淺談疊層橡膠隔震支座的施工技術(shù)應(yīng)用

摘要：地震是人類社會無法避免的一種自然現(xiàn)象，地震造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失90%甚至更多源于建筑物倒塌所致。因此世界各國都在致力于做好工程抗震減災(zāi)工作，致力于提高建設(shè)工程的抗震設(shè)防水平，提高建設(shè)工程的抗震能力�；�礎(chǔ)隔震技術(shù)是目前世界地震工程界推廣應(yīng)用較多的成熟的高新技術(shù)之一。被美國地震專家稱之為"40年來世界地震工程最重要的成果之一，基礎(chǔ)隔震技術(shù)的使用使建筑在地震中不倒塌真正成為可能，使其成為減輕地震災(zāi)害最有效的手段之一。

隔震結(jié)構(gòu)體系通過設(shè)置隔震層，將結(jié)構(gòu)分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)三部分，地震能量經(jīng)由結(jié)構(gòu)傳到隔震層，由隔震層的隔震裝置吸收并消耗主要地震能量后，僅有少部分能量傳到上部結(jié)構(gòu)。隔震層的設(shè)置改變了上部結(jié)構(gòu)的周期，降低了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，確保上部結(jié)構(gòu)在大地震時仍可處于彈性狀態(tài)，或保持在彈性變形狀態(tài)的初期狀態(tài)。正是隔震技術(shù)才使得人們能夠在大震時安全，在小震中震時安心，超前地實(shí)現(xiàn)抗震規(guī)范要求的“小震不壞、設(shè)防烈度可修、大震不倒”的三個設(shè)防水準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：地震隔震技術(shù)疊層橡膠隔震支座隔震層橡膠支座預(yù)埋鋼板二次澆筑

一、引言

近年來，隨著地殼活動的日益活躍，地震以及地震引起的自然災(zāi)害在世界各地頻繁發(fā)生，給國家和人民財產(chǎn)造成了極大的損失。地震是人類社會無法避免的一種自然現(xiàn)象，地震造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失90%甚至更多源于建筑物倒塌所致。因此世界各國都在致力于做好工程抗震減災(zāi)工作，致力于提高建設(shè)工程的抗震設(shè)防水平，提高建設(shè)工程的抗震能力。汶川大地震后，我國在建筑結(jié)構(gòu)抗震、隔震方面均采用了大量的先進(jìn)施工技術(shù)，其中基礎(chǔ)隔震技術(shù)在建筑和橋梁等地震高風(fēng)險地區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工中得到了較廣泛的應(yīng)用�；�礎(chǔ)隔震技術(shù)是目前世界地震工程界推廣應(yīng)用較多的成熟的高新技術(shù)之一，被美國地震專家稱之為“40年來世界地震工程最重要的成果之一”�；�礎(chǔ)隔震技術(shù)的使用使建筑在地震中不倒塌真正成為可能，使其成為減輕地震災(zāi)害最有效的手段之一。

二、疊層橡膠隔震技術(shù)工藝原理

隔震技術(shù)是在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，使上部結(jié)構(gòu)與地震動絕緣，從而保護(hù)上部結(jié)構(gòu)不受地震破壞。目前，隔震層通常由橡膠支座和阻尼裝置構(gòu)成，一般設(shè)置在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間，這種技術(shù)又稱基礎(chǔ)隔震技術(shù)。隔震技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)型式，從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)到鋼結(jié)構(gòu)，從普通住宅到大跨度結(jié)構(gòu)，從建筑到橋梁，適用性極廣。

