美蘭機場二期航站樓錯層隔震施工技術(shù)

梁華站，郭思壯，王磊，王鳳然，鄭輝才，譚海娜

（中國建筑第八工程局有限公司，上海200000）

1 引言

建筑隔震橡膠支座隔震的基本原理是通過增設(shè)橡膠隔震支座，使整個建筑的自振周期得以延長，以緩解上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。在建筑物底部設(shè)置一層隔震層，根據(jù)建筑使用功能的要求，隔震層也可錯層布置，分布在不同樓層。然后在隔震層設(shè)置橡膠隔震支座、彈性滑移支座，利用橡膠隔震支座的水平柔性形成一道柔性隔震層，通過柔性隔震層吸收和耗散地震能量，阻止并減輕地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，最終達到減輕上部結(jié)構(gòu)地震破壞的目的，保證上部結(jié)構(gòu)的安全和使用功能，還能減小地震對室內(nèi)裝修，貴重設(shè)備的損壞，經(jīng)濟和社會效益明顯。

2 工程隔震設(shè)計概況

本工程位于海南省海口市美蘭區(qū)演豐鎮(zhèn)境內(nèi)，工程位于我國東南沿海地震帶的西南端。本工程抗震設(shè)防烈度為8度（0.3g），由于地上結(jié)構(gòu)部分采取了隔震技術(shù)，因此，于基礎(chǔ)頂處設(shè)置隔震裝置，使隔震目標減低一度，隔震層以上結(jié)構(gòu)水平地震作用按7度（0.15g）取值，豎向地震作用及隔震層以下結(jié)構(gòu)的地震作用仍按8度（0.3g）取值。本工程中心區(qū)采用基礎(chǔ)錯層隔震技術(shù)，一部分位于結(jié)構(gòu)標高-2.05m處；另一部分位于結(jié)構(gòu)標高-8.05m處，隔震層分布如圖1所示。隔震支座總計920個，其中，鉛芯橡膠隔震支座281個、普通橡膠隔震支座607個、彈性滑板支座32個。隔震支座直徑規(guī)格有：900mm、1000mm、1200mm，最大質(zhì)量3.04t，隔震支座和滑移支座大樣如圖1所示。

圖1 支座大樣模型

3 錯層隔震施工技術(shù)難點

3.1 隔震支座固定、錨固較困難，隔震支座安裝精度要求高

本工程隔震支座直徑最大達1.2m，質(zhì)量最大3.04t，隔震支座質(zhì)量過大，安裝過程中進行定位調(diào)整和標高調(diào)整難度大。由于隔震下支墩鋼筋非常密集，錨筋安裝空間受限，安裝困難。此外，由于承臺厚度較大，施工人員行走、泵送混凝土?xí)r的沖擊以及混凝土振搗影響，支座預(yù)埋板平面位置、標高難以控制。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和設(shè)計的要求，下支墩頂面水平度不宜大于0.3%，支座安裝后，頂面的水平度誤差不宜大于0.8%，中心平面位置偏差不應(yīng)大于5.0mm，中心的標高偏差不應(yīng)大于5.0mm。航站樓中心區(qū)大面積共920套支座安裝，隔震層尺寸為450m×195m，隔震層施工周期長，地基基礎(chǔ)不均勻沉降，隔震支座標高控制較難。

3.2 保證建筑上部結(jié)構(gòu)安全隔震距離

本建筑在地震作用下允許最大水平位移達500mm。因此，隔震層上部所有結(jié)構(gòu)必須保證施工完成后，在地震水平作用下，結(jié)構(gòu)通過隔震支座水平變形卸荷，設(shè)計隔震溝間距不小于700mm。下掛設(shè)備坑與隔震上下支墩以及地下室外墻，隔震上下支墩與地下室外墻等隔震溝距離均需得到嚴格的控制。

3.3 上部結(jié)構(gòu)必須與隔震層完全脫離，并能自由位移

防止混凝土澆筑時固定不到位、填縫材料損壞或者缺失以及樓梯滑移支座安裝保護不到位等都會導(dǎo)致隔震縫處上下結(jié)構(gòu)連成整體，阻礙上部結(jié)構(gòu)自由位移，影響隔震效果和結(jié)構(gòu)安全。

3.4 上部結(jié)構(gòu)通過隔震層管線、防雷接地等節(jié)點處理

上部結(jié)構(gòu)通過隔震層的管線以及防雷接地引下線均需特殊處理，如接通過隔震層管線通過抗震軟管，防雷引下線采用柔性材料并預(yù)留變形量等措施，確保結(jié)構(gòu)變形時不產(chǎn)生破壞。

