某高層隔震建筑的隔震橡膠支座安裝施工技術探析

鄧 鵬 彭世成

(中國水利水電第七工程局有限公司 四川成都 610000)

0 引言

隔震技術在房屋建筑工程中的應用日趨廣泛，主要的隔震形式有基礎隔震和層間隔震等。采用的隔震支座主要有：隔震橡膠支座、滑板支座等[1]。基礎隔震技術是通過建筑基礎頂部設置水平剛度較小隔震層，延長了結構周期，同時隔震支座具有較大阻尼，從而減少地震能量的輸入，保護上部主體結構，減少地震災害造成人員和財產損失[1]。

為了規范隔震建筑的建設和施工，住建部發布了《建筑隔震工程施工及驗收規范》(JGJ360-2015)[2](簡稱《隔震施工規范》)，此外不少學者對隔震建筑的施工及隔震橡膠支座(簡稱：隔震支座或支座)安裝技術進行了分析。梁華站[3]提出要對隔震支座安裝進行質量控制，特別是水平精度。齊毅男[4]等以北京機場對大直徑隔震支座施工難點進行分析并提出處理措施，強調應當重點關注大直徑隔震支座吊裝。徐曉良[5]、王朋[6]對隔震支座安裝施工進行了具體分析，強調應當重點關注隔震支座安裝進度。曹建亞[7]提出在工程施工前應當對隔震支座安裝的重難點進行分析，提出具體安裝方案，如有矛盾和安裝不便，應當與設計單位進行協調，出具變更方案。吳應雄[8-9]對隔震支座安裝吊裝施工工藝進行分析并改進，提高了隔震支座的安裝精度，并對隔震構造進行了詳細分析。

隨著國內隔震建筑數量日益增加，施工技術不規范的行為也逐漸增多。隔震工程施工仍然對隔震支座安裝缺乏經驗，特別是大直徑隔震支座，使隔震支座的質量往往達不到《隔震施工規范》要求。本文基于四川省西昌市寧遠水鎮城中村棚戶區改造工程某高層基礎隔震住宅樓，進行大直徑隔震支座安裝施工技術分析，分析結果供類似工程參考。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本文選取西昌市某高層隔震住宅樓的其中一棟為研究對象，工程地下2層，地上20層，建筑高度為60.8 m，總建筑面積為11 356 m2。抗震設防烈度為9度，建筑抗震類別為丙類，結構形式為剪力墻。隔震層位于工程地下一層與地上一層之間，專用檢修的隔震層高度2800 mm，建筑主要剖面如圖1所示。

圖1 建筑主要剖面圖(單位：mm)

1.2 隔震支座布置

隔震層共布置了52個Ⅱ型隔震支座，其中鉛芯橡膠支座(LRB1200)29個，普通橡膠支座(LNR1000)23個。隔震層隔震支座平面布置如圖2所示， 隔震支座型號及力學性能參數如表1所示。

圖2 隔震支座平面布置圖(單位：mm)

表1 隔震支座性能參數

2 隔震支座安裝

2.1 隔震支座生產和檢驗

隔震支座生產完成后，根據《隔震施工規范》和施工圖設計要求的檢測數量，在成都五一六隔震科技有限公司，經過建設單位四川省西昌市國有資產經營管理有限責任公司、監理單位成都群星工程建設監理咨詢有限公司、施工單位中國水利水電第七工程局有限公司第三公司見證取樣后，送到第三方檢測機構華中科技大學結構實驗中心進行檢驗，根據檢測報告，符合國家要求，可以使用。

隔震支座進廠驗收提供了質量證明文件，運抵現場的支座進行必要保護措施，碼置整齊牢固，兩種規格支座分別堆放。隔震支座現場全數檢查了支座外觀、尺寸偏差、連接板尺寸和平整度偏差、螺栓孔位置和地腳螺栓的直徑等。

2.2 隔震支座安裝準備

下支墩混凝土澆搗完10 d后，根據同條件養護試塊的試驗報告，混凝土強度達到了設計強度值C50的80%以上。下支墩混凝土澆搗工序經過驗收，符合施工規范要求[10]。

該工程對隔震支座下預埋鋼板(定位鋼板)進行了革新，采用無下定位鋼板的施工方法。首先對下支墩混凝土表面不平整處使用打磨機打磨，局部蜂窩麻面使用素混凝土填補，平整度符合要求。安裝隔震支座前，應先清理干凈下支墩(或柱)上表面，為避免砂漿、混凝土等雜物進入套筒孔內。清理完畢后將定位預埋鋼板上的螺栓及膠套筒取下最終對支座安裝前標高復核，如圖3所示。