隔震結(jié)構(gòu)體系通過設(shè)置隔震層，將結(jié)構(gòu)分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)三部分，地震能量經(jīng)由結(jié)構(gòu)傳到隔震層，由隔震層的隔震裝置吸收并消耗主要地震能量后，僅有少部分能量傳到上部結(jié)構(gòu)。隔震層的設(shè)置改變了上部結(jié)構(gòu)的周期，降低了結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，確保上部結(jié)構(gòu)在大地震時仍可處于彈性狀態(tài)，或保持在彈性變形狀態(tài)的初期狀態(tài)。正是隔震技術(shù)才使得人們能夠在大震時安全，在小震中震時安心，超前地實(shí)現(xiàn)抗震規(guī)范要求的“小震不壞、設(shè)防烈度可修、大震不倒”的三個設(shè)防水準(zhǔn)。

三、疊層橡膠隔震技術(shù)特點(diǎn)

疊層橡膠墊基礎(chǔ)隔震體系的隔震層是由若干個隔震器所組成。隔震器包括疊層橡膠墊和阻尼器，分普通疊層橡膠墊、鉛芯橡膠墊和高阻尼橡膠墊。這種隔震體系的周期長、阻尼比大，隔震效果明顯，尤其采用后兩種隔震器，不需再另外附加阻尼器，便于施工。

疊層橡膠隔震支座施工技術(shù)主要特點(diǎn)：

1、能明顯有效地減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。采用隔震技術(shù)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下其地震反應(yīng)只有傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的1/6~1/3。強(qiáng)震作用下，隔震結(jié)構(gòu)能夠很好地保證自身安全。

2、能確保結(jié)構(gòu)安全。在地面劇烈震動時,上部結(jié)構(gòu)仍能處于正常的彈性工作狀態(tài)。結(jié)構(gòu)內(nèi)部的財產(chǎn)以及人員安全得以保證。

3、房屋造價不明顯提高：對我國已有的隔震結(jié)構(gòu)調(diào)查顯示，雖然隔震裝置需要增加造價(約5%)，但建筑總造價不明顯提高，在高烈度區(qū)還能節(jié)省房屋造價。

4、隔震結(jié)構(gòu)無需特別維護(hù)。隔震支座的使用壽命在60年以上。

5、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計限制小。由于上部結(jié)構(gòu)地震作用已經(jīng)很少,使地震區(qū)的建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計從過去很多嚴(yán)格的限制中解放出來。

6、橡膠支座的拉伸變形大。極限拉伸變形可達(dá)橡膠厚度的3倍以上。經(jīng)歷過拉伸變形為1倍的橡膠厚度的情況下，支座的性能幾乎沒有降低。

7、橡膠支座的極限剪切（水平）變形能力約為橡膠厚度的350%以上，遠(yuǎn)大于通常的設(shè)計最大變形250%。

8、在豎向荷載比較大的情況下，橡膠支座會出現(xiàn)屈曲的現(xiàn)象，屈曲時的具體情況與壓力的大小和變形的大小相關(guān)。在設(shè)計壓應(yīng)力10N/mm2~15N/mm2情況下，支座可以不考慮屈曲等等。

四、疊層橡膠隔震支座施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1工藝流程

預(yù)埋鋼板焊錨筋→定位、安裝并固定下預(yù)埋鋼板→支墩模板支立→隱預(yù)檢→澆筑支墩混凝土→養(yǎng)護(hù)至80%強(qiáng)度→對號安裝橡膠支座及預(yù)埋鋼板，并防護(hù)→專檢→綁扎上部結(jié)構(gòu)鋼筋→支模→隱預(yù)檢→澆筑上部結(jié)構(gòu)混凝土……（結(jié)構(gòu)完成后）拆除臨時防護(hù)板→涂刷防腐材料→正式防護(hù)。

4.1.1預(yù)埋鋼板焊錨筋：按圖紙要求，將上下預(yù)埋鋼筋與下預(yù)埋鋼板焊接，確保鋼筋的數(shù)量、長度、規(guī)格及焊縫長度、寬度、焊條種類符合圖紙要求。

