高層建筑大直徑橡膠隔震支座施工技術研究

董佳航

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

大直徑橡膠隔震支座作為有效的隔震裝置廣泛應用于高烈度區(qū)高層建筑。由于支座直徑較大，下支墩的鋼筋布置密集，阻礙了預埋套筒的安裝，支座尺寸過大而影響了下支墩混凝土的澆筑密實度，降低了澆筑質(zhì)量。設置的支座的錨筋長度過長，而出現(xiàn)沖突，施工過程中面臨了一些挑戰(zhàn)。為了解決這些難題，針對官渡區(qū)人民醫(yī)院遷建項目對大直徑橡膠隔震支座施工重點和出現(xiàn)的問題進行探討，基于BIM 技術進行分析，提出了切實可行的解決方案，提供有益的借鑒。

1 工程背景

1.1 工程概況

云南省昆明市的官渡區(qū)人民醫(yī)院，設計地震烈度為8 度，基本地震加速度為0.20g，其最高樓棟為地上19 層、地下3 層的住院樓，隔震采用了橡膠隔震支座技術。通過隔震層的集中變形和整體移動，該技術有效地減少了地震危害。為了滿足建筑物位移量的要求，住院樓選擇了LRB1000-1500 型號的鉛芯橡膠隔震支座作為住院樓的隔震裝置。

1.2 大直徑橡膠隔震支座施工重難點

1）下支墩鋼筋密集，預埋套筒安裝困難，定位預埋板找平難度大。本工程采用LRB-1500 大直徑橡膠隔震支座，其錨栓數(shù)量高達20 根，同時下支墩鋼筋密度較大。在安裝隔震支座定位預埋板的過程中，部分錨栓可能會與下支墩鋼筋豎向投影位置重疊，這會導致已經(jīng)找平的定位預埋板易受到干擾。

2）定位預埋板面積過大，下支墩出現(xiàn)空鼓問題。定位預埋板與下支墩大范圍密切接觸，從而使得混凝土凝固過程中氣體排出不暢通，需要拆除后二次澆筑。這種情況下操作很復雜，同時隔震支座可靠性也會受到影響，運行壽命也降低，需要采取適當?shù)拇胧┻M行干預。

3）隔震支座的吊裝和定位難度大。在隔震支座的安裝過程中，需要處理多達20 個定位連接螺栓，而使用傳統(tǒng)的孔對孔定位方法很難準確對齊每個孔位，需要反復調(diào)節(jié)才能進行下孔和擰緊操作。這導致了安裝過程的緩慢和低效。

2 大直徑橡膠隔震支座安裝

2.1 下支墩柱鋼筋處理及綁扎

在住院樓支座節(jié)點處，鋼筋數(shù)量龐大、直徑粗大（最大直徑為C40）、凈距較小。同時，支座安裝需要使用20 個（最大規(guī)格為M39）螺栓，這使得在安裝過程中螺栓與鋼筋之間經(jīng)常會發(fā)生排布沖突，使螺栓難以嵌入支座內(nèi)。下支墩鋼筋與部分螺栓重疊如圖1 所示。

圖1 下支墩鋼筋與部分螺栓重疊示意圖

為了在施工過程中降低成本并提高經(jīng)濟性，設計過程中嚴格依據(jù)鋼筋混凝土設計規(guī)范，限制主筋的并筋數(shù)量不超過3 根。采用并筋的方法，將預埋螺栓位置的主筋凈距從原來的96mm 調(diào)整為196mm，從而解決預埋螺栓與鋼筋沖突的問題。同時，在解決鋼筋排布和支墩螺栓沖突時，采用BIM 技術，通過建立三維模型，準確分析沖突點并進行優(yōu)化設計，確保鋼筋與支墩螺栓之間的協(xié)調(diào)，這樣可以更好地滿足鋼筋質(zhì)量相關要求。BIM 技術為施工過程提供了高效的協(xié)同和沖突檢測，提高了工程質(zhì)量和施工效率。在進行預埋板安裝之前，單純對中間的柱插筋進行固定，這樣在其后操作過程中可以對四角柱插筋進行靈活調(diào)節(jié)。圖2 顯示出并筋處理方案。

圖2 并筋處理方案圖

2.2 支座定位預埋板安裝

經(jīng)過上述柱插筋排布優(yōu)化后，針對支座定位預埋板安裝精度要求極高的情況，為了確保測量精度，選擇了高精度的水準儀檢測，從而有效提高安裝精度，同時控制測量誤差不超過2mm。為提高預埋板的安裝精度，采用四角定位技術，并選擇穩(wěn)定性高的中間柱插筋技術。

首先，根據(jù)設計的方案將4 根C20 鋼筋點焊在柱插筋上，同時沒有接觸周圍可移動鋼筋，這樣可以避免影響到定位筋的位置，從而保持其與控制位置相一致，提高定位質(zhì)量。在定位筋初次調(diào)整后，在其中放置預埋板，然后通過儀器嚴格的檢查其標高和平整度，確保和設定值相一致。最后，通過經(jīng)緯儀將軸線投射到此板上，且適當?shù)恼{(diào)節(jié)以確保安裝精度符合要求。這種方法能夠有效降低人工成本和施工難度，同時降低重復性。

