精密設備隔振基礎施工技術應用

蔣文林

精密設備隔振基礎施工技術應用

蔣文林

為解決外部振動源對精密儀器儀表的影響，本施工技術根據振動的傳播原理，隔斷振動的傳播路徑。使設備基礎與其外部接觸的截面斷開，在承重的接觸面設置有剛度的阻尼性材料，以降低振動的傳遞能量。其難點主要是基礎慣量塊與基坑側壁縫隙的控制及慣量塊側面模板的支設和拆除；慣量塊底部支撐系統的穩定性及安裝精度的控制；基坑底板與側面砼一次性澆筑成型，提高砼抗滲性能。

一、工程概況

中物院成都基地項目特種功能材料制備與應用實驗室工程等離子科技研究大廳采用混凝土獨立基礎，其中有3個房間為綠色能源實驗室，基礎采用隔振基礎，隔振基礎占地面積占整個等離子科技研究大廳面積的4.6%，3個尺寸為3.5*4.5*1.6m隔振基礎。于2015年3月20日開工，2015年6月20日竣工，本施工技術已經在特種功能材料制備與應用實驗室工程綠色能源實驗室基礎中成功應用，實施效果良好。

二、施工技術原理

本技術采用柔性法與剛性法隔振相結合，所謂柔性法是一種設置在設備基礎下的彈性體，與設備組成一個彈性系統，該彈性系統具有吸收振動能量的能力。所謂剛性法是將設備支承固定在一個比設備重量大得多的整體性好的剛性體上，可由該大塊剛體的自重和慣性抵抗自身和外界的振動干擾，使之振源振動處于較小的范圍內，甚至振不起來。

本技術在基礎底板上方按一定的間距布置專用橡膠隔振墊塊，在隔振墊塊上放置槽鋼和滿鋪壓型鋼板，組成一個彈性系統，減小振動在垂直方向上的傳遞。在彈性系統上澆筑2.5x3.0x1.15m的砼基礎（慣量塊），其質量比設備質量大得多，足以抵抗外界的振動干擾。且慣量塊四周設置隔振縫，四周縫隙表面用密封膠嵌縫，隔斷振動在水平方向上的傳遞。

三、施工工藝流程及操作要點

隔振基礎部分施工主要有以下幾點：

1.隔振基礎開挖及驗槽

隔振基礎開挖采取大開挖方式，最大開挖深度為2.613m，坑底預留300mm厚土層進行人工開挖，獨立基礎位置采用小型機械配合人工進行，挖土、整平一次成型。由于基礎位置土質屬于回填土，密實度較小，為了施工人員作業安全，基坑開挖采用放坡施工，放坡系數為1∶15，基礎開挖完成后施工單位及時通知總承包單位組織監理、地勘、設計等相關單位負責人及技術負責人參加驗槽。

2.基底土換填及密實度檢測

為了滿足設計承載力要求，基底回填土采用級配碎石換填，級配碎石粒徑小于2mm的部分不應超過總重的45%，不含植物殘體、垃圾等雜質，回填后級配碎石壓實系數≥0.97，換填后的地基承載力特征值不小于150Kpa，禁止存在回填土溢出的情況，換填高度為墊層底標高，每鋪設200~250mm采用夯機進行人工夯實，夯實完成后進行密實度檢測，檢測結果值不得小于0.97，重復以上回填工序到墊層底標高為止。

3.隔振塊、槽鋼放置

混凝土基坑模板拆除后及時進行養護，待達到設計強度要求后進行內壁處理，基坑清理完成后，首先要在基底混凝土表面按照圖紙尺寸要求進行彈線，線彈完后按照圖紙要求放置GK隔振塊 ，GK隔振塊位置及到基坑周邊位置必須與圖紙對應，在放置過程中切記要按照隔振塊使用說明及技術要求放置，盡量放置整齊。

槽鋼加工要在專業加工廠進行精加工，長度偏差要控制在+1mm~ -3mm范圍內，GK隔振塊放置到位后按照圖紙要求進行（槽鋼）安裝，槽鋼中線要與GK隔振塊中線重合，使其受力均勻，槽鋼端部距基坑內墻壁20mm且要緊貼光圓鋼筋放置。

