建筑隔震施工關(guān)鍵技術(shù)探討
——以萬輝星城學(xué)校一期項目為例

何 堅

(廈門特工開發(fā)有限公司 福建廈門 361000 )

建筑隔震施工關(guān)鍵技術(shù)探討
——以萬輝星城學(xué)校一期項目為例

何 堅

(廈門特工開發(fā)有限公司 福建廈門 361000 )

以萬輝星城學(xué)校一期項目為例，介紹了隔震機理、隔震施工工藝流程,尤其是支墩預(yù)埋件的定位與安裝、下支墩澆筑、隔震支座安裝、上支墩鋼筋綁扎及隔震層混凝土澆筑等關(guān)鍵施工要點，并從經(jīng)濟(jì)層面上分析了其優(yōu)越性。結(jié)果表明：上部結(jié)構(gòu)模型為隔震結(jié)構(gòu)后，雖然增加了隔震費用，但建筑面積增大、混凝土用量及含鋼量降低。

隔震技術(shù)；施工工藝；控制要點；經(jīng)濟(jì)性

1 工程概況

萬輝星城是廈門住宅集團(tuán)在云南省昆明市投資開發(fā)的造鎮(zhèn)大盤，占地面積約188.66hm2，規(guī)劃總建筑面積約200萬m2。萬輝星城學(xué)校一期項目總建筑面積2.3萬m2，總投資為7500萬元，項目建成后將成為區(qū)域的重要教育配套。

萬輝星城學(xué)校一期場地屬川滇南北向構(gòu)造帶活動區(qū)域性大斷裂斷裂的南段，設(shè)計使用年限50年，地震設(shè)防烈度為八度(0.2g)，項目由綜合樓(E型連體建筑)、食堂和宿舍樓組成，均為框架結(jié)構(gòu)。采用隔震技術(shù)的為綜合樓、宿舍樓，其中綜合樓建筑面積14 048.98m2、建筑高度為16.80m。宿舍樓建筑面積為7250.8 m2、建筑高度為21.6m。隔震層設(shè)置于一層結(jié)構(gòu)梁板下，以疊層橡膠隔震墊作為隔振器，基礎(chǔ)上下混凝土結(jié)構(gòu)形成隔震層，共計采用橡膠隔震支座154個，其中綜合樓116個、宿舍樓38個，支座直徑為400mm～800mm。

2 隔震技術(shù)特點

隔震技術(shù)的機理是“以柔克剛”，因為隔震層很“柔”，地震時能產(chǎn)生很大的變形，從而使上部結(jié)構(gòu)遭受的地震力僅相當(dāng)于不隔震房屋的10%～20%[1]。

目前，一些學(xué)者對隔震技術(shù)的工作機理、設(shè)計方法做了系統(tǒng)的研究，對隔震技術(shù)的施工安裝方法、注意事項等研究或總結(jié)較為少見。文獻(xiàn)[2]針對大跨度結(jié)構(gòu)、文獻(xiàn)[3]針對巨型鋼結(jié)構(gòu)分別就隔震支座預(yù)埋件安裝方法等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了研究。但針對橡膠支座與混凝土結(jié)構(gòu)的連接做法尚不系統(tǒng)全面，也存在一些質(zhì)量通病，如下支墩鋼筋籠主筋與預(yù)埋定位鋼板板底間距過大(超過保護(hù)層厚度)，預(yù)埋套筒、預(yù)埋定位鋼板、隔震支座法蘭板不能焊接，螺栓、支座被混凝土污染等。

圖1為橡膠支座安裝示意圖。其中，預(yù)埋套筒及錨筋的定位固定、隔震支座與上、下支墩的連接也是影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖1 橡膠支座安裝連接示意圖

3 隔震支座施工工藝

3.1安裝工藝流程

下部結(jié)構(gòu)施工→隔震墊及上下預(yù)埋鋼板進(jìn)程驗收復(fù)檢→建立隔震支座的平面測量控制網(wǎng)→下支墩預(yù)埋件支撐架安裝→隔震支座預(yù)埋鋼板的錨腳鋼筋施工→下支墩預(yù)埋鋼板就位→復(fù)核下支墩預(yù)埋鋼板標(biāo)高軸線及水平度→固定下支墩預(yù)埋鋼板→模板及鋼筋安裝混凝土澆筑→安裝隔震墊及上支墩預(yù)埋鋼板→臨時保護(hù)措施→繼續(xù)上部結(jié)構(gòu)施工。

