某高层建筑基础隔震层施工技术*

邓 鹏

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

0 引言

建筑基础隔震技术指建筑物上部结构与基础间形成水平刚度较小的隔震层，隔震层吸收和耗散地震能量，从而有效降低直接传至上部结构的地震能量。隔震层常采用的隔震橡胶支座由本体和上、下连接板组成，包括天然橡胶支座(linear natural rubber bearing，LNRB)和铅芯橡胶支座(lead rubber bearing，LRB)，如图1所示。LNRB由多层橡胶和多层钢板交替叠置组合而成，LRB是在普通叠层橡胶支座中心插入铅芯，以改善支座阻尼性能。LNRB，LRB安装方法相同，数量和安装位置根据设计确定，通常LRB用量较LNRB多，故本文以LRB为例进行研究。钢筋混凝土建筑隔震层主要包括钢筋混凝土下支墩(柱)、隔震支座、上支墩。隔震层可有效耗散地震能量，因此，隔震层施工是保证隔震建筑发挥作用的重要环节。

图1 隔震橡胶支座

国内外相关规范对隔震建筑隔震层施工要求进行了规定[1-3]，有关学者对隔震层施工技术进行了研究。曹建亚等[4]、段先军等[5]分析了北京大兴国际机场航站楼大直径隔震支座施工技术，通过调整拉钩位置和混凝土浇筑方案，解决了因下支墩钢筋过密影响预埋件安装质量及混凝土浇筑质量的问题。吴应雄等[6-7]通过改进施工工艺，克服了传统吊运和安装技术弊端，有效提高了隔震层下预埋钢板水平度。李家玮等[8]通过在定位钢板四角对应的下支墩主筋上点焊短钢筋，保证了支座下定位钢板标高及水平度。马俊等[9]对昆明长水机场航站楼进行分析，通过定位临时模板形成螺栓套筒架体，对下支墩侧模和螺栓套筒进行精准定位。严东等[10]采用十字定位法解决了隔震支座安装精度难以保证的问题。王朋等[11]以北京景山学校小学教学楼为背景，采用二次灌浆法提高了下支墩混凝土浇筑质量。梁华站等[12]对隔震支座安装精度控制进行了研究。

目前对高层建筑基础隔震层施工全过程的研究较少，尤其是大直径隔震支座，混凝土浇筑及下预埋件安装定位存在诸多问题，如下支墩混凝土浇筑密实度不足、定位板水平度难以保证等。本文以四川省西昌市袁家山城中村棚户区改造工程某高层住宅楼基础隔震施工为例，对隔震层施工全过程进行分析，以期为类似工程提供参考。

1 工程概况

四川省西昌市袁家山城中村棚户区改造工程某高层住宅楼地下2层，地上20层，总建筑高度60.80m，总建筑面积11 356m2。建筑抗震类别为丙类，抗震设防烈度为9度，结构形式为剪力墙结构。本工程在地下1层和地上1层之间设置隔震层，隔震层具有专用检修功能，高2 800mm，主要框架梁(上支墩拉梁)梁下净高1 500mm，如图2所示。

图2 建筑主要剖面

通过在隔震层布置隔震橡胶支座，将激励源同上部结构隔开，以此降低结构动力响应。隔震层共布置52个Ⅱ型隔震支座，包括29个有效直径1 200mm LRB(简称LRB1200)和23个有效直径1 000mm LNRB(简称LNRB1000)。隔震支座平面布置如图3所示，力学性能参数如表1所示。

图3 隔震支座平面布置

表1 隔震支座力学性能参数

2 隔震层施工技术

隔震建筑在施工技术上较普通抗震建筑复杂，主要是增加了隔震层施工。为保证隔震建筑施工质量，工程项目部对施工图纸和相关规程、规范进行了详细分析，并多次向设计单位等相关技术部门进行咨询。根据JGJ 360—2015《建筑隔震工程施工及验收规范》[13]，隔震支座安装是建筑隔震工程最主要的分项工程。工程项目部结合工程性质和结构特点，制定了专项施工技术方案。地坪层顶板施工完成后进行隔震层施工，工艺流程如图4所示。

图4 隔震层施工工艺流程

2.1 下支墩及下定位板施工

1)地下1层梁板施工

隔震支座下支墩与地下1层梁板分开施工，下支墩竖向钢筋在地下1层梁板混凝土浇筑前精确预埋，混凝土浇筑前确定浇筑方向及浇筑区域，混凝土振捣均匀并抹平，确保结构表面密实、平整。混凝土强度达设计值1.2N/mm2时进行测量定位。采用经纬仪测设每个隔震支座中心点投影，并标定在顶板混凝土面上，确保中心位置准确。

