復合隔振基礎施工技術

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廠房，廠房內配備許多精密的設備，占地13 000 m2，建設內容為3101、4101大廳及附屬測試用房等，是火箭水平總裝測試廠房；地上主體結構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），建筑結構為鋼筋混凝土框架結構+框排架結構+網架結構。

隔振基礎設計在1層設備安裝基礎，隔振基礎形式為：隔振層采用1層厚300 mm的潔凈中砂，中砂上面鋪設1層厚10 mm的彈性橡膠墊。

隔振原理：隔振基礎采用內外2層混凝土結構中間填充中砂，中砂表面鋪設1層彈性橡膠墊，在設備運行及發生地震時，利用中砂與橡膠墊層的緩沖來減少上部設備產生的不均衡振動，從而消弱剛性基礎反作用力對設備的損壞[1,2]。

2 隔振基礎施工特點

本工程隔振基礎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、結構層以及內殼隔振層、結構層的施工。以一組三芯3層結構隔振基礎為例，其具體結構如圖1、圖2所示。

圖1 隔振基礎俯視圖

圖2 隔振基礎剖面示意

3 施工方法

3.1 主要施工方法選擇

1）原設計隔振基礎內芯需要在外殼施工完畢后，在外殼內直接進行中間層及內芯的現澆，但根據基礎設計尺寸要求，外殼與中間層結構之間只有寬300 mm空隙，中間層與內芯結構之間只有寬100 mm空隙，不具備工人現場模板安裝操作及加固，以及后期成型后模板拆除的條件，因此經與設計及建設單位、監理單位協商后，決定不采用外殼內現澆的施工方法，更改為就近現場進行預制。

2）原設計在基礎內進行混凝土現澆，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，造成中砂墊層的污染，同時也不利于中砂墊層的夯實。

3）原設計隔振基礎內芯采用鋼板作為模板進行內芯現場澆筑，但鋼板在施工后長期接觸空氣將產生鋼板腐蝕現象，同時由于隔振基礎各結構層之間操作空間太小，后期無法進行鋼板的防腐維護處理，因此同設計協商后，決定采用現場預制，取消鋼板支座。

3.2 施工流程

定位放線→外殼結構模板支設→外殼鋼筋綁扎→外殼內側模板支設→外殼混凝土澆筑→外殼模板拆除→外殼內側防水、保護層→第1層砂隔振層（厚300 mm）鋪設、夯實→第1層橡膠隔振層（厚10 mm）鋪設→中間結構層預制、吊裝→第2層砂隔振層（厚300 mm）鋪設、夯實→第2層橡膠隔振層（厚10 mm）鋪設→內芯結構預制、吊裝→驗收

3.3 施工要點

1）定位放線?；A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外殼進行定位測量放線，確保隔振基礎位置的準確。

2）內外側模板支設。根據設計要求的隔振基礎尺寸，采用多層木模板支設外殼的外側及內側模板，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。在內模支設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，錨固應滿足要求。

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

5）防水施工。為保證土方回填后，隔振基礎內側中砂隔振層不因外側混凝土結構滲水而起不到良好的隔振作用，在隔振基礎外殼的內、外側均應進行防水施工，基礎外側采用防水卷材鋪貼，內側采用滲透結晶防水進行施工，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在完成的混凝土基礎外殼底板，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，保證吊裝內芯時，中砂不從內外基礎的縫隙間涌出。

隔振基礎的砂隔振層在鋪設夯實過程中，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芯吊裝的過程中，內芯就位會對砂隔振層產生不均勻沉降，因此需要重復幾次吊裝并對砂隔振層進行調整，同時在外圍架設1臺DJ2水準儀，通過測量使內芯四角最終達到設計標高（圖3）。

圖3 內芯混凝土結構吊裝示意

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

8）中間層隔振基礎與內殼隔振基礎做法同外殼，為保證在中間層與內殼隔振層結構施工的過程中不破壞隔振層，中間層與內殼隔振基礎均為場外預制，現場采用250 kN汽車吊進行吊裝，有效地保證隔振層的完整性。

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

3.4 施工測量

1）在施工階段，對隔振基礎吊裝過程的變形進行測量并形成文字記錄；

2）在設備安裝階段，對設備安裝過程中基礎內芯豎向變形進行測量并形成文字記錄；

3）在設備運行階段，制訂定期對隔振基礎的變形測量、檢查及維護計劃。

4 材料進場檢驗試驗

4.1 中砂

1）中砂進場后應進行檢測，確保砂的級配屬于中砂；

2）隔振基礎在鋪設中砂墊層前，應采用自來水將中砂沖洗干凈，保證中砂內沒有腐蝕性的有機物；

3）隔振基礎在鋪設中砂墊層前，基礎內應清理干凈，中砂內含水率不能超出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符合JG 118—2000的要求。

5 質量控制

隔振基礎鋼筋、模板、混凝土施工過程質量控制均嚴格按照專業質量驗收規范標準要求。本工程隔振基礎的質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構與外殼結構層之間、中間層與中心混凝土結構之間間距太小，不利于模板支設及拆除。

根據本工程特殊性，進行綜合考慮后，決定將中間層與中心混凝土結構在專有場地進行制作澆筑，混凝土構件上留有吊鉤，在混凝土構件制作完成后進行吊裝至外殼中間砂及橡膠墊層上。在構件吊裝前，應保證砂墊層的密實度，以及構件與外殼之間的定位關系。此做法能夠減少傳統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，我們加強技術力量，成立以技術總監為首的技術小組，對隔振基礎施工過程存在的問題進行攻關，同時采用現澆結合預制的方法來解決隔振基礎施工中存在的問題，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 隔振基礎成品保護

1）在隔振基礎內芯的現場吊裝過程中，應加強內芯的成品保護工作，吊裝過程中的吊點應提前確認，保證內芯在吊裝過程中不與外部結構碰撞而產生結構破壞；

2）內芯在吊裝過程中應平穩下降，并控制內芯吊裝過程中對下部隔振層（砂、橡膠墊）不產生原則性的破壞；

3）隔振基礎內芯吊裝完成后，內芯及中間結構層、外殼之間應采取密封及降水保護措施，不允許雨水及施工養護用水進入到基礎內浸泡隔振層；

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