4.1.2定位、安裝并固定下預(yù)埋鋼板：依據(jù)基礎(chǔ)線及下預(yù)埋鋼板上的定位標(biāo)志，將焊好錨固鋼筋的下預(yù)埋鋼板就位，該工序是本工法的關(guān)鍵點(diǎn)，確保下預(yù)埋板的中心位置、中心標(biāo)高、平面斜度是成敗關(guān)鍵所在，必須采取切實(shí)有效的措施來定位、加固、檢查。具體控制措施如下：

①一次澆注中前對柱頭的平面位置的控制

在底板及柱頭鋼筋綁扎完成后，使用全站儀根據(jù)計算出各個柱頭的坐標(biāo)對預(yù)埋件的位置標(biāo)出坐標(biāo)并逐一對各預(yù)埋件柱頭位置做出放樣，做出永久點(diǎn)，標(biāo)出定位線，供放線和安裝時使用。將預(yù)埋件置入柱頭位置，通過前面的測量結(jié)果調(diào)整好柱頭的相對位置。

②底梁及柱頭的一次澆注

準(zhǔn)備工作做好后進(jìn)行底梁及柱頭的一次澆注。在澆注過程中注意以下問題：

1）柱頭位置配置輔助鋼筋加強(qiáng)支撐及定位。

2）混凝土澆搗過程中，泵管布置位置避免在預(yù)埋柱頭附近。

3）在柱頭位置的振搗采用對稱振搗，減小附加應(yīng)力。

4）振搗過程中振搗棒離輔助定位鋼筋100mm以上。

5）振搗過程中注意觀測柱頭外模板的位置情況，如振搗過程中出現(xiàn)明顯位置偏移應(yīng)停止并做出相關(guān)調(diào)整。

③二次澆注前對預(yù)埋件位置及標(biāo)高的最終調(diào)整及整體固定。

1）使用全站儀結(jié)合前期測量結(jié)果對所有預(yù)埋件的平面位置進(jìn)行測量并調(diào)整平面位置。

2）使用水準(zhǔn)儀結(jié)合前期測量結(jié)果對所有預(yù)埋件的標(biāo)高進(jìn)行測量，調(diào)整預(yù)埋件標(biāo)高至要求高度。

3）使用電子水平尺逐一調(diào)整每個預(yù)埋件的水平度，水平度一旦調(diào)整好，復(fù)測平面位置及標(biāo)高，三項(xiàng)符合要求后即以輔助鋼筋點(diǎn)焊預(yù)埋件與主筋固定其位置。

④柱頭的二次澆注

在柱頭位置的振搗采用對稱振搗，減小附加應(yīng)力。

1）振搗過程中振搗棒離輔助定位鋼筋100mm以上。

2）在澆注最后階段(即接近預(yù)埋板的混凝土部分)注意預(yù)埋板下的排氣，減少預(yù)埋板與混凝土之間的空氣。

3）澆注完成后及時清理預(yù)埋板表面的殘余混凝土，保持預(yù)埋件上表面的清潔，為安裝隔震支座做好準(zhǔn)備。

4.1.3支墩模板支立：待下預(yù)埋板固定及支座處附加筋施工完畢后，按支墩設(shè)計尺寸進(jìn)行支模，加固牢靠。

4.1.4隱預(yù)檢：由質(zhì)量、技術(shù)部門檢查復(fù)核，并填報預(yù)埋件專項(xiàng)隱預(yù)檢，合格后，連同澆灌申請、模板預(yù)檢等一并報監(jiān)理驗(yàn)收。

4.1.5建筑基礎(chǔ)混凝土：澆筑基礎(chǔ)混凝土?xí)r，應(yīng)注意保護(hù)下預(yù)埋板的位置及標(biāo)高，如下預(yù)埋板面積較大，應(yīng)提前與設(shè)計協(xié)商，確保混凝土能順利入模，并能看出混凝土與板下面緊密結(jié)合。

