橡胶隔震支座技术在高烈度地区的运用

王云花　李经纶　王田

摘要：云南地区范围内存在八大地震带，是我国破坏性地震较为频发和受灾严重的地区之一。本文以云南省临沧市永德县第三高级中学项目橡胶隔震支座技术为例，进行隔震设计与施工，实践证明该技术能够达到良好的隔震效果，且具有良好的经济及社会效益。

关键词：橡胶;隔震支座;高烈度地区

前言

近些年以来，全球步入地震活跃期，地震灾害频频发生。有统计资料记载，全球130次大型或巨大型地震中，针对人员伤亡事件的发生情况，建筑体坍塌的贡献率达到了90-95%。强化建筑物的抗震能力，是降低地震灾害损失程度的关键途径之一。现代社会的抗震意识持续提升，对建筑物抗震水平也提出较高要求。在经验总结、学习和创新的过程中，很多新型隔震技术手段陆续被研发，隔震橡胶支座便是典型代表。橡胶隔震支座具有弹性大、刚性小等特征，在地震来临时能发挥 “减震”的功能，规避或抑制地震能量朝向建筑体上部结构的传送过程，借此方式将建筑体上部结构的震动反应程度降至最低水平，发挥良好的隔震作用。

1工程概况

永德县第三高级中学项目总用地面积17.3万㎡，总建筑面积为5.96万㎡，场地无高层，含13栋单体建筑，4栋5层综合教学楼，4栋5层学生宿舍楼，风雨操场、教师公寓，食堂、浴室等。结构型式为框架结构，基础类型为条形基础，地基形式为天然条基，整体工程抗震设防烈度8度，本项目隔震技术采用橡胶隔震支座。

2工艺原理

高烈度地区隔震施工的基本原理是通过增加橡胶隔震支座来延长整个建筑物的自振周期，从而降低上部结构的地震反应。具体的隔震方法是在建筑物底部增设隔震层，在隔震层内设置橡胶隔震支座，利用橡胶隔震支座的水平柔度形成柔性隔震层。

建筑物在橡胶隔震支座的保护下能保证结构的整体安全，并且能够防止非结构部件的破坏，避免建筑物内次生灾害的发生。

抗震橡胶支座具有足够的安全储备，水平变形250%不会影响使用，另外隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位。

3工艺流程及操作要点

3.1隔震支座安装施工流程为：下支墩定位放线➩下支墩钢筋绑扎➩定位板标高、轴线测量➩铺筋套筒组件安装，拧紧、加固➩定位预埋件隐蔽验收➩下支墩模板安装、浇筑混凝土➩拆除定位板、原浆收面找平压光➩支座安装及上铺筋套筒组件安装➩支座安装检查验收➩变形观测基数测量➩上支墩施工变形观测过程测量➩专项验收竣工验收

3.2安装前检查

（1）核查设计图纸上隔震支座的规格、型号、位置、标高是否有误。

（2）支座安装前进行抽样检测，合格后方能安装。

（3）检查下支墩钢筋笼的平面位置、垂直度、高度是否满足安装要求。

（4）检查定位板的平整度是否满足安装要要求，若变形超标需现场校正。

3.3安装步骤及要求

（1）预埋件安装

①标高控制：预先在下支墩顶面焊接4个螺栓，通过螺栓来调节下支墩顶面标高，螺栓顶标高为下支墩（柱）设计标高，需注意短钢筋顶面必须切割平整，用水平尺检查4个螺栓是否平整，将定位板放置在4个螺栓顶面，再次用水平尺检查定位板的水平度，合格后方能进行下步施工，如果出现水平度偏差较大的情况，应进行检查和校正至合格。

②中线（轴线）控制：定位板的中线与下支墩的中线在平面上是重合的，不存在定位板偏心的情况。安装前，将定位板的中线弹出，采用十字工程线拉通线或红外仪确定支墩中线位置，将定位板放置在短钢筋面，调整定位板位置，定位板上的十字中线与挂好的十字工程线（红外线）重合即可确定定位板的平面位置。

