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隔震垫技术在施工中的应用
隔震垫技术在施工中的应用

隔震垫技术在施工中的应用

□文/商辉

摘要:以一所学校减震支座施工为案例,通过对建筑物结构类型的介绍以及当地抗震要求,从隔震技术设计思路、施工要求、具体措施、成品保护及注意事项等内容的阐述,结合现场施工照片及节点图,探讨了在抗震等级要求较高的地区隔震垫技术的施工应用,确保结构安全达到设计要求。

关键词:抗震等级;隔震;支座;预埋锚筋;承台

我国对建筑物抗震等级的要求越来越严格,尤其是对新建的学校、医院等人员密集场所和重要工程,必须按规定开展地震安全性评价,严格抗震设防,采取特殊措施,确保做到大震不倒塌、中震可修复、小震无损坏。对于地震带高烈度区,一般会采用框剪结构或者剪力墙结构,再加装隔震垫,可以确定隔震目标降低一度或者一度以上。

1 工程概况

某中学拟建建筑包含教学楼、宿舍楼和体育馆,总建筑面积20 378.9 m2。建筑占地面积4 894.5 m2

2 隔震垫设计思路

教学楼主体为地上5层,从室外地面至5层平屋面高19.8 m,室外地面至屋顶楼梯间屋面高22.8 m;室内外高差0.3 m,各层层高3.9 m,现浇混凝土框架结构,采用隔震技术。宿舍楼主体为地上4层,底层层高4.2 m,以上各层层高3.6 m;建筑高度15.3 m,现浇混凝土框架结构,采用隔震技术。体育馆主体为地上2层,底层层高4.2 m,二层层高9.0 m;建筑高度13.5 m。

由于体育馆不超3层可不采用隔震技术,故本工程除体育馆外,对教学楼、宿舍楼均采取隔震技术设计,经计算分析,教学楼、宿舍楼结构构件断面尺寸能较好满足上部建筑功能的要求。将隔震橡胶支座设置于一层楼板(±0.000)以下标高-1.200 m处。

隔震垫以下下支墩按罕遇地震作用进行设计,通过隔震设计,隔震垫以上的结构自振周期延长、阻尼增大,输入到上部结构的地震能量隔少,使结构构件断面显著隔小,可降低含钢量,达到安全、经济合理的目的且使结构的抗震性能得到提高。

3 施工方法

3.1 承台和底板施工

隔震支座下支墩与承台、底板分开施工,下支墩竖向钢筋在承台底板混凝土浇筑前预埋准确,混凝土振捣平整。

3.2 测量定位

当承台、底板混凝土强度达到1.2 N/mm2时,可进行测量定位。为确保隔震支座的平面中心位置准确,采用全站仪测设每个隔震支座中心点的投影,标定在混凝土面上。

3.3 绑扎下支墩钢筋

安装下支墩上部钢筋及周边钢筋。为确保预埋锚筋位置的准确性,在混凝土面上预先标定隔震支座8个预埋锚筋的竖向投影的位置,以尽量避免预埋锚筋后安放被承台的主筋阻挡的情况发生。

3.4 预埋套筒及预埋锚固钢筋定位和固定

预埋套筒及预埋锚筋定位、固定是本工程的一个难点,为此采取以下措施。

1)预埋钢套筒上口及胶套筒,为预留出隔震支座下法兰板厚度以方便支座安装所设,下口预先与定位预埋板用高强螺栓拧紧固定,以确保套筒的位置准确,见图1。此过程测量是整个隔震支座安装的关链,需各工种密切配合,测量定位预埋板的标高、平面中心位置及平整度。根据偏差大小适时对套筒及锚筋进行调整,为方便控制定位预埋板的标高和平面中心位置,可采取预先在钢模板四个角部位对应的下支墩主筋上点焊短钢筋的方式,短钢筋顶标高为支墩设计标高隔掉定位预埋板厚度,短钢筋位置见图2。短钢筋直径宜≮φ10 mm,与定位预埋板接触一端断面宜先用切割机切割平整。

