某高層建筑基礎隔震層施工技術*

鄧 鵬

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

0 引言

建筑基礎隔震技術指建筑物上部結構與基礎間形成水平剛度較小的隔震層，隔震層吸收和耗散地震能量，從而有效降低直接傳至上部結構的地震能量。隔震層常采用的隔震橡膠支座由本體和上、下連接板組成，包括天然橡膠支座(linear natural rubber bearing，LNRB)和鉛芯橡膠支座(lead rubber bearing，LRB)，如圖1所示。LNRB由多層橡膠和多層鋼板交替疊置組合而成，LRB是在普通疊層橡膠支座中心插入鉛芯，以改善支座阻尼性能。LNRB，LRB安裝方法相同，數量和安裝位置根據設計確定，通常LRB用量較LNRB多，故本文以LRB為例進行研究。鋼筋混凝土建筑隔震層主要包括鋼筋混凝土下支墩(柱)、隔震支座、上支墩。隔震層可有效耗散地震能量，因此，隔震層施工是保證隔震建筑發揮作用的重要環節。

圖1 隔震橡膠支座

國內外相關規范對隔震建筑隔震層施工要求進行了規定[1-3]，有關學者對隔震層施工技術進行了研究。曹建亞等[4]、段先軍等[5]分析了北京大興國際機場航站樓大直徑隔震支座施工技術，通過調整拉鉤位置和混凝土澆筑方案，解決了因下支墩鋼筋過密影響預埋件安裝質量及混凝土澆筑質量的問題。吳應雄等[6-7]通過改進施工工藝，克服了傳統吊運和安裝技術弊端，有效提高了隔震層下預埋鋼板水平度。李家瑋等[8]通過在定位鋼板四角對應的下支墩主筋上點焊短鋼筋，保證了支座下定位鋼板標高及水平度。馬俊等[9]對昆明長水機場航站樓進行分析，通過定位臨時模板形成螺栓套筒架體，對下支墩側模和螺栓套筒進行精準定位。嚴東等[10]采用十字定位法解決了隔震支座安裝精度難以保證的問題。王朋等[11]以北京景山學校小學教學樓為背景，采用二次灌漿法提高了下支墩混凝土澆筑質量。梁華站等[12]對隔震支座安裝精度控制進行了研究。

目前對高層建筑基礎隔震層施工全過程的研究較少，尤其是大直徑隔震支座，混凝土澆筑及下預埋件安裝定位存在諸多問題，如下支墩混凝土澆筑密實度不足、定位板水平度難以保證等。本文以四川省西昌市袁家山城中村棚戶區改造工程某高層住宅樓基礎隔震施工為例，對隔震層施工全過程進行分析，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

四川省西昌市袁家山城中村棚戶區改造工程某高層住宅樓地下2層，地上20層，總建筑高度60.80m，總建筑面積11 356m2。建筑抗震類別為丙類，抗震設防烈度為9度，結構形式為剪力墻結構。本工程在地下1層和地上1層之間設置隔震層，隔震層具有專用檢修功能，高2 800mm，主要框架梁(上支墩拉梁)梁下凈高1 500mm，如圖2所示。

圖2 建筑主要剖面

通過在隔震層布置隔震橡膠支座，將激勵源同上部結構隔開，以此降低結構動力響應。隔震層共布置52個Ⅱ型隔震支座，包括29個有效直徑1 200mm LRB(簡稱LRB1200)和23個有效直徑1 000mm LNRB(簡稱LNRB1000)。隔震支座平面布置如圖3所示，力學性能參數如表1所示。

圖3 隔震支座平面布置

表1 隔震支座力學性能參數

2 隔震層施工技術

隔震建筑在施工技術上較普通抗震建筑復雜，主要是增加了隔震層施工。為保證隔震建筑施工質量，工程項目部對施工圖紙和相關規程、規范進行了詳細分析，并多次向設計單位等相關技術部門進行咨詢。根據JGJ 360—2015《建筑隔震工程施工及驗收規范》[13]，隔震支座安裝是建筑隔震工程最主要的分項工程。工程項目部結合工程性質和結構特點，制定了專項施工技術方案。地坪層頂板施工完成后進行隔震層施工，工藝流程如圖4所示。

圖4 隔震層施工工藝流程

2.1 下支墩及下定位板施工

1)地下1層梁板施工

隔震支座下支墩與地下1層梁板分開施工，下支墩豎向鋼筋在地下1層梁板混凝土澆筑前精確預埋，混凝土澆筑前確定澆筑方向及澆筑區域，混凝土振搗均勻并抹平，確保結構表面密實、平整。混凝土強度達設計值1.2N/mm2時進行測量定位。采用經緯儀測設每個隔震支座中心點投影，并標定在頂板混凝土面上，確保中心位置準確。