3.2隔震施工技術(shù)控制要點

3.2.1下支墩預(yù)埋件與梁柱鋼筋安裝

預(yù)埋件一般通過錨筋與結(jié)構(gòu)連接。在施工中，往往由于相應(yīng)結(jié)構(gòu)部位配筋較密集，導(dǎo)致錨筋的定位安裝較為困難，也影響了錨筋位置的準(zhǔn)確性。為此，提出了以下幾個措施，確保錨筋位置的準(zhǔn)確性。

(1)加工定位板，將預(yù)埋套筒上口及膠套下口事先與定位板采用螺栓擰緊固定，保證套筒安裝定位的準(zhǔn)確性。在定位板4個角部位對應(yīng)的下支墩(柱)主筋上點焊短鋼筋，來確定定位板的平面位置。通過調(diào)整短鋼筋的長短來調(diào)整定位板的標(biāo)高和平面度。

(2)在預(yù)埋錨筋上加工一段螺紋，通過螺紋的形式與預(yù)埋套筒連接，實現(xiàn)預(yù)埋件連接的可靠性。

(3)將擰緊后的預(yù)埋件放入下支墩鋼筋中， 按圖紙要求調(diào)整預(yù)埋件標(biāo)高、平面位置、水平度。在安裝過程，采用全站儀或經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，通過及時的測量反饋指導(dǎo)吊裝過程，及時有效地進(jìn)行調(diào)整定位。圖2為下支墩預(yù)埋套筒錨筋及定位板定位示意，圖3為相應(yīng)的現(xiàn)場安裝現(xiàn)場施工圖。

圖2 下支墩預(yù)埋套筒錨筋及定位板定位示意圖

圖3 下支墩預(yù)埋件現(xiàn)場安裝圖

3.2.2下支墩澆筑

混凝土澆筑過程中，避免振動棒碰到定位板及錨筋引起其移動跑位，同時避免工人踩踏定位板。如混凝土澆筑過程中發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件定位發(fā)生偏移，立即停止?jié)仓炷?，在對預(yù)埋件進(jìn)行重新定位后方可繼續(xù)澆筑混凝土。

現(xiàn)場施工方可根據(jù)施工難度和現(xiàn)場條件采取二次灌漿或二次澆筑， 但二次灌漿時必須在混凝土初凝前完成，以保證混凝土澆筑質(zhì)量?；炷翝仓駬v孔位置處理平整，不能出現(xiàn)高低不平整。混凝土初凝階段完成前，將定位板取出，對下支墩頂面進(jìn)行人工找平。圖4為下支墩混凝土澆筑圖。

圖4 下支墩混凝土澆筑

圖5 下支墩頂面復(fù)核

3.2.3安裝隔震支座

混凝土養(yǎng)護(hù)至下支墩(柱)混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的 75%以上時，進(jìn)行隔震支座安裝。隔震支座安裝前，將定位板及下支墩(柱)表面的砂漿或雜物清理干凈，同時對支墩頂面的水平度、中心位置、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，確保滿足規(guī)范要求方進(jìn)行隔震支座安裝，如圖5所示。隨后，拆除螺栓及膠套準(zhǔn)備進(jìn)行吊裝。吊裝前確認(rèn)每一支墩(柱)上的隔震支座直徑、類別(有鉛芯支座、無鉛芯支座、滑板支座)核對圖紙，吊裝前仔細(xì)確認(rèn)每一支墩(柱)上的隔震支座直徑、類別(有鉛芯支座、無鉛芯支座、滑板支座)。

吊裝支座時輕舉輕放，防止損壞支座和下支墩混凝土。待隔震支座下法蘭板螺栓孔位與預(yù)埋鋼套筒孔位對正后，將螺栓擰入套筒。螺栓應(yīng)對稱擰緊，螺栓緊固過程中嚴(yán)禁用重錘敲打。隔震支座安裝完成后用全站儀或水準(zhǔn)儀逐一復(fù)測隔震支座頂面標(biāo)高、平面中心位置及水平度并記錄成表。

吊裝搬運過程中，注意現(xiàn)場人員的人身安全，不得用堅硬的東西擠壓碰隔震支座保護(hù)橡膠，以避免保護(hù)膠損傷，影響隔震支座使用壽命。圖6為現(xiàn)場支座隔震支座吊裝過程。

圖6 隔震支座吊裝

3.2.4上支墩鋼筋綁扎及隔震層混凝土澆筑

依次綁扎上支墩鋼筋、上支墩鋼筋與隔震支座法蘭板之間采取相應(yīng)措施按要求留夠保護(hù)層厚度。上支墩鋼筋與隔震支座法蘭板之間，采取相應(yīng)措施按要求留夠保護(hù)層厚度)，支側(cè)模，澆筑混凝土。圖7為現(xiàn)場上支墩鋼筋與隔震支座的連接體圖。隔震層構(gòu)件施工方法與常規(guī)做法基本相同。

