橡胶隔震支座施工技术研究与应用

2022-11-22华邦建投集团股份有限公司

门窗 2022年5期

张诚华邦建投集团股份有限公司

1 前言

由于地震给人类带来了很大的伤害，人们在抗震意识上有了很大提高，随后世界上便涌现出形形色色的抗震技术，并应用在建筑设计上。而橡胶隔震施工技术也是在这一时期出现的，现如今，该技术已经很成熟，被应用到各大结构施工中，并在日本的大地震中取得了很好的抗震效果。在我国的建筑设计中，超过6000 多栋建筑应用过此项技术，例如，云南楚雄州民族中学搬迁建设项目就采用的橡胶隔震技术[1]。

橡胶隔震支座工作原理比较简单，只是在施工上略有些难度。它主要设置在上部结构与下部结构之间，起到隔震层的作用，它主要作用以消耗地震带来的能量，减少建筑物共振频率的产生，降低水平刚度等。从而保证了建筑物在地震中结构的稳定性，降低了地震中人财物的损坏，减轻了国家的经济负担。

2 工程概况

项目为楚雄州民族中学搬迁项目，设计采用多层框架结构，以钻孔灌注桩为基础，均设计二型隔震支座，共计10 种规格（有铅芯支座和无铅芯支座共6种不同的型号），抗震烈度为8度，安全及防火等级设计为一级，房建项目主要包括男生宿舍楼，女生宿舍楼，办公楼及科技教学楼等16栋公共设施，建筑面积104778.96m2，工程设计年限为50 年，本项目除房建以外，还有市政和园林工程，共占地面积约123678.36m2。

3 橡胶隔震支座的应用原理

隔震支座设置的位置在上下结构层之间，也称之为隔震层，防震支座可以分为两大类，第一类是橡胶隔震支座，另一种是滑动橡胶支座。隔震支座的组成主要由橡胶，钢板、上封板，以及法兰板等组成。在上下结构上预埋定位板，橡胶支座上接上部结构，下接下支墩。橡胶支座与上下结构采用高强度螺栓进行连接，借助预埋套筒和锚筋共同配合完成。锚筋在套筒内预留的长度不易过短，采用机械方式进行法兰盘与锚筋的连接。

这样一来，橡胶隔震支座在垂直方向上的可塑性很小，能够保证建筑的安全，而且在水平方向上还拥有变形能力，能够做到剪切变形百分之百的不被损坏，最大的优点是它具有变形复位的能力，能够在地震后自行恢复到建筑物原本的状态[2]。

4 橡胶隔震支座的工艺特点

4.1 施工的高效性

随着科技发展，隔震技术已经变得更加成熟，已经可以运用一体成型的方式进行施工，从而有效减少了施工流程，加快了工程进度，缩短了工期。还有就是采用预埋板开洞方式进行混凝土浇筑，既减少了劳动力的投入，也提高了振捣效率。

4.2 橡胶隔震支座的经济性

隔震技术的应用，虽然是增加了支座的成本，但是由于上部结构物的截面积减小了，节省了混凝土和钢材的用量。而且在灾害中，能够降低人员伤亡人数及物品的损失，能够有效地保证结构物的安全。

5 橡胶隔震支座在施工中难点分析

5.1 调整下支墩钢筋与支座锚筋冲突占位问题

本工程的下支墩高度为520mm，在这个高度范围内钢筋比较密集，有竖向的受力筋，还有纵横方向的箍筋，再加上顶端预留的弯折平直段，还有为了固定预埋钢板的预留钢筋及顶部的钢筋网片等，而且不同作用的钢筋直径都相对比较粗。从中可以看出，定位预埋板的安装的难度很大，由于空间狭小，很难进行锚筋的安装作业[3]。

天成控股4月12日晚间召开内部会议，认定2016年业绩亏损已成定局，21日收到瑞华所的审计报告。在这之间的4月17日至19日，潘某实际控制的证券账户连续3天集中卖出所持天成控股475.8万股股票，卖出金额4727.76万元，占此3天成交额总额的11%，平均每日卖出股数和卖出金额分别较先前放大了17倍和14倍。

正因为如此，在施工前就要将问题考虑周全，可以利用现在先进的BIM 技术对钢筋进行二次深化研究，最终在定位板安装前，在进行支墩作业时，调整垂直钢筋和断头部预留的折平弯直筋的位置方向。

