江 泳

(福建省建設(shè)執(zhí)業(yè)資格注冊(cè)管理中心 福建福州350001)

引 言

近幾十年來，隔震技術(shù)在工程應(yīng)用中逐步成熟。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已建成3000余棟隔震建筑。隔震建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)隔震設(shè)計(jì)基本概念以及大型有限元軟件的運(yùn)用已經(jīng)有了豐富的經(jīng)驗(yàn)累積。同時(shí)，隔震產(chǎn)品的生產(chǎn)流程也有了相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范進(jìn)行約束和控制，保證了隔震支座的產(chǎn)品質(zhì)量。此外，隔震支座的耐久性也通過了實(shí)際工程的檢驗(yàn)，滿足了建筑使用要求［1，2］。

由此看來，隔震層施工尤其是隔震支座的安裝質(zhì)量成為了隔震建筑質(zhì)量控制的關(guān)鍵，隔震支座的安裝精度，預(yù)埋件的定位等施工工藝和質(zhì)量控制也成為了施工中主要的控制因素。我國(guó)隔震建筑數(shù)量?jī)H次于日本，但是大部分都集中在云南和四川省，其他省份隔震建筑較少，因此施工過程中普遍存在施工單位經(jīng)驗(yàn)不足，參與各方單位對(duì)隔震建筑缺乏了解等情況，也成為制約隔震建筑發(fā)展的因素。本文通過對(duì)一棟多層框架結(jié)構(gòu)底層柱頂隔震房屋的建設(shè)過程分析，特別是隔震層的施工質(zhì)量控制和施工工藝流程進(jìn)行討論，分析結(jié)果供隔震房屋建設(shè)的施工和管理提供參考。

1 隔震技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 隔震技術(shù)原理

隔震技術(shù)是在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間［1，2］，設(shè)置一層水平向較柔的隔震系統(tǒng)(一般由橡膠隔震支座和阻尼器等組成)，吸收和耗散能量，使建筑物與地基隔開，是一種以柔克剛、以隔減震的抗震方法。地震發(fā)生時(shí)，橡膠隔震支座能吸收地震能量，以集中發(fā)生在隔震層的較大相對(duì)位移為代價(jià)，阻止地震能量向建筑物上部結(jié)構(gòu)傳播，保持建筑物上部結(jié)構(gòu)近似平動(dòng)，延長(zhǎng)建筑物自振周期，使建筑結(jié)構(gòu)基本不被破壞，保護(hù)建筑物內(nèi)部人員安全，有效減少財(cái)產(chǎn)損失。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果表明，隔震建筑的最大水平加速度響應(yīng)僅為傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的1/3～1/5。地震作用下隔震建筑與傳統(tǒng)抗震建筑振動(dòng)對(duì)比效果如(圖1)。

圖1 振動(dòng)對(duì)比圖

1.2 隔震建筑發(fā)展現(xiàn)狀

日本是隔震技術(shù)發(fā)展最好，應(yīng)用最廣的國(guó)家，不完全統(tǒng)計(jì)全日本已有隔震建筑6000余棟，且日本新建的超過60m的超高層結(jié)構(gòu)都需要經(jīng)過國(guó)家層面的審查，幾乎全部采用減隔震技術(shù)，并有嚴(yán)格審查評(píng)估。

我國(guó)現(xiàn)階段已建成隔震建筑約3000余棟，技術(shù)應(yīng)用成熟，經(jīng)受了地震災(zāi)害的檢驗(yàn)和認(rèn)可。2008年我國(guó)汶川特大地震后，云南省發(fā)布了《省政府辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)減隔震技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的意見》，其中規(guī)定“2020年前未來全省范圍內(nèi)高烈度區(qū)重大工程和生命線工程的必須采用隔震技術(shù)”。2013年雅安地震后，部分省市下發(fā)了《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)加快推進(jìn)建筑隔震技應(yīng)用工作意見的通知》，通知要求區(qū)內(nèi)新建的幼兒園、學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所，以及需要做安評(píng)的建設(shè)項(xiàng)目，必須采用建筑隔震技術(shù)，其它項(xiàng)目鼓勵(lì)采用建筑隔震技術(shù)。2014年2月，我國(guó)住建部下發(fā)《關(guān)于房屋建筑工程推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的若干意見》文件［3］，截止2014年12月，云南省、山西省、甘肅省等共計(jì)八省、市、地區(qū)分別出臺(tái)了推廣隔震技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的文件?？梢姡粽鸺夹g(shù)在我國(guó)的應(yīng)用將取得較快的發(fā)展。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介及施工準(zhǔn)備

