福建省建筑應用隔震技術施工及構造問題分析

王曼婷 余生輝 邱蘊佳 何方祥 黃凈

(福州大學土木工程學院 福建福州 350108)

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福建省建筑應用隔震技術施工及構造問題分析

王曼婷 余生輝 邱蘊佳 何方祥 黃凈

(福州大學土木工程學院 福建福州 350108)

隔震技術在福建省的應用與推廣已趨于成熟并得到工程界的廣泛認可，但隔震建筑的施工及管理過程中仍存在一定問題。為了規范福建省隔震建筑的建設及施工維護管理，通過搜集整理資料、實地調研在建與已建隔震建筑、同相關單位研究討論等方式，對隔震施工技術及其構造處理進行分析。結合福建省建筑工程施工質量驗收統一標準的要求與《建筑隔震工程施工及驗收規范》，指出目前福建省建筑結構應用隔震技術存在的問題及其成因，并據此從施工管理、維護管理兩個方面提出了具體改進建議。

隔震技術；隔震構造；質量驗收；施工管理；維護管理

0 引言

我國建筑隔震技術從1993年起步，據不完全統計，至2014年我國國內已建成的隔震建筑超過3 000棟，而福建省隔震建筑在全國總量中所占比重較低。同時，福建省業界對于隔震技術的安全性、經濟性、耐久性等方面認識不夠到位，相關建設單位也缺乏設計、施工和管理經驗。除此之外，圖紙審查和質量監督等相關單位缺乏隔震基礎知識，沒有足夠的能力進行隔震工程的圖紙審查和施工質量監督，暴露出很多問題，亟需解決。

在隔震技術的研究方面，吳應雄等人認為，施工質量問題會直接導致隔震建筑無法達到理論的減震效果，嚴重的會導致地震時上部結構無法運動[1]。王兆樑、吳應雄[2]對某基礎隔震結構的設計進行了研究，薛彥濤[3]等對建筑結構的隔震技術的現狀和應用進行了研究，盧夢超[4]等基于價值工程對建筑應用隔震技術的決策進行了分析與研究。然而目前國內外學者對于隔震建筑施工及維護管理方面關注較少。基于此，對福建省已建成的隔震建筑展開現狀調研，從設計、施工、監管等角度對隔震技術在福建省應用中存在的問題進行分析，并且針對這些問題，提出修改意見。

1 隔震技術概況

隔震技術是指在建筑物下部結構與上部結構之間，設置一層由橡膠支座、阻尼器等設備組成的水平向隔震系統，形成柔性底層以吸收和耗散能量，是一種以隔減震、以柔克剛的抗震方法。隔震建筑的技術特點，能夠有效解決當前建筑防震減災領域所面臨的安全性、適用性、經濟性的問題。

福建省第一棟應用隔震技術的建筑是1999年泉州洛江區的某6層框架結構住宅，該建筑由福建省建設廳和同濟大學共同設計，采用底層柱頂隔震形式，建筑面積1 500m2。至2016年1月，福建省在建和已建成的隔震建筑共計約26棟，其中初步應用工程3棟，試點建設工程9棟，推廣應用工程14棟，主要分布于廈門、泉州、福州、莆田等地。其中隔震形式主要有基礎隔震和底層柱頂隔震，主體結構形式主要有框架結構和框剪結構。

2 福建省隔震工程施工存在問題及成因

汶川大地震發生以后，政府開始逐漸重視隔震技術的應用，目前福建省內已建成的隔震建筑達二十余棟。這些建筑的隔震裝置均采用國產隔震橡膠支座，建設周期一般為2年左右。但這些工程在材料檢驗、施工管理、運營維護和質量監督方面存在著標準不明確、各單位配合不緊密，溝通不當等問題。同時，由于各個參建單位與政府有關部門對隔震技術不熟悉，政府質量監督和監理單位當時沒有相關的施工及驗收規范作為依據，無法進行妥善的質量監督和工程監理，而施工單位僅按圖施工，不理解隔震技術的基本要求，因而施工過程中出現了很多問題。

2.1 協調溝通問題

(1)設計

為滿足隔震建筑的使用性能，需要隔震層及穿越隔震層的管線設備協調運作，因此要求建筑、水電管線、暖通設備等專業對隔震原理具有統一的認識，并且各專業間應保持良好的溝通。但在目前的隔震結構設計過程中，各專業缺乏配合協調，因此在設計圖紙中未明確體現穿越隔震層的設備管線應采用柔性連接，或者其設計方案不滿足實際施工條件，這樣的設計會使建筑在地震時產生不必要的非結構性破壞。

