橡膠隔震墊技術在博物館工程中的應用

鄭邦全

摘要：本文介紹橡膠墊隔震墊技術的性能特點在工程中的施工應用，與同行共同探討。

關鍵詞：橡膠隔震墊性能特點；施工工藝；質量控制；驗收評定；經濟性

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，平面形狀復雜。本工程按8度抗震烈度設計，采用夾層橡膠隔震墊。根據(jù)工程的地理位置和預防潮水侵蝕，夾層橡膠隔震墊設置在第二層（+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埋件尺寸大于柱頂斷面尺寸需在柱頂做擴大部分。

2 橡膠隔震墊性能特點

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

橡膠隔震墊是具有代表性的隔震裝置，其特點有：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?shù)淖枘岜龋苡行У匚盏卣鹉芰浚瑴p少上部結構的地震反應；它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風荷載和輕微地震，當特大地震發(fā)生時，又能自由柔性滑動，而變形過大時，剛度回升起反鎖作用，具有保護和限位作用；具有較大的復位能力，在多次地震中自動瞬時復位。它耐久性能好，產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；具有耐反復荷載、耐疲勞、耐老化等特性；構造簡單，安裝檢測、修復替換方便；且可使上部結構設計自由靈活；工程應用實例已成功地經受了真實地震的考驗。

橡膠墊隔震技術可稱為結構減震控制技術，其確保建筑房屋在任何強地震中不破壞，不倒塌，并保證上部結構房屋內的裝修、物品、設備及人身的安全。同時也適用于橋梁、鐵路、設備等隔震裝置中，是一種目前世界上應用最多的隔震器。

3 橡膠隔震墊的施工工藝

3.1 主要技術、材料、機具準備

施工人員需熟悉圖紙嚴格按照設計意圖及施工規(guī)程操作，橡膠隔震墊生產廠家提供一些必要的技術指導，進行工程技術交底，對工程質量的監(jiān)督及驗收。

橡膠隔震墊、螺母、螺栓及其預埋鋼板數(shù)量及驗收。

精密水平尺，水平儀，經緯儀，普通扳手，電焊機。

3.2 橡膠隔震墊的施工安裝流程

首層柱頂結構(或建筑基礎)施工——橡膠隔震墊安裝——建筑上部結構施工。

橡膠隔震墊施工安裝順序：柱頂做擴大部分鋼筋綁扎成型→柱模板安裝→隔震墊的螺栓預埋定位（下端定位箍筋與主鋼筋焊接）→預埋隔震鋼板與預埋螺栓的上下螺母調平固定→復核預埋鋼板中心線→核對平整度準確后固定擰緊→澆灌砼密實、找平柱頂平面→二次核對鋼架中心線、平整度→砼養(yǎng)護→拆模板→質量檢查→隔震鋼板及橡膠隔震墊安裝→上下的預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→上部結構鋼筋綁扎成型→核查預埋螺桿連接鋼板中心線及平整度→澆注砼→養(yǎng)護成型。

3.3 橡膠隔震墊的施工安裝主要質量控制工作面：

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

3.3.2 預埋隔震鋼板與預埋螺栓的上下螺母調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，要認真核算、標識，一是通過經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埋隔震鋼板高程定位尺寸；三是通過調節(jié)預埋螺栓的上下螺母用精密水平儀進行校核預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埋螺栓定位模具的中心線及預埋隔震鋼板的中心線對齊。保證預埋隔震鋼板和預埋螺栓的軸線定位、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行以確保預埋隔震鋼板和預埋螺栓的軸線定位、高程定位、平整度的精確度。因為柱的支座處鋼筋密集，混凝土澆注至預埋隔震鋼板下約100cm處，在用混凝土振動棒對柱下段的混凝土進行攪拌密實后，同時核對預埋隔震鋼板和預埋螺栓的軸線定位、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級細石混凝土進行澆注并且人工用鋼筋棒攪拌混凝土密實后，對柱的水平面進行壓平，再次用精密水平尺和水平儀進行核對預埋隔震鋼板的軸線定位、高程定位、平整度的精確度。混凝土終凝時要專人及時進行養(yǎng)護。以保證混凝土的強度和預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到設計強度后進行和進行上部結構施工。橡膠隔震墊的安裝是上、下預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帽，防止松動移位。安裝完畢后再核對上、下預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，經檢測無誤后方可進行上部結構支模施工。

3.4 橡膠隔振墊的質量驗收評定

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、產品性能出廠檢驗報告。

3.4.2 對進場的橡膠隔振墊產品及配套安裝連接件的數(shù)量及型號進行確認，產品的形狀及尺寸是否符合設計標準，產品有無缺陷、破損等。并做驗收檢查記錄。

3.4.3 預埋鋼板、螺桿、螺母均應符合質量標準并且進行防腐處理，鋼板的焊接質量應符合規(guī)范標準，為防止鋼板過熱變形應進行分層施焊。并做驗收檢查記錄。

3.4.4 橡膠隔振墊安裝時，下部結構混凝土的強度應達到設計要求的50%以上及規(guī)范規(guī)定的混凝土密實、無蜂窩、麻面及漏筋現(xiàn)象，并做好施工記錄。

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

4 橡膠隔振墊技術應用在施工過程的一些問題

4.1 本工程橡膠隔振墊設置位置使樓梯、電梯、構造柱等都必須和一層板柱設置水平隔離縫，各種管道、避雷設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還缺少完整的施工驗收、評定規(guī)范和標準及隔震墊的施工定額。

5 橡膠隔振墊技術的經濟性

隔振建筑在大地震時能完好無損，而抗震建筑則嚴重損壞，如唐山大地震、汶川大地震等建筑所造成嚴重損壞。隔震建筑的工程造價比抗震建筑增加部位是：橡膠隔震墊構件、設備線管柔性連接，造價減少部位是隔震建筑上部結構構件截面減少等。通過規(guī)范化、標準化生產橡膠隔振墊產品、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，使橡膠隔振墊技術廣泛應用到實際工程中。同時也推動一定經濟效益、社會效益。本工程成功的經驗成為許多同行來訪者對隔振建筑建設的橡膠隔振墊技術進行交流探討借鑒。