(a)打磨下支墩表面

(b)清理和整理下支墩表面

(c)支座安裝前標高復核圖3 隔震支座安裝準備

2.3 隔震支座吊裝

工程采用大直徑隔震橡膠支座，單個重量均超過1.6t，通過套用吊裝能力安全計算公式，該工程采用100t塔吊進行吊裝。根據隔震支座平面布置圖(圖2)確定的支座的直徑和型號，與現場支座進行核對，確保無誤后依次吊裝。

將所需隔震支座通過四根J型鋼筋輔助吊繩固定隔震橡膠支座，吊運過程中支座應該保持水平。當支座吊運至離下支墩50 mm處時，調整支座位置，使其處在下預埋板中心，現場工人利用一根較長鋼筋穿過隔震橡膠支座的螺栓孔洞，并與下支墩上預埋孔對齊；對齊后再將隔震橡膠支座緩緩下降至下支墩上，如圖4所示(吊裝支座時注意應輕舉輕放，防止損壞支座和下支墩混凝土)。

(a)吊裝綁定

(b)定位

(c)定位調整圖4 隔震支座吊裝和定位

2.4 隔震支座地腳螺栓固定

待隔震支座下法蘭板螺栓孔位與預埋鋼套筒孔位對正后，將螺栓擰入套筒，先使用普通扳手預擰緊，隨后使用力矩扳手對角依次固定螺栓，如圖5所示。由于工程所采用的隔震支座螺栓數為12個，參照文獻[11]日本的施工規范，采用對角固定中的4點對角方式進行螺栓的固定，如圖6所示，這樣的固定方法，可有效避免隔震支座由于螺栓擰緊過程中不規范操作所導致的水平精度受影響的問題。螺栓鎖定后確認有無松動，并使用環氧樹脂對隔震支座和上支墩之間的空隙進行填充。

(a)預擰緊螺栓

(b)擰緊螺栓圖5 螺栓固定

圖6 螺栓固定順序

需要特別說明的是，工程竣工前或者隔震支座外防護施工前，根據《隔震施工規范》要求，應當再次對地腳螺栓緊固度復檢。

2.5 隔震支座吊裝存在問題與改進

大直徑的隔震支座其自重較大，LNR1000自重約為1.6 t ，LRB1200自重約為2.8 t 。支座吊裝固定方式采用綁帶穿過上封板，用J型鋼筋固定綁帶的方式，這樣隔震支座的受力點位于上連接板，如圖7所示。隔震支座在吊裝時內部橡膠層處于受拉狀態，該種吊裝方式有可能對隔震支座力學性能造成一定影響，施工時應避免。

圖7 隔震支座吊裝固定

該工程項目部QC小組，提出一種改進的隔震支座吊裝固定方案，改變了吊裝的受力點和綁帶。介紹如下：施工中，由于隔震支座吊裝定位時，下連接板與上支墩表面需要密貼，不允許吊鉤穿過下連接板的地腳螺栓孔。這樣，需要對下連接板另外開孔來安裝吊鉤，因此在支座四角預留螺栓孔，吊裝時，螺栓孔安裝小吊鉤，鋼絲繩鉤住小吊鉤并穿過上連接板的中間螺栓孔，四角的四條鋼絲繩集中于大吊鉤，改進后吊裝方式如圖8所示。采用這種起吊方式對隔震支座進行吊裝，可以使大直徑隔震支座的自重由下連接板承受，避免隔震支座在采用J型鋼筋輔助吊裝時受力點位于上連接板，使隔震支座受到拉力而損傷。

圖8 改進的隔震支座吊裝固定方式

3 結論

通過對某高層隔震建筑的隔震支座安裝施工技術進行分析，得出以下主要結論：

(1)隔震支座采用無下定位鋼板施工，革新了施工方法，但無下定位鋼板施工，要求下支墩混凝土表面打磨平整，表面清理干凈，隔震支座安裝前應當對標高再次復核。

(2)大直徑隔震橡膠支座的吊裝，吊裝受力點應避免在隔震支座的上連接板上。建議采用改進后的方案，即在下連接板上安裝吊鉤，改進隔震支座吊裝受力點，避免隔震支座產生拉應力。

(3)隔震支座地腳螺栓采用對角方式進行固定，避免隔震支座由于螺栓擰緊過程中不規范操作而導致水平精度受影響。