建筑隔震支座安裝施工技術研究

付瑩 李進篤 張志陽

新疆兵團城建集團有限公司，中國·新疆 烏魯木齊 830001

1 引言

經過20 多年的研究與發展，中國建筑結構的隔震技術理論已經相對成熟。但是，與之相對應的隔震支座安裝施工工法還沒有完善。也正因為如此，建筑工程的施工過程中，隔震支座的安裝施工總是出現各種各樣的問題。論文以中國昌吉州阜康市中醫醫院新院區建設項目門診醫技住院綜合樓隔震技術為例，對中國的建筑隔震技術原理進行深入的研究，了解隔震支座的具體構造與特點，然后再以此為基礎探索出科學合理的安裝施工工藝技術，加強隔震支座安裝施工質量的控制。

2 建筑隔震技術的原理分析

建筑隔震技術，其實就是一種被動式的振動控制技術，即將一層“彈簧層”嵌入建筑的上部結構與下部結構之間，將整個建筑結構分層三部分，即上部結構部分、隔震層部分與下部結構部分。然后通過“彈簧層”來延長結構的周期，削弱地震能量對建筑結構的破壞程度[1]。具體如圖1 所示。目前，“彈簧層”即隔震層，主要由兩部分組成，一部分是隔震橡膠支座，另一部分是阻尼裝置。“彈簧層”主要設置在建筑工程的基礎結構與上部結構之間。無論是普通建筑結構，還是學校、醫院等存放了大量精密儀器設備的建筑結構，都需要使用這種隔震技術。

圖1 建筑隔震技術原理

3 建筑隔震支座的構造與特點

3.1 隔震支座的構造

目前，建筑隔震支座主要有兩種型號，一種是天然橡膠型號，另一種是帶有鉛芯能耗能的橡膠制作。昌吉州阜康市中醫醫院新院區建設項目門診醫技住院綜合樓隔震支座主體主要由以下幾部分組成：第一積層橡膠、第二積層薄鋼板、第三橡膠保護層、第四上下封板等。水平變形性能，是隔震支座的重要技術參數之一。這一技術參數的評估需要參考以下四大指標：第一屈服前剛度、第二屈服后剛度、第三水平等效剛度、第四屈服力。本項目隔震支座的直徑在600～1400mm，高度不足直徑的一半。

3.2 隔震支座的特點

建筑隔震支座的應用，主要表現出了以下五大特點：第一，豎向承載能力強，幾乎可以與等截面鋼筋混凝土柱的承載力相比，能夠對建筑結構進行有效的支撐。第二，水平變形能力強，雖然其水平剛度不大，但是極限變形能力卻高達350%，可以直接在建筑基礎結構與上部結構之間形成水平向的柔弱層。第三，阻尼特性合理，如鉛芯橡膠支座內有豎向鉛芯的設計[2]。這一設計使得地震災害發生后，建筑上部結構不容易發生明顯的水平位移。第四，自復位功能較強，橡膠材料本就擁有較強的彈力，以橡膠為主要材料的隔震支座自然也能在風震或地震的作用下恢復原位。第五，耐久性強，隔震支座的保護層厚度約10mm，且保護層的制作材料中添加了很多的抗老化劑，其使用壽命已經超過100年。

4 建筑隔震支座安裝施工技術要點

4.1 選擇性能好的隔震支座產品

在建筑隔震支座的安裝施工過程中，選擇性能好的隔震支座產品，能夠為相關施工質量的控制打好基礎。第一，工作人員要對設計圖紙中的相關要求進行分析，并結合采購清單，對隔震支座產品的規格型號、比對參數等進行嚴格的核查，及時發現結構存在缺陷或者規格尺寸不符合安裝施工要求的隔震支座，并將其退回廠家。第二，對隔震支座的產品合格證、出廠檢測報告等文件進行核查，加強隔震支座產品性能的進一步檢驗，然后隨機抽取若干樣品，對樣品的豎向剛度、水平剛度等力學性能進行檢測，分析其與標準化性能指標之間的差異。