為了保證隔震層在地震作用下能自由平動，要求穿過隔震層的配線、配管需采用柔性連接并且需預留足夠的可變形長度，防止其在地震時阻礙隔震層水平平動，同時不被破壞而發生次生災害。但由于設計時各專業間溝通不當、設計與施工溝通不及時，導致在實際施工驗收中發現穿越隔震層的管道不滿足地震時管線的水平變形要求，這將最終導致地震時管線發生破壞。尤其是燃氣、給水等保障性管道在地震發生破壞時，將喪失重要功能或引發火災等次生災害。

(2)施工

在《建筑隔震工程施及驗收規范JGJ360-2015》實施前，我國尚無針對隔震建筑施工工藝的實用型工法，施工工藝、施工流程、施工器具、施工人員技術培訓等沒有標準，對隔震建筑的隔震支座安裝、上下支墩的質量控制沒有統一的標準。在施工過程中，監理單位和施工單位對隔震技術不熟悉，沒有相關的隔震建筑施工管理經驗，也沒有與設計單位進行事先的溝通，按照傳統做法施工，因此延誤了施工工期。

調研中發現在施工過程中，部分隔震項目存在著支座安全偏位、支座上下支墩澆筑不密實等關鍵節點處的缺陷，削弱隔震技術的應用效果。此外，施工單位在隔震節點構造處理上非常粗糙，例如室內樓梯下部樓梯板應與上部留有能夠水平變形的斷縫，而施工單位處理的斷縫使得上下梯板水平變形相互抵觸等。這些問題主要歸咎于施工單位和施工人員對于隔震技術的陌生。而設計單位在施工前期也沒有和施工單位進行詳細的技術交底以說明隔震建筑施工過程中需注意的事項，同時在施工過程中與施工單位溝通不及時，也對施工質量造成了很大影響。

(3)政府職能部門

由于2015年12月前我國還沒有頒布隔震施工與驗收規范，監督部門按照常規的工程進行監督，對隔震技術不了解，甚至干擾施工，亂發停工通知，嚴重影響工期和施工單位的積極性；對建筑抗震的重要性認識不到位，對因隔震技術應用帶來的建筑構造問題處理馬虎，僅僅對隔震支座進行質量控制。

2.2 構造及施工問題

(1)隔震預埋件安裝不規范

下預埋板定位是整個隔震層施工質量控制的關鍵。因此，下預埋板定位安裝質量成為隔震層施工控制和監督的要點。若下預埋板的定位不精準，板下混凝土澆筑不勻，則難以保證混凝土澆筑質量和支座密貼程度。同時下支墩(柱)的節點處鋼筋密集，常存在與下預埋板的套筒或錨筋位置沖突的問題，圖1所示為下預埋板安裝，圖2所示為隔震支座安裝問題。

(2)隔震縫未起到作用

隔震結構的優勢在于在建筑物上部結構與下部結構之間設置一層由隔震裝置和隔震縫組成的隔震層，能使隔震層上部結構在地震時水平平動，從而阻隔地震能量向建筑物上部傳遞，顯著地降低上部結構的地震響應。

然而在調研過程中發現，部分隔震建筑在隔震縫處采用剛性材料填充，致使隔震建筑水平位移受到阻礙，隔震縫作用沒有充分發揮，從而導致不必要的破壞，例如梯段板裝飾面層堵塞隔震縫，如圖3所示；隔震層蓋板與室外水溝內側相接，障礙水平位移，如圖4所示。

(3)混凝土澆筑質量差

隔震支座應滿足結構所需的剛度和豎向承載力。而在施工過程中，由于上下支墩鋼筋較密，給混凝土施工帶來一定困難，同時因為上支墩模板底模為隔震支座預埋板，因此模板底模與側模間存在較大縫隙，容易造成漏漿，而施工人員經驗不足，沒有對此引起重視，進一步對混凝土澆筑質量造成影響。這將使得混凝土強度達不到設計要求，從而影響結構性能。如圖5所示，施工導致隔震支座節點混凝土澆筑質量差。

