夹层橡胶隔震支座施工工法.doc

夹层橡胶隔震支座施工工法1. 前言近年来，随着地壳活动日益活跃，地震以及地震引起的自然灾害在世界各地频繁发生，给国家和人民财产造成了极大的损失。汶川大地震以来，我国将抗震加固设计与施工技术的研究提到一个很高的重视程度。相比日本抗震设计做的比较好的国家，我国属于森林资源匮乏和人口众多的国家，完全采用日本木制结构抗震设计和施工的可能性不大。面对我国建筑结构类型的发展趋势，保障公共建筑尤其是学校、医院以及民用住宅的抗震质量，提高砖混结构、框架结构等建筑结构类型的抗震性能，是建筑业未来很长一段时间的研究课题。“防患于未然”，抗震首先要隔震。2001年，我公司通过在山西部分建筑物中应用夹层橡胶隔震垫施工技术，总结了一套夹层橡胶隔震垫施工工法（YJGF51-2002），获得国家级工法。2009年，该技术持续在汶川第一幼儿园、北京部分中小学抗震加固改造中应用，在原来夹层橡胶隔震垫尺寸的基础上发展成为体量更大的夹层橡胶隔震支座施工技术。2010年12月4日，经山西省建设厅组织专家委员会鉴定，我们总结的夹层橡胶隔震垫（支座）关键施工技术已达到国内领先水平。为此，我们总结出夹层橡胶隔震支座施工工法作为此次国家级工法（升级版）的申报。2.工法特点2.0.1 施工工艺简单、易操作，便于施工质量控制。2.0.2 隔震装置维护简单，耐久性和抗老化性可达70 年，装置安全、可靠。2.0.3 隔震装置具有稳定的弹性复位功能，地震后能自动复位。2.0.4 在基础中加入隔震支座设计的建筑物抗震性能明显提高，性价比合理。3.适用范围3.0.1 适用于地震设防烈度为810度的新建工业与民用建筑。3.0.2 适用于为提高抗震等级而进行的加固改造建筑工程。4.工艺原理4.1夹层橡胶隔震支座结构夹层橡胶隔震支座，是由薄橡胶片与钢板相互交错迭置数层整体硫化形成。夹层橡胶隔震支座是由橡胶垫、上（下）连接板、连接螺栓、上（下）预埋钢架组成。（如图4.1-1和4.1-2），其中，橡胶垫是夹层橡胶隔震层的核心构件，主要是靠它来隔震。为了与上（下）连接钢板的连接，在橡胶垫的上下表面都粘有封板，封板上有螺孔与连接板连接。图4.1-1夹层橡胶垫构造图图4.1-2 细部构造4.2夹层橡胶隔震支座抗震原理在基础加入隔震支座设计目的是通过在下部结构与上部结构之间设置隔震层来改变结构整体的动力特性。一般地震的振动周期大多在0.1秒之间，隔震支座因水平刚度较小，可延长上部结构的周期至3 秒以上，使建筑物因地震而产生的加速度反应大量减小，从而达到保护建筑结构物的目的。在地震作用下，橡胶片产生弹性变形，通过弹性位移吸收地震作用力，隔震支座中的钢板层对橡胶层竖向变形起约束作用，使支座具有很高的竖向承载能力，同时又不影响橡胶的水平柔性，使其有良好的水平变形能力和复位能力，从而提高建筑物的抗震能力。4.3夹层橡胶隔震施工工艺原理通过上、下埋板把隔震支座与上、下结构进行连接，将结构本身的重力及地震应力进行传递，从而发挥隔震支座在结构体系中的作用。同时隔震支座预埋板安装平整度须按要求控制在3以内，从而确保：隔震支座顶部结构不发生不均匀竖向变形；隔震支座顶部结构不产生爬坡或滑坡现象，影响隔震效果；隔震支座的竖向荷载不发生改变，产生附加弯矩；下部结构支承构件不出现附加水平效应。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程安装下埋板下埋板位置校正、固定施工准备放线定位支设模板安装橡胶支座及上埋板安装橡胶支座及上埋板绑扎上部钢筋，进行上部结构施工浇筑基础混凝土空隙处理5.2操作要点5.2.1施工准备 （1）编制橡胶隔震支座施工方案，并对操作人员进行详细的技术交底。 （2）检查所有进场橡胶隔震构件的合格证，复核其规格、型号。 （3）底部基础混凝土预留下埋板锚筋高度不浇筑；预留部分钢筋拉筋待下埋板安装后再行安装。