橡膠隔震支座技術在高烈度地區(qū)的運用

王云花　李經(jīng)綸　王田

摘要：云南地區(qū)范圍內存在八大地震帶，是我國破壞性地震較為頻發(fā)和受災嚴重的地區(qū)之一。本文以云南省臨滄市永德縣第三高級中學項目橡膠隔震支座技術為例，進行隔震設計與施工，實踐證明該技術能夠達到良好的隔震效果，且具有良好的經(jīng)濟及社會效益。

關鍵詞：橡膠;隔震支座;高烈度地區(qū)

前言

近些年以來，全球步入地震活躍期，地震災害頻頻發(fā)生。有統(tǒng)計資料記載，全球130次大型或巨大型地震中，針對人員傷亡事件的發(fā)生情況，建筑體坍塌的貢獻率達到了90-95%。強化建筑物的抗震能力，是降低地震災害損失程度的關鍵途徑之一?，F(xiàn)代社會的抗震意識持續(xù)提升，對建筑物抗震水平也提出較高要求。在經(jīng)驗總結、學習和創(chuàng)新的過程中，很多新型隔震技術手段陸續(xù)被研發(fā)，隔震橡膠支座便是典型代表。橡膠隔震支座具有彈性大、剛性小等特征，在地震來臨時能發(fā)揮 “減震”的功能，規(guī)避或抑制地震能量朝向建筑體上部結構的傳送過程，借此方式將建筑體上部結構的震動反應程度降至最低水平，發(fā)揮良好的隔震作用。

1工程概況

永德縣第三高級中學項目總用地面積17.3萬㎡，總建筑面積為5.96萬㎡，場地無高層，含13棟單體建筑，4棟5層綜合教學樓，4棟5層學生宿舍樓，風雨操場、教師公寓，食堂、浴室等。結構型式為框架結構，基礎類型為條形基礎，地基形式為天然條基，整體工程抗震設防烈度8度，本項目隔震技術采用橡膠隔震支座。

2工藝原理

高烈度地區(qū)隔震施工的基本原理是通過增加橡膠隔震支座來延長整個建筑物的自振周期，從而降低上部結構的地震反應。具體的隔震方法是在建筑物底部增設隔震層，在隔震層內設置橡膠隔震支座，利用橡膠隔震支座的水平柔度形成柔性隔震層。

建筑物在橡膠隔震支座的保護下能保證結構的整體安全，并且能夠防止非結構部件的破壞，避免建筑物內次生災害的發(fā)生。

抗震橡膠支座具有足夠的安全儲備，水平變形250%不會影響使用，另外隔震橡膠支座結構中的隔震層具有穩(wěn)定的彈性復位功能，能在多次地震中自動瞬時復位。

3工藝流程及操作要點

3.1隔震支座安裝施工流程為：下支墩定位放線?下支墩鋼筋綁扎?定位板標高、軸線測量?鋪筋套筒組件安裝，擰緊、加固?定位預埋件隱蔽驗收?下支墩模板安裝、澆筑混凝土?拆除定位板、原漿收面找平壓光?支座安裝及上鋪筋套筒組件安裝?支座安裝檢查驗收?變形觀測基數(shù)測量?上支墩施工變形觀測過程測量?專項驗收竣工驗收

3.2安裝前檢查

（1）核查設計圖紙上隔震支座的規(guī)格、型號、位置、標高是否有誤。

（2）支座安裝前進行抽樣檢測，合格后方能安裝。

（3）檢查下支墩鋼筋籠的平面位置、垂直度、高度是否滿足安裝要求。

（4）檢查定位板的平整度是否滿足安裝要要求，若變形超標需現(xiàn)場校正。

3.3安裝步驟及要求

（1）預埋件安裝

①標高控制：預先在下支墩頂面焊接4個螺栓，通過螺栓來調節(jié)下支墩頂面標高，螺栓頂標高為下支墩（柱）設計標高，需注意短鋼筋頂面必須切割平整，用水平尺檢查4個螺栓是否平整，將定位板放置在4個螺栓頂面，再次用水平尺檢查定位板的水平度，合格后方能進行下步施工，如果出現(xiàn)水平度偏差較大的情況，應進行檢查和校正至合格。

②中線（軸線）控制：定位板的中線與下支墩的中線在平面上是重合的，不存在定位板偏心的情況。安裝前，將定位板的中線彈出，采用十字工程線拉通線或紅外儀確定支墩中線位置，將定位板放置在短鋼筋面，調整定位板位置，定位板上的十字中線與掛好的十字工程線（紅外線）重合即可確定定位板的平面位置。