2.1 工程概況

工程項(xiàng)目為廈門市某小學(xué)教學(xué)樓，建筑四層局部五層，底層基本架空，建筑高度21.7m，建筑面積3664.82m2，建筑結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，隔震層位于底層柱頂，當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度為7度半。

2.2 施工準(zhǔn)備

(1)隔震支座驗(yàn)收檢查

土建施工單位在隔震支座運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)做詳細(xì)的驗(yàn)收檢查。內(nèi)容包括:1)產(chǎn)品書面文件確認(rèn);2)隔震產(chǎn)品及配套安裝連接件的數(shù)量及型號(hào);3)產(chǎn)品的形狀及尺寸是否符合標(biāo)準(zhǔn);4)產(chǎn)品有無缺陷、破損。

(2)機(jī)械準(zhǔn)備

本工程結(jié)合施工塔式起重機(jī)進(jìn)行隔震支座吊裝。其余為鋼筋加工、模板加工及混凝土振搗機(jī)械等。

(3)其他事項(xiàng)

提早確定訂貨時(shí)間，擬定訂貨合同，保證產(chǎn)品供應(yīng)質(zhì)量，組織人員與廠家對(duì)接，進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)收，取得產(chǎn)品性能出廠檢驗(yàn)報(bào)告。第三方檢驗(yàn)檢測(cè)方法須符合《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且需由建設(shè)部認(rèn)定的、具有檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)方可有效。同時(shí)做好重要部件的成品保護(hù)工作。

組織相關(guān)人員集中學(xué)習(xí)隔震技術(shù)，統(tǒng)一思想認(rèn)識(shí)，了解隔震建筑的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工工藝、發(fā)展等相關(guān)知識(shí)。

3 施工工藝流程

3.1 隔震支座下支墩鋼筋綁扎

下預(yù)埋板安裝及下支墩鋼筋綁扎前，將獨(dú)立柱澆至預(yù)埋板的錨筋底部，這部分混凝土澆搗質(zhì)量應(yīng)有足夠的保證率，與此同時(shí)，將梁底模支設(shè)完畢。下支墩鋼筋綁扎應(yīng)注意支墩鋼筋下料長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到預(yù)埋板下沿，鋼筋籠的混凝土保護(hù)層厚度為70mm［4］。

3.2 安裝下預(yù)埋板

預(yù)埋件指預(yù)埋于隔震支座上下支墩中，使隔震支座與基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互連接的構(gòu)件，由套筒、鋼筋組成，鋼筋擰入套筒。

將下預(yù)埋板吊裝至支墩上，然后利用人工將預(yù)埋板鋪設(shè)到位，利用經(jīng)緯儀測(cè)定下預(yù)埋板軸線位置，并做好標(biāo)記，下預(yù)埋板標(biāo)高和中心線位置調(diào)整準(zhǔn)確后簡(jiǎn)單固定下預(yù)埋板。用調(diào)整螺栓控制垂直與水平方向，如(圖2)。下部受力鋼筋下料長(zhǎng)度需達(dá)到預(yù)埋板下沿。受力鋼筋的折彎處用一根直徑12mm的箍筋點(diǎn)焊，確保受力鋼筋的合理位置。