5.2.2 放线定位按设计图纸，在基础上放出轴线、控制线位置。5.2.3 安装下埋板利用起重设备将预埋板吊运并放置至设计部位；在可调螺栓对应位置放置垫块。（图5.3.3）图5.2.3 安装下埋板5.2.4 下埋板位置校正、固定根据所放轴线及控制线，调整下埋板位置，偏差不得大于5mm；调节可调螺栓，使下埋板位于同一水平面，并且埋板水平度不得大于3，水平度利用高精度水平尺在双向同时进行检查；用直径不小于14 的短钢筋将下埋板锚筋与基础竖向主筋焊接固定；在埋板固定牢固后旋转可调螺栓，取出垫块。将螺栓连接孔用胶带贴严实，防止混凝土进入。（图5.2.4） 图5.2.4 下埋板位置校正固定5.2.5 支设模板、浇筑基础混凝土 （1）安装基础拉筋，支设模板；从下埋板中心孔及模板边缘处浇筑混凝土；混凝土标号不得小于C30，且宜选用微膨胀混凝土；为了确保预埋钢板的位置不变，在浇混凝土时，先往板两端浇，初步固定了其位置后，再往板下面浇，板下面分二次浇捣，人员应在架空跳板上进行操作，不得直接站在下埋板上；混凝土应振捣密实；振捣棒严禁直接振捣钢筋或埋板、锚筋。此次浇混凝土一定要由专人负责，并且要有技术员跟踪检查指导。（图5.2.5）图5.2.5 浇筑混凝土 （2）混凝土浇筑质量保障措施在安装下预埋钢板的过程中要对各项技术指标留有原始记录。见表5.2.5。表5.2.5 橡胶垫下预埋钢板安装施工记录 指标支座编号纵向轴线（允许偏差5mm）横向轴线（允许偏差5mm）绝对平整度（允许偏差3mm）竖向标高（允许偏差5mm）123工长（签字盖章）监理（签字盖章） 日期：5.2.6 校核下埋板水平度混凝土浇筑完毕后，应立即校核下埋板水平度，如不满足要求需立即进行调整。5.2.7 安装橡胶支座及上埋板混凝土浇筑48 小时后，用起重设备将橡胶支座本体施作在固定位置，按照厂家提供的吊点（连接板上预留的吊装螺孔）安装吊具，严禁使用连接螺孔起吊，防止对连接螺孔造成损伤；用高强螺栓将连接板牢固地与上、下预埋板连接，高强螺栓应对称拧紧，拧紧过程分为初拧、复拧、终拧三个阶段，并在同一天完成。（图5.2.7）图5.2.7 安装制作及上埋板5.2.8 缝隙处理为了保证橡胶支座与接触面的平整，用环氧树脂将下部定位钢架内留置5mm的凹槽填满刮平，并养护至强度值不小于50%的设计值。5.2.9 绑扎上部钢筋，进行上部结构施工绑扎隔震支座上部钢筋进行上部结构混凝土施工前，应事先用彩条布将隔震支座包裹做临时覆盖保护，以免造成污染。5.2.10 劳动力组织施工过程中实行专业化管理，由1名专业技术管理人员负责此项工作，所有操作人员必须经专业技术培训方可上岗。为了加快施工速度，流水作业时，每各小组安排4人施工。6.材料与设备6.1主要材料6.1.1上（下）连接板连接板均为正方形，其边长大于橡胶垫的直径，在上、下连接板上以其中心为圆心，某一半径（小于橡胶垫半径）为半径的圆上留有螺孔（和橡胶垫上、下封板连接）；在上、下连接板的四角部位各留有4个螺孔（和上、下预埋钢板连接）。上、下连接板的材质要求为A3钢，符合GB/T7002006，Q235的标准要求，光洁度为6.3，并做镀锌处理。6.1.2连接螺栓连接螺栓有两种不同的型号，其中小的是连接上、下连接板与封板的；大的是连接上、下连接板与上、下预埋钢板的。螺栓的性能等级要求高强发黑外六角螺钉8.8级。6.1.3上（下）预埋钢架预埋钢架由钢板和级钢筋腿焊接而成。钢板的边长与连接板相同，其厚度比连接板小1级。材质要求和连接板相同，在其四角部位留有四个螺孔（和上、下连接板连接），下预埋钢板中间留有圆孔，安装后用环氧树脂填充；级钢筋腿共有8条（弯成直角状），钢筋腿与钢板间焊缝质量要求高，要求满焊，且焊缝高度5mm。6.1.4 橡胶支座技术指标6.2机具设备机具设备配置应根据工程大小、现场条件等配备。机械：电焊机工具：楔形塞尺、锤子、高精度水平尺、塔尺、力矩扳手、精密水准仪、大小钢尺等。