③水平度控制：水平尺检查定位板对角水平度，水平尺气泡居中。

④锚筋套筒组件安装及固定：定位板轴线（中线）及标高控制符合要求后，将锚筋套筒组件逐根穿入下支墩钢筋笼内，用螺栓与定位板连接固定，固定后对定位板的标高、轴线、水平度进行校核、复测并记录。检查套筒顶面是否贴平定位板，锚筋是否垂直，合格后采用短钢筋上下两点与下支墩主筋点焊固定牢固。

⑤隐蔽验收：隐蔽前全数逐个检查定位板、锚筋套筒组件规格、型号、位置是否符合设计图纸，合格后方能隐蔽。（查看设计图纸中的连接参数表，隔震支座、定位板、锚筋套筒组件三者的尺寸和型号对应，例如直径600mm的支座一般情况下定位板的尺寸为700mmx700mm）。

3.4下支墩浇筑

（1）下支墩一次浇筑：混凝土一次浇筑成型，混凝土入模位置为预埋板中间预留孔洞，混凝土振捣过程中严禁碰撞定位板及锚筋。禁止直接踩在定位板上振捣，以防止轴线、标高及水平度产生偏差，影响安装质量。混凝土浇筑完毕，初凝后、终凝前将定位板取出，重新将螺栓拧入套筒内，原浆收面找平压光（水平尺检查平整度），下支墩表面宜略高于套筒顶面，然后对下支墩表面进行复测并记录，复测内容包括标高、中心位置及水平度。如果下支墩面坑洼比较严重，采用C60高强度无收缩灌浆料修补。

3.5支座安装

（1）下支墩打磨：水平尺检查下支墩表面水平度，角磨机打磨平整，吹风机将支墩表面和套筒内杂物清理干净，套筒顶面不应高于下支墩混凝土表面。

（2）型号标注：按照设计图纸，将隔震支座规格型号标注在下支墩表面。

（3）支座安裝：选择吊装工器具，可采用塔吊、汽车吊、门型架、叉车等吊装设备。按照设计图纸将对应的支座规格型号吊装就位，所有螺栓全部拧入套筒，对称分两次拧紧螺栓，一般情况支座连接螺栓为8.8级普通螺栓，没有扭力要求。若特殊项目采用高强螺栓，应采用扭力扳手按初扭、复扭、终扭拧紧。

（4）型号复核：对照设计图纸，全数逐个核对支座型、位置是否正确，重点复核同直径的有铅（LRB）和无铅（LNR）支座安装位置，不能安装错误。

（5）安装检查：检查支座与下支墩表面的缝隙（法兰板与下支墩表面密贴），检查螺栓是否拧紧，抄写铭牌上的支座生产编号（填写资料时使用）。有双支座时应检查其高差。

（6）上部施工：上锚筋套筒组件直接采用螺栓与上法兰板连接固定牢固。

（7）变形观测：竖向压缩变形（上下法兰板净高）、上下法兰板水平位移（倾斜）、侧向不均匀变形（侧鼓）基数测量。观测次数为支座安装完成、主体施工到一半、主体封顶、验收前各测一次，共测量四次。

3.6上支墩施工

上支墩钢筋笼在绑扎过程，可采用现场的定位板，预先将上支墩锚筋的位置预留，然后将上支墩钢筋笼放置在支座顶面，将上部预埋件用螺栓连接到隔震支座上。

依次安装上支墩底模，底模表面应与支座顶面平或略高于支座顶面，上支墩混凝土浇筑拆模后，上法兰板应外露。注意上部柱子插筋，满足锚固长度时可采用直锚。

由于隔震支座安装过程和模板支撑、拆除过程中不可避免对隔震支座法兰板油漆造成损坏及污染。隔震层施工完毕，模板拆除后，对隔震支座法兰板油漆进行修补并清洁除污，对螺栓表面涂抹黄油，形成保护膜，减少后期螺栓锈蚀。上支墩钢筋笼、模板安装，