3.5 對處于不同平面隔震層結(jié)構(gòu)剛度要求

設(shè)計要求局部地下室與首層結(jié)構(gòu)板變形一致的剛性體，對局部地下室縱橫向剪力墻需保證施工質(zhì)量，確保局部地下室箱體的剛度，提高結(jié)構(gòu)抗震性能。

4 隔震層施工要點

4.1 綁扎承臺、梁體鋼筋

下支墩與底板分開澆筑，為保證下支墩承臺抗剪切力，需在底板澆筑時在隔震支座投影面預(yù)埋鋼筋頭。綁扎承臺與地梁鋼筋時，承臺地梁鋼筋綁扎需考慮預(yù)埋隔震支座錨筋定位，避免預(yù)埋錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋位置沖突。

4.2 連接件（定位預(yù)埋板、套筒及錨筋）定位、固定

預(yù)埋套筒上口及膠套下口預(yù)先與定位預(yù)埋板用螺栓擰緊固定，以確保套筒的位置準確。為保證預(yù)埋套筒的錨固長度和豎向固定，采用有加工螺紋的預(yù)埋錨筋與預(yù)埋套筒相連。將擰緊后的連接件放入下支墩鋼筋中，按深化圖紙要求調(diào)整連接件標高、平面位置及水平度。此過程的測量是整個隔震支座安裝的關(guān)鍵，需各工種密切配合，并根據(jù)偏差大小適時對套筒及錨筋進行調(diào)整[1]。

4.3 下支墩側(cè)模安裝、混凝土澆筑

安裝側(cè)模，側(cè)模高度略高于支墩頂面高度，并在側(cè)模上用測量儀器標定支墩頂面設(shè)計標高的位置。側(cè)模的剛度要滿足新澆筑混凝土的側(cè)壓力和施工荷載的要求，模板應(yīng)拼縫嚴密、底部固定牢靠，并保證其垂直狀態(tài),模板加固應(yīng)牢固可靠。下支墩側(cè)模安裝完成后，應(yīng)再次對預(yù)埋件平面位置、水平度等進行最終校核，無誤后方可進行下一步工序。

采用泵送澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)盡量減少泵管對連接件的影響，避免混凝土泵管對連接件產(chǎn)生大的沖擊。在振搗過程中，振動棒不能碰撞定位預(yù)埋板與錨筋，并且禁止工人踩踏定位預(yù)埋板，以防止軸線、標高及平整度產(chǎn)生偏差，影響安裝質(zhì)量。如混凝土澆筑過程中發(fā)現(xiàn)連接件定位發(fā)生偏移，應(yīng)立即停止?jié)仓炷?，對連接件進行重新定位后方可繼續(xù)澆筑混凝土。澆筑結(jié)束后的混凝土完成面應(yīng)保持平整[2]。

4.4 下支墩澆筑完成后測量復(fù)核

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)對支座中心平面位置、頂面水平度和標高進行復(fù)測并記錄報驗，若有移動，應(yīng)進行校正。

4.5 安裝隔震支座

混凝土養(yǎng)護至下支墩混凝土強度達到設(shè)計強度75%以上時方可進行隔震支座安裝，并在支座安裝前對定位預(yù)埋板面涂刷防銹漆。

4.6 隔震支座安裝

清理完畢后，先將螺栓及臨時膠套取下，再將該位置所需的隔震支座吊至該支墩上，吊裝支座時注意應(yīng)輕舉輕放，防止損壞支座和下支墩混凝土。待隔震支座下法蘭板螺栓孔位與預(yù)埋鋼套筒孔位對正后，將螺栓擰入套筒。螺栓應(yīng)對稱擰緊，螺栓緊固過程中嚴禁用重錘敲打。吊裝搬運過程中，不得用堅硬的東西擠壓碰隔震支座保護橡膠，以避免保護膠損傷，影響隔震支座使用壽命。安裝完成后，逐一復(fù)測隔震支座頂面標高、平面中心位置及水平度。

4.7 上部連接件固定

將上部預(yù)埋錨筋和套筒用螺栓連接到隔震支座（法蘭板）上。為避免上支墩混凝土在澆灌過程中嵌入上法蘭板螺栓孔內(nèi)給以后的支座更換帶來困難，在上部連接件固定過程中要在上法蘭板面上鋪一層和法蘭板面積等大的3mm厚的SBS油氈。

