高層建筑大直徑橡膠隔震支座施工技術研究

董佳航

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

大直徑橡膠隔震支座作為有效的隔震裝置廣泛應用于高烈度區高層建筑。由于支座直徑較大，下支墩的鋼筋布置密集，阻礙了預埋套筒的安裝，支座尺寸過大而影響了下支墩混凝土的澆筑密實度，降低了澆筑質量。設置的支座的錨筋長度過長，而出現沖突，施工過程中面臨了一些挑戰。為了解決這些難題，針對官渡區人民醫院遷建項目對大直徑橡膠隔震支座施工重點和出現的問題進行探討，基于BIM 技術進行分析，提出了切實可行的解決方案，提供有益的借鑒。

1 工程背景

1.1 工程概況

云南省昆明市的官渡區人民醫院，設計地震烈度為8 度，基本地震加速度為0.20g，其最高樓棟為地上19 層、地下3 層的住院樓，隔震采用了橡膠隔震支座技術。通過隔震層的集中變形和整體移動，該技術有效地減少了地震危害。為了滿足建筑物位移量的要求，住院樓選擇了LRB1000-1500 型號的鉛芯橡膠隔震支座作為住院樓的隔震裝置。

1.2 大直徑橡膠隔震支座施工重難點

1）下支墩鋼筋密集，預埋套筒安裝困難，定位預埋板找平難度大。本工程采用LRB-1500 大直徑橡膠隔震支座，其錨栓數量高達20 根，同時下支墩鋼筋密度較大。在安裝隔震支座定位預埋板的過程中，部分錨栓可能會與下支墩鋼筋豎向投影位置重疊，這會導致已經找平的定位預埋板易受到干擾。

2）定位預埋板面積過大，下支墩出現空鼓問題。定位預埋板與下支墩大范圍密切接觸，從而使得混凝土凝固過程中氣體排出不暢通，需要拆除后二次澆筑。這種情況下操作很復雜，同時隔震支座可靠性也會受到影響，運行壽命也降低，需要采取適當的措施進行干預。

3）隔震支座的吊裝和定位難度大。在隔震支座的安裝過程中，需要處理多達20 個定位連接螺栓，而使用傳統的孔對孔定位方法很難準確對齊每個孔位，需要反復調節才能進行下孔和擰緊操作。這導致了安裝過程的緩慢和低效。

2 大直徑橡膠隔震支座安裝

2.1 下支墩柱鋼筋處理及綁扎

在住院樓支座節點處，鋼筋數量龐大、直徑粗大（最大直徑為C40）、凈距較小。同時，支座安裝需要使用20 個（最大規格為M39）螺栓，這使得在安裝過程中螺栓與鋼筋之間經常會發生排布沖突，使螺栓難以嵌入支座內。下支墩鋼筋與部分螺栓重疊如圖1 所示。

圖1 下支墩鋼筋與部分螺栓重疊示意圖

為了在施工過程中降低成本并提高經濟性，設計過程中嚴格依據鋼筋混凝土設計規范，限制主筋的并筋數量不超過3 根。采用并筋的方法，將預埋螺栓位置的主筋凈距從原來的96mm 調整為196mm，從而解決預埋螺栓與鋼筋沖突的問題。同時，在解決鋼筋排布和支墩螺栓沖突時，采用BIM 技術，通過建立三維模型，準確分析沖突點并進行優化設計，確保鋼筋與支墩螺栓之間的協調，這樣可以更好地滿足鋼筋質量相關要求。BIM 技術為施工過程提供了高效的協同和沖突檢測，提高了工程質量和施工效率。在進行預埋板安裝之前，單純對中間的柱插筋進行固定，這樣在其后操作過程中可以對四角柱插筋進行靈活調節。圖2 顯示出并筋處理方案。

圖2 并筋處理方案圖

2.2 支座定位預埋板安裝

經過上述柱插筋排布優化后，針對支座定位預埋板安裝精度要求極高的情況，為了確保測量精度，選擇了高精度的水準儀檢測，從而有效提高安裝精度，同時控制測量誤差不超過2mm。為提高預埋板的安裝精度，采用四角定位技術，并選擇穩定性高的中間柱插筋技術。

首先，根據設計的方案將4 根C20 鋼筋點焊在柱插筋上，同時沒有接觸周圍可移動鋼筋，這樣可以避免影響到定位筋的位置，從而保持其與控制位置相一致，提高定位質量。在定位筋初次調整后，在其中放置預埋板，然后通過儀器嚴格的檢查其標高和平整度，確保和設定值相一致。最后，通過經緯儀將軸線投射到此板上，且適當的調節以確保安裝精度符合要求。這種方法能夠有效降低人工成本和施工難度，同時降低重復性。

在完成精確定位后，接著通過C20 固定鋼筋對其4 個邊角進行焊接，這樣可以起到良好的固定作用，避免后續操作時出現移動。在此操作時選擇并筋的方法，這樣可以控制螺栓嵌入支墩，安裝成功率和精確性明顯提高。最后，根據設定方案安裝固定螺栓。