7.质量控制7.0.1 安装前应对工程所用类型和规格的隔震装置依据橡胶支座试验方法(GB20688.1-2006)、建筑隔震橡胶支座(GB 20688.3-2006)进行抽样检测，抽样的数量应不少于总数的50。一般情况下，每项工程抽样总数不少于20 件，每种规格的产品抽样数量不少于4 件。检查包含力学性能检查和外观检查。7.0.2安装定位钢架不得使钢板变形，不宜在钢板上施焊。7.0.3橡胶支座处的柱头受力钢筋及箍筋，应符合节点核心区的构造要求，箍筋应予加密，且上端箍筋应在受力主筋的端头绑扎牢固。7.0.4橡胶支座柱头混凝土应在定位钢架锚固筋长度加5cm范围内留置二次浇注混凝土区段，宜选用细石混凝土，配合比应准确，强度等级应符合设计要求，并留置两倍常规规定的试块组数。7.0.5下预埋钢板的各项指标允许偏差见表7.0.5。表7.0.5 下预埋钢板的各项指标允许偏差项 目允许偏差（mm）检查并校正工具轴线位置5细白线绳结合小钢尺、锤子绝对平整度3精密水平尺、楔形塞尺相对平整度5精密水准仪、塔尺竖向标高5精密水准仪、塔尺7.0.6 高强螺栓连接应对称、分阶段拧紧，并进行防腐处理。7.0.7为防止隔震支座受到破坏，上部结构施工时，模板支撑不得架设于隔震支座上。8.安全措施8.0.1 施工前应严格进行三级技术交底，专业工种需持证上岗。8.0.2 埋板及橡胶支座吊运时，应设专人指挥，使用双环同时起吊，严禁单环起吊或倾斜吊装。8.0.3 电焊作业前清理操作区域可燃物，安排专门看火人员，并配备灭火器等消防器材。8.0.4在正式施焊前要进行试焊，焊件送试验室试验，合格后方可正式施焊。8.0.5氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.0.6所有操作人员必须戴好安全帽，并有专人定期检查，确保安全防护用品处于完好状态9.环保措施9.0.1 成立施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、废气、废水、生产生活垃圾、弃渣的排放控制和治理，遵守有关废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，虚心接受城市交通管理和相关单位的监督检查。9.0.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围档，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.0.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.0.4建立领用及退料制度。保证废物回收利用，防止污染环境。9.0.5采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。9.0.6对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。10.效益分析10.0.1 采用基础隔震设计，可使上部结构所受地震力大大降低，在进行上部结构抗震设计（梁柱断面、配筋、构造等）时，根据隔震计算结果，可按设防烈度降低0.51.5 度进行设计计算（根据建筑抗震设计规范GB50011-2001 的相关规定)，在高烈度地区可达到不增加造价的目的，但其抗震安全度却能提高410 倍。10.0.2本工法施工简便，需要投入的人力少，自身工期短。10.0.3防震效果好，使用年限长，而且若干年后可以更换上新的橡胶垫继续使用。10.0.4造价低廉，与其他抗震方法相比经济效益显著。比如同是24m高的砖混结构（使用橡胶支座）与框架结构相比，每平方米的工程造价节约500元。11.应用实例11.0.1大同一中学生宿舍楼，砖混结构，七层，总建