4.2 施工準備

在隔震支座安裝施工的準備階段，需要做好以下三方面的工作：首先，對隔震支座安裝施工方案進行嚴格的審核，并在專家的論證意見指導下，對這一方案進行優化和完善，提高方案的可行性，以免在后續安裝施工過程中出現返工或設計變更問題[3]。其次，對預埋件進行妥善的處理。一般情況下，鋼筋混凝土建筑結構中的預埋件，容易在多方面因素的影響下，出現不同程度的銹蝕問題，進而縮短其使用壽命，削弱建筑結構隔震層的性能。鑒于此，在正式開始施工之前，需要對這些預埋件進行科學的防腐處理，先將預埋件表面的銹跡或污漬清潔干凈，然后再涂抹一層防腐漆。最后，做好技術交底。隔震支座的安裝施工流程異常復雜、煩瑣，對于施工人員的技術要求比較高。為了減少各種施工問題的出現概率，非常有必要做好施工交底，確保施工人員能夠準確理解建筑隔震設計理念，掌握隔震支座安裝施工要點。

4.3 下支墩鋼筋連接

建筑結構的下支墩節點處，分布著大量的鋼筋構件，如縱向鋼筋、構造鋼筋以及預埋螺栓等。在人為因素的影響下，這些鋼筋構件的連接很容易出現位置偏移問題，進而與預埋件的施工產生沖突。為了解決這些問題，必須對施工精度提出嚴格的控制要求。使用鋼筋綁扎方式，將主筋與外箍筋綁扎在一起，加強下支墩節點處鋼筋構件的分布密度。然后再將隔震支座與下預埋板連接的預埋螺栓擰入螺紋孔內，防止螺紋孔被澆筑的混凝土填滿。

4.4 下支墩混凝土澆筑

在下支墩節點處進行試驗段施工，然后根據試驗段的施工情況，分析混凝土的澆筑與振搗對下支墩縱筋自由段、預埋板水平度的影響程度，并根據分析結果調整下支墩節點處的混凝土澆筑施工方案。首先，對混凝土材料的性能質量進行檢測，避免出現混凝土離析等問題。其次，對下支墩混凝土澆筑施工方式進行合理的選擇，如分段澆筑法等。再次，加強各層混凝土澆筑厚度的控制，并通過必要的測量措施，將各層混凝土的澆筑厚度偏差控制在合理范圍內，使其不超過振搗棒作用長度的1.25 倍。最后，對下支墩柱腳進行封堵，以免出現混凝土漏漿問題[4]。與此同時，還要對混凝土進行同時澆筑和振搗，對混凝土的整點數量與分布位置進行合理設置，對混凝土的振搗順序與振搗棒留振時間進行合理的控制。當混凝土表面沒有任何氣泡后，再結束振搗。

4.5 下預埋板安裝

4.5.1 鋼筋布設

下支墩混凝土澆筑施工完成2h 后，就可以開始鋼筋布設。在這一過程中，需要按照CAD 鋼筋布置圖中的相關要求，根據相應的順序將鋼筋布設到預定的空間方位中，并進行1 ∶1 的放樣處理。

4.5.2 下預埋板安裝

在指定位置進行預埋件的安裝，并對其記性水平移動，然后利用水準儀測量下預埋板的高度與四角位置，使用調節螺栓，校正預埋板的水平位置與標高，使定位偏差不超過3mm。之后，再利用點焊的方式將預埋件螺套與柱帽鋼筋件連接在一起。

4.5.3 下柱帽混凝土澆筑

針對下柱帽混凝土的澆筑，可以使用人工布料方式或者機械澆筑方式。如果單個柱帽混凝土澆筑量偏小，使用人工布料方式，能夠最大限度地避免預埋板位置偏移問題的出現。在下柱帽混凝土的澆筑施工過程中，需要對振搗點的數量進行合理的設定，加強振搗棒與主筋、預埋板之間距離的控制。在完成所有的澆筑施工措施之后，還需要采取針對性的保護措施，以免因為人員的隨意踩踏或者設備的重力作用，引起混凝土裂縫、麻面等質量問題。

