福建省建筑应用隔震技术施工及构造问题分析

王曼婷 余生辉 邱蕴佳 何方祥 黄净

(福州大学土木工程学院 福建福州 350108)



福建省建筑应用隔震技术施工及构造问题分析

王曼婷 余生辉 邱蕴佳 何方祥 黄净

(福州大学土木工程学院 福建福州 350108)

隔震技术在福建省的应用与推广已趋于成熟并得到工程界的广泛认可，但隔震建筑的施工及管理过程中仍存在一定问题。为了规范福建省隔震建筑的建设及施工维护管理，通过搜集整理资料、实地调研在建与已建隔震建筑、同相关单位研究讨论等方式，对隔震施工技术及其构造处理进行分析。结合福建省建筑工程施工质量验收统一标准的要求与《建筑隔震工程施工及验收规范》，指出目前福建省建筑结构应用隔震技术存在的问题及其成因，并据此从施工管理、维护管理两个方面提出了具体改进建议。

隔震技术；隔震构造；质量验收；施工管理；维护管理

0 引言

我国建筑隔震技术从1993年起步，据不完全统计，至2014年我国国内已建成的隔震建筑超过3 000栋，而福建省隔震建筑在全国总量中所占比重较低。同时，福建省业界对于隔震技术的安全性、经济性、耐久性等方面认识不够到位，相关建设单位也缺乏设计、施工和管理经验。除此之外，图纸审查和质量监督等相关单位缺乏隔震基础知识，没有足够的能力进行隔震工程的图纸审查和施工质量监督，暴露出很多问题，亟需解决。

在隔震技术的研究方面，吴应雄等人认为，施工质量问题会直接导致隔震建筑无法达到理论的减震效果，严重的会导致地震时上部结构无法运动[1]。王兆樑、吴应雄[2]对某基础隔震结构的设计进行了研究，薛彦涛[3]等对建筑结构的隔震技术的现状和应用进行了研究，卢梦超[4]等基于价值工程对建筑应用隔震技术的决策进行了分析与研究。然而目前国内外学者对于隔震建筑施工及维护管理方面关注较少。基于此，对福建省已建成的隔震建筑展开现状调研，从设计、施工、监管等角度对隔震技术在福建省应用中存在的问题进行分析，并且针对这些问题，提出修改意见。

1 隔震技术概况

隔震技术是指在建筑物下部结构与上部结构之间，设置一层由橡胶支座、阻尼器等设备组成的水平向隔震系统，形成柔性底层以吸收和耗散能量，是一种以隔减震、以柔克刚的抗震方法。隔震建筑的技术特点，能够有效解决当前建筑防震减灾领域所面临的安全性、适用性、经济性的问题。

福建省第一栋应用隔震技术的建筑是1999年泉州洛江区的某6层框架结构住宅，该建筑由福建省建设厅和同济大学共同设计，采用底层柱顶隔震形式，建筑面积1 500m2。至2016年1月，福建省在建和已建成的隔震建筑共计约26栋，其中初步应用工程3栋，试点建设工程9栋，推广应用工程14栋，主要分布于厦门、泉州、福州、莆田等地。其中隔震形式主要有基础隔震和底层柱顶隔震，主体结构形式主要有框架结构和框剪结构。

2 福建省隔震工程施工存在问题及成因

汶川大地震发生以后，政府开始逐渐重视隔震技术的应用，目前福建省内已建成的隔震建筑达二十余栋。这些建筑的隔震装置均采用国产隔震橡胶支座，建设周期一般为2年左右。但这些工程在材料检验、施工管理、运营维护和质量监督方面存在着标准不明确、各单位配合不紧密，沟通不当等问题。同时，由于各个参建单位与政府有关部门对隔震技术不熟悉，政府质量监督和监理单位当时没有相关的施工及验收规范作为依据，无法进行妥善的质量监督和工程监理，而施工单位仅按图施工，不理解隔震技术的基本要求，因而施工过程中出现了很多问题。

