夾層橡膠墊隔震層施工工法

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》是山西省第五建築工程公司和泛華建設集團有限公司完成的工程建設類施工工法；主要完成人分別是周遂、白艷琴、蘆瑞玲、雷志芳和譚利華。該工法主要適用於地震設防烈度為8~10度的新建工業與民用建築，還適用於為提高抗震等級而進行的加固改造建築工程。

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》的主要特點是：施工工藝簡單、易操作，便於施工質量控制；隔震裝置維護簡單，耐久性和抗老化性可達70年，裝置安全、可靠；隔震裝置具有穩定的彈性復位功能，地震後能自動復位；基礎中加入隔震支座設計的建築物抗震性能明顯提高，性價比合理。

2011年9月30日，《夾層橡膠墊隔震層施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：夾層橡膠墊隔震層施工工法
• 工法編號：YJGF51-2002 
• 類型：工程建設類
• 完成單位：山西省第五建築工程公司/泛華建設集團有限公司 
• 主要完成人：周遂、白艷琴、蘆瑞玲、雷志芳、譚利華 
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部 
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度） 

形成原因

進入21世紀以來，隨著地殼活動日益活躍，地震以及地震引起的自然災害在世界各地頻繁發生，給國家和人民財產造成了極大的損失。2008年5月汶川大地震以來，中國提高對抗震加固設計與施工技術研究的重視程度。日本抗震設計做的比較好，而中國屬於森林資源匱乏和人口眾多的國家，完全採用日本木製結構抗震設計和施工的可能性不大。面對中國建築結構類型的發展趨勢，保障公共建築尤其是學校、醫院以及民用住宅的抗震質量，提高磚混結構、框架結構等建築結構類型的抗震性能，是建築長時期的研究課題。

“防患於未然”，抗震首先要隔震。2001年山西省第五建築工程公司/泛華建設集團有限公司通過在山西部分建築物中套用夾層橡膠隔震墊施工技術，在工程經驗基礎上總結了《夾層橡膠墊隔震層施工工法》。

工法特點

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》的主要特點是：

1、施工工藝簡單、易操作，便於施工質量控制。

2、隔震裝置維護簡單，耐久性和抗老化性可達70年，裝置安全、可靠。

3、隔震裝置具有穩定的彈性復位功能，地震後能自動復位。

4、在基礎中加入隔震支座設計的建築物抗震性能明顯提高，性價比合理。

操作原理

適用範圍

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》適用範圍：

1、適用於地震設防烈度為8~10度的新建工業與民用建築。

2、適用於為提高抗震等級而進行的加固改造建築工程。

工藝原理

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》的工藝原理：

1、夾層橡膠隔震支座結構

夾層橡膠隔震支座，是由薄橡膠片與鋼板相互交錯疊置數層整體硫化形成。夾層橡膠隔震支座是由橡膠墊、上（下）連線板、連線螺栓、上（下）預埋鋼架組成（見下圖：夾層橡膠墊構造圖；細部構造圖）。其中，橡膠墊是夾層橡膠隔震層的核心構件，主要是靠它來隔震。為了與上（下）連線鋼板的連線，在橡膠墊的上下表面都粘有封板，封板上有螺孔與連線板連線。

夾層橡膠墊構造圖：

夾層橡膠墊構造圖

細部構造圖（見下圖）：（a）上預埋件大樣,（b）下預埋件大樣，（c）上下連線板大樣。

夾層橡膠墊細部構造示意圖

2、夾層橡膠隔震支座抗震原理

在基礎加入隔震支座設計目的是通過在下部結構與上部結構之間設定隔震層來改變結構整體的動力特性。一般地震的振動周期大多在0.1~1秒之間，隔震支座因水平剛度較小，可延長上部結構的周期至3秒以上，使建築物因地震而產生的加速度反應大量減小，從而達到保護建築結構物的目的。在地震作用下，橡膠片產生彈性變形，通過彈性位移吸收地震作用力，隔震支座中的鋼板層對橡膠層豎向變形起約束作用，使支座具有很高的豎向承載能力，同時又不影響橡膠的水平柔性，使其有良好的水平變形能力和復位能力，從而提高建築物的抗震能力。

3、夾層橡膠隔震施工工藝原理

通過上、下埋板把隔震支座與上、下結構進行連線，將結構本身的重力及地震應力進行傳遞，從而發揮隔震支座在結構體系中的作用。同時隔震支座預埋板安裝平整度須按要求控制在3‰以內，從而確保：隔震支座頂部結構不發生不均勻豎向變形；隔震支座頂部結構不產生爬坡或滑坡現象，影響隔震效果；隔震支座的豎向荷載不發生改變，產生附加彎矩；下部結構支承構件不出現附加水平效應。