但是在实际操作中，端头预留的弯折筋容易转变方向，竖向筋在转动时，可能会出现套筒的松动，所以在转动竖向筋时，切忌要检查套筒，而且锚固段调整的时间要在下支墩混凝土未浇筑完成前进行，如果施工人员忘记钢筋锚固段的调整，唯一的办法就只能切掉一段锚固段；也可以通过增大支墩混凝土及钢筋的强度等级，等面积钢筋替换与型钢材的使用，从而将定位锚筋与下支墩钢筋挣位的问题完美解决，以减少后期安装时的麻烦。

5.2 橡胶隔震支座的定位控制

橡胶隔震支座在安装前一定要做好定位，这是施工的难点，也是施工的重点，这个环节出了问题，后面做的再完美，都达不到设计的要求。位置的控制无非就是水平方向和垂直方向，垂直方向也称之为高程控制，两个方向上要同时满足规范要求，误差控制在允许范围内。橡胶支座的定位以下部结构最为重要，主要是对预埋钢板和锚筋，以及预埋的套筒进行精准定位和固定。本工程的定位方式是利用全站仪技术进行放样。

首先，将承台上橡胶支座的中心放样规划出来，并做好标记，再放样出锚固钢筋的平面位置，并做好相应的标定。为了防止下部结构混凝土浇筑过程中造成锚筋和螺栓套筒偏位的问题出现，在定位过程中应用了钢模板，并在对应的螺栓处打上预留孔。为了防止钢模板在施工作业时，由于外力的作业导致变形，造成高程错误，所以也要给钢模板的一侧加上劲肋，增加它的刚度。

对于预埋螺栓套筒也要用到钢模板，用高强度螺栓进行连接，检查钢模板的高程，平面轴线位置，以及表面的平整度。以上都满足要求后就可以进行调整套筒和锚筋的位置。

为了更好地固定锚筋和套筒，在底部要进行焊接定位，同时复核高程和水平位置，无误后焊接螺栓套筒[4]。接着开始侧面模板安装，并用水准仪在模板上打上标高，弹上墨线。准备混凝土的浇筑工作，待混凝土浇筑完成，再次测量钢模板，核对标高和平面轴线位置。如果发现有变动，应该马上进行调整，以满足规范设计要求。

5.3 下支墩混凝土质量的控制

下支墩的混凝土浇筑时，一定要密实，不能出现孔洞。由于混凝土的施工范围只能控制在20cm内的圆孔内，在不扰动预埋板的情况下，对施工来说难度很大，所以在施工中要控制混凝土的流速，尽可能地躲避预埋件，减少浇筑混凝土对预埋件的撞击，振捣棒在工作时，尽可能不要碰到预埋件或是下部结构的主筋。对于浇筑混凝土的作业人员来说，工作时不能对预埋件进行敲击或者踩踏支墩的钢筋。浇筑混凝土时，要对螺栓孔进行保护，里面应填满海绵条，顶部盖上塑料盖，缠上塑料胶带。

浇筑完成后，应立即拆除，并擦拭干净。为此，在浇筑混凝土时可以利用专用的料斗架将料斗架空，防止触碰到预埋板，并用小型振捣器和表面振捣器共同作用，保证浇筑的下支墩混凝土无麻面和孔洞出现，也使得橡胶隔震支座能与支墩表面的结合更加密实。

6 橡胶隔震支座施工工艺

6.1 橡胶隔震支座的安装步骤

在工程建设中，对于橡胶支座的安装方法一般运用先装法，也就是说先做好下支墩，之后进行橡胶支座的安装，接着对上部结构施工。而在这个流程中，关键点在于下支墩混凝土的浇筑，预埋板的定位与固定，以及钢筋绑扎等。等到下支墩混凝土达到强度后，进行模板拆除，选用塔吊来吊装橡胶支座，施工人员要将橡胶支座上的螺栓孔与预留的螺栓孔对齐，接着将高强度的螺栓进行连接，还有隔震器与预留的钢板也要用螺栓连接，用扳手工具进行，每个螺栓在拧紧时都要经历三个过程，首先是初拧，其次是复拧，最后是终拧，而且这三个过程要在同一天内完成。

