美兰机场二期航站楼错层隔震施工技术

梁华站，郭思壮，王磊，王凤然，郑辉才，谭海娜

（中国建筑第八工程局有限公司，上海200000）

1 引言

建筑隔震橡胶支座隔震的基本原理是通过增设橡胶隔震支座，使整个建筑的自振周期得以延长，以缓解上部结构的地震反应。在建筑物底部设置一层隔震层，根据建筑使用功能的要求，隔震层也可错层布置，分布在不同楼层。然后在隔震层设置橡胶隔震支座、弹性滑移支座，利用橡胶隔震支座的水平柔性形成一道柔性隔震层，通过柔性隔震层吸收和耗散地震能量，阻止并减轻地震能量向上部结构的传递，最终达到减轻上部结构地震破坏的目的，保证上部结构的安全和使用功能，还能减小地震对室内装修，贵重设备的损坏，经济和社会效益明显。

2 工程隔震设计概况

本工程位于海南省海口市美兰区演丰镇境内，工程位于我国东南沿海地震带的西南端。本工程抗震设防烈度为8度（0.3g），由于地上结构部分采取了隔震技术，因此，于基础顶处设置隔震装置，使隔震目标减低一度，隔震层以上结构水平地震作用按7度（0.15g）取值，竖向地震作用及隔震层以下结构的地震作用仍按8度（0.3g）取值。本工程中心区采用基础错层隔震技术，一部分位于结构标高-2.05m处；另一部分位于结构标高-8.05m处，隔震层分布如图1所示。隔震支座总计920个，其中，铅芯橡胶隔震支座281个、普通橡胶隔震支座607个、弹性滑板支座32个。隔震支座直径规格有：900mm、1000mm、1200mm，最大质量3.04t，隔震支座和滑移支座大样如图1所示。

图1 支座大样模型

3 错层隔震施工技术难点

3.1 隔震支座固定、锚固较困难，隔震支座安装精度要求高

本工程隔震支座直径最大达1.2m，质量最大3.04t，隔震支座质量过大，安装过程中进行定位调整和标高调整难度大。由于隔震下支墩钢筋非常密集，锚筋安装空间受限，安装困难。此外，由于承台厚度较大，施工人员行走、泵送混凝土时的冲击以及混凝土振捣影响，支座预埋板平面位置、标高难以控制。根据相关规范和设计的要求，下支墩顶面水平度不宜大于0.3%，支座安装后，顶面的水平度误差不宜大于0.8%，中心平面位置偏差不应大于5.0mm，中心的标高偏差不应大于5.0mm。航站楼中心区大面积共920套支座安装，隔震层尺寸为450m×195m，隔震层施工周期长，地基基础不均匀沉降，隔震支座标高控制较难。

3.2 保证建筑上部结构安全隔震距离

本建筑在地震作用下允许最大水平位移达500mm。因此，隔震层上部所有结构必须保证施工完成后，在地震水平作用下，结构通过隔震支座水平变形卸荷，设计隔震沟间距不小于700mm。下挂设备坑与隔震上下支墩以及地下室外墙，隔震上下支墩与地下室外墙等隔震沟距离均需得到严格的控制。

3.3 上部结构必须与隔震层完全脱离，并能自由位移

防止混凝土浇筑时固定不到位、填缝材料损坏或者缺失以及楼梯滑移支座安装保护不到位等都会导致隔震缝处上下结构连成整体，阻碍上部结构自由位移，影响隔震效果和结构安全。

3.4 上部结构通过隔震层管线、防雷接地等节点处理

上部结构通过隔震层的管线以及防雷接地引下线均需特殊处理，如接通过隔震层管线通过抗震软管，防雷引下线采用柔性材料并预留变形量等措施，确保结构变形时不产生破坏。

3.5 对处于不同平面隔震层结构刚度要求

设计要求局部地下室与首层结构板变形一致的刚性体，对局部地下室纵横向剪力墙需保证施工质量，确保局部地下室箱体的刚度，提高结构抗震性能。

4 隔震层施工要点

4.1 绑扎承台、梁体钢筋

下支墩与底板分开浇筑，为保证下支墩承台抗剪切力，需在底板浇筑时在隔震支座投影面预埋钢筋头。绑扎承台与地梁钢筋时，承台地梁钢筋绑扎需考虑预埋隔震支座锚筋定位，避免预埋锚筋与结构钢筋位置冲突。

4.2 连接件（定位预埋板、套筒及锚筋）定位、固定

预埋套筒上口及胶套下口预先与定位预埋板用螺栓拧紧固定，以确保套筒的位置准确。为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定，采用有加工螺纹的预埋锚筋与预埋套筒相连。将拧紧后的连接件放入下支墩钢筋中，按深化图纸要求调整连接件标高、平面位置及水平度。此过程的测量是整个隔震支座安装的关键，需各工种密切配合，并根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整[1]。

4.3 下支墩侧模安装、混凝土浇筑

安装侧模，侧模高度略高于支墩顶面高度，并在侧模上用测量仪器标定支墩顶面设计标高的位置。侧模的刚度要满足新浇筑混凝土的侧压力和施工荷载的要求，模板应拼缝严密、底部固定牢靠，并保证其垂直状态,模板加固应牢固可靠。下支墩侧模安装完成后，应再次对预埋件平面位置、水平度等进行最终校核，无误后方可进行下一步工序。

采用泵送浇筑混凝土时，应尽量减少泵管对连接件的影响，避免混凝土泵管对连接件产生大的冲击。在振捣过程中，振动棒不能碰撞定位预埋板与锚筋，并且禁止工人踩踏定位预埋板，以防止轴线、标高及平整度产生偏差，影响安装质量。如混凝土浇筑过程中发现连接件定位发生偏移，应立即停止浇筑混凝土，对连接件进行重新定位后方可继续浇筑混凝土。浇筑结束后的混凝土完成面应保持平整[2]。