4.8 上支墩模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑

澆筑混凝土?xí)Φ啄．a(chǎn)生豎向壓力導(dǎo)致底模產(chǎn)生豎向變形或下墜。故采取足夠支撐剛度的模板，以避免混凝土澆筑成型后隔震支座上法蘭板陷入上支墩混凝土中。對于彈性滑移支座，支座主體由支座本體及滑動面（不銹鏡面鋼板及下面預(yù)埋板）2部分構(gòu)成，其中，鏡面鋼板與彈性支座直接接觸，但無任何連接。在上支墩混凝土澆筑前之前，滑移支座本體處于自由狀態(tài)，在上支墩施工及本體吊裝就位過程中極容易發(fā)生移位，故采取措施固定住滑動本體使之在施工過程中不發(fā)生偏移。采用100mm×5mm扁鐵將上預(yù)埋螺栓與下預(yù)埋螺栓進行連以限制滑動面在水平方向的偏移（見圖2），隔震層混凝土完成終凝后，即將扁鐵拆除。然后依次綁扎上支墩鋼筋，支護模板，澆筑混凝土，與常規(guī)結(jié)構(gòu)做法基本相同。

圖2 彈性滑移支座滑動面臨時固定立面圖

隔震層施工完畢，模板拆除后，對破損的隔震支座油漆進行修補。另外，在支座相鄰上部結(jié)構(gòu)施工過程中，應(yīng)定期觀測支座豎向變形，并應(yīng)保留相應(yīng)記錄。

4.9 錯層隔震關(guān)鍵節(jié)點施工

4.9.1 隔震層頂板懸掛設(shè)備坑

為保證隔震層以上結(jié)構(gòu)的隔震要求，隔震層頂板上設(shè)置的電梯坑、核心筒坑、扶梯坑等設(shè)備坑均需懸掛在板面上，下掛各種設(shè)備坑需要滿足：距非隔震部位的凈距不小于700mm，保證地震作用下結(jié)構(gòu)變形的空間。

4.9.2 隔震溝節(jié)點做法

有地下室區(qū)域和無地下室區(qū)域隔震層錯層設(shè)置，深區(qū)整個地下室地下室結(jié)構(gòu)類似一個箱體放置在深區(qū)的隔震支座上，深區(qū)地下室結(jié)構(gòu)的整體剛度需滿足要求。同時，為使整個上部結(jié)構(gòu)完全通過隔震支座和基礎(chǔ)連接，上部結(jié)構(gòu)完全和地下外墻脫離，留設(shè)3cm空隙，該部位用擠塑板填充，外貼橡膠止水帶保證外墻防水要求[3]。

隔震溝設(shè)置可變形的溝蓋板，保證在地震作用下能發(fā)生變形進行卸荷。樓地面隔震變形縫做法主要分2類：（1）人員經(jīng)常通過區(qū)域采用有中心維持裝置的隔震裝置；（2）人員很少通過區(qū)域采用簡易隔震蓋板。隔震裝置在地震作用下可發(fā)生較大的變形，配合進行隔震層的卸荷，變形可自動恢復(fù)，該部位作為主要人員疏散通道；隔震蓋板在地震作用下會自行脫落，保證上部結(jié)構(gòu)進行卸荷，同時，不影響正常的疏散通道。

4.9.3 隔震層與上部結(jié)構(gòu)連接樓梯節(jié)點

由于上部結(jié)構(gòu)隔震，故上部結(jié)構(gòu)僅通過隔震支座與基礎(chǔ)底板連接，下隔震層樓梯位置則通過設(shè)置滑移支座，將樓梯分為2段，將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)底板分離，保證結(jié)構(gòu)的隔震性能?；浦ё捎?塊8mm厚鋼板焊接錨筋，分別錨入樓梯上下段，鋼板之間滿鋪石墨粉保證滑移。

5 隔震支座驗收標準

隔震支座驗收標準包括：（1）隔震支座、彈性滑移和阻尼器支座應(yīng)進行完整的型式檢驗；（2）隔震支座、彈性滑移和阻尼器支座產(chǎn)品性能應(yīng)進行100%出廠檢驗；（3）各類隔震支座、彈性滑移和阻尼器支座的型式檢驗和出廠檢驗應(yīng)由第三方完成；（4）隔震支座、彈性滑移支座的型式檢驗和產(chǎn)品性能出廠檢驗不能相互代替。

6 結(jié)語

本工程采用隔震技術(shù)，隔震目標減低一度，從而減少了地上結(jié)構(gòu)的截面尺寸或者配筋率，采用隔震結(jié)構(gòu)方案較非隔震結(jié)構(gòu)方案減少了混凝土和鋼筋用量，約減少了造價的30%。隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)僅為傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)（非隔震結(jié)構(gòu)）地震反應(yīng)的1/6~1/3，具有良好的隔震效果。采用隔震技術(shù)可以大幅降低板內(nèi)的溫度應(yīng)力，解決超大型結(jié)構(gòu)混凝土開裂問題，實現(xiàn)中心區(qū)450m×195m的建筑平面要求。航站樓主樓采用基礎(chǔ)隔震，降低了地震破壞力，提高安全性。本工程為今后類似大規(guī)模的錯層隔震工程設(shè)計以及建設(shè)積累了經(jīng)驗，為推廣隔震技術(shù)起到了良好的作用。