2.1 协调沟通问题

(1)设计

为满足隔震建筑的使用性能，需要隔震层及穿越隔震层的管线设备协调运作，因此要求建筑、水电管线、暖通设备等专业对隔震原理具有统一的认识，并且各专业间应保持良好的沟通。但在目前的隔震结构设计过程中，各专业缺乏配合协调，因此在设计图纸中未明确体现穿越隔震层的设备管线应采用柔性连接，或者其设计方案不满足实际施工条件，这样的设计会使建筑在地震时产生不必要的非结构性破坏。

为了保证隔震层在地震作用下能自由平动，要求穿过隔震层的配线、配管需采用柔性连接并且需预留足够的可变形长度，防止其在地震时阻碍隔震层水平平动，同时不被破坏而发生次生灾害。但由于设计时各专业间沟通不当、设计与施工沟通不及时，导致在实际施工验收中发现穿越隔震层的管道不满足地震时管线的水平变形要求，这将最终导致地震时管线发生破坏。尤其是燃气、给水等保障性管道在地震发生破坏时，将丧失重要功能或引发火灾等次生灾害。

(2)施工

在《建筑隔震工程施及验收规范JGJ360-2015》实施前，我国尚无针对隔震建筑施工工艺的实用型工法，施工工艺、施工流程、施工器具、施工人员技术培训等没有标准，对隔震建筑的隔震支座安装、上下支墩的质量控制没有统一的标准。在施工过程中，监理单位和施工单位对隔震技术不熟悉，没有相关的隔震建筑施工管理经验，也没有与设计单位进行事先的沟通，按照传统做法施工，因此延误了施工工期。

调研中发现在施工过程中，部分隔震项目存在着支座安全偏位、支座上下支墩浇筑不密实等关键节点处的缺陷，削弱隔震技术的应用效果。此外，施工单位在隔震节点构造处理上非常粗糙，例如室内楼梯下部楼梯板应与上部留有能够水平变形的断缝，而施工单位处理的断缝使得上下梯板水平变形相互抵触等。这些问题主要归咎于施工单位和施工人员对于隔震技术的陌生。而设计单位在施工前期也没有和施工单位进行详细的技术交底以说明隔震建筑施工过程中需注意的事项，同时在施工过程中与施工单位沟通不及时，也对施工质量造成了很大影响。

(3)政府职能部门

由于2015年12月前我国还没有颁布隔震施工与验收规范，监督部门按照常规的工程进行监督，对隔震技术不了解，甚至干扰施工，乱发停工通知，严重影响工期和施工单位的积极性；对建筑抗震的重要性认识不到位，对因隔震技术应用带来的建筑构造问题处理马虎，仅仅对隔震支座进行质量控制。

2.2 构造及施工问题

(1)隔震预埋件安装不规范

下预埋板定位是整个隔震层施工质量控制的关键。因此，下预埋板定位安装质量成为隔震层施工控制和监督的要点。若下预埋板的定位不精准，板下混凝土浇筑不匀，则难以保证混凝土浇筑质量和支座密贴程度。同时下支墩(柱)的节点处钢筋密集，常存在与下预埋板的套筒或锚筋位置冲突的问题，图1所示为下预埋板安装，图2所示为隔震支座安装问题。

(2)隔震缝未起到作用

隔震结构的优势在于在建筑物上部结构与下部结构之间设置一层由隔震装置和隔震缝组成的隔震层，能使隔震层上部结构在地震时水平平动，从而阻隔地震能量向建筑物上部传递，显著地降低上部结构的地震响应。

然而在调研过程中发现，部分隔震建筑在隔震缝处采用刚性材料填充，致使隔震建筑水平位移受到阻碍，隔震缝作用没有充分发挥，从而导致不必要的破坏，例如梯段板装饰面层堵塞隔震缝，如图3所示；隔震层盖板与室外水沟内侧相接，障碍水平位移，如图4所示。

(3)混凝土浇筑质量差

隔震支座应满足结构所需的刚度和竖向承载力。而在施工过程中，由于上下支墩钢筋较密，给混凝土施工带来一定困难，同时因为上支墩模板底模为隔震支座预埋板，因此模板底模与侧模间存在较大缝隙，容易造成漏浆，而施工人员经验不足，没有对此引起重视，进一步对混凝土浇筑质量造成影响。这将使得混凝土强度达不到设计要求，从而影响结构性能。如图5所示，施工导致隔震支座节点混凝土浇筑质量差。