③水平度控制：水平尺檢查定位板對角水平度，水平尺氣泡居中。

④錨筋套筒組件安裝及固定：定位板軸線（中線）及標高控制符合要求后，將錨筋套筒組件逐根穿入下支墩鋼筋籠內，用螺栓與定位板連接固定，固定后對定位板的標高、軸線、水平度進行校核、復測并記錄。檢查套筒頂面是否貼平定位板，錨筋是否垂直，合格后采用短鋼筋上下兩點與下支墩主筋點焊固定牢固。

⑤隱蔽驗收：隱蔽前全數(shù)逐個檢查定位板、錨筋套筒組件規(guī)格、型號、位置是否符合設計圖紙，合格后方能隱蔽。（查看設計圖紙中的連接參數(shù)表，隔震支座、定位板、錨筋套筒組件三者的尺寸和型號對應，例如直徑600mm的支座一般情況下定位板的尺寸為700mmx700mm）。

3.4下支墩澆筑

（1）下支墩一次澆筑：混凝土一次澆筑成型，混凝土入模位置為預埋板中間預留孔洞，混凝土振搗過程中嚴禁碰撞定位板及錨筋。禁止直接踩在定位板上振搗，以防止軸線、標高及水平度產生偏差，影響安裝質量。混凝土澆筑完畢，初凝后、終凝前將定位板取出，重新將螺栓擰入套筒內，原漿收面找平壓光（水平尺檢查平整度），下支墩表面宜略高于套筒頂面，然后對下支墩表面進行復測并記錄，復測內容包括標高、中心位置及水平度。如果下支墩面坑洼比較嚴重，采用C60高強度無收縮灌漿料修補。

3.5支座安裝

（1）下支墩打磨：水平尺檢查下支墩表面水平度，角磨機打磨平整，吹風機將支墩表面和套筒內雜物清理干凈，套筒頂面不應高于下支墩混凝土表面。

（2）型號標注：按照設計圖紙，將隔震支座規(guī)格型號標注在下支墩表面。

（3）支座安裝：選擇吊裝工器具，可采用塔吊、汽車吊、門型架、叉車等吊裝設備。按照設計圖紙將對應的支座規(guī)格型號吊裝就位，所有螺栓全部擰入套筒，對稱分兩次擰緊螺栓，一般情況支座連接螺栓為8.8級普通螺栓，沒有扭力要求。若特殊項目采用高強螺栓，應采用扭力扳手按初扭、復扭、終扭擰緊。

（4）型號復核：對照設計圖紙，全數(shù)逐個核對支座型、位置是否正確，重點復核同直徑的有鉛（LRB）和無鉛（LNR）支座安裝位置，不能安裝錯誤。

（5）安裝檢查：檢查支座與下支墩表面的縫隙（法蘭板與下支墩表面密貼），檢查螺栓是否擰緊，抄寫銘牌上的支座生產編號（填寫資料時使用）。有雙支座時應檢查其高差。

（6）上部施工：上錨筋套筒組件直接采用螺栓與上法蘭板連接固定牢固。

（7）變形觀測：豎向壓縮變形（上下法蘭板凈高）、上下法蘭板水平位移（傾斜）、側向不均勻變形（側鼓）基數(shù)測量。觀測次數(shù)為支座安裝完成、主體施工到一半、主體封頂、驗收前各測一次，共測量四次。

3.6上支墩施工

上支墩鋼筋籠在綁扎過程，可采用現(xiàn)場的定位板，預先將上支墩錨筋的位置預留，然后將上支墩鋼筋籠放置在支座頂面，將上部預埋件用螺栓連接到隔震支座上。

依次安裝上支墩底模，底模表面應與支座頂面平或略高于支座頂面，上支墩混凝土澆筑拆模后，上法蘭板應外露。注意上部柱子插筋，滿足錨固長度時可采用直錨。

由于隔震支座安裝過程和模板支撐、拆除過程中不可避免對隔震支座法蘭板油漆造成損壞及污染。隔震層施工完畢，模板拆除后，對隔震支座法蘭板油漆進行修補并清潔除污，對螺栓表面涂抹黃油，形成保護膜，減少后期螺栓銹蝕。上支墩鋼筋籠、模板安裝，

4質量控制

質量要求及保證措施如下：

4.1預埋件定位、固定

下支墩鋼筋籠綁扎后，用木模板固定好預埋件。采用帶橡膠套的高強度螺栓固定，擰入預埋套管內，保證預埋定位模板底部與預埋套管頂部緊密接觸，然后將固定的預埋板放在鋼筋籠上。注：螺栓只能用手擰緊，使橡膠套底部和鋼套管頂部緊貼鋼模板，預埋件的錨固鋼筋必須保持垂直。然后測量模板標高和平面中心位置，找正后焊接固定預埋件。安裝預埋板時，螺栓自然擰緊，螺絲、膠墊、鋼板、套筒之間都不能出現(xiàn)縫隙，以保證混凝土漿液不進入套筒內。預埋錨筋應與支墩主筋點焊，防止混凝土振搗時對預埋件的位置產生影響，從而發(fā)生位移的現(xiàn)象。