圖7 上支墩鋼筋綁扎

4 隔震技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

4.1短期經(jīng)濟(jì)效益分析

達(dá)到相同抗震能力的前提下，采用隔震技術(shù)，可以減小結(jié)構(gòu)的截面尺寸尺寸、配筋率，同時結(jié)構(gòu)跨度可以增大和房屋高度可以增加等等。主要體現(xiàn)在：①上部結(jié)構(gòu)梁柱截面減少，建筑面積增加，建筑功能更好使用，含鋼量及混凝土用量減少。②隔震支座相比未使用隔震技術(shù)的模型更優(yōu)化，造價更低。

表1為該項目初步設(shè)計所采用的非隔震方案與最終采用的隔震方案的在建筑面積、鋼筋用量。由表1得知：上部結(jié)構(gòu)模型為隔震結(jié)構(gòu)后，建筑面積增大，建筑自重質(zhì)量、混凝土用量及含鋼量相應(yīng)降低?；炷劣昧康膶Ρ惹闆r，建筑面積增加了1064.99m2,鋼筋用量減少260 070.25kg，混凝土用量減少了915.89m3。鋼筋每噸按4000元計算(包含鋼筋價格和人工費等)，混凝土每方按400元計算(包含混凝土價格和人工費等),則分別節(jié)省造價約104萬元和36.64萬元。但在隔震設(shè)備的安裝上也增加了一些成本，該項目的隔震費用增加約180萬元，雖然比鋼筋和混凝土的節(jié)約相比多了39.4萬元，但相比建筑面積的增加，總成本還是降低。

表1 本工程非隔震與隔震設(shè)計方案的對比

4.2長期經(jīng)濟(jì)效益分析

如果從建筑的全壽命周期考慮，采用隔震技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)效益也是值得肯定。一般情況下，地震給建筑物帶來的損失包括直接損失和間接損失兩部分。目前的研究成果已經(jīng)表明，在地震作用隔震建筑的損壞，比非隔震建筑小很多，在后期的修復(fù)加固上節(jié)約了大量的成本，同時也大大減小了人員的傷亡[4]。

5 結(jié)論

隔震建筑具有非常明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,在萬輝星城學(xué)校一期項目隔震施工施工安裝過程中，得到了以下有效做法：

(1) 加工定位板，將預(yù)埋套筒上口及膠套下口事先與定位板采用螺栓擰緊固定，保證套筒安裝定位的準(zhǔn)確性。在定位板4個角部位對應(yīng)的下支墩(柱)主筋上點焊短鋼筋，來確定定位板的平面位置，通過調(diào)整短鋼筋的長短來調(diào)整定位板的標(biāo)高和平面度。

(2)在預(yù)埋錨筋上加工一段螺紋，通過螺紋的形式與預(yù)埋套筒連接，實現(xiàn)預(yù)埋件連接的可靠性。

(3) 在吊裝過程中，測量工種和吊裝工種要相互協(xié)調(diào)配合，及通過儀器測量的方式來指導(dǎo)吊裝過程。

[1] 江泳.某幼兒園基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)抗震性能分析[J].南昌大學(xué)學(xué)報(工科版),2014(4): 361-366.

[2] 唐際宇,吳代獎.昆明新機場航站樓大直徑橡膠隔震支座施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2009,38(11): 3-6.

[3] 許勇,張季超,陳原.廣東科學(xué)中心巨型鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震施工技術(shù)[J].2009,38(8):100-102.

[4] 吳應(yīng)雄，盧夢超，吳小清.基于價值工程的建筑應(yīng)用隔震技術(shù)決策分析[J].土木工程與管理學(xué)報,2015,32(3):16-21.

StudyonShock-isolationKeyConstructionTechnology——TakingWanHuiXingChengschoolfirstphaseprojectasexample

HEJian

(Xiamen Tegong development Co.,Ltd,Xiamen 361000)

Taking isolation technology in Wan Hui Xing Cheng school first phase project as an example,this paper introduced the isolation technology basic principle,the construction technological process and main control points,such as Piers embedded parts,under Piers concrete pouring，isolation bearing installation .Then,from the economic and security,its advantages were analyzed.The results show that shock-isolation construction cost increase，but the upper isolation structure can increase building area and reduce concrete and steel amount.

Isolation technology;Onstruction technology;Control points,economy

TU761

A

1004-6135(2017)10-0075-04

何堅(1980-)，男，工程師。

E-mail:7105465@qq.com

2017-05-26