2.3 维护问题

相比于普通建筑，隔震建筑隔震层维护检修对隔震设备的有效运作起到至关重要的作用。但调研中发现，隔震建筑中的隔震支座、柔性管道连接和隔震缝等日常和震后的检查维护工作大多处于被忽视状态。隔震建筑的业主单位(物业管理单位)缺少日常检查维护计划，缺乏对隔震建筑移动空间的保障。此外，多数隔震建筑附近缺乏“禁止倾倒垃圾”“禁止堆放杂物”以及“地震来临时禁止逗留”等标识。

走访隔震工程发现，业主对建筑抗震的重要性认识不到位，对隔震技术应用带来的建筑构造处理问题不了解，在使用过程中，采用回填的土体、实心的墙体和台阶以及后期擅自将隔震缝用刚性的面砖装饰堵塞，都会将隔震缝封堵，阻碍隔震建筑的水平变形，如图6所示；或将室外地坪面加高，阻碍隔震建筑水平变形如图7所示。

3 解决建议

3.1 加强施工管理，保证隔震工程质量

施工单位应严格执行国家有关工程建设强制性标准并强化施工质量过程控制。对于隔震装置及其构造措施的安装施工，要结合工程实际编制专项施工方案，落实设计图纸会审中的交底内容。工程竣工后，应配合编制隔震工程使用说明书。

对于隔震预埋件安装不规范的问题，已有一些相对成熟的下预埋板定位的施工方法。主要有短钢筋头结合楔形木垫块定位、短钢筋棍定位、地脚螺栓与钢筋网片结合定位、定型模具和专用支架定位4种方法。在实际隔震建筑施工中，可根据现场的资源配置情况选择合适的定位方法进行下预埋板定位，从而保证预埋构件定位的准确性以及隔震支座的安装质量。

对于隔震缝不能充分发挥作用的问题，施工单位应清楚以下两点：第一，隔震缝内应填充沥青等柔性材料，表面材料应允许地震时产生破坏，一般多用塑料板封口。第二，为了满足隔震建筑所需的移动空间，隔震层墙体的构造施工需做特殊处理，以避免形成阻挡，造成建筑无法发挥隔震效用。基本原则是，隔震建筑四周及墙体需设置水平和竖向隔震缝，水平隔震缝应大于1.2倍罕遇地震作用下的隔震层最大位移且不小于200mm，竖向隔震缝应取为1/20的隔震支座橡胶层总厚度，且不少于15mm[5]。

对于混凝土浇捣质量存在的问题，首先要确保施工人员的素质基本齐平，其次对施工的监管要到位。在浇筑混凝土时，严禁施工作业人员踩踏承台钢筋、模板及埋件。混凝土浇筑完毕后应及时将预埋板面的残余混凝土清除并用抹布擦拭干净。浇筑上支墩混凝土时，应将隔震支座用塑料布包裹，防止混凝土浆体污染隔震支座。在混凝土浇筑完毕后立即对预埋板的安装偏差进行复核，判断混凝土浇筑对预埋板安装有无影响

同时，监理单位应针对工程的具体情况制定监理规划和监理实施细则，隔震装置安装阶段应根据监理合同的约定内容实施旁站监理。各级工程质量监督机构要加大对隔震工程的巡查力度，重点检查进场的隔震支座、消能支撑的产品型式检验报告和质量检测报告，检查隔震装置以及预留隔震沟(缝)和柔性连接等构造措施的安装和施工情况。

3.2 完善使用管理，保障隔震建筑使用性能

(1)使用要求

为了让使用单位了解隔震建筑特性、隔震原理以及基本的隔震维护措施，并且在后期能更好地发挥隔震建筑的作用，建设单位应向使用单位提供隔震工程使用说明书，并且在消能减震部件以及预留隔震沟(缝)和柔性连接等构造措施的部位作出标识，同时在工程显著部位镶刻铭牌，标明工程抗震设防烈度和隔震类别等重要信息。

此外，隔震工程业主单位(物业管理单位)应确保隔震工程的正常使用，不得随意改变、损坏、拆除隔震装置或填埋、破坏隔震构造措施，阻碍隔震层水平平动。

(2)维护要求

隔震建筑的维护检查可分为常规检查、定期检查、应急检查。一般隔震建筑工程竣工验收前，施工单位会提交由支座和阻尼器生产厂家、设计等单位编写的使用维护手册及维护管理计划，隔震建筑使用单位可据此安排隔震建筑的维护检查工作。