4.1.6養(yǎng)護(hù)至80%強(qiáng)度，拆除支墩模板：應(yīng)以同條件試塊強(qiáng)度為準(zhǔn)。

4.1.7對號安裝橡膠支座及上預(yù)埋板，并防護(hù)：橡膠支座及配件運(yùn)至作業(yè)面后，應(yīng)將橡膠支座、上預(yù)埋板用圖紙或產(chǎn)品說明書要求的螺栓與橡膠支座連接在一起。

橡膠支座組裝好后，就位安裝前，應(yīng)對下預(yù)埋板的中心位置、中心標(biāo)高、平面斜度檢查，發(fā)現(xiàn)超過《疊層橡膠隔震支座檢驗(yàn)與評定標(biāo)準(zhǔn)（試行）》允許偏差的應(yīng)與設(shè)計協(xié)商，采取補(bǔ)救措施。

在上部結(jié)構(gòu)支模前，應(yīng)將安裝好的橡膠支座用木板等抗沖擊材料保護(hù)。為防止鐵件銹腐，可按設(shè)計要求的防腐涂料提前將鐵件涂刷。條件允許時，可按圖紙要求的橡膠支座正式防護(hù)措施施工一步到位。

4.1.8專檢：填寫隔震橡膠支座安裝質(zhì)量評定表、上預(yù)埋鋼板隱檢、安裝平面圖。

4.1.9綁扎上部結(jié)構(gòu)鋼筋，支模板：按圖紙要求進(jìn)行施工。

4.1.10隱預(yù)檢：將模板預(yù)檢、結(jié)構(gòu)鋼筋隱檢、支座專檢資料、混凝土澆灌申請報監(jiān)理驗(yàn)收。

4.1.11正式防護(hù)：按照圖紙要求，將橡膠隔震支座防護(hù)起來，并測量上部結(jié)構(gòu)與障礙物間的距離，報監(jiān)理驗(yàn)收。

4.2搬運(yùn)、儲存注意事項(xiàng)

4.2.1產(chǎn)品應(yīng)儲存在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體、無陽光（紫外線）照射并遠(yuǎn)離熱源的場所，不得淋雨。

4.2.2配件應(yīng)按型號分類、碼置整齊牢固，不得混放、散放。嚴(yán)禁與酸堿、油類、有機(jī)溶劑等接觸。

4.2.3開封驗(yàn)貨后，應(yīng)將防護(hù)包裝恢復(fù)。

4.2.4搬用過程中，應(yīng)按廠家提供的吊點(diǎn)安裝吊具，嚴(yán)禁將鋼絲繩等穿于螺栓孔內(nèi)。

4.2.5搬用吊運(yùn)過程中，應(yīng)保證橡膠支座上下面水平，嚴(yán)禁傾斜。

4.3施工注意事項(xiàng)

4.3.1隔震支座符合設(shè)計及規(guī)范要求，必須有出廠合格證及有資質(zhì)單位全數(shù)檢測報告，隔震支座用的鋼板、錨栓要有原材質(zhì)書及復(fù)試報告。

4.3.2隔震支座預(yù)埋下板安裝前一定要核對型號與安裝位置是否符合設(shè)計要求。

4.3.3隔震支座預(yù)埋下板定位均采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀引測軸線基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)基點(diǎn)，堅持復(fù)測，保證其位置和標(biāo)高精確。

4.3.4隔震支座下預(yù)埋板固定要牢固，以保證其在承臺混凝土澆筑過程中不發(fā)生位移，承臺混凝土澆筑完后，要復(fù)核預(yù)埋下板位置是否發(fā)生偏移。

4.3.5隔震支座安裝中預(yù)埋下板是關(guān)鍵，安裝過程中要采用高精度水平尺（誤差為0.02毫米/米）控制其水平度在邊長的1/500范圍內(nèi)，固定點(diǎn)不少于三個且要牢固。

4.3.6預(yù)埋上、下板與隔震器連接螺栓要擰緊，必須用力矩扳手檢查。

4.3.7模板拆除后，及時對外漏鐵件防腐。

4.4成品保護(hù)注意事項(xiàng)