2.3 下支墩螺栓安裝

在安裝隔震支座預埋螺栓時，為避免混凝土澆筑時對連接螺栓和預埋套筒的污染，采用PVC套筒保護技術。該技術首先在預埋板上安裝PVC套管，然后將隔震支座下的連接螺栓穿過預埋板并通過套管進行連接。

2.4 下支墩混凝土澆筑

由于下支墩鋼筋直徑大，且布置很密集，從而導致振搗難以達到要求。在此施工中為避免澆筑影響到支座埋件位置，適當的改進了預埋板，同時制定出以下措施確保澆筑質量滿足要求。

1）在預埋板中部開孔，這樣可以控制在振搗過程中高效的排出氣體，確保澆筑質量。

2）對定位預埋板進行了優化，并減小了其尺寸。同時，增設了專門的排氣和澆筑部位，具體的位置和布置可參考圖3。

圖3 定位預埋板及排氣孔位置示意圖

3）在進行此部分澆筑之前，對預埋件4 個角的標高再次復核，確保滿足一致性要求。在檢查無異常情況下，接著在預埋板中心的開孔處振搗混凝土。在此過程中，要注意避免和鋼筋碰撞，避免出現移動問題。在澆筑時還應該控制，各種設備和人員不可以直接接觸預埋板，從而確保精度不受到影響。

4）在將混凝土澆筑至定位預埋板面時，我們需要進行額外的振動操作，并清除浮漿。隨后，同時對預埋件的軸線、標高和平整度進行精確的再次核對。

2.5 橡膠隔震支座吊裝

1）下支墩混凝土強度達到85%條件下，根據要求吊裝隔震支座。在操作前先清潔支座表面，對螺母進行充分的潤滑。在起吊之前，需要對隔震支座法蘭盤底面進行油漆修補。將橡膠隔震支座懸掛在下支墩表面上方約2cm 的位置，確保螺栓孔與下部位置基本對齊。

2）安裝過程中，首先安裝3 個角中心的預埋套筒，并進行下降觀察，以確保其他預埋套筒與法蘭板對準。隨后，在隔震支座下部的開孔中連接全部的螺母，且基于正偏差進行試穿。

3）使用力矩扳手對螺栓進行對稱擰緊，并在短時間內依次完成。在擰緊過程中避免使用過度力量以防螺絲脫扣，連接板安裝完畢后，使用鋼板尺對連接板和螺栓的平面進行校驗，確保它們在同一平面上。在擰緊螺栓時，請勿使用敲打等不當方法，以避免損壞連接部件。在橡膠隔震支座上的連接板上的螺栓孔和吊裝螺孔處，使用高強水泥進行封堵，并確保表面平整。在進行構件連接時，務必保持構件摩擦面的清潔和干燥，以確保連接的可靠性。同時，建議避免在雨中進行作業，以免對施工質量產生不良影響。安裝結束后還需要設置一定的防護措施，避免受到外部的干擾，如雨水進入。橡膠墊安裝結束后還需要進行檢查，確保支座與軸線的中心重合，此后還需要通過儀器復測，控制其中心偏差不超過5mm。

2.6 橡膠隔震支座復核

在以上安裝操作結束后，應該通知相關方及時驗收。驗收時主要是基于儀器來復核支座軸線位置，控制對應的平面誤差小于±6mm。此外還需要復核水平度和標高相關參數，確保標高的偏差低于±5mm，頂面的偏差低于8‰，而對應的水平度偏差不應超過5‰。在驗收過程中，應詳細記錄相關數據以作為驗收的依據。通過以上措施，項目隔震支座安裝合格率可達到95%以上。

2.7 橡膠隔震支座上部構造安裝

1）在上支墩的預埋套筒和預埋錨筋固定后，進行上支墩底模的安裝。需要注意在混凝土澆筑過程中避免給底模板施加過大的豎向壓力。若底模板的支撐剛度不足，則應該適當的調節其標高，主要是控制其略高于法蘭板頂面，這樣可避免澆筑后陷入問題。

2）進行上支墩鋼筋綁扎。在此過程中需要先根據設計圖紙綁扎上支墩鋼筋，在檢查無異常后安裝支側模板，最后進行混凝土的澆筑。

3）在澆筑完成后，應該根據一定的次序拆支模，且對隔震支座法蘭板的油漆進行適當的修復處理，全部操作結束后需要檢查，確保無異常。

3 結語

2010 年版建筑抗震設計規范引入了大量新標準和規范，同時在市場需求促進作用下，隔震技術取得了重大進展。在減震建筑領域，隔震支座被廣泛采用。在官渡區人民醫院遷建項目中，引入了以上技術有效地提高了隔震支座的位置精度。根據實際的經驗可知，這種施工方法操作簡單，施工質量高，成本低，對提高建筑工程質量有重要保障作用，表現出較高實際應用價值。