某柱顶隔震综合楼隔震层施工技术分析

李国用

(厦门市同安区第一建筑工程公司 福建厦门 361100)

某柱顶隔震综合楼隔震层施工技术分析

李国用

(厦门市同安区第一建筑工程公司 福建厦门 361100)

隔震层施工质量是隔震建筑工程质量控制的要点和难点。文章以厦门市某采用底层柱顶层间隔震综合楼的施工过程为案例，根据现场跟踪记录，分析了底层独立柱和隔震支座上、下支墩、隔震层上部梁板结构的钢筋混凝土施工过程，着重分析了上、下预埋板和隔震支座的安装及采取的施工措施，提出了保证混凝土密实度和可靠性的上、下支墩混凝土施工的方法。同时，强调了在施工中应与设计单位充分沟通协调，解决由于节点钢筋密集和部分设计构造可能影响施工质量的问题。

柱顶隔震；隔震建筑工程；隔震层；施工技术

1 概述

隔震技术主要是在建筑物基础或下部结构与上部结构之间增设一隔震层，使得建筑物基础或下部结构与上部结构柔性连接，有效地降低直接传向建筑物上部结构的地震能量。隔震层的设置增大了建筑物阻尼并延长了自振周期，使建筑物远离地震的地面运动的卓越周期，显著地降低结构地震响应，地震作用时，建筑上部结构几乎保持平动，有效保护建筑物内部人员安全与设备仪器不倾覆，减少财产损失[1]。隔震技术作为目前国内外研究较为深入的一种结构抗震新技术，该技术的应用得到了充分的检验和认可，在实际工程中广为应用[2-3]，据中国勘察设计协会不完全统计，截至2016年年底，我国目前在建与建成的隔震建筑超过了4 000栋，主要分布在我国云南、四川、甘肃、新疆和江苏等省份。根据福州大学课题组统计，截至2016年年底，福建省已建和在建的隔震建筑约26栋，总建筑面积超过16万平方米[3]。

大部分隔震建筑按照基础隔震形式设计，如图1(a)所示。层间隔震形式也是常见的形式，以隔震层设置在底层柱的顶部或者大底盘塔楼的下部为主要代表形式。福建省的工程实践中，底层架空建筑多将隔震层设置在底层柱顶，如图1(b)所示。

(a)基础隔震 (b)底层柱顶隔震图1 两种隔震形式

隔震建筑隔震层的施工质量是影响隔震效果的关键环节。2015年住建部颁布了《建筑隔震工程施工及验收规范》，简称(《隔震施工规范》)并于同年12月1日开始实施，2016年福建省住建厅发布了《福建省建筑工程隔震橡胶支座和装置施工及验收规程》，简称(《福建省隔震施工规程》)进一步促进了隔震技术在福建省的推广应用。

目前，学者们对隔震层的施工质量进行了相关研究。姜大力[4]通过对采用橡胶支座隔震技术的北京某办公楼进行工程研究，从下预埋板位置控制、防止浇筑混凝土时对预埋板位置造成影响、高强螺栓预拧与下预埋板保护等方面介绍了隔震建筑施工关键施工方法的选择，并提出了隔震支座成品保护措施。殷许鹏[5]等通过对建筑隔震工程施工特点的分析，结合建筑工程施工质量验收标准与技术方法，总结了隔震建筑施工中存在的问题，为编制建筑隔震工程施工质量验收标准作了基础性研究。解琦[6]通过工程实践证明了支座错位的缺陷，采用定位钢板、支座扭曲缺陷采用角钢固定和支座污染采用苯板保护等方法，在隔震建筑施工过程中取得良好的效果。

但上述文献对隔震建筑工程施工技术分析比较宽泛，对隔震建筑关键部位隔震层施工详细分析较少。本文以厦门市某综合楼为例，通过实践追踪整个隔震层施工过程，对隔震建筑隔震层的施工技术详细分析，为类似隔震建筑工程隔震层施工提供参考。

2 工程概况

工程为厦门市森林公安局同安扑救队综合楼，5层建筑，总面积为2 208.30m2，底层为隔震专用检修层以及开放空间，二～五层为警务用房，屋顶层为楼电梯间。底层层高2.80m，二层层高3.90m，其余各层层高为3.60m，建筑总高度为17.65m，平面、剖面及建成后的南立面如图2所示。横向两跨、纵向5跨的现浇钢筋混凝土框架结构。

