橡胶隔震垫技术在博物馆工程中的应用

郑邦全

摘要：本文介绍橡胶垫隔震垫技术的性能特点在工程中的施工应用，与同行共同探讨。

关键词：橡胶隔震垫性能特点；施工工艺；质量控制；验收评定；经济性

1 工程概况

汕头市博物馆新馆位于韩江边、月眉河畔，背靠中山公园，占地面积约6000平方米，总建筑面积17295平方米，总高度42米，地下1层，地上9层，平面形状复杂。本工程按8度抗震烈度设计，采用夹层橡胶隔震垫。根据工程的地理位置和预防潮水侵蚀，夹层橡胶隔震垫设置在第二层（+3.60米）楼板梁下，首层柱顶处（+2.66米），工程使用了VIBRO-TECH和泰厂生产的三种不同的夹层橡胶隔震垫规格共137块，大部分橡胶隔震垫预埋件尺寸大于柱顶断面尺寸需在柱顶做扩大部分。

2 橡胶隔震垫性能特点

橡胶垫隔震技术是世界上热门的工程抗震新技术。橡胶隔震垫是由多层优质橡胶和多层钢板叠合而成的。它是安置在建筑物的结构底部和基础（或底部柱顶）之间，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求。

橡胶隔震垫是具有代表性的隔震装置，其特点有：它具有很大的竖向承载力（50T～2000T）及很大的竖向压缩刚度；较小水平刚度（0.25kN/mm～1.8kN/mm），水平极限变位值较大(10～60cm)；具有恰当的阻尼比，能有效地吸收地震能量，减少上部结构的地震反应；它具有足够大的初始刚度，以抵抗风荷载和轻微地震，当特大地震发生时，又能自由柔性滑动，而变形过大时，刚度回升起反锁作用，具有保护和限位作用；具有较大的复位能力，在多次地震中自动瞬时复位。它耐久性能好，产品正常使用寿命可在70年以上，超过一般民用建筑物50年使用寿命的要求；具有耐反复荷载、耐疲劳、耐老化等特性；构造简单，安装检测、修复替换方便；且可使上部结构设计自由灵活；工程应用实例已成功地经受了真实地震的考验。

橡胶垫隔震技术可称为结构减震控制技术，其确保建筑房屋在任何强地震中不破坏，不倒塌，并保证上部结构房屋内的装修、物品、设备及人身的安全。同时也适用于桥梁、铁路、设备等隔震装置中，是一种目前世界上应用最多的隔震器。

3 橡胶隔震垫的施工工艺

3.1 主要技术、材料、机具准备

施工人员需熟悉图纸严格按照设计意图及施工规程操作，橡胶隔震垫生产厂家提供一些必要的技术指导，进行工程技术交底，对工程质量的监督及验收。

橡胶隔震垫、螺母、螺栓及其预埋钢板数量及验收。

精密水平尺，水平仪，经纬仪，普通扳手，电焊机。

3.2 橡胶隔震垫的施工安装流程

首层柱顶结构(或建筑基础)施工——橡胶隔震垫安装——建筑上部结构施工。

橡胶隔震垫施工安装顺序：柱顶做扩大部分钢筋绑扎成型→柱模板安装→隔震垫的螺栓预埋定位（下端定位箍筋与主钢筋焊接）→预埋隔震钢板与预埋螺栓的上下螺母调平固定→复核预埋钢板中心线→核对平整度准确后固定拧紧→浇灌砼密实、找平柱顶平面→二次核对钢架中心线、平整度→砼养护→拆模板→质量检查→隔震钢板及橡胶隔震垫安装→上下的预埋隔震钢板与橡胶隔震垫用螺栓螺母连接固定→镀锌铁皮遮盖橡胶隔震垫→支模板→上部结构钢筋绑扎成型→核查预埋螺杆连接钢板中心线及平整度→浇注砼→养护成型。

3.3 橡胶隔震垫的施工安装主要质量控制工作面：

3.3.1 预埋螺栓相对尺寸的控制是保证橡胶隔震垫支座的精确安装，现场事先按照预埋隔震钢板的孔位做好定位箍筋模具将四个螺栓的相对位置尺寸固定卡住，与经纬仪事先在柱顶模板确定轴线对齐进行定位，这样在施工才能确保预埋螺栓相对位置尺寸精确；预埋螺栓应焊接在柱的主筋上，且靠近支座处柱的箍筋要加密并且增加加强筋及焊牢，是保证橡胶隔震垫支座与上部结构、基础结构之间能有效传递在地震时下支座的最大水平剪力，同时要考虑其的安装轴线和高度尺寸要一致。