4.4 下支墩浇筑完成后测量复核

混凝土浇筑完毕后，应对支座中心平面位置、顶面水平度和标高进行复测并记录报验，若有移动，应进行校正。

4.5 安装隔震支座

混凝土养护至下支墩混凝土强度达到设计强度75%以上时方可进行隔震支座安装，并在支座安装前对定位预埋板面涂刷防锈漆。

4.6 隔震支座安装

清理完毕后，先将螺栓及临时胶套取下，再将该位置所需的隔震支座吊至该支墩上，吊装支座时注意应轻举轻放，防止损坏支座和下支墩混凝土。待隔震支座下法兰板螺栓孔位与预埋钢套筒孔位对正后，将螺栓拧入套筒。螺栓应对称拧紧，螺栓紧固过程中严禁用重锤敲打。吊装搬运过程中，不得用坚硬的东西挤压碰隔震支座保护橡胶，以避免保护胶损伤，影响隔震支座使用寿命。安装完成后，逐一复测隔震支座顶面标高、平面中心位置及水平度。

4.7 上部连接件固定

将上部预埋锚筋和套筒用螺栓连接到隔震支座（法兰板）上。为避免上支墩混凝土在浇灌过程中嵌入上法兰板螺栓孔内给以后的支座更换带来困难，在上部连接件固定过程中要在上法兰板面上铺一层和法兰板面积等大的3mm厚的SBS油毡。

4.8 上支墩模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑

浇筑混凝土会对底模产生竖向压力导致底模产生竖向变形或下坠。故采取足够支撑刚度的模板，以避免混凝土浇筑成型后隔震支座上法兰板陷入上支墩混凝土中。对于弹性滑移支座，支座主体由支座本体及滑动面（不锈镜面钢板及下面预埋板）2部分构成，其中，镜面钢板与弹性支座直接接触，但无任何连接。在上支墩混凝土浇筑前之前，滑移支座本体处于自由状态，在上支墩施工及本体吊装就位过程中极容易发生移位，故采取措施固定住滑动本体使之在施工过程中不发生偏移。采用100mm×5mm扁铁将上预埋螺栓与下预埋螺栓进行连以限制滑动面在水平方向的偏移（见图2），隔震层混凝土完成终凝后，即将扁铁拆除。然后依次绑扎上支墩钢筋，支护模板，浇筑混凝土，与常规结构做法基本相同。

图2 弹性滑移支座滑动面临时固定立面图

隔震层施工完毕，模板拆除后，对破损的隔震支座油漆进行修补。另外，在支座相邻上部结构施工过程中，应定期观测支座竖向变形，并应保留相应记录。

4.9 错层隔震关键节点施工

4.9.1 隔震层顶板悬挂设备坑

为保证隔震层以上结构的隔震要求，隔震层顶板上设置的电梯坑、核心筒坑、扶梯坑等设备坑均需悬挂在板面上，下挂各种设备坑需要满足：距非隔震部位的净距不小于700mm，保证地震作用下结构变形的空间。

4.9.2 隔震沟节点做法

有地下室区域和无地下室区域隔震层错层设置，深区整个地下室地下室结构类似一个箱体放置在深区的隔震支座上，深区地下室结构的整体刚度需满足要求。同时，为使整个上部结构完全通过隔震支座和基础连接，上部结构完全和地下外墙脱离，留设3cm空隙，该部位用挤塑板填充，外贴橡胶止水带保证外墙防水要求[3]。

隔震沟设置可变形的沟盖板，保证在地震作用下能发生变形进行卸荷。楼地面隔震变形缝做法主要分2类：（1）人员经常通过区域采用有中心维持装置的隔震装置；（2）人员很少通过区域采用简易隔震盖板。隔震装置在地震作用下可发生较大的变形，配合进行隔震层的卸荷，变形可自动恢复，该部位作为主要人员疏散通道；隔震盖板在地震作用下会自行脱落，保证上部结构进行卸荷，同时，不影响正常的疏散通道。

4.9.3 隔震层与上部结构连接楼梯节点

由于上部结构隔震，故上部结构仅通过隔震支座与基础底板连接，下隔震层楼梯位置则通过设置滑移支座，将楼梯分为2段，将上部结构与基础底板分离，保证结构的隔震性能。滑移支座采用2块8mm厚钢板焊接锚筋，分别锚入楼梯上下段，钢板之间满铺石墨粉保证滑移。

5 隔震支座验收标准

隔震支座验收标准包括：（1）隔震支座、弹性滑移和阻尼器支座应进行完整的型式检验；（2）隔震支座、弹性滑移和阻尼器支座产品性能应进行100%出厂检验；（3）各类隔震支座、弹性滑移和阻尼器支座的型式检验和出厂检验应由第三方完成；（4）隔震支座、弹性滑移支座的型式检验和产品性能出厂检验不能相互代替。

6 结语

本工程采用隔震技术，隔震目标减低一度，从而减少了地上结构的截面尺寸或者配筋率，采用隔震结构方案较非隔震结构方案减少了混凝土和钢筋用量，约减少了造价的30%。隔震结构的地震反应仅为传统抗震结构（非隔震结构）地震反应的1/6~1/3，具有良好的隔震效果。采用隔震技术可以大幅降低板内的温度应力，解决超大型结构混凝土开裂问题，实现中心区450m×195m的建筑平面要求。航站楼主楼采用基础隔震，降低了地震破坏力，提高安全性。本工程为今后类似大规模的错层隔震工程设计以及建设积累了经验，为推广隔震技术起到了良好的作用。