夾層橡膠隔震施工技術

【摘要】建筑結構基礎隔震是近年頗受國際土木結構工程界關注的一種結構地震防護新技術。此技術將結構分為上部結構、隔震層和下部結構三部分。地震能量經由下部結構傳到隔震層，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構。隔震層的設置改變了上部結構的周期，降低了結構的地震反應，確保上部結構在大地震時仍可處于彈性狀態，或保持在彈塑性變形的的初期狀態，可以保證結構的整體安全。也使工程在節約資源、防震效果等方面取得良好的社會效益和經濟效益。

【關鍵詞】橡膠；隔震；支座；預埋鋼板；平整度；控制措施；效益

1. 技術原理及適用范圍

1.1夾層橡膠隔震支座構造。夾層橡膠隔震支座，是由薄橡膠片與鋼板相互交錯迭置數層整體硫化形成。夾層橡膠隔震支座是由橡膠墊、上（下）連接板、連接螺栓、上（下）預埋鋼架組成（如圖1和圖2）。其中，橡膠墊是夾層橡膠隔震層的核心構件，主要是靠它來隔震。為了與上（下）連接鋼板的連接，在橡膠墊的上下表面都粘有封板，封板上有螺孔與連接板連接。

圖1夾層橡膠墊構造1.2夾層橡膠隔震支座抗震原理。隔震支座是通過在下部結構與上部結構之間設置隔震層來改變結構整體的動力特性。該技術的思想是“以柔克剛”，改變傳統建筑的抗震思想“以剛制剛”。一般地震的振動周期大多在0.1～１秒之間，隔震支座因水平剛度較小，可延長上部結構的周期至3 秒以上，使建筑物因地震而產生的加速度反應大量減小，從而達到保護建筑結構的目的。在地震作用下，橡膠片產生彈性變形，通過彈性位移吸收地震作用力，隔震支座中的鋼板層對橡膠層豎向變形起約束作用，使支座具有很高的豎向承載能力，同時又不影響橡膠的水平柔性，使其有良好的水平變形能力和復位能力，從而提高建筑物的抗震能力。

1.3夾層橡膠隔震施工工藝原理。通過上、下連接板把隔震支座與上、下結構進行連接，將結構本身的重力及地震應力進行傳遞，從而發揮隔震支座在結構體系中的作用。同時隔震支座預連接板安裝平整度須按要求控制在3‰以內，從而確保：隔震支座頂部結構不發生不均勻豎向變形；隔震支座頂部結構不因產生爬坡或滑坡現象影響隔震效果；隔震支座不因豎向荷載發生改變產生附加彎矩；下部結構支承構件不出現附加水平效應。

2. 關鍵施工技術

工藝流程：施工準備→放線定位→安裝下連接板→下連接板位置校正、固定→支設模板→澆筑基礎混凝土→安裝橡膠支座→安裝上連接板→空隙處理→綁扎上部鋼筋，進行上部結構施工。

2.1施工準備。

2.1.1編制橡膠隔震支座施工方案，并對操作人員進行詳細的技術交底。

2.1.2對工程所用橡膠支座及其連接件進行外觀檢查和力學性能檢測，必須符合國家有關技術標準。外觀檢查規格型號和合格證，力學性能依據《橡膠支座試驗方法》（GB20688.1-2006）、《建筑隔震橡膠支座》（GB 20688.3-2006）進行抽樣檢測，抽樣的數量應不少于總數的50％。一般情況下，每項工程抽樣總數不少于20 件，每種規格的產品抽樣數量不少于4 件。

2.2施工工藝要求。

2.2.1放線：按設計圖紙，在基礎地梁上放出軸線、控制線位置。嚴格控制基礎地梁頂標高及相對平整度。

2.2.2綁扎鋼筋：橡膠支座處的柱頭受力鋼筋及箍筋，應符合節點核心區的構造要求，箍筋應予加密，且上端箍筋應在受力主筋的端頭綁扎牢固。

2.2.3安裝定位鋼架及下連接板：安裝定位鋼架，為了保證鋼板不變形，不宜在鋼板上施焊。利用起重設備將連接板吊運并放置至設計部位。（如圖2）。

2.2.4下連接板位置校正、固定：反復調整下連接板位置、標高及平整度，直到符合要求。根據所放軸線及控制線，調整下連接板位置，偏差不得大于5mm；調節可調螺栓，使下連接板位于同一水平面，水平度偏差不得大于3‰，水平度利用高精度水平尺雙向同時檢查；用直徑不小于14 的短鋼筋將下連接板錨筋與基礎豎向主筋點焊固定；在連接板固定牢固后旋轉可調螺栓，取出墊塊。將螺栓連接孔用膠帶貼嚴實，防止混凝土進入（如圖3）。