图1 预埋套筒及定位预埋板定位

图2 短钢筋位置

2)为保证预埋套筒的锚固长度和竖向固定,采用加工螺纹的预埋锚筋与预埋套筒相连。

3)为保证预埋钢模板的水平度和平面位置的准确性及预埋套筒的垂直度,可根据实际情况在锚筋底部点焊定位钢筋与支墩钢筋相连,以确保锚筋和定位预埋板不产生水平和竖向位移。

3.5 下支墩侧模安装

安装侧模,侧模高度略高于支墩顶面高度并在侧模上用水准仪标定出支墩顶面设计标高的位置,方便浇筑混凝土时控制支墩标高。侧模的刚度要满足新浇筑混凝土的侧压力和施工荷载的要求,必要时可加密柱箍,模板要拼缝严密、底部固定牢靠并保证其垂直状态模板加固应牢固可靠。

3.6 下支墩浇筑

采用泵送浇筑混凝土时,应尽量隔少泵管对预埋件的影响,应避免混凝土泵管对预埋件产生大的冲击。在振捣过程中,振动棒不能碰撞定位预埋板、锚筋,并且禁止工人踩踏预埋板件,以防止轴线、标高及平整度产生偏差,影响安装质量。浇筑完毕后,注思混凝土的养护。

3.7 安装隔震支座

混凝土养护5 d后且强度≮10 N/mm2即可进行隔震支座安装,考虑到混凝土强度不够,7 d后再将螺栓拧紧。安装隔震支座前,应先清理干净下支墩上表面,为避免砂浆、混凝土等杂物进入套筒孔内并对预埋钢板上表面涂刷防锈漆,见图3。清理完毕后先将定位预埋钢板上的螺栓及胶套筒取下,再根据现场条件采用汽车吊或塔吊将该位置所需隔震支座吊到该支墩上,吊装支座时注思应轻举轻放,防止损坏支座和下支墩混凝土。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,螺栓连接时严禁用重锤敲打。隔震支座安装完成后用全站仪或水准仪复测隔震支座标高及平面中心位置并记录成表。

图3 预埋钢板刷防锈漆

3.8 上部预埋套筒、预埋锚筋固定

将上部预埋锚筋与套筒连接好,再用螺栓M1连接到隔震支座上,见图4。

图4 隔震支座连接

3.9 上支墩底模安装

与常规结构相同。浇筑混凝土会对底模产生竖向压力,底模会产生竖向变形。当底模支撑刚度不是足够大时,底模板顶面标高应高于上法兰板顶面标高,避免混凝土浇筑成型后支座法兰板陷入上支墩混凝土中。

3.10 上支墩钢筋绑扎

依次绑扎上支墩钢筋、支侧模、浇筑混凝土。此部分施工方法与常规做法相同。

3.11 法兰板补漆

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油漆造成损坏,待上支墩混凝土施工完毕,模板拆除后,对隔震支座油漆进行修补。

3.12 隐蔽工程验收

上下支墩混凝土浇筑前,应对隐蔽工程进行验收,对重要工序和关链部位应加强质量检查或进行测试并做详细的记录,同时宜留存图像资料。

4 施工中注意事项

4.1 预埋件定位、固定

下支墩钢筋笼绑扎完毕,使用钢模板将8根预埋件固定。固定时应使用带胶套筒的高强螺栓并将其扭入预埋套筒中,确保预埋定位模板底部与预埋套筒顶部紧密接触,然后将固定好的预埋板放置于钢筋笼上,待预埋板中心位置对正后将预埋锚筋通过连接钢筋与支墩主筋点焊,将其固定。螺栓只须用手拧紧,使胶套筒底部和钢套筒顶部紧贴钢模板且预埋件锚固钢筋必须保持铅直状态。

