隔震支座施工技术及要点

引言

随着《建设工程抗震管理条例》的实施，越来越多的学校、医院等项目采用了隔震技术。隔震建筑设计的理论及方法有大量的资料及案例可供参考，但是设计人员及施工人员对隔震支座的施工方法还普遍缺乏经验，导致设计时未能充分考虑施工因素，施工时效率低、质量无法保证。因此，相关技术人员对隔震支座施工方面的了解是非常必要的，本文梳理了隔震支座施工的过程、施工难点及优化建议，以供参考。

施工过程

隔震支座安装流程如下：

图1 隔震支座施工工艺流程图

各个步骤要点如下：

（1）基础施工：隔震支座下支墩与基础分开施工，下支墩竖向钢筋在基础混凝土浇筑前应预埋准确，混凝土振捣平整。

（2）测量定位，绑扎下支墩（柱）钢筋：下肢墩钢筋笼一般与基础钢筋同时绑扎，混凝土分开浇筑。应注意支座埋板顶标高与支墩顶标高平齐，所以下肢墩钢筋笼顶部应预留30-50mm。

图2 下肢墩钢筋笼顶标高与下埋板相对位置示意

（3）安装下预埋板：下埋板应在基础混凝土浇筑后安装，以避免下肢墩钢筋笼不稳固导致的定位偏差，此部分为整个隔震支座安装过程中的重点及难点所在。《建筑隔震工程施工及验收规范》（JGJ 360-2015）所规定的安装位置允许偏差见下表：

可见，规范对隔震支座安装的精度要求很高，尤其是水平度，不得大于3‰。具体安装过程如下：

1）预处理：下肢墩钢筋通常很密集，且下肢墩竖向钢筋在柱头处有90度弯折锚固。隔震支座下埋板一般采用钢筋套筒，密集的钢筋与套筒互相阻挡碰撞。需预先处理阻挡套筒的钢筋，将其转动方向，或在绑扎前预先优化钢筋排布，使套筒能够顺利进入钢筋笼。

2）标高控制：预先在下支墩顶面四个角部焊接4根短钢筋，短钢筋顶标高为下预埋钢板底标高（下肢墩顶标高减埋板厚度），注意短钢筋顶面必须切割平整，用水平尺检查4根短钢筋是否平整，将定位板放置在4根短钢筋顶面，再次用水平尺检查定位板的水平度，合格后方能进行下步施工，如果出现水平度偏差较大的情况，应进行检查和校正至合格。

图 3 下肢墩钢筋笼顶标高与下埋板相对位置示意

• 3）水平位置控制：一般情况下，所有下预埋板的中线均与下支墩的中线在平面上重合，不存在预埋板偏心的情况。安装前，将预埋板的中线弹出，采用十字工程线拉通线或红外仪确定支墩中线位置，将预埋板放置在短钢筋面，调整预埋板位置，预埋板上的十字中线与挂好的十字工程线（红外线）重合即可确定预埋板的平面位置。

图 4 调整下预埋板平面位置

• 4）水平度控制：水平尺检查定位板对角水平度。水平尺气泡在正中。整个安装过程应多次复测水平度，以保证最终安装精度达到要求。

图 5 检测下埋板水平度

• 5）螺栓套筒组件安装及固定：定位板轴线（中线）及标高控制符合要求后，将螺栓套筒组件逐根穿入下支墩钢筋笼内，用螺栓与定位板连接固定，固定后对定位板的标高、轴线、水平度进行校核、复测并记录。检查套筒顶面是否贴平定位板，是否垂直，确定合格后，将套筒与下肢墩钢筋笼纵筋点焊固定，如相邻纵筋较远，可用短钢筋连接至主筋焊接。

图 6 安装螺栓套筒组件

图 7 下预埋板安装完成

（4）浇筑下支墩（柱）混凝土
1） 安装侧模，用水准仪测定模板高度，并在模板上弹出水平线。模板加固应牢固可靠。

图 8下支墩侧模安装

2） 下支墩浇筑及顶面找平：

• 混凝土振捣时应尽量减少对预埋件的影响，避免泵管对预埋件产生大的冲击。

• 支座下支墩的混凝土宜分二次浇筑，浇筑时应有排气措施。第一次宜浇筑至支座下连接板以下，第二次浇筑前应复核支座下连接板的平面位置、标高和水平度。二次浇筑的混凝土宜采用高流动性且收缩小的混凝土、微膨胀或无收缩高强砂浆，其强度等级宜比原设计强度等级提高一级。混凝土不应有空鼓。

• 混凝土浇筑完毕后，应对隔震支座中心的平面位置和标高进行复测并记录，若有移动，应立即校正。

• 混凝土终凝前，将模板拆除，以便周转使用。为避免砂浆、混凝土等杂物进入套筒孔内，普通螺栓应拧入锚固套筒内。

• 模板拆除后，立即采用同配合比的无石混凝土进行找平，找平后应对混凝土面进行标高复核。

图 9 下支墩混凝土浇筑、养护及顶面找平

（5）安装隔震支座

根据同条件试块实验，下支墩混凝土强度达到设计强度的75%后方可安装隔震支座。首先将支墩面清理干净，拧出普通螺栓，采用塔吊进行隔震支座吊装。支座安装前对支墩面进行精确测量找平，使其满足安装控制要求后直接安装。隔震支座就位后，用全站仪或水准仪复测隔震支座标高及平面位置，使用扳手拧紧螺栓。