2.2.5澆筑基礎混凝土：基礎鋼筋和模板安裝好后，從下連接板中心孔及模板邊緣處澆筑混凝土。混凝土強度等級不得小于C30，且宜選用微膨脹混凝土。為了確保連接板的位置不變，在澆混凝土時，操作人員應在架空跳板上，不得直接站在下連接板上，振搗棒嚴禁直接振搗鋼筋或連接板、錨筋。

圖2安裝下連接板 圖3下連接板位置校正固定2.2.6再次校核下連接板水平度：混凝土澆筑完畢后，應再次校核下連接板水平度，如不滿足要求需立即進行調整。調整好的下連接板要進行保護。

2.2.7安裝橡膠支座及上連接板：混凝土澆筑48 h后，按照廠家提供的吊點（連接板上預留的吊裝螺孔）安裝吊具，用起重設備將橡膠支座本體吊裝到位，嚴禁使用連接螺孔起吊，防止對連接螺孔造成損傷。

2.2.8高強螺栓連接：用高強螺栓將連接板牢固地與上、下連接板連接，并進行防腐處理。高強螺栓應對稱、分階段擰緊，擰緊過程分為初擰、復擰、終擰三個階段，并在同一天完成。

2.2.9縫隙處理：為了保證橡膠支座與接觸面的平整，用環氧樹脂將下部定位鋼架內留置5mm的凹槽填滿刮平，并養護至強度值不小于設計值的50%。

2.2.10進行上部結構施工：進行上部結構施工前，應事先用彩條布將隔震支座包裹做臨時覆蓋保護，以免造成污染。為防止隔震支座受到破壞，上部結構施工時，模板支撐不得架設于隔震支座上。

3. 工程應用實例及實施效果分析

我省曾在五建3#樓工程、大同中學、忻州十中等工程下成功應用，取得了良好的技術經濟和社會效益。

3.1采用基礎隔震設計，利用夾層橡膠隔震支座超強的變形、復位能力，使上部結構所受地震力大大降低，將建筑結構抗震防護等級提高，從而提高抗震安全度。

3.2與其他抗震方法（如硬抗）相比經濟效益顯著。在進行上部結構抗震設計時，使用橡膠隔震支座（支座）軟抗隔震體系，按設防烈度降低0.5 度進行設計計算不降低其安全度，減少了斷面和配筋，可降低工程造價，增加實用面積。

3.3使用橡膠隔震支座（支座）軟抗隔震體系，可大減輕地震時建筑結構的破壞，內部財產的損失和人員傷亡，以及建筑物損壞造成的停工停產所帶來的損失，經濟效益和社會效益十分顯著。

3.4該技術防震效果好，使用年限長，而且若干年后可以更換橡膠墊繼續使用。

3.5該技術施工簡便，需要投入的人力少，具有較好的適用性，是一種極具推廣價值的新產品、新技術

4. 結語

近年來，隨著地殼活動日益活躍，地震以及地震引起的自然災害在世界各地頻繁發生，給國家和人民財產造成了極大的損失。汶川大地震以來，我國將抗震加固設計與施工技術的研究提到一個很高的重視程度。面對我國建筑結構類型的發展趨勢，保障公共建筑尤其是學校、醫院以及民用住宅的抗震質量，提高磚混結構、框架結構等建筑結構類型的抗震性能，是建筑業未來很長一段時間的研究課題。“防患于未然”，抗震首先要隔震。夾層橡膠隔震技術造價低，施工簡便，適用于地震設防烈度為8～10度的新建工業與民用建筑；適用于為提高抗震等級而進行的加固改造建筑工程。可推廣應用于地震區的各類中、低層一般工業與民用建筑（包括砌體結構、底層框架、內框架、框架等各種結構）、城市生命線工程及重要建筑（如核電站、醫院、消防、電力、通訊、指揮中心等），同時也運用于各類橋梁、設備、環境隔震等。