然后,测量模板标高、平面中心位置,调准后对预埋件进行焊接固定。预埋件与主筋应通过钢筋焊接,保证下支墩混凝土浇筑过程中,预埋件不发生偏斜和位移。

4.2 下支墩浇筑

下支墩浇筑混凝土前必须进行定位复测,复测内容包括预埋件标高及平面中心位置。

混凝土浇筑时,施工人员不能站在定位预埋板上,以免钢板变形定位不精确,导致隔震支座无法安装;振捣过程中,振捣棒不要碰到预埋件,以避免预埋件发生倾斜,导致隔震支座无法安装;下支墩混凝土浇筑应采取措施保证混凝土浇筑质量,模板拆除后,混凝土面不平整,应采用同强度的水泥砂浆进行找平,找平后应对砂浆面进行标高复核。

5 成品保护

1)隔震椽胶支座不能接触酸、碱、盐、溶剂、油类等影响支座使用寿命的物质。

2)隔震支座及其预埋件存放时,应采取必要的措施防止阳光直射或淋雨。

3)隔震支座不能浸泡在水中,以免影响支座寿命。

4)隔震橡胶支座周围应通风良好,以免因潮湿水汽使支座连接件生锈,如遇生锈应加涂防锈漆。

6 隔震构造措施特别注意事项

6.1 隔离缝

1)竖向隔离缝。是隔震层以上结构与周围结构、建筑物之间的缝隙,主要包括上部结构与其四周挡土墙之间、相邻建筑物之间、相邻地面形成的缝。

对于单栋隔震结构,其缝宽不宜小于隔震橡胶支座在罕遇地震下的最大水平位移的1.2倍且不宜<200 mm。

对于两相邻隔震结构,其缝宽取最大水平位移值之和且≮400 mm。

对于相邻的高层隔震建筑,考虑到地震时上部结构顶部会大于隔震层处位移,因此隔离缝要留出罕遇地震时隔离缝的宽度加上防震缝的宽度,方才合适。

竖向隔离缝具体尺寸设置以设计图纸为准。根据本工程结构图,上部结构的周边应设置竖向隔离缝,缝宽300 mm。

2)水平隔离缝。是指隔震层上部结构与隔震层下部结构或地面之间形成的水平缝。

上部结构和下部结构之间,应设置完全贵通的水平隔离缝,缝高可取20 mm并用柔性材料填充;当设置水平隔离缝确有困难时,应设置可靠的水平滑移垫层。

水平向隔离缝具体尺寸设置以设计图纸为准。根据本工程结构图,上部结构与下部结构之间,应设置完全贵通的水平隔离缝,缝高可取20 mm并用柔性材料填充。隔震支座外露部分应用防火板封闭。

6.2 其他构造措施

1)管线穿越隔震层。穿越隔震层及隔离缝的配管、配线均应采用柔性连接或其他有效措施以适应隔震层在地震作用下的水平位移。选用的管线柔性连接接头应具有性能稳定、强度高、抗干扰性好、抗疲劳性好的特点,以确保在发生地震时,各管线及其柔性连接接头不会遭到破坏。

2)避雷导体穿越隔震层,应按图5进行安装。

图5 避雷导体

3)隔震支座防火包裹。隔震层设置在有耐火要求的使用空间中时,隔震支座和其他部件应根据使用空间的耐火等级采取相应的防火措施。

7 结语

隔震垫技术是衔接基础与主体的关链技术,越来越多的减震技术已经广泛应用到工程建设中去,随着国内外地震事件的发生,各国的专家日益对减震技术的研究有了新的突破,后续将会有更新更加有效的隔震技术措施登陆到各类工程建设中。

□中图分类号:TU352.1+2

□文献标识码:C

□文章编号:1OO8-3197(2O16)O1-36-O3

□收稿日期:2O15-12-28

□作者简介:商辉/男,1981年出生,工程师,北京科技园建设(集团)股份有限公司,从事工程技术营理工作。

□DOI编码:1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.O13

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