工程施工阶段为2011年～2012年，本文根据当时施工实际并结合现行的JGJ360-2015《建筑隔震工程施工及验收规范》[8]来阐述该工程的施工技术。

工程采用底层柱顶隔震，底层共有16根独立柱，每柱设1个隔震支座，布置LNR400支座2个，LNR500支座2个LNR600支座4个，LRB400支座6个，LRB500支座2个，其中LNR表示天然橡胶支座，LRB表示铅芯橡胶支座，隔震支座布置如图3所示。同时，根据设计图纸和施工图审查结论，隔震层的抗风设计满足要求。

(a)底层平面图

(b)3～5层平面图

(c)剖面图图

(d)南立面图图2 建筑平面、剖面及立面图

图3 隔震支座布置图

3 底层柱顶层间隔震结构体系介绍

底层柱顶隔震结构是将建筑整体结构分为3大部分；分别是上部结构(二层及以上)、隔震层和下部结构。整体结构构件布置如图4所示，其中下部结构必须承受罕遇地震内力，基础不属于下部结构，基础设计按照《抗规》要求不必提高标准，按抗震结构的要求进行设计即可[7]。

图4 隔震层预埋件大样图

图5中，编号3为隔震支座，相应的上下混凝土构件为上支墩和下支墩，编号4为底层独立柱也即下支墩，编号2梁柱交叉节点为上支墩。同时由图5可知：隔震支座及其预埋件的安装、下部结构即下支墩和上支墩的混凝土质量是施工的主要控制因素。

图5 结构构件布置示意图1—二层框架柱；2—隔震层梁板；3—隔震支座；4—底层独立柱；5—柱下独立基础；6—基础梁

4 隔震层施工技术分析

隔震建筑与传统建筑在施工技术上存在一定差异，隔震建筑的施工难度比传统建筑大得多，尤其是隔震层的施工需要相关技术单位指导。该工程依托福州大学土木工程学院技术指导并制定完备的专项施工方案。隔震专项施工方案需经业主、设计和监理单位审核通过后，方可由施工单位实施。

4.1 绑扎下支墩钢筋

该工程独立柱不带拉梁，下支墩部位有柱纵向钢筋和箍筋、柱墩构造钢筋及下预埋板锚筋等钢筋，如图6所示。

下支墩(柱)的节点处钢筋密集，独立柱的井字形配箍,如图7(a)所示，出现与下预埋板套筒或锚筋位置冲突，施工方案经过了充分研究，并与设计人员和监理工程师沟通，根据现场和实际情况，由设计单位出具设计变更文件，最后在箍筋肢数一定的条件下，通过改变箍筋形式来布置，设置了菱形箍如图7(b)所示，这样有利于下支墩混凝土的投料，保证了下支墩混凝土浇捣质量。

图6 上、下支墩钢筋布置图

(a)井字箍 (b)菱形箍图7 独立柱菱形箍示意图

为避免搭接处钢筋过密，主筋可采用螺纹连接或焊接连接的方式来搭接，下支墩钢筋绑扎示意图如图6所示，需注意支墩钢筋下料长度不应低于下预埋板下沿。

4.2 下预埋件安装

下预埋板安装作为施工质量的控制要点，下预埋板安装定位主要方法有：

(1)短钢筋头结合楔形木垫块定位法；

(2)钢筋段定位法；

(3)地脚螺栓与钢筋网片结合定位法；

(4)专用支架和定型模具定位法[3]。

该工程建设过程中参照厦门市已有几栋隔震建筑的施工方法，下预埋板安装仍然采用短钢筋头结合楔形木垫块定位法。

首先通过轮式汽车吊将预埋件吊至支墩上方，在事先用水准仪和经纬仪确定并标定好的标高位置下预埋件，然后在短钢筋头控制预埋件标高的基础上，运用楔形木块对其做细微调整，经校对设计标高符合要求后，点焊下部构件主筋与下预埋板锚筋，完成下预埋的固定，下预埋件固定安装如图8所示。

图8 下预埋件固定安装

4.3 下支墩混凝土浇捣

下预埋板定位验收合格后，开始浇筑下支墩混凝土。为避免混凝土浇捣过程中的混凝土残渣流入套筒内，在浇筑前需要做好螺栓孔的保护工作。该工程在浇筑混凝土前采用胶带将套筒和螺栓密封保护，保护做法如图9所示。