4.2支墩澆筑

支墩混凝土澆筑前，必須進行定位復測，包括預埋件標高和平面中心位置。澆筑混凝土時，禁止施工人員踩踏定位預埋板，避免鋼板變形定位不精確，影響隔震支座的安裝;振搗時不要碰到預埋件，以免預埋件發(fā)生傾斜?；炷脸跄?，應及時對混凝土面進行找平壓光工作，澆筑完畢后，注意混凝土的養(yǎng)護。

4.3上支墩預埋件安裝

施工時，用塑料薄膜、彩條布包裹對隔震支座進行保護，避免混凝土粘附于隔震支座外層保護膠上。當隔震支座暴露在室外地面或其他需要密封保護的情況下，應選擇適當?shù)牟牧虾妥龇ǎ员ＷC隔震層在地震作用下不受變形的影響，并考慮防火和防潮的要求。預埋件、隔震支座安裝階段，應觀測下支墩（或柱）頂標高、隔震支座頂面水平度、隔震支座平面中心位置和標高，并記錄在表格中。

4.4橡膠隔震支座安裝標準及驗收標準

橡膠隔震支座標識齊全清晰，螺紋無裂紋損傷。橡膠隔震支座表面清潔，無油污、沉淀物和損傷，防腐層均勻、光滑、無漏刷。支承隔震支座的墩柱頂面水平誤差不應大于5‰;安裝隔震支座后，隔震支座頂面水平誤差不應大于5‰;隔震支座中心平面位置與設計位置及設計標高的偏差≤5.0mm;各個隔震支座頂面標高高差不宜大于 5mm;隔震支座的基座平整度應小于2mm。

5過程監(jiān)測

5.1監(jiān)測項目

（1）壓縮變形

測量工具為鋼卷尺或測距儀，支座安裝結束后應立即測量支座的凈高，并記錄，作為支座壓縮變形的參考底數(shù)，測量點為支座十字垂直交叉的四個中點，四個點之間讀數(shù)差的最大值為壓縮變形值。壓縮變形只要是均勻壓縮，那么說明支座受力是合理的。

（2）傾斜

傾斜為支座水平位移，測量縱橫兩個方向，測量方法為線錘放置在法蘭板中線，鋼卷尺測量線至法蘭板之間的距離，上下兩點之間的差值為位移量。

5.2監(jiān)測時間

支座變形觀測次數(shù)為支座安裝完成后進行第一次測量，主體施工一半測一次，主體封頂測一次，竣工驗收測一次，共計四次測量。

6結論

采用橡膠隔震支座技術，設計及施工費用雖然增加，但對于學校等建筑設防類別為乙類及以上的抗震設防烈度需提高一級進行考慮的公共建筑，采用橡膠隔震支座技術，具有耐久性能好、耐酸性、耐熱空氣老化和抗低周期疲勞性能等優(yōu)點。傳統(tǒng)的設防目標是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，而隔震建筑能做到“小震不壞，中震不壞或輕度不壞，大震不喪失使用功能，”其潛在的經(jīng)濟效益和社會效益是十分可觀。如果把地震時建筑結構的破壞、內部財產的損失、人員傷亡和建筑物破壞釀成的停工停產所帶來的損失加起來。該隔震體系的經(jīng)濟效益和社會效益十分巨大。

參考文獻：

[1]王英卓，田杰，焦德民.一種常阻尼隔震支座開發(fā)及在建筑結構的應用研究[J].建筑科學，2020，36（1）：123-129.

[2]王靜.建筑結構設計與隔震技術應用研究[J].今傳媒，2016，24（11）：155-158.

[3]徐曉良.建筑工程隔震橡膠支座安裝施工分析[J].福建建筑，2019（1）：49-53.

[4]劉志強，李海龍，王進.疊層橡膠隔震支座安裝施工技術應用[J].工程技術，2018（2）：195.

[5]吳應雄，張東鵬，蘇文庭，等.建筑隔震工程隔震橡膠支座安裝施工工藝分析[J].施工技術，2018，47（16）：143-146.

作者簡介：王云花（1994-），女，技術員，本科學歷，助理工程師，現(xiàn)就職于中建一局集團第五建筑有限公司。