2)下支墩鋼筋綁扎

本工程使用大直徑鋼筋，為確保預埋錨筋位置準確，防止鋼筋發生過大偏移，預先在混凝土面上標定隔震支座8個預埋錨筋豎向投影位置，提前制定鋼筋布置與綁扎順序，避免錨筋預埋后被承臺主筋阻擋。模板頂面標高應與下支墩頂面標高相同。

3)高程定位螺栓安裝

在下支墩鋼筋籠1個頂角處選擇1根已安裝固定的縱筋，在縱筋側面焊接1個螺母，螺母應處于水平位置，以保證后續操作中螺栓始終保持垂直。螺栓擰緊后測量頂面標高，通過調整螺栓高度使之達到設計標高。當定位螺栓達到設計標高后，在下支墩鋼筋籠其余3個頂角處選擇位置合適且已安裝固定的縱筋，在縱筋側面以同樣方法焊接螺母，確保定位螺栓間距在水平尺測量范圍內。

4)定位板放置與固定

復測水平度及標高無誤后，放置定位板。為防止鋼筋位置變化影響定位板精度，放置定位板時混凝土尚未澆筑。由起重機將定位板運輸至工作面，由2，3名施工人員利用現場腳手架鋼管共同將下定位板抬至目標位置，即置于4根定位螺栓上。搬運和放置定位板時需注意輕抬輕放，避免影響高程定位螺栓水平度。

5)放線對齊

《禮記·檀弓》載:“事君有犯而無隱。”《曲禮》又言:“為人臣之禮，不顯諫。”二者強調的進諫方式不同。對此，《孔子家語》則記:“忠臣之諫君，有五義焉:一曰譎諫，二曰戇諫，三曰降諫，四曰直諫，五曰風諫。唯度主而行之，吾從其風諫乎。”故《檀弓》為“直諫”，《曲禮》為“風諫”。又依孔子之言知五種進諫皆合禮義，為人臣者只需“度主而行之”，可見，春秋時并無嚴格的諫君之禮。

現場在定位板上繪制軸線，根據施工圖紙在現場放出定位軸線，根據定位軸線與定位板上軸線相對位置調整定位板，以保證安裝精度。定位板就位后，利用水準儀復測下定位板高程，利用扳手調節支撐下定位板的4根螺栓，同時觀察水平尺，需在保證定位板水平度的情況下達到要求高度。

6)下預埋件安裝

待定位板標高及軸線位置調校準確后，安裝下預埋件。下預埋件由套筒、配套螺栓和錨筋組成(見圖5)，可減少其與下部受力鋼筋的碰撞。增設螺栓防護塑料套筒，避免套筒孔及配套螺栓螺紋表面受到污染。套筒表面采用刻痕處理，增加與混凝土的摩擦力。下預埋件安裝時，首先徒手預擰緊，然后使用扳手緊固。擰緊過程中，不可依次擰緊，應按一定順序對角輪流擰緊，確保定位板位置及水平度準確。下預埋件安裝完成后，再次對定位板進行復測并調節，保證其標高和水平位置不發生偏移。確認無誤后將錨筋與下支墩鋼筋點焊固定。

圖5 下預埋件

7)下支墩側模安裝

定位板及下預埋件復測合格后，安裝下支墩側模。側模高度略高于下支墩頂面高度，以保證下支墩高度達到設計標高。使用水準儀在側模上標定下支墩頂面設計標高位置，便于混凝土澆筑時控制下支墩標高。模板拼縫嚴密，底部固定牢靠，側模剛度需滿足新澆筑混凝土側壓力和施工荷載要求，必要時可加密柱箍筋。

8)下支墩混凝土澆筑

本工程采用泵送混凝土澆筑，振搗過程中避免振搗棒碰撞定位板和錨筋，并禁止施工人員踩踏定位板，防止軸線、標高及平整度產生偏差，影響安裝質量。經前期分析與研究后，為保證混凝土澆筑密實度，提高澆筑質量，采取以下措施：①隔震支座下支墩混凝土采用2次澆筑工藝，第1次澆筑混凝土至定位板下50～100mm處，澆筑7d后采用微膨脹細石混凝土進行第2次澆筑；②微膨脹細石混凝土采用單孔澆筑，適當增加排氣孔數量和直徑，如圖6所示；③對混凝土進行養護，混凝土初凝后拆除定位板，修復下支墩表面混凝土蜂窩、麻面等缺陷，混凝土強度達設計強度的75%后拆除下支墩模板[14]。模板拆除后復查下支墩頂面平整度、軸線等，如有移動應及時校正，若偏差大于規范規定要求，應拆除后重新施工。