独立柱混凝土强度等级为C30，根据施工图的要求，下支墩混凝土采用C35细石混凝土，即比原设计强度等级提高一级。下预埋板中部留有直径为120mm的孔洞作为浇捣口，为保证混凝土浇筑质量，采用插入式振动棒进行振捣，同时用木槌侧敲模板辅助振捣，初凝前采用清洗干净的粒径为40mm碎石填入浇捣口，再次人工辅助夯实，以保证下支墩混凝土充分密实，如图10所示。

图9 螺栓孔保护 图10 支墩混凝土施工

浇筑完成后立即对下预埋板的水平度及轴线位置进行二次检验，如有偏差及时进行适当调整并做好相关记录。根据《隔震施工规范》和《福建省隔震施工规程》要求，待混凝土强度达到设计强度75%后，将下预埋板表面清理干净、磨光，并对损坏的油漆保护膜进行重新补漆，最后进行隔震支座的安装。

4.4 隔震支座安装、调平和固定

(1)隔震支座由本体和上、下连接钢板组成，上、下预埋钢板还带有螺栓套筒和固定锚筋。隔震支座必须与上、下预埋钢板用螺栓套筒连接。首先将上预埋钢板与隔震支座上连接板相连，将螺栓拧紧但不锁死。上连接钢板与隔震支座相连接作为一个整体来吊装，如图11所示。

(2)轮式汽车吊的选择：根据工程特点和施工场地的条件，需要的最大臂长为20m，起升高度为10m，重量600kg，选择8t轮式汽车吊可满足要求。

(3)吊运过程中，根据厂家提供的吊点安装吊具，严禁橡胶支座与坚硬的物体发生碰撞，严禁单环起吊或倾斜吊装，严禁使用连接螺孔起吊，将隔震支座吊运至指定位置，如图12所示。

图11 隔震支座与上连接板连接 图12 隔震支座吊装

(4)隔震支座就位后，应使隔震支座上高点与下墩(柱)低点对应，以减小高度和水平度积累误差；并复核隔震支座平面位置、顶面高程和顶面水平度；隔震支座安装后，支座与下连接板应密贴。

(5)固定支座时，螺栓应对称拧紧(对角线上或对边上)，使每个螺栓具有一定的锁紧力矩(扭力扳手上指针指到所需值为宜)，在拆除临时支撑后复拧。

(6)支座安装后应清洁隔震支座表面污迹，修补损坏部位，并及时进行验收，验收合格后对隔震支座采取相应保护措施，常用做法是用胶合板在周边作围挡防护。

(7)支座安装后期，支座连接板与上、下支墩(柱)顶面的预埋板应密贴，板面缝隙大于1mm时，螺栓应继续拧紧至缝隙小于等于1mm，再采用环氧树脂填缝[9]。

4.5 支座上部结构模板和钢筋工程

(1)支座相邻上部结构的模板和混凝土工程施工时，混凝土的振捣可能导致支座发生变形，隔震层发生水平位移，对隔震建筑的施工及使用是不利的，因此，应对隔震层隔震支座采取临时固定措施。常用做法是对每个支座纵横两向采用Φ25钢筋斜拉点焊，如图13所示，施工完毕，再割掉斜拉钢筋。

(2)支设上支墩(柱)模板时，以上预埋钢板为底模，对支座以上部分结构进行支模，上预埋板的尺寸大小与上支墩的截面尺寸大小刚好吻合，避免过去常采用的三合板修补模板缝隙工作，如图14所示。

图13隔震支座临时固定措施 图14上支墩预埋板作为模板

(3)依次绑扎上支墩钢筋、支设上支墩侧模与梁底模、绑扎梁钢筋、支设顶板底模、绑扎隔震层顶板钢筋。

(4)支墩(柱)上预埋板安装应保证相应的上支墩混凝土装饰面层高度不得低于预埋板的顶面标高，即顶面的标高应低于混凝土表面并露出5mm以上。

(5)在支座相邻上部结构施工直至工程完工过程中，应定期监测支座竖向和水平变形，并保留相应记录。支座相邻上部结构施工时，宜每周观测一次，直至主体施工完成。进行装修工程时，可每2～3周观测一次，直至工程完工。