4质量控制

质量要求及保证措施如下：

4.1预埋件定位、固定

下支墩钢筋笼绑扎后，用木模板固定好预埋件。采用带橡胶套的高强度螺栓固定，拧入预埋套管内，保证预埋定位模板底部与预埋套管顶部紧密接觸，然后将固定的预埋板放在钢筋笼上。注：螺栓只能用手拧紧，使橡胶套底部和钢套管顶部紧贴钢模板，预埋件的锚固钢筋必须保持垂直。然后测量模板标高和平面中心位置，找正后焊接固定预埋件。安装预埋板时，螺栓自然拧紧，螺丝、胶垫、钢板、套筒之间都不能出现缝隙，以保证混凝土浆液不进入套筒内。预埋锚筋应与支墩主筋点焊，防止混凝土振捣时对预埋件的位置产生影响，从而发生位移的现象。

4.2支墩浇筑

支墩混凝土浇筑前，必须进行定位复测，包括预埋件标高和平面中心位置。浇筑混凝土时，禁止施工人员踩踏定位预埋板，避免钢板变形定位不精确，影响隔震支座的安装;振捣时不要碰到预埋件，以免预埋件发生倾斜。混凝土初凝前，应及时对混凝土面进行找平压光工作，浇筑完毕后，注意混凝土的养护。

4.3上支墩预埋件安装

施工时，用塑料薄膜、彩条布包裹对隔震支座进行保护，避免混凝土粘附于隔震支座外层保护胶上。当隔震支座暴露在室外地面或其他需要密封保护的情况下，应选择适当的材料和做法，以保证隔震层在地震作用下不受变形的影响，并考虑防火和防潮的要求。预埋件、隔震支座安装阶段，应观测下支墩（或柱）顶标高、隔震支座顶面水平度、隔震支座平面中心位置和标高，并记录在表格中。

4.4橡胶隔震支座安装标准及验收标准

橡胶隔震支座标识齐全清晰，螺纹无裂纹损伤。橡胶隔震支座表面清洁，无油污、沉淀物和损伤，防腐层均匀、光滑、无漏刷。支承隔震支座的墩柱顶面水平误差不应大于5‰;安装隔震支座后，隔震支座顶面水平误差不应大于5‰;隔震支座中心平面位置与设计位置及设计标高的偏差≤5.0mm;各个隔震支座顶面标高高差不宜大于 5mm;隔震支座的基座平整度应小于2mm。

5过程监测

5.1监测项目

（1）压缩变形

测量工具为钢卷尺或测距仪，支座安装结束后应立即测量支座的净高，并记录，作为支座压缩变形的参考底数，测量点为支座十字垂直交叉的四个中点，四个点之间读数差的最大值为压缩变形值。压缩变形只要是均匀压缩，那么说明支座受力是合理的。

（2）倾斜

倾斜为支座水平位移，测量纵横两个方向，测量方法为线锤放置在法兰板中线，钢卷尺测量线至法兰板之间的距离，上下两点之间的差值为位移量。

5.2监测时间

支座变形观测次数为支座安装完成后进行第一次测量，主体施工一半测一次，主体封顶测一次，竣工验收测一次，共计四次测量。

6结论

采用橡胶隔震支座技术，设计及施工费用虽然增加，但对于学校等建筑设防类别为乙类及以上的抗震设防烈度需提高一级进行考虑的公共建筑，采用橡胶隔震支座技术，具有耐久性能好、耐酸性、耐热空气老化和抗低周期疲劳性能等优点。传统的设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而隔震建筑能做到“小震不坏，中震不坏或轻度不坏，大震不丧失使用功能，”其潜在的经济效益和社会效益是十分可观。如果把地震时建筑结构的破坏、内部财产的损失、人员伤亡和建筑物破坏酿成的停工停产所带来的损失加起来。该隔震体系的经济效益和社会效益十分巨大。

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作者简介：王云花（1994-），女，技术员，本科学历，助理工程师，现就职于中建一局集团第五建筑有限公司。