工藝流程

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》工藝流程見下圖：

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》工藝流程圖

操作要點

一、施工準備

1.編制橡膠隔震支座施工方案，並對操作人員進行詳細的技術交底。

2.檢查所有進場橡膠隔震構件的合格證，覆核其規格、型號。

3.底部基礎混凝土預留下埋板錨筋高度不澆築；預留部分鋼筋拉筋待下埋板安裝後再行安裝。

二、放線定位

按設計圖紙，在基礎上放出軸線、控制線位置。

三、安裝下埋板

利用起重設備將預埋板吊運並放置至設計部位；在可調螺栓對應位置放置墊塊（參見下圖一）。

四、下埋板位置校正、固定

根據所放軸線及控制線，調整下埋板位置，偏差不得大於5毫米；調節可調螺栓，使下埋板位於同一水平面，並且埋板水平度不得大於3‰。水平度利用高精度水平尺在雙向同時進行檢查；用直徑不小於14毫米的短鋼筋將下埋板錨筋與基礎豎向主筋焊接固定；在埋板固定牢固後旋轉可調螺栓，取出墊塊。將螺栓連線孔用膠帶貼嚴實，防止混凝土進入（參見下圖二）。

圖一：安裝下埋板；圖二：下埋板位置校正固定

五、支設模板、澆築基礎混凝土

1、安裝基礎拉筋，支設模板；從下埋板中心孔及模板邊緣處澆築混凝土；混凝土強度等級不得小於C30，且宜選用微膨脹混凝土；為了確保預埋鋼板的位置不變，在澆混凝土時，先往板兩端澆，初步固定了其位置後，再往板下面澆，板下面分二次澆搗，人員應在架空跳板上進行操作，不得直接站在下埋板上；混凝土應振搗密實；振搗棒嚴禁直接振搗鋼筋或埋板、錨筋。此次澆混凝土一定要由專人負責，並且要有技術員跟蹤檢查指導（詳見右圖）。

澆築混凝土

2、混凝土澆築質量保障措施

在安裝下預埋鋼板的過程中要對各項技術指標留有原始記錄，見下表：

六、校核下埋板水平度

混凝土澆築完畢後，應立即校核下埋板水平度，如不滿足要求需立即進行調整。

七、安裝橡膠支座及上埋板

混凝土澆築48小時後，用起重設備將橡膠支座本體施作在固定位置，按照廠家提供的吊點（連線板上預留的吊裝螺孔）安裝吊具，嚴禁使用連線螺孔起吊，防止對連線螺孔造成損傷；用高強螺栓將連線板牢固地與上、下預埋板連線，高強螺栓應對稱擰緊，擰緊過程分為初擰、復擰、終擰三個階段，並在同一天完成（詳見右圖）。

安裝製作及上埋板

八、縫隙處理

為了保證橡膠支座與接觸面的平整，用環氧樹脂將下部定位鋼架內留置5毫米的凹槽填滿刮平，並養護至強度值不小於50%的設計值。

九、綁紮上部鋼筋，進行上部結構施工

綁紮隔震支座上部鋼筋進行上部結構混凝土施工前，應事先用彩條布將隔震支座包裹做臨時覆蓋保護，以免造成污染。

十、勞動力組織

施工過程中實行專業化管理，由1名專業技術管理人員負責此項工作，所有操作人員必須經專業技術培訓方可上崗。為了加快施工速度，流水作業時，每個小組安排4人施工。

材料設備

一、主要材料

1、上（下）連線板

連線板均為正方形，其邊長大於橡膠墊的直徑，在上、下連線板上以其中心為圓心，某一半徑（小於橡膠墊半徑）為半徑的圓上留有螺孔（和橡膠墊上、下封板連線）；在上、下連線板的四角部位各留有4個螺孔（和上、下預埋鋼板連線）。上、下連線板的材質要求為A3鋼，符合《碳素結構鋼》GB/T700-2006，Q235的標準要求，光潔度為6.3，並做鍍鋅處理。

2、連線螺栓

連線螺栓有兩種不同的型號，其中小的是連線上、下連線板與封板的；大的是連線上、下連線板與上、下預埋鋼板的。螺栓的性能等級要求高強發黑外六角螺釘8.8級。

3、上（下）預埋鋼架

預埋鋼架由鋼板和HRB335級鋼筋腿焊接而成。鋼板的邊長與連線板相同，其厚度比連線板小1級。材質要求和連線板相同，在其四角部位留有四個螺孔（和上、下連線板連線），下預埋鋼板中間留有圓孔，安裝後用環氧樹脂填充；HRB335級鋼筋腿共有8條（彎成直角狀），鋼筋腿與鋼板間焊縫質量要求高，要求滿焊，且焊縫高度≧5毫米。