3.3.2 预埋隔震钢板与预埋螺栓的上下螺母调平固定是保证橡胶隔震垫支座安装水平精确定位及轴线精确调整定位。根据橡胶隔震垫规格尺寸和厚度的不同，因此在控制柱主筋高度、支模尺寸时，要认真核算、标识，一是通过经纬仪核对控制好柱轴线定位尺寸；二是通过水平仪控制好不同的预埋隔震钢板高程定位尺寸；三是通过调节预埋螺栓的上下螺母用精密水平仪进行校核预埋隔震钢板面的水平平整度；四是要将柱的轴线尺寸和控制预埋螺栓定位模具的中心线及预埋隔震钢板的中心线对齐。保证预埋隔震钢板和预埋螺栓的轴线定位、高程定位、水平面的平整度。

3.3.3 混凝土浇注过程需分段进行以确保预埋隔震钢板和预埋螺栓的轴线定位、高程定位、平整度的精确度。因为柱的支座处钢筋密集，混凝土浇注至预埋隔震钢板下约100cm处，在用混凝土振动棒对柱下段的混凝土进行搅拌密实后，同时核对预埋隔震钢板和预埋螺栓的轴线定位、高程定位、平整度的精确度并且清除柱上面混凝土的浮浆，改用高1级细石混凝土进行浇注并且人工用钢筋棒搅拌混凝土密实后，对柱的水平面进行压平，再次用精密水平尺和水平仪进行核对预埋隔震钢板的轴线定位、高程定位、平整度的精确度。混凝土终凝时要专人及时进行养护。以保证混凝土的强度和预埋隔震钢板的轴线定位、高程定位、平整度的精确度。

3.3.4 橡胶隔震垫的安装需在柱混凝土达到设计强度后进行和进行上部结构施工。橡胶隔震垫的安装是上、下预埋钢板及橡胶隔震垫通过螺栓螺母的固定，通过控制上、下钢板水平平整度的精确度、橡胶隔震垫支座轴线与柱轴线一致后，拧紧螺母并且盖上螺栓保护帽，防止松动移位。安装完毕后再核对上、下预埋钢板及橡胶隔震垫与柱顶面的轴线定位、高程定位、水平平整度的精确度，经检测无误后方可进行上部结构支模施工。

3.4 橡胶隔振垫的质量验收评定

3.4.1 橡胶隔振垫部件供货企业的合法性证明、出厂合格证、产品性能出厂检验报告。

3.4.2 对进场的橡胶隔振垫产品及配套安装连接件的数量及型号进行确认，产品的形状及尺寸是否符合设计标准，产品有无缺陷、破损等。并做验收检查记录。

3.4.3 预埋钢板、螺杆、螺母均应符合质量标准并且进行防腐处理，钢板的焊接质量应符合规范标准，为防止钢板过热变形应进行分层施焊。并做验收检查记录。

3.4.4 橡胶隔振垫安装时，下部结构混凝土的强度应达到设计要求的50%以上及规范规定的混凝土密实、无蜂窝、麻面及漏筋现象，并做好施工记录。

3.4.5 实测项目允许偏差为：橡胶隔振垫与柱的轴线中心位移不大于3mm；预埋钢板及混凝土表面水平平整度不大于2mm。橡胶隔振垫标高定位尺寸不大于2mm。随机抽检橡胶隔振垫总数的20%，有90%的点符合允许偏差值即可定为合格。并做验收检查记录。

4 橡胶隔振垫技术应用在施工过程的一些问题

4.1 本工程橡胶隔振垫设置位置使楼梯、电梯、构造柱等都必须和一层板柱设置水平隔离缝，各种管道、避雷设施连接在隔振层处采用柔性连接措施。

4.2 橡胶隔振垫也需要做耐火性能的措施处理。

4.3 国家对橡胶隔振垫技术还缺少完整的施工验收、评定规范和标准及隔震垫的施工定额。

5 橡胶隔振垫技术的经济性

隔振建筑在大地震时能完好无损，而抗震建筑则严重损坏，如唐山大地震、汶川大地震等建筑所造成严重损坏。隔震建筑的工程造价比抗震建筑增加部位是：橡胶隔震垫构件、设备线管柔性连接，造价减少部位是隔震建筑上部结构构件截面减少等。通过规范化、标准化生产橡胶隔振垫产品、改善施工安装工艺和利用橡胶隔振垫层的空间，以降低工程综合造价，使橡胶隔振垫技术广泛应用到实际工程中。同时也推动一定经济效益、社会效益。本工程成功的经验成为许多同行来访者对隔振建筑建设的橡胶隔振垫技术进行交流探讨借鉴。