2)下支墩钢筋绑扎

本工程使用大直径钢筋，为确保预埋锚筋位置准确，防止钢筋发生过大偏移，预先在混凝土面上标定隔震支座8个预埋锚筋竖向投影位置，提前制定钢筋布置与绑扎顺序，避免锚筋预埋后被承台主筋阻挡。模板顶面标高应与下支墩顶面标高相同。

3)高程定位螺栓安装

在下支墩钢筋笼1个顶角处选择1根已安装固定的纵筋，在纵筋侧面焊接1个螺母，螺母应处于水平位置，以保证后续操作中螺栓始终保持垂直。螺栓拧紧后测量顶面标高，通过调整螺栓高度使之达到设计标高。当定位螺栓达到设计标高后，在下支墩钢筋笼其余3个顶角处选择位置合适且已安装固定的纵筋，在纵筋侧面以同样方法焊接螺母，确保定位螺栓间距在水平尺测量范围内。

4)定位板放置与固定

复测水平度及标高无误后，放置定位板。为防止钢筋位置变化影响定位板精度，放置定位板时混凝土尚未浇筑。由起重机将定位板运输至工作面，由2，3名施工人员利用现场脚手架钢管共同将下定位板抬至目标位置，即置于4根定位螺栓上。搬运和放置定位板时需注意轻抬轻放，避免影响高程定位螺栓水平度。

5)放线对齐

《礼记·檀弓》载:“事君有犯而无隐。”《曲礼》又言:“为人臣之礼，不显谏。”二者强调的进谏方式不同。对此，《孔子家语》则记:“忠臣之谏君，有五义焉:一曰谲谏，二曰戆谏，三曰降谏，四曰直谏，五曰风谏。唯度主而行之，吾从其风谏乎。”故《檀弓》为“直谏”，《曲礼》为“风谏”。又依孔子之言知五种进谏皆合礼义，为人臣者只需“度主而行之”，可见，春秋时并无严格的谏君之礼。

现场在定位板上绘制轴线，根据施工图纸在现场放出定位轴线，根据定位轴线与定位板上轴线相对位置调整定位板，以保证安装精度。定位板就位后，利用水准仪复测下定位板高程，利用扳手调节支撑下定位板的4根螺栓，同时观察水平尺，需在保证定位板水平度的情况下达到要求高度。

6)下预埋件安装

待定位板标高及轴线位置调校准确后，安装下预埋件。下预埋件由套筒、配套螺栓和锚筋组成(见图5)，可减少其与下部受力钢筋的碰撞。增设螺栓防护塑料套筒，避免套筒孔及配套螺栓螺纹表面受到污染。套筒表面采用刻痕处理，增加与混凝土的摩擦力。下预埋件安装时，首先徒手预拧紧，然后使用扳手紧固。拧紧过程中，不可依次拧紧，应按一定顺序对角轮流拧紧，确保定位板位置及水平度准确。下预埋件安装完成后，再次对定位板进行复测并调节，保证其标高和水平位置不发生偏移。确认无误后将锚筋与下支墩钢筋点焊固定。

图5 下预埋件

7)下支墩侧模安装

定位板及下预埋件复测合格后，安装下支墩侧模。侧模高度略高于下支墩顶面高度，以保证下支墩高度达到设计标高。使用水准仪在侧模上标定下支墩顶面设计标高位置，便于混凝土浇筑时控制下支墩标高。模板拼缝严密，底部固定牢靠，侧模刚度需满足新浇筑混凝土侧压力和施工荷载要求，必要时可加密柱箍筋。

8)下支墩混凝土浇筑

本工程采用泵送混凝土浇筑，振捣过程中避免振捣棒碰撞定位板和锚筋，并禁止施工人员踩踏定位板，防止轴线、标高及平整度产生偏差，影响安装质量。经前期分析与研究后，为保证混凝土浇筑密实度，提高浇筑质量，采取以下措施：①隔震支座下支墩混凝土采用2次浇筑工艺，第1次浇筑混凝土至定位板下50～100mm处，浇筑7d后采用微膨胀细石混凝土进行第2次浇筑；②微膨胀细石混凝土采用单孔浇筑，适当增加排气孔数量和直径，如图6所示；③对混凝土进行养护，混凝土初凝后拆除定位板，修复下支墩表面混凝土蜂窝、麻面等缺陷，混凝土强度达设计强度的75%后拆除下支墩模板[14]。模板拆除后复查下支墩顶面平整度、轴线等，如有移动应及时校正，若偏差大于规范规定要求，应拆除后重新施工。

