礎(chǔ)在鋪設(shè)中砂墊層前，基礎(chǔ)內(nèi)應(yīng)清理干凈，中砂內(nèi)含水率不能超出3%。

4.2 隔振橡膠

1）材料進場需要提供材料合格證及檢測報告；

2）隔振橡膠的外觀檢測采用目測及直尺測量評定，尺寸允許偏差采用直尺進行測量評定，其標準及要求按《建筑隔振橡膠支座》（JG 118—2000）；

3）橡膠物理機械性能應(yīng)符合JG 118—2000的要求。

5 質(zhì)量控制

隔振基礎(chǔ)鋼筋、模板、混凝土施工過程質(zhì)量控制均嚴格按照專業(yè)質(zhì)量驗收規(guī)范標準要求。本工程隔振基礎(chǔ)的質(zhì)量控制要點主要是在外殼施工完成后，由于中間層混凝土結(jié)構(gòu)與外殼結(jié)構(gòu)層之間、中間層與中心混凝土結(jié)構(gòu)之間間距太小，不利于模板支設(shè)及拆除。

根據(jù)本工程特殊性，進行綜合考慮后，決定將中間層與中心混凝土結(jié)構(gòu)在專有場地進行制作澆筑，混凝土構(gòu)件上留有吊鉤，在混凝土構(gòu)件制作完成后進行吊裝至外殼中間砂及橡膠墊層上。在構(gòu)件吊裝前，應(yīng)保證砂墊層的密實度，以及構(gòu)件與外殼之間的定位關(guān)系。此做法能夠減少傳統(tǒng)做法對中間砂及橡膠墊層的破壞，保證砂墊層的沉降量（如混凝土澆筑后砂墊層的沉降過大，將起不了緩沖隔振的作用）。

為此，我們加強技術(shù)力量，成立以技術(shù)總監(jiān)為首的技術(shù)小組，對隔振基礎(chǔ)施工過程存在的問題進行攻關(guān)，同時采用現(xiàn)澆結(jié)合預(yù)制的方法來解決隔振基礎(chǔ)施工中存在的問題，并制定專項方案，嚴格控制施工過程中的安裝偏差及尺寸偏差。

6 隔振基礎(chǔ)成品保護

1）在隔振基礎(chǔ)內(nèi)芯的現(xiàn)場吊裝過程中，應(yīng)加強內(nèi)芯的成品保護工作，吊裝過程中的吊點應(yīng)提前確認，保證內(nèi)芯在吊裝過程中不與外部結(jié)構(gòu)碰撞而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞；

2）內(nèi)芯在吊裝過程中應(yīng)平穩(wěn)下降，并控制內(nèi)芯吊裝過程中對下部隔振層（砂、橡膠墊）不產(chǎn)生原則性的破壞；

3）隔振基礎(chǔ)內(nèi)芯吊裝完成后，內(nèi)芯及中間結(jié)構(gòu)層、外殼之間應(yīng)采取密封及降水保護措施，不允許雨水及施工養(yǎng)護用水進入到基礎(chǔ)內(nèi)浸泡隔振層；

4）為保證內(nèi)芯在吊裝過程中的成品保護，可以在內(nèi)芯陽角處設(shè)置角鋼，以此來保證棱角不被破壞[3-6]。