4.圓鋼、模板安裝

隔振縫采用20mm的圓鋼與18mm膠合板配合支撐，圓鋼要緊貼基礎內混凝土面并通底，間隔為250mm，頂面宜高出膠合板200mm，在膠合板拼接縫及角部兩邊必須設置兩根圓鋼，保證在澆筑混凝土過程中膠合板不變形。為了保證施工質量，膠合板采用規格為1220*2440*18mm，在安裝過程中膠合板長邊垂直于底板且將模具延伸到惰性塊以上，以便GK塊在混凝土澆筑過程中充分受壓，在下料過程中模板寬度盡量采用整塊模板，四周進行拼模盡量減少拼接縫，保證后續混凝土交接縫處的表面平整度，高度要高出基礎頂面200mm，膠合板的紋路應與圓鋼嵌條垂直，膠合板與圓鋼在上部用鐵絲固定，下端用角鋼進行固定，在沒有得到完全支撐的膠合板接縫上使用膠合板夾進行固定，膠合板夾最長為305mm應設在中心處，膠合板安裝完成后要對膠合板表面平整度和立面垂直度進行復查，要求表面平整度與垂直度偏差不允許超出2mm，復查完成后膠合板接縫處要用密封膠進行二次密封，確保拼縫嚴密。

5.細部縫隙密封膠封堵及排氣孔施工

壓型鋼板固定完成后要對壓型鋼板周邊及模板接縫處用密封膠進行二次密封，密封膠密封完成后對模板進行界面劑涂刷。同時在壓型鋼板上按照圖紙要求鉆穿一個50mm的孔，插入一根50mmPVC管，并固定牢固，PVC管插入壓型鋼板以下50mm，周邊空隙要按照要求進行密封，如果圖紙給定尺寸與現場槽鋼位置部分重合，可按實際情況移動孔位，確保避開槽鋼和GK塊。

四、質量控制

基礎回填采用級配碎石，壓實系數≥0.97，級配碎石中不含雜土，每鋪設200~250mm采用夯機進行夯實，每夯實完一層后進行密實度檢測。

在鋼筋安裝過程中，施工人員要嚴格按照圖紙及規范要求給定的位置及間隔進行布置，基礎邊500mm范圍內鋼筋采用滿扎，500mm范圍外采用隔一綁一的綁扎方式進行鋼筋固定，鋼筋保護層厚度采用預制的砼墊塊來控制，砼墊塊強度高于基礎砼強度一個等級，即C35強度砼。墊塊按照500mm間隔梅花狀布置，要固定在外側主筋上。在預制砼墊塊時要考慮拉鉤及箍筋直徑，確保砼耐久性。

模板的制作與安裝過程中，要先進行排版，盡量減少拼縫，待模板安裝固定完成后要對模板的軸線位置、垂直度、接縫高差、表面平整度、內徑尺寸及牢固度進行檢查，自檢合格后通知監理單位進行驗收，合格后完成資料簽字后才能進行下道工序施工。

砼采用商品混凝土，澆筑前要檢查每車砼的配合比，符合設計要求后方可進行澆筑，并要求試化驗人員隨機抽取砼制作試塊，每個基礎至少留取一組標準養護試件和一組同條件養護試件。為了避免漏振，振搗工作要指定專人進行，確保砼振搗質量，在澆筑完成后8小時內至少要完成3次收面，之后要進行覆蓋濕潤養護，養護時間不少于7天。

當砼澆筑完成2天后要對基礎池壁、池底、對角線進行復查，基坑底面混凝土表面平整度必須控制在±5mm范圍內，立面平整度表面平整度必須控制在±3mm范圍內，超出規范允許值范圍的部分要及時進行打磨處理，打磨完成后要及時對打磨留下的渣子及灰塵進行處理，清理嚴禁澆水，必要時可稍微灑水濕潤，清理完成后確保基坑內干凈無水無油。

為了精確控制38mm隔振縫施工質量，現場采用上綁下頂的施工工藝固定18mm模板，模板在固定過程中要與20mm的圓鋼緊密接觸，模板上部采用鐵絲與圓鋼固定，下部用角鋼將模板頂住，為了保證接縫嚴密，接縫處采用密封膠二次密封，保證在砼澆筑過程中模板足夠穩定及接縫嚴密，在進行慣量塊砼澆筑過程中，嚴禁振搗棒與模板接觸，距模板200mm的距離應采用人工振搗，并且配專人對周邊模板進行檢查，發現有變形趨勢發生應立即停止砼土澆筑，及時對模板進行加固，必要時可將澆筑的砼全部清除。砼施工完成后第二天由機械配合專人對隔振縫的模板及圓鋼進行拆除，拆除過程中模板及圓鋼嚴禁傾斜必須垂直拔出，確保隔振縫表面平整度及垂直度滿足設計要求。模板及圓鋼全部拆除完成后立即對隔振縫進行封閉，防止土或其他垃圾掉入隔振縫內，影響隔振效果。

五、結語

本技術通過使用隔振橡膠塊和隔振縫的設置，將各類振動源與精密儀器儀表隔離，有效阻止了振動的傳播，其效果主要體現在提高建筑結構安全性能、提高精密設備的使用性能，同時提高生產效率和保障身心健康。

（作者單位：中國核工業第二二建設有限公司建設工程事業部）