6.2 上部结构的混凝土施工

如果上支墩的高度达到90cm 或者超过这个数值，就无法按照正常的施工方式进行钢筋绑扎，理由是柱的竖向钢筋无法穿越纵横交错的箍筋。因此需要调整施工方案，可以先进行上支墩钢筋的绑扎工作，接着再进行柱的主筋穿插，之后进行纵横梁的钢筋穿插工作，这样调整钢筋的施工顺序，就能保证每项的钢筋顺利完工。为了更好地指挥工作，要事先做好样板，对钢筋节点出现的问题，事先研究透彻，再进行大面积的加工及指导施工。

对于梁板和上支墩模板不能同时进行支设，防止在浇筑梁的混凝土时扰动支撑体系，从而使支座的位置发生变化。

在支设上支墩模板时，两侧要用型钢抱箍拉紧，防止在浇筑混凝土的时候发生涨模事件，在施工中这是非常棘手的问题。选用5cm×10cm 的木方支撑模板和法兰边缘的接缝处，而对于梁的模板和法兰处及支墩模板与法兰的接触位置的缝隙，都用海绵条进行粘贴，目的是预防浇筑混凝土时出现漏浆，造成梁和上支墩出现麻面问题。

上支墩和梁的混凝土在浇筑顺序上也有排列，要浇筑上支墩的混凝土，在进行梁和板的施工。而且上支墩的混凝土要采用细石混凝土，并进行振捣密实。对于浇筑混凝土时，现场要有专人进行跟踪指导，发现问题及时处理。

6.3 建筑施工中预埋板的定位安装

在进行预埋板安装时，先要确定其中心位置，用记号笔画上“+”中心线，接着对螺栓和套筒，以及锚筋一一进行组装。同时要注意螺栓拧紧后要保证牢固，不松动，并且剩余的长度不可以超过连接钢板的厚度。预埋套筒和锚筋的连接方式采用直螺纹的形式，拧紧的力矩及外漏的螺丝扣都要严格按照相关规范进行施工。

预埋板在安装前，事先要用钢筋制作一个定位架，尺寸要大于支墩的各边尺寸，并安装在支墩的上方，放出安装的纵横轴线，便于定位预埋板后的校正。初步定下位置后，用水准仪对其四个角进行标高调整，采用木楔子对其临时固定，接着用电焊将可调螺杆和附加筋进行焊接，固定后可以通过螺杆对预埋板的位置及高程，平整度再次校核，直到满足精度要求。

但是需要注意的是，无论在任何情况下，都不能在预埋板上直接焊接，很可能会造成预埋板出现变形，从而影响到建筑物的整体隔震效果及安装质量。

6.4 橡胶支座的竖向变形观测

橡胶支座在安装的时候，重要环节要做好施工记录，主要以竖向变形为主，在上部结构施工中，每完成一道工序，都要对橡胶支座进行竖向变形观测，防止因上部结构重量的增加而造成橡胶支座的竖向变形增大，超出设计规范要求，从而对建筑的隔震效果造成影响，不能保障建筑物在地震中的稳定性及安全性。

6.5 橡胶隔震支座安装完成后的成品保护

橡胶隔震支座的施工很重要，但也不能忽视成品保护的重要作用。否则前面再怎么努力都是徒劳。橡胶支座一旦安装完成，一定要立刻进行保护，利用竹胶模板对其覆盖，防止在浇筑上部结构混凝土时损害，同时对螺栓也要用塑料护套进行保护，防止破坏丝扣。待上部结构拆完模板后，方可撤下橡胶隔震支座的模板。对于外漏的预埋钢板及螺栓等，在拆完模后应立即进行防腐涂料的粉刷，防止长时间暴露被锈蚀。对于隔震层在垂直方向上的空隙，利用岩棉进行填充密实，直到工程竣工。

由于人们对隔震层知识的了解很少，导致在隔震层内预留的变形空间经常被垃圾堵塞，造成隔震层在地震中不能够发挥自身的最大作用，比如降低了隔震层的变形能力和水平刚度等。所以，应该定期检查隔震预留的空间，不得存在杂质，这种定期维护检查可以控制在3～5 年进行一次。如果出现了紧急事件，比如，发生了地震和火灾，需要对其进行应急检查，发现问题及时维护。