4.6 支座上部梁板结构混凝土浇筑

隔震支座的上方由上支墩和上部梁板结构组成，上部梁板结构是肋梁楼盖。上支墩与上部结构梁板节点处，二层的预埋柱子钢筋十分密集。上支墩底面即框架梁底原设计高度仅为100mm，经过与设计单位协商，改为200mm，这样上预埋板的套筒与框架梁的钢筋不会碰撞。

上部梁板结构混凝土浇筑主要的施工过程有：①对隔震支座上预埋钢板水平度和轴线位置进行复检，满足要求后方能浇筑支座上部梁板结构混凝土。②上支墩(柱)与上部结构梁板整体浇捣，上支墩与梁板节点，该部位钢筋十分密集，浇筑上支墩混凝土时，为了保证上支墩混凝土质量，采用高设计要求一级的高流动性细石混凝土。③混凝土浇捣过程中要十分细心，浇筑施工完成后应及时采取相应措施进行养护，以保证混凝土的施工质量，如图15所示。

(a) (b)图15 上部结构梁板钢筋和混凝土施工

该建筑隔震构造尚有：电梯间从二层悬挂，四周设有300mm宽水平隔离缝，楼梯间从架空层开始布置，设计有250mm宽水平隔离缝和30mm高的竖向隔离缝，施工做法与非隔震建筑也有很大区别。另外穿过隔震层的设备配管、配线均有预留柔性连接，以保证隔震建筑有可靠的水平位移空间。本文限于篇幅，对隔震构造施工不做进一步分析。

5 结语

通过对厦门市某采用底层柱顶层间隔震综合楼的施工过程，现场跟踪记录和分析了底层独立柱和隔震支座上、下支墩、隔震层上部梁板结构的钢筋混凝土施工过程得到如下结论：

(1)分析了上、下预埋板和隔震支座的安装，提出了采取的施工措施。

(2)提出了上、下支墩混凝土施工的方法以保证了混凝土密实度和可靠性。

(3)施工中应与设计单位充分沟通协调，解决由于节点钢筋密集和部分设计构造可能影响施工质量的问题。

[1] 党育，杜永峰，李慧.基础隔震结构设计及施工指南[M]．北京:中国水利水电出版社，2007.

[2] 吴应雄．低位层间隔震技术在某框架结构的应用研究[J]．福州大学学报(自然科学版)，2012，40(6)：807-813．

[3] 金捷.福建省建筑结构应用隔震技术现状调查和政策推广建议[D]．福州：福州大学，2016.

[4] 姜大力．叠层橡胶隔震支座施工技术[J]．建筑技术，2007，38(2):94-96．

[5] 殷许鹏，潘文，宋廷苏,等．建筑隔震工程施工质量验收标准研究[J]．施工技术，2013，42(9):61-63．

[6] 解琦．橡胶隔震支应的施工方法[J]．甘肃科技，2007，23(2):143-144．

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

[8] JGJ360-2015 建筑隔震工程施工及验收规范 [S]．北京：中国建筑工业出版社，2015．

[9] DBJ/T13- 252-2016 福建省工程建设地方标准．福建省建筑工程隔震橡胶支座和装置施工及验收规程[S].福建省住房和城乡建设厅，2017．

Analysis onIsolation Layer Construction Technology of Columns’ Top Isolation Complex Building

LIGuoyong

(The first ConstructionCo.Ltdof Xiamen Tong-an Region , Xiamen 361100)

The construction quality of isolation layer is the key point and difficulty of the quality control of seismic isolation building.The article takes the construction process by a bottom column story isolation comprehensive building of Xia Men as a case.According to the field tracking record,analyzes the reinforced concrete construction process of the bottom floor independent columns, upper and lower support piers of isolation bearings,and upper supporting pier beam slab structureof isolation layer.Focuses on the analysis of the upper and lower pre buried plate and isolation bearing installation and construction measures taken, and the upper and lower supporting pier concrete construction methods are proposed to ensure the concrete compactness and reliability; meanwhile, stressed that the construction should be fully communicated with the design unit coordination, and solve the node intensive steel and the design structure may influence the construction quality problems.

Pillar isolation; Isolation building; Isolation layer; Construction technology

李国用(1965.10- )，男，工程师，国家一级注册建造师。

E-mail:3094356377@qq.com

2017-05-25

TU352.1

A

1004-6135(2017)07-0114-05