圖6 單孔澆筑示意

9)定位板拆除

當混凝土強度達設計強度的80%時，將下預埋件螺栓(帶防護塑料套筒)拆除，移除定位板，將拆下的螺栓重新擰回套筒，使用素混凝土將面層抹平。

2.2 隔震支座安裝

根據《建筑隔震工程施工及驗收規范》和施工圖紙設計要求的檢測數量，經建設單位、監理單位、施工單位見證取樣后，將隔震支座送至有資質的第三方檢測機構進行檢測。根據檢測報告，符合國家要求的隔震支座可以使用。隔震支座進場需提供相關質量證明文件，現場對支座進行必要的保護，全數檢查支座外觀、尺寸偏差等，通過驗收后方可使用。

1)支座安裝準備工作

下支墩混凝土澆筑完成10d后，根據同條件養護試塊試驗報告，混凝土強度達到了設計強度的80%以上。下支墩混凝土澆筑施工符合規范要求。本工程對隔震支座安裝技術進行創新，即混凝土初凝后拆除定位板，將拆下的螺栓重新擰回套筒，以免后續處理中砂漿、混凝土等雜物進入套筒孔內。安裝隔震支座前，對下支墩混凝土表面不平整處使用打磨機打磨，局部蜂窩、麻面缺陷使用素混凝土填補，以保證平整度符合要求。混凝土表面清理完畢后，取下螺栓及套筒，并在支座安裝前進行標高復核。

2)支座安裝

根據隔震支座平面布置確定支座直徑和型號，與現場支座進行核對，確保無誤后，采用汽車式起重機將該位置所需隔震支座吊至下支墩上方，現場施工人員利用1根較長的鋼筋穿過隔震支座螺栓孔，確認與下支墩預埋孔對齊后，將支座平穩下放至下支墩上。吊裝支座時輕舉輕放，以防損壞下支墩混凝土和支座。待隔震支座下法蘭板螺栓孔位與預埋鋼套筒孔位對正后，將螺栓擰入套筒。為避免螺栓擰緊過程中支座水平度受到影響，先使用普通扳手預擰緊螺栓，再使用力矩扳手對角依次鎖緊螺栓。螺栓鎖緊后檢查有無松動，并用環氧樹脂填充隔震墊與上支墩空隙。大直徑隔震支座自重較大，吊裝時采用綁帶穿過上連接板，通過J形鋼筋固定綁帶，使受力點位于上連接板。

2.3 上支墩施工

1)上支墩底模安裝

上支墩底模安裝與常規混凝土結構相同。澆筑混凝土會對底模產生豎向壓力，使底模發生豎向變形。當底模支撐剛度不足時，底模頂面標高應高于上法蘭板頂面標高，避免混凝土澆筑完成后支座法蘭板陷入上支墩混凝土中。

2)上支墩鋼筋綁扎與混凝土澆筑

模板安裝前對隔震支座進行必要的防護，橡膠支座本體采用塑料薄膜纏繞，高強螺栓采用膠帶臨時包粘，防止澆筑上支墩混凝土時污染或損壞隔震支座。依次綁扎上支墩鋼筋，安裝模板，澆筑上支墩混凝土。

3 結語

以四川省西昌市袁家山城中村棚戶區改造工程某高層住宅樓基礎隔震施工為例，對隔震層施工全過程進行分析。

1)通過對下支墩混凝土澆筑過程進行分析，提出混凝土澆筑改進措施，采用單孔澆筑微膨脹細石混凝土，適當增加排氣孔數量和直徑，有效降低氣泡率，提高混凝土密實度。

2)由于定位板安裝定位難度較大，改進隔震支座下定位板調平技術，通過焊接在定位板下方鋼筋上的高程定位螺栓，有效提高安裝精度，且成本較低，操作簡單。

3)由于大直徑隔震支座下部鋼筋較多，將配套螺栓和錨筋連成整體，減少了與下部受力鋼筋的碰撞。采用螺栓防護塑料套筒設計，避免套筒孔及配套螺栓螺紋表面受到污染，節省了成本，保證了混凝土施工質量。

4)隔震支座采用無下定位鋼板施工，改進了施工方法，節省了成本。無下定位鋼板施工時，要求下支墩混凝土表面打磨平整、清理干凈，隔震支座安裝前應對標高進行再次復核。