3.3 下支墩混凝土澆筑

預(yù)埋件混凝土澆灌過程中應(yīng)將套筒用密封布料將其扎緊，避免雜物混入，同時(shí)為方便振搗隔震支座下部構(gòu)件或基礎(chǔ)的混凝土，在下部埋件鋼板中心開直徑150mm的孔［5］。振搗完成后用干石子放置在預(yù)留孔洞上部，并大力夯實(shí)，保證預(yù)埋件下支墩混凝土能夠密實(shí)充分，最后將預(yù)埋件表明磨光如(圖3)。

圖2 利用調(diào)節(jié)螺栓控制預(yù)埋件水平和垂直方向

圖3 下支墩澆筑

3.4 隔震支座安裝

混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后可進(jìn)行隔震支座安裝，安裝前必須進(jìn)行定位復(fù)測(cè)并記錄，復(fù)測(cè)內(nèi)容包括預(yù)埋件標(biāo)高、中心位置及平整度。復(fù)測(cè)滿足要求后可進(jìn)行隔震支座安裝。安裝前應(yīng)將下支墩表面清理干凈。在吊裝隔震支座過程中需要2名工人進(jìn)行配合，對(duì)稱擰緊螺栓，保證隔震支座定位準(zhǔn)確，同時(shí)需要一名廠家技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行指導(dǎo)。吊裝隔震支座后，擰緊高強(qiáng)螺栓。隔震支座安裝完后，復(fù)測(cè)隔震支座標(biāo)高及平面位置并記錄。隔震支座安裝過程如(圖4)。

圖 隔震支座安裝

3.5 上支墩及隔震層梁板施工

(1)上支墩預(yù)埋件固定

將上部預(yù)埋件用高強(qiáng)螺栓連接到隔震支座上，注意隔震層梁板受力筋與套筒位置關(guān)系。綁扎梁鋼筋時(shí)，嚴(yán)禁碰撞預(yù)埋板，如單排鋼筋位置與預(yù)埋錨筋和預(yù)埋螺栓套筒位置沖突時(shí)如(圖5)，施工中也可將梁鋼筋呈2排或多排布置，箍筋肢數(shù)不變。

(2)上支墩底模安裝和鋼筋綁扎

依次安裝上支墩底模，綁扎上支墩鋼筋、支側(cè)模和澆筑混凝土。此部分施工方法與常規(guī)做法相同。由于隔震支座安裝過程和模板支撐、拆除過程中不可避免對(duì)隔震支座油漆造成損壞及污染，待上支墩混凝土施工完畢，模板拆除后，對(duì)隔震支座油漆進(jìn)行修補(bǔ)并清潔除污。

圖5 梁底筋與套筒位置

4 隔震層部分構(gòu)造施工

4.1 隔震層墻體

建筑需具有足夠的水平位移余量，水平隔震縫的寬度取為250mm，且不應(yīng)有任何固定物體形成阻擋［6，7］。豎向隔震縫高度為20mm，其所形成的水平縫填充瀝青膠泥。隔震層墻體做法如(圖6)所示。

圖6 隔震層墻體

4.2 樓梯斷縫

樓梯隔震層處理，應(yīng)在相應(yīng)梯段處斷開，梯段上部與隔震層梁板懸臂連接，梯段下部與底層柱整體澆筑。如(圖7)所示。

圖7 梯段斷縫處理

4.3 設(shè)備管線

通過隔震層的全部設(shè)備管線(如電線、上下水管、消防管、避雷線等)均做構(gòu)造處理，以適應(yīng)隔震層的變形，防止地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生次生災(zāi)害［6，7］。由 以上構(gòu)造設(shè)計(jì)可知，相對(duì)于基礎(chǔ)隔震，底層柱頂隔震結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，地坪處不必預(yù)留水平位移空間。

圖8 設(shè)備管線柔性處理

5 工序驗(yàn)收相關(guān)事項(xiàng)