2.3 維護問題

相比于普通建筑，隔震建筑隔震層維護檢修對隔震設備的有效運作起到至關重要的作用。但調研中發現，隔震建筑中的隔震支座、柔性管道連接和隔震縫等日常和震后的檢查維護工作大多處于被忽視狀態。隔震建筑的業主單位(物業管理單位)缺少日常檢查維護計劃，缺乏對隔震建筑移動空間的保障。此外，多數隔震建筑附近缺乏“禁止傾倒垃圾”“禁止堆放雜物”以及“地震來臨時禁止逗留”等標識。

走訪隔震工程發現，業主對建筑抗震的重要性認識不到位，對隔震技術應用帶來的建筑構造處理問題不了解，在使用過程中，采用回填的土體、實心的墻體和臺階以及后期擅自將隔震縫用剛性的面磚裝飾堵塞，都會將隔震縫封堵，阻礙隔震建筑的水平變形，如圖6所示；或將室外地坪面加高，阻礙隔震建筑水平變形如圖7所示。

3 解決建議

3.1 加強施工管理，保證隔震工程質量

施工單位應嚴格執行國家有關工程建設強制性標準并強化施工質量過程控制。對于隔震裝置及其構造措施的安裝施工，要結合工程實際編制專項施工方案，落實設計圖紙會審中的交底內容。工程竣工后，應配合編制隔震工程使用說明書。

對于隔震預埋件安裝不規范的問題，已有一些相對成熟的下預埋板定位的施工方法。主要有短鋼筋頭結合楔形木墊塊定位、短鋼筋棍定位、地腳螺栓與鋼筋網片結合定位、定型模具和專用支架定位4種方法。在實際隔震建筑施工中，可根據現場的資源配置情況選擇合適的定位方法進行下預埋板定位，從而保證預埋構件定位的準確性以及隔震支座的安裝質量。

對于隔震縫不能充分發揮作用的問題，施工單位應清楚以下兩點：第一，隔震縫內應填充瀝青等柔性材料，表面材料應允許地震時產生破壞，一般多用塑料板封口。第二，為了滿足隔震建筑所需的移動空間，隔震層墻體的構造施工需做特殊處理，以避免形成阻擋，造成建筑無法發揮隔震效用。基本原則是，隔震建筑四周及墻體需設置水平和豎向隔震縫，水平隔震縫應大于1.2倍罕遇地震作用下的隔震層最大位移且不小于200mm，豎向隔震縫應取為1/20的隔震支座橡膠層總厚度，且不少于15mm[5]。

對于混凝土澆搗質量存在的問題，首先要確保施工人員的素質基本齊平，其次對施工的監管要到位。在澆筑混凝土時，嚴禁施工作業人員踩踏承臺鋼筋、模板及埋件。混凝土澆筑完畢后應及時將預埋板面的殘余混凝土清除并用抹布擦拭干凈。澆筑上支墩混凝土時，應將隔震支座用塑料布包裹，防止混凝土漿體污染隔震支座。在混凝土澆筑完畢后立即對預埋板的安裝偏差進行復核，判斷混凝土澆筑對預埋板安裝有無影響

同時，監理單位應針對工程的具體情況制定監理規劃和監理實施細則，隔震裝置安裝階段應根據監理合同的約定內容實施旁站監理。各級工程質量監督機構要加大對隔震工程的巡查力度，重點檢查進場的隔震支座、消能支撐的產品型式檢驗報告和質量檢測報告，檢查隔震裝置以及預留隔震溝(縫)和柔性連接等構造措施的安裝和施工情況。

3.2 完善使用管理，保障隔震建筑使用性能

(1)使用要求

為了讓使用單位了解隔震建筑特性、隔震原理以及基本的隔震維護措施，并且在后期能更好地發揮隔震建筑的作用，建設單位應向使用單位提供隔震工程使用說明書，并且在消能減震部件以及預留隔震溝(縫)和柔性連接等構造措施的部位作出標識，同時在工程顯著部位鑲刻銘牌，標明工程抗震設防烈度和隔震類別等重要信息。

此外，隔震工程業主單位(物業管理單位)應確保隔震工程的正常使用，不得隨意改變、損壞、拆除隔震裝置或填埋、破壞隔震構造措施，阻礙隔震層水平平動。

(2)維護要求

隔震建筑的維護檢查可分為常規檢查、定期檢查、應急檢查。一般隔震建筑工程竣工驗收前，施工單位會提交由支座和阻尼器生產廠家、設計等單位編寫的使用維護手冊及維護管理計劃，隔震建筑使用單位可據此安排隔震建筑的維護檢查工作。