4.6 隔震支座的安裝

在正式開始安裝隔震支座之前，需要先檢查支座產品的外觀結構，確保不存在任何破損變形問題。如果發現支座產品遭到了外力的破壞，就要采取恰當的修補措施或者更換措施。檢測混凝土試塊的強度，確保其超過二次澆筑混凝土設計強度的85%。對現場的實際情況進行分析，并以此為基礎確定隔震支座的吊裝線路，通過前期的試吊明確吊點的數量與位置。之后，再將隔震支座正式吊運至目標位置，調整支座的水平位置朝向角度，使隔震支座的肢體螺栓孔與預埋板的螺栓孔處于相同直線。當隔震支座準確到達預計位置之后，再將支座進行下放。將下預埋板表層的混凝土浮漿與污漬進行清理，然后進行隔震支座的安裝。測量隔震支座的水平位置、標高以及頂面水平值等參數，并按照相關標準進行校正，確保頂面水平值的偏差不超過0.8%。完成隔震支座的安裝之后，還需要再一次檢查支座的水平位置，并將墊片提前設置到隔震支座與預埋板之間[5]。如果隔震支座水平位置不符合相關要求，則可以直接移動墊片，進行支座水平值的調整。最后再通過對稱的方式將兩側螺栓同時擰緊。

4.7 上預埋板安裝

在正式開始安裝上預埋板之前，需要先檢查隔震支座和下部構件是否緊固，然后再將上預埋板設置到隔震制作的頂部位置，并用螺栓進行固定連接。將上部鋼筋網片和梁中局部預埋螺栓捆綁在一起，對上部結構模板進行支護。由于隔震支座上連接板與上部柱梁相交，所以在施工過程中需要進行特定型號專用模板的配置。安裝完成后，要對上預埋板的軸線與水平度進行校正，最后再進行混凝土的澆筑施工。

4.8 隔震支座的監測

在隔震支座安裝施工中，在施工環境、施工人員、施工技術等因素的影響下，出現隔震支座變形或位移的問題比較多。如果不能對這一問題進行妥善處理，整個建筑工程的施工質量與施工安全將會受到較大的影響。對此，建議在隔震支座的安裝施工過程中將傳感器設計到隔震支座周邊，并進行遠程無線自動化監測系統的搭設，以此來加強隔震支座的監測[6]。工作人員根據系統監測過程中采集到的豎向位移、水平位移以及偏心變形等相關數據，結合施工現場的實際情況，就可以編制出相應的隔震支座健康診斷報告，及時找出隔震支座安裝施工存在的問題。

4.9 隔震支座的檢測及維護

在隔震支座的安裝施工過程中，加強施工質量的檢測，可以及時發現隔震支座的安裝施工質量缺陷，并采取針對性的返工處理措施。例如，在完成下支墩鋼筋的連接施工后，檢查鋼筋部件的具體位置與分布密度，就可以及時發現出現位置偏差的鋼筋構件，并采取針對性的偏差控制措施。

另外，在隔震支座安裝施工完成后，還要從外觀與結構性能方面，對隔震支座進行全方位的檢測，找出隔震支座安裝施工中存在的問題，并采取針對性的整改措施，確保在工程交付之前，與隔震支座安裝施工有關的質量問題都能夠得到徹底的處理。

5 結語

綜上所述，隔震支座的安裝施工，直接關系著整個建筑工程的施工質量與使用壽命。而要想提高隔震支座安裝施工質量，不僅要選擇性能質量有保證的隔震支座產品，還要做好前期的準備工作，提前讓施工人員對施工技術和施工要點有一個準確的把握。與此同時，還要嚴格按照相關標準和要求，對隔震支座進行規范化的安裝與施工，并做好相應的監測與維護，消除隔震支座安裝施工中的各種安全隱患與質量隱患。