图10 隔震支座安装

（6）安装上预埋板

将连接套筒与预埋件对孔，再用连接螺栓连接到隔震支座上。

图11 上部锚固套筒固定

（7）上支墩浇筑

安装上支墩底模，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。需注意上预埋钢板尺寸小于上支墩尺寸，在上支墩混凝土浇筑时，需防止因模板封闭不严密引起的混凝土漏浆对其底面平整度的影响。

（8）吊装注意事项

预埋板整包吊装时，需注意吊点不应选择在预埋板角部，应将吊绳穿过预埋板底部中间位置，否则易引起预埋板角部翘曲；吊装隔震支座时，吊点应选择四个耳板，不应仅吊在对角两个耳板上，否则易引起耳板变形。吊运过程中，应保证隔震支座上下面水平，严禁倾斜。

施工难点

（1）下支墩钢筋密集，影响套筒安装：

隔震支座下支墩按照罕遇地震弹性设计，通常钢筋直径较大，数量较多，且支座纵筋通常在柱头处90°弯折锚固，锚固段钢筋覆盖了大部分柱截面，两个方向交汇，柱顶钢筋密集，导致套筒无法顺利安装。

（2）支墩顶面钢筋收口位置过高或过低

隔震下支墩主筋从下层结构伸至下支墩顶面时，应控制主筋的收口位置，满足隔震支墩顶部保护层厚度要求。若主筋伸出太高，会影响隔震支墩预埋定位板的安装；反之则柱顶素混凝土厚度过厚，保护层过大，会影响结构安全。

（3）下肢墩浇筑不密实

根据规范及设计要求，下支墩混凝土浇筑完毕后，要求下支墩顶面预埋钢板下混凝土必须密实。但因定位钢板尺寸较大且紧贴于混凝土面，致使下支墩混凝土收缩后水分及气泡泌出集于钢板之下无法排出，形成无数凹坑及气孔。

（4）调平

隔震支座下预埋板安装水平度要求较高，且安装过程易受扰动。

（5）首层柱插筋

上支墩纵筋通常设计成环箍，导致首层柱底插筋部位的箍筋及纵筋难以进入上支墩钢筋笼。

优化措施

（1）设计优化措施

合理的支墩节点设计能够解决大部分施工问题，常见的隔震支墩节点如下图所示：

图12 支墩配筋节点详图

该节点有如下可优化之处：

1）下支墩纵筋于顶部弯折锚固，通常为12d（d为纵筋直径）。以直径28mm的纵筋为例，其弯折锚固的水平段长度为336mm，下支墩同一方向弯折锚固水平段钢筋总长为672mm，涵盖了中小直径支座下支墩的大部分截面，这种构造将导致下支墩顶部钢筋十分密集，浇筑混凝土时振捣棒难以工作，且安装下预埋板时易与下预埋板的锚筋、套筒等埋件碰撞。笔者认为，由于下支墩（柱）相当于悬臂构件，纵筋在下支墩( 柱) 顶可直接锚固，这种设计便于下预埋板的安装，同时提高混凝土的浇筑质量。为防止纵筋自由端过长影响钢筋笼顶部的稳定性和下预埋件的定位，直锚的纵筋顶部可用箍筋围一圈进行点焊固定。事实上，由于隔震支墩受力状态复杂，是否可以简单按悬臂构件处理，尚须经实验验证。

2）上一层柱底钢筋在上支墩插筋位置，箍筋加密，纵筋弯折。由于上支墩钢筋同样较密集，纵筋于顶部弯折12d锚固，导致上层柱底箍筋难以进入上支墩内，此时如果柱底锚固区箍筋加密，纵筋按弯锚弯折15d，施工难度较大。针对此问题，可将上支墩钢筋顶部向外弯折锚入梁板内；对于中柱，通常柱纵筋保护层可满足大于5d，上支墩高度可满足直锚，可按照图集22G101-3第66页做法，柱底锚固区仅设置两道箍筋，柱纵筋底部弯折6d即可。如下图所示：

图13 优化的支墩配筋节点详图

某项目隔震支墩节点详图如图14所示，其存在的主要问题为支座标高按照上支墩底部控制，由于一个楼的隔震支座高度通常有多种型号，按此节点施工将导致隔震下支墩顶部标高不一致，不符合施工时从下至上的顺序，施工标高控制过程复杂、难度大、易出错，所以隔震支墩节点应按下支墩控制，统一下支墩顶标高。

图14 某工程隔震支墩节点

此外，也可采取合理的钢筋排布、适当增加下肢墩截面、以及选择螺栓套筒较少的隔震支座等方法进行优化设计。
（2）施工优化措施

1）下预埋板调平优化措施：除利用四根短钢筋棍的方法外，也可以利用螺栓套筒（螺母）组件，或螺杆等可旋扭的装置代替短钢筋棍，通过旋扭微调下预埋板水平度。

图15 微调螺栓套筒

2）下预埋板定位及钢筋预处理优化措施：可提前支座与下预埋板等尺寸的木模板，并在螺栓处开设螺栓孔，使用木模板预先放在钢筋笼上，标记阻碍套筒的钢筋，进行预处理。

结语

隔震支座是主体结构柱子的一部分，施工质量不容小视。安装隔震支座关键点是控制好下埋板的标高，定位及水平度，看似简单，实际施工过程中会遇到各种问题，需要设计师与施工人员提前预判，积极沟通，才能更高效、高质量的完成。