5.1 隔震支座外觀檢查

隔震支座外觀單個(gè)表面氣泡面積不超過50mm2，雜質(zhì)面積不超過30 mm2;缺膠面積不超過150 mm2，不得多于2處，且內(nèi)部嵌件不許外露，凹凸不超過2 mm，面積不超過50 mm2，不得多于3處;膠鋼粘結(jié)不牢(上、下端面)裂紋長(zhǎng)度不超過30 mm，深度不超過3 mm，不得多于3處;裂紋(側(cè)面)不允許，鋼板外露(側(cè)面)不允許。預(yù)埋鋼板表面如有腐蝕或損傷，需要除銹并以涂漆修補(bǔ)。支座外露部分需進(jìn)行成品保護(hù)，首先是對(duì)橡膠隔震支座連接板及外露連接螺栓采取防銹保護(hù)措施，然后用橡膠或塑料膜對(duì)隔震墊側(cè)面外露部分進(jìn)行保護(hù)。

5.2 隔震層移動(dòng)凈空間檢查

隔震支座四周、上部結(jié)構(gòu)體、下部結(jié)構(gòu)體間水平及垂直方向，均須確保隔震系統(tǒng)所須凈空。上部結(jié)構(gòu)在移動(dòng)范圍內(nèi)，不可有障礙物。

5.3 隔震支座沉降及變形檢測(cè)

隔震支座的豎向變形觀測(cè)操作可在隔震支座附近的上下連接部位四邊分別彈一條水平線，量取這四組水平線之間的豎向距離并平均。全過程最少需進(jìn)行三次沉降觀測(cè)，依次是主體框架梁柱澆搗后、填充砌體結(jié)束后和工程竣工前。

還需進(jìn)行支座的壓縮變形觀測(cè)，在隔震層上的二層柱底放置觀測(cè)預(yù)埋件，掛重錘進(jìn)行變形觀測(cè)。和位于一層的基礎(chǔ)沉降觀測(cè)點(diǎn)配合起來測(cè)量。隔震支座壓縮變形量超過10%，需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更換。

施工安裝完成需要在一個(gè)隔震支座處留觀察窗，以供平時(shí)的觀察方便如(圖9)。

圖9 觀察窗

6 結(jié)論

(1)我國(guó)隔震房屋總量較少，因此積累的隔震施工經(jīng)驗(yàn)不足。為了保證隔震工程施工的順利完成，應(yīng)事先組織相關(guān)工程技術(shù)人員對(duì)隔震技術(shù)的原理和應(yīng)用做培訓(xùn)，對(duì)施工圖和隔震技術(shù)報(bào)告進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析。

(2)隔震工程施工中應(yīng)對(duì)隔震支座做詳細(xì)的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收檢查，隔震支座產(chǎn)品性能應(yīng)經(jīng)過認(rèn)證后的第三方檢驗(yàn)合格方可使用。

(3)隔震層下預(yù)埋鋼板的安裝和下支墩鋼筋混凝土的施工質(zhì)量應(yīng)列為施工控制要點(diǎn)。

(4)隔震層水平隔震縫和豎向隔震縫的施工質(zhì)量應(yīng)列為施工控制要點(diǎn)。

(5)目前我國(guó)沒有相關(guān)隔震施工方法指導(dǎo)，隔震支座吊裝以及定位的工藝尚不成熟，還可進(jìn)行深入探討。

［1］中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).GB50011－2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

［2］Ari Wibowo，John L.Wilson，Nelson T.K.Lam，et al.Collapse modeling analysis of a precast soft storey building in Australia.Eng.Struct，2010，32(7):1925－1936.

［3］住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于房屋建筑工程推廣應(yīng)用減隔震技術(shù)的若干意見(暫行)［J］.中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2014，(03):32－33.

［4］吳應(yīng)雄.低位層間隔震技術(shù)在某框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究［J］.福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，40(6):806－813.

［5］黨育，杜永峰，李慧.基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工指南［M］.北京:水利水電知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2007.

［6］國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集.03SG610－1建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

［7］傅金華.日本抗震結(jié)構(gòu)及隔震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.