图6 单孔浇筑示意

9)定位板拆除

当混凝土强度达设计强度的80%时，将下预埋件螺栓(带防护塑料套筒)拆除，移除定位板，将拆下的螺栓重新拧回套筒，使用素混凝土将面层抹平。

2.2 隔震支座安装

根据《建筑隔震工程施工及验收规范》和施工图纸设计要求的检测数量，经建设单位、监理单位、施工单位见证取样后，将隔震支座送至有资质的第三方检测机构进行检测。根据检测报告，符合国家要求的隔震支座可以使用。隔震支座进场需提供相关质量证明文件，现场对支座进行必要的保护，全数检查支座外观、尺寸偏差等，通过验收后方可使用。

1)支座安装准备工作

下支墩混凝土浇筑完成10d后，根据同条件养护试块试验报告，混凝土强度达到了设计强度的80%以上。下支墩混凝土浇筑施工符合规范要求。本工程对隔震支座安装技术进行创新，即混凝土初凝后拆除定位板，将拆下的螺栓重新拧回套筒，以免后续处理中砂浆、混凝土等杂物进入套筒孔内。安装隔震支座前，对下支墩混凝土表面不平整处使用打磨机打磨，局部蜂窝、麻面缺陷使用素混凝土填补，以保证平整度符合要求。混凝土表面清理完毕后，取下螺栓及套筒，并在支座安装前进行标高复核。

2)支座安装

根据隔震支座平面布置确定支座直径和型号，与现场支座进行核对，确保无误后，采用汽车式起重机将该位置所需隔震支座吊至下支墩上方，现场施工人员利用1根较长的钢筋穿过隔震支座螺栓孔，确认与下支墩预埋孔对齐后，将支座平稳下放至下支墩上。吊装支座时轻举轻放，以防损坏下支墩混凝土和支座。待隔震支座下法兰板螺栓孔位与预埋钢套筒孔位对正后，将螺栓拧入套筒。为避免螺栓拧紧过程中支座水平度受到影响，先使用普通扳手预拧紧螺栓，再使用力矩扳手对角依次锁紧螺栓。螺栓锁紧后检查有无松动，并用环氧树脂填充隔震垫与上支墩空隙。大直径隔震支座自重较大，吊装时采用绑带穿过上连接板，通过J形钢筋固定绑带，使受力点位于上连接板。

2.3 上支墩施工

1)上支墩底模安装

上支墩底模安装与常规混凝土结构相同。浇筑混凝土会对底模产生竖向压力，使底模发生竖向变形。当底模支撑刚度不足时，底模顶面标高应高于上法兰板顶面标高，避免混凝土浇筑完成后支座法兰板陷入上支墩混凝土中。

2)上支墩钢筋绑扎与混凝土浇筑

模板安装前对隔震支座进行必要的防护，橡胶支座本体采用塑料薄膜缠绕，高强螺栓采用胶带临时包粘，防止浇筑上支墩混凝土时污染或损坏隔震支座。依次绑扎上支墩钢筋，安装模板，浇筑上支墩混凝土。

3 结语

以四川省西昌市袁家山城中村棚户区改造工程某高层住宅楼基础隔震施工为例，对隔震层施工全过程进行分析。

1)通过对下支墩混凝土浇筑过程进行分析，提出混凝土浇筑改进措施，采用单孔浇筑微膨胀细石混凝土，适当增加排气孔数量和直径，有效降低气泡率，提高混凝土密实度。

2)由于定位板安装定位难度较大，改进隔震支座下定位板调平技术，通过焊接在定位板下方钢筋上的高程定位螺栓，有效提高安装精度，且成本较低，操作简单。

3)由于大直径隔震支座下部钢筋较多，将配套螺栓和锚筋连成整体，减少了与下部受力钢筋的碰撞。采用螺栓防护塑料套筒设计，避免套筒孔及配套螺栓螺纹表面受到污染，节省了成本，保证了混凝土施工质量。

4)隔震支座采用无下定位钢板施工，改进了施工方法，节省了成本。无下定位钢板施工时，要求下支墩混凝土表面打磨平整、清理干净，隔震支座安装前应对标高进行再次复核。