4.4.1支座安裝前應(yīng)向工人講明隔震支座的構(gòu)造及對結(jié)構(gòu)的重要性，不得損壞隔震支座及配件。

4.4.2隔震支座安裝好后，應(yīng)立即采取措施保護(hù)，防止意外損傷。

4.4.3如圖紙要求使用高強(qiáng)螺栓時，螺栓及螺母的絲扣必須訂做塑料（或橡膠）保護(hù)套（或塞），防止絲扣損傷。

4.4.4防腐材料涂刷時，應(yīng)將可能污染的結(jié)構(gòu)鋼筋用塑料薄膜包裹保護(hù)。

4.4.5連接螺栓安裝好后，應(yīng)立即安裝防護(hù)帽，防止螺栓外漏部分銹蝕。

5.質(zhì)量控制

5.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

5.1.1本工法必須執(zhí)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）。

5.1.2本工法必須執(zhí)行《疊層橡膠支座隔震技術(shù)規(guī)程》（CECS126:2001）。

5.1.3施工和驗(yàn)收應(yīng)符合《隔震橡膠支座安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)與評定標(biāo)準(zhǔn)》。

5.1.4施工和驗(yàn)收應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204－2002）》。

5.1.5其他相關(guān)國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

5.2質(zhì)量保證措施

5.2.1主控項(xiàng)目：

以下項(xiàng)目檢查數(shù)量為10%，且不少于2個。

隔震橡膠支座及下預(yù)埋板的中心標(biāo)志齊全、清晰。

隔震橡膠支座的表面潔凈、無油污、泥沙、破損。

①焊縫外觀無夾渣、咬肉、漏焊。

②絲扣無裂紋損毀。

③防腐涂層均勻、光潔、無漏刷。

④5.2.2允許偏差項(xiàng)目：

項(xiàng)次
項(xiàng)目
允許偏差
檢查方法
檢驗(yàn)數(shù)量

1
下預(yù)埋鋼板
頂面標(biāo)高
±5mm
水準(zhǔn)儀測量
10%且不少于2處

2
水平度
5%
水平尺測量

3
橡膠隔震支座
中心平面位置
5mm
鋼尺測量

4
頂面水平
8‰
水平尺測量

5
預(yù)留螺栓孔
栓孔直徑
0︿+1mm
鋼尺測量

6
栓孔位置
±1mm
鋼尺測量

6.安全措施

6.0.1機(jī)械吊運(yùn)設(shè)備時，應(yīng)有專職信號工持上崗證，起重器司機(jī)必須持證上崗，吊運(yùn)回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)不得站人。

6.0.2人工抬運(yùn)時，應(yīng)注意繩索及杠木，防止繩斷杠折傷人。

6.0.3安裝過程必須有足夠的操作空間，并作好防護(hù)。

6.0.4橡膠支座存放、安裝處四周，不得堆放易燃物品，并進(jìn)行明火作業(yè)管理。

7.環(huán)保措施

7.0.1成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對施工材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。

7.0.2將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明。

7.0.3對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移位的實(shí)施措施，加強(qiáng)實(shí)施中的監(jiān)測、應(yīng)對和驗(yàn)證。同時，將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交底。

7.0.4對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。

8、結(jié)束語

疊層橡膠隔震支座施工技術(shù)已在我集團(tuán)公司援建的茂縣羌族博物館等工程中進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，且此隔震技術(shù)均已在國內(nèi)外等發(fā)達(dá)國家廣泛使用。在四川地震多發(fā)地區(qū)，工程建成后經(jīng)多次地震和余震，震感均比周圍建筑明顯減少，至今沒有任何一個支座出現(xiàn)異�，F(xiàn)象，用戶反映良好。

隔震支座及隔震技術(shù)的應(yīng)用保證了施工安全、確保了工程質(zhì)量，提高了房屋科技含量，做到了文明施工，保障生命、財產(chǎn)和房屋功能安全，房屋舒適度優(yōu)異，社會效益顯著。