在完成精確定位后，接著通過C20 固定鋼筋對其4 個邊角進行焊接，這樣可以起到良好的固定作用，避免后續(xù)操作時出現(xiàn)移動。在此操作時選擇并筋的方法，這樣可以控制螺栓嵌入支墩，安裝成功率和精確性明顯提高。最后，根據(jù)設定方案安裝固定螺栓。

2.3 下支墩螺栓安裝

在安裝隔震支座預埋螺栓時，為避免混凝土澆筑時對連接螺栓和預埋套筒的污染，采用PVC套筒保護技術。該技術首先在預埋板上安裝PVC套管，然后將隔震支座下的連接螺栓穿過預埋板并通過套管進行連接。

2.4 下支墩混凝土澆筑

由于下支墩鋼筋直徑大，且布置很密集，從而導致振搗難以達到要求。在此施工中為避免澆筑影響到支座埋件位置，適當?shù)母倪M了預埋板，同時制定出以下措施確保澆筑質(zhì)量滿足要求。

1）在預埋板中部開孔，這樣可以控制在振搗過程中高效的排出氣體，確保澆筑質(zhì)量。

2）對定位預埋板進行了優(yōu)化，并減小了其尺寸。同時，增設了專門的排氣和澆筑部位，具體的位置和布置可參考圖3。

圖3 定位預埋板及排氣孔位置示意圖

3）在進行此部分澆筑之前，對預埋件4 個角的標高再次復核，確保滿足一致性要求。在檢查無異常情況下，接著在預埋板中心的開孔處振搗混凝土。在此過程中，要注意避免和鋼筋碰撞，避免出現(xiàn)移動問題。在澆筑時還應該控制，各種設備和人員不可以直接接觸預埋板，從而確保精度不受到影響。

4）在將混凝土澆筑至定位預埋板面時，我們需要進行額外的振動操作，并清除浮漿。隨后，同時對預埋件的軸線、標高和平整度進行精確的再次核對。

2.5 橡膠隔震支座吊裝

1）下支墩混凝土強度達到85%條件下，根據(jù)要求吊裝隔震支座。在操作前先清潔支座表面，對螺母進行充分的潤滑。在起吊之前，需要對隔震支座法蘭盤底面進行油漆修補。將橡膠隔震支座懸掛在下支墩表面上方約2cm 的位置，確保螺栓孔與下部位置基本對齊。

2）安裝過程中，首先安裝3 個角中心的預埋套筒，并進行下降觀察，以確保其他預埋套筒與法蘭板對準。隨后，在隔震支座下部的開孔中連接全部的螺母，且基于正偏差進行試穿。

3）使用力矩扳手對螺栓進行對稱擰緊，并在短時間內(nèi)依次完成。在擰緊過程中避免使用過度力量以防螺絲脫扣，連接板安裝完畢后，使用鋼板尺對連接板和螺栓的平面進行校驗，確保它們在同一平面上。在擰緊螺栓時，請勿使用敲打等不當方法，以避免損壞連接部件。在橡膠隔震支座上的連接板上的螺栓孔和吊裝螺孔處，使用高強水泥進行封堵，并確保表面平整。在進行構(gòu)件連接時，務必保持構(gòu)件摩擦面的清潔和干燥，以確保連接的可靠性。同時，建議避免在雨中進行作業(yè)，以免對施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。安裝結(jié)束后還需要設置一定的防護措施，避免受到外部的干擾，如雨水進入。橡膠墊安裝結(jié)束后還需要進行檢查，確保支座與軸線的中心重合，此后還需要通過儀器復測，控制其中心偏差不超過5mm。

2.6 橡膠隔震支座復核

在以上安裝操作結(jié)束后，應該通知相關方及時驗收。驗收時主要是基于儀器來復核支座軸線位置，控制對應的平面誤差小于±6mm。此外還需要復核水平度和標高相關參數(shù)，確保標高的偏差低于±5mm，頂面的偏差低于8‰，而對應的水平度偏差不應超過5‰。在驗收過程中，應詳細記錄相關數(shù)據(jù)以作為驗收的依據(jù)。通過以上措施，項目隔震支座安裝合格率可達到95%以上。

2.7 橡膠隔震支座上部構(gòu)造安裝

1）在上支墩的預埋套筒和預埋錨筋固定后，進行上支墩底模的安裝。需要注意在混凝土澆筑過程中避免給底模板施加過大的豎向壓力。若底模板的支撐剛度不足，則應該適當?shù)恼{(diào)節(jié)其標高，主要是控制其略高于法蘭板頂面，這樣可避免澆筑后陷入問題。

2）進行上支墩鋼筋綁扎。在此過程中需要先根據(jù)設計圖紙綁扎上支墩鋼筋，在檢查無異常后安裝支側(cè)模板，最后進行混凝土的澆筑。

3）在澆筑完成后，應該根據(jù)一定的次序拆支模，且對隔震支座法蘭板的油漆進行適當?shù)男迯吞幚?，全部操作結(jié)束后需要檢查，確保無異常。

3 結(jié)語

2010 年版建筑抗震設計規(guī)范引入了大量新標準和規(guī)范，同時在市場需求促進作用下，隔震技術取得了重大進展。在減震建筑領域，隔震支座被廣泛采用。在官渡區(qū)人民醫(yī)院遷建項目中，引入了以上技術有效地提高了隔震支座的位置精度。根據(jù)實際的經(jīng)驗可知，這種施工方法操作簡單，施工質(zhì)量高，成本低，對提高建筑工程質(zhì)量有重要保障作用，表現(xiàn)出較高實際應用價值。