常規檢查應每年進行一次，檢查方式可采用觀察方式。定期檢查應為竣工后的3年、5年、10年，10年以后每10年進行一次。除支座的水平變形和豎向壓縮變形應使用儀器測量外，其他項目均可通過觀察方式進行檢查。當發生可能對隔震層相關構件及裝置造成損傷的地震或火災等災害后，應及時進行應急檢查。

隔震建筑工程除對建筑常規維護項目進行檢驗、檢查外，還應對隔震建筑特有的項目進行檢驗、檢查。檢查項目可包括支座、阻尼器、隔震縫、柔性連接等。若建筑安裝有監測儀器的，應定期收集監測數據。地震、火災、水淹、風災等災害發生后，應對隔震裝置進行仔細檢查。發現變形、損壞等異常情況時，應及時聯系有關單位進行修復或更換。

(3)責任落實

隔震裝置的生產廠家應對產品的質量負責。生產廠家提供的隔震產品必須通過檢驗，出廠時應明確標注有效使用年限。若隔震裝置在質保期內出現產品質量問題，生產廠家應及時予以免費維修或更換，并按合同約定承擔相應的賠償責任。

隔震工程需要進行維修、改造的原工程勘察設計、施工單位應負相關責任，并且有義務提供有償的勘察、設計、咨詢、施工服務。因工程質量問題需進行維修的，由相關質量問題責任主體承擔全部工程費用。

4 結語

(1)福建省應用隔震技術愈發成熟，但在建設管理、工程設計、施工質量和運營維護等方面仍存在溝通協調、隔震縫預留寬度不足、隔震預埋件和混凝土施工質量差、工程維護管理不到位等問題。

(2)經過實地調查針對現存問題提出具體修改意見，建議政府職能部門應提升對建筑抗震防災重要性的認識，對隔震技術的應用給予鼓勵和政策支持，并制定規范標準及監管條例。建設相關單位應勇于接受新技術，提升隔震設計、施工、監管經驗，從而保障施工過程順利展開。此外，使用單位應根據使用說明書對隔震建筑進行定期的維護檢查工作，從而保證隔震建筑能夠發揮作用。

[1] 吳應雄，陳驍，邵奕夫，等.水平初位移條件下實際隔震結構現場測試[J].水利與建筑工程學報，2015(06)：100-106.

[2] 王兆樑，吳應雄.某基礎隔震結構的設計與應用研究[J].福建建筑，2013(06):6-8+11.

[3] 薛彥濤.建筑結構隔震技術現狀與應用[J].建筑結構，2011(11):82-87.

[4] 吳應雄，盧夢超，吳小清.基于價值工程的建筑應用隔震技術決策分析[J].土木工程與管理學報，2015(03)：16-21.

[5] GB50011-2010建筑抗震設計規范[S]．北京：中國建筑工業出版社，2010．

Analysis of construction and structure problems of the application of seismic isolation technique in the buildings of Fujian Province

WANGMantingYUShenghuiQIUYunjiaHEFangxiangHUANGJing

(College of Civil Engineering Fuzhou University，Fuzhou 350108)

Although the application and promotion of isolation technology in Fujian province have become mature and been widely recognized in the field of engineering.Some problems still exist in the process of both construction and maintenance of isolated buildings.In order to standardize construction ,maintenance and management of isolated buildings in Fujian Province, through the collected data, field research of constructing and constructed isolated buildings, negotiation with relevant departments, we analyzed the structure process and the construction technology.Combined with construction engineering construction quality acceptance standard in Fujian Province and “Code for Construction and Acceptance of Isolation Buildings”, we pointed out problems with building structures using seismic isolation technology existed in Fujian Province at present and put forward the improvement methods.From two aspects of construction management and maintenance management, this paper puts forward the concrete suggestions.

Seismic isolation technique; Seismic isolation structure;Quality acceptance; Construction management; Maintenance management

王曼婷(1995.9- )，女。

吳應雄(1969- )，男,副教授

E-mail:wyxfz2006@163.com

2016-05-05

TU352.1

A

1004-6135(2016)11-0034-05