4、橡膠支座技術指標

二、機具設備

機具設備配置應根據工程大小、現場條件等配備。

機械：電焊機。

工具：楔形塞尺、錘子、高精度水平尺、塔尺、力矩扳手、精密水準儀、大小鋼尺等。

質量控制

1、安裝前應對工程所用類型和規格的隔震裝置依據《橡膠支座試驗方法》GB20688.1-2006、《建築隔震橡膠支座》GB20688.3-2006進行抽樣檢測，抽樣的數量應不少於總數的50%。一般情況下，每項工程抽樣總數不少於20件，每種規格的產品抽樣數量不少於4件。檢查包含力學性能檢查和外觀檢查。

2、安裝定位鋼架不得使鋼板變形，不宜在鋼板上施焊。

3、橡膠支座處的柱頭受力鋼筋及箍筋，應符合節點核心區的構造要求，箍筋應予加密，且上端箍筋應在受力主筋的端頭綁紮牢固。

4、橡膠支座柱頭混凝土應在定位鋼架錨固筋長度加5厘米範圍內留置二次澆築混凝土區段，宜選用細石混凝土，配合比應準確，強度等級應符合設計要求，並留置兩倍常規規定的試塊組數。

5、預埋鋼板的各項指標允許偏差見下表：

下預埋鋼板的各項指標允許偏差

項目	允許偏差（毫米）	檢查並校正工具
軸線位置	5	細白線繩結合小鋼尺、錘子
絕對平整度	3	精密水平尺、楔形塞尺
相對平整度	5	精密水準儀、塔尺
豎向標高	5	精密水準儀、塔尺

6、高強螺栓連線應對稱、分階段擰緊，並進行防腐處理。

7、為防止隔震支座受到破壞，上部結構施工時，模板支撐不得架設於隔震支座上。

安全措施

施工企業採用《夾層橡膠墊隔震層施工工法》時應注意：

1、施工前應嚴格進行三級技術交底，專業工種需持證上崗。

2、埋板及橡膠支座吊運時，應設專人指揮，使用雙環同時起吊，嚴禁單環起吊或傾斜吊裝。

3、電焊作業前清理操作區域可燃物，安排專門看火人員，並配備滅火器等消防器材。

4、在正式施焊前要進行試焊，焊件送試驗室試驗，合格後方可正式施焊。

5、氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙炔發生器有防止回火的安全裝置。

6、所有操作人員必須戴好安全帽，並有專人定期檢查，確保全全防護用品處於完好狀態。

環保措施

施工企業採用《夾層橡膠墊隔震層施工工法》時應注意：

1、成立施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、廢氣、廢水、生產生活垃圾、棄渣的排放控制和治理，遵守有關廢棄物處理的規章制度，做好交通環境疏導，虛心接受城市交通管理和相關單位的監督檢查。

2、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。

3、對施工中可能影響到的各種公共設施制訂可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施中的監測、應對和驗證。同時，將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。

4、建立領用及退料制度。保證廢物回收利用，防止污染環境。

5、採取設立隔聲牆、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下，同時儘可能避免夜間施工。

6、對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

效益分析

《夾層橡膠墊隔震層施工工法》的套用取得的經濟社會效益為：

1、採用基礎隔震設計，可使上部結構所受地震力大大降低，在進行上部結構抗震設計（樑柱斷面、配筋、構造等）時，根據隔震計算結果，可按設防烈度降低0.5~1.5度進行設計計算（根據《建築抗震設計規範》GB50011-2001的相關規定），在高烈度地區可達到不增加造價的目的，但其抗震安全度卻能提高4~10倍。

2、該工法施工簡便，需要投入的人力少，自身工期短。

3、防震效果好，使用年限長，而且若干年後可以更換上新的橡膠墊繼續使用。

4、造價低廉，與其他抗震方法相比經濟效益顯著。比如同是24米高的磚混結構（使用橡膠支座）與框架結構相比，工程造價節約180元/平方米。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

山西省第五建築工程公司/泛華建設集團有限公司採用《夾層橡膠墊隔震層施工工法》的工程實例：

一、大同一中國中、高中部教學樓、實驗樓工程

該工程位於山西省大同市向陽東街101號，框架結構，五層，建築面積為36879米該工程於2008年12月26開工，2009年12月10日竣工。

二、晉中學院師範分院圖書館、報告廳工程

該工程位於晉中市榆次區晉中新城南部，框架結構，其中圖書館地下1層、地上5層，報告廳地上3層，建築面積15400平方米。該工程於2006年3月15日開工，2008年1月1日竣工。

三、汶川縣第一幼稚園工程為汶川地震後重建項目

工程採用疊層橡膠支座總計100套，該工程於2009年2月1日開工，2009年7月30日竣工。該公司承建的以上工程，採用了夾層橡膠隔震墊（支座）技術，比框架防震具有更好的經濟效益，收到了防震效果，獲得用戶肯定，取得了較好的社會效益。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》，以文號建質[2011]154號公布《夾層橡膠墊隔震層施工工法》為國家二級工法。