常规检查应每年进行一次，检查方式可采用观察方式。定期检查应为竣工后的3年、5年、10年，10年以后每10年进行一次。除支座的水平变形和竖向压缩变形应使用仪器测量外，其他项目均可通过观察方式进行检查。当发生可能对隔震层相关构件及装置造成损伤的地震或火灾等灾害后，应及时进行应急检查。

隔震建筑工程除对建筑常规维护项目进行检验、检查外，还应对隔震建筑特有的项目进行检验、检查。检查项目可包括支座、阻尼器、隔震缝、柔性连接等。若建筑安装有监测仪器的，应定期收集监测数据。地震、火灾、水淹、风灾等灾害发生后，应对隔震装置进行仔细检查。发现变形、损坏等异常情况时，应及时联系有关单位进行修复或更换。

(3)责任落实

隔震装置的生产厂家应对产品的质量负责。生产厂家提供的隔震产品必须通过检验，出厂时应明确标注有效使用年限。若隔震装置在质保期内出现产品质量问题，生产厂家应及时予以免费维修或更换，并按合同约定承担相应的赔偿责任。

隔震工程需要进行维修、改造的原工程勘察设计、施工单位应负相关责任，并且有义务提供有偿的勘察、设计、咨询、施工服务。因工程质量问题需进行维修的，由相关质量问题责任主体承担全部工程费用。

4 结语

(1)福建省应用隔震技术愈发成熟，但在建设管理、工程设计、施工质量和运营维护等方面仍存在沟通协调、隔震缝预留宽度不足、隔震预埋件和混凝土施工质量差、工程维护管理不到位等问题。

(2)经过实地调查针对现存问题提出具体修改意见，建议政府职能部门应提升对建筑抗震防灾重要性的认识，对隔震技术的应用给予鼓励和政策支持，并制定规范标准及监管条例。建设相关单位应勇于接受新技术，提升隔震设计、施工、监管经验，从而保障施工过程顺利展开。此外，使用单位应根据使用说明书对隔震建筑进行定期的维护检查工作，从而保证隔震建筑能够发挥作用。

[1] 吴应雄，陈骁，邵奕夫，等.水平初位移条件下实际隔震结构现场测试[J].水利与建筑工程学报，2015(06)：100-106.

[2] 王兆樑，吴应雄.某基础隔震结构的设计与应用研究[J].福建建筑，2013(06):6-8+11.

[3] 薛彦涛.建筑结构隔震技术现状与应用[J].建筑结构，2011(11):82-87.

[4] 吴应雄，卢梦超，吴小清.基于价值工程的建筑应用隔震技术决策分析[J].土木工程与管理学报，2015(03)：16-21.

[5] GB50011-2010建筑抗震设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010．

Analysis of construction and structure problems of the application of seismic isolation technique in the buildings of Fujian Province

WANGMantingYUShenghuiQIUYunjiaHEFangxiangHUANGJing

(College of Civil Engineering Fuzhou University，Fuzhou 350108)

Although the application and promotion of isolation technology in Fujian province have become mature and been widely recognized in the field of engineering.Some problems still exist in the process of both construction and maintenance of isolated buildings.In order to standardize construction ,maintenance and management of isolated buildings in Fujian Province, through the collected data, field research of constructing and constructed isolated buildings, negotiation with relevant departments, we analyzed the structure process and the construction technology.Combined with construction engineering construction quality acceptance standard in Fujian Province and “Code for Construction and Acceptance of Isolation Buildings”, we pointed out problems with building structures using seismic isolation technology existed in Fujian Province at present and put forward the improvement methods.From two aspects of construction management and maintenance management, this paper puts forward the concrete suggestions.

Seismic isolation technique; Seismic isolation structure;Quality acceptance; Construction management; Maintenance management

王曼婷(1995.9- )，女。

吴应雄(1969- )，男,副教授

E-mail:wyxfz2006@163.com

2016-05-05

TU352.1

A

1004-6135(2016)11-0034-05