浅谈隔振减震支座在工程中的应用

余波

摘 要：近年来中国汶川地区及世界多个国家地区接连发生地震，造成巨大的经济损失和人员伤亡。其中大多数伤亡是由于房屋垮塌被埋，被埋是由于地震时房屋瞬间垮塌，内部人员来不及外逃自救所至。为增加地震中人员的生还率，就需增加房屋的抗震性，对地震易发地区的房屋进行抗震结构改造。目前对房屋的结构加固有多种方法。在本项目中采用了抗震隔震支座的安装方法。

关键词：小学；抗震加固；改造

1 工程概况

某小学教学楼，建筑面积1020.2平米，该建筑为四层砖混结构，无地下室，层高均为3.6米。于2006年设计建成，每层设构造柱和圈梁。本工程共布置橡胶隔震支座26个，型号为GZY400。本次设计采用隔震技术进行减震加固设计，后续使用年限50年。

2 托換减震加固工艺流程

2.1 室内外土方开挖

室内土方分两部分开挖：第一部分为整体开挖至托换梁底标高，然后向托换梁外侧留约30公分再向下挖至设计要求标高-1.8米；第二部分为当托换梁施工完成后达到规范允许强度，再将第一部分预留的托换梁下及外侧30公分土方开挖至-1.8米。

室外土方开挖也分两部分：第一部分同室内土方同时开挖至托换梁底标高；第二部分为当托换梁施工完成且达到规范允许强度，再向下开挖至-1.8米，开挖平面宽度不小于1.8米。

2.2 施工上加固托换梁、连系梁以及墙柱托换节点及支座

上托换梁：根据设计要求，当土方开挖至托换梁底标高时，开始绑扎托换梁、连系梁钢筋，施工过程中必须保证钢筋的搭接长度，安装好预埋件；立模浇筑砼。

下托换梁：上托换梁达到允许强度后，土方全部开挖至-1.8米时，制作下托换梁，方法同上托换梁。此部位需做好预埋件螺栓的布设和固定。

2.3 安装调试支撑体系装置

根据建筑受力特点确定托换节点位置，安放托换垫块（大小比上下托换梁间隙小1-2公分）并用钢板塞紧，中间不得留空隙。

2.4 切断墙柱摆放隔震橡胶支座

按图纸要求切断墙、柱，使上部荷载通过托换支撑系统传递至基础上，此过程需观测建筑的整体稳定性，从而保证其安全。

2.5 隔震支座支墩的制作和检查，隔震垫的安装

在留设和预埋件位置安装下支墩钢板并固定，浇筑灌浆料，同时必须保证其水平度满足设计要求的千分之五标准，施工好以后及时检查调整。接着安放隔震垫，其中心位置必须与构造柱中心相重合，其误差不得超过5.0毫米。最后安装隔震支座上钢板，使其和隔震垫上表面完全贴合，不得有空隙，固定钢板，浇筑灌浆料。

在浇筑灌浆料前，需对预埋件外露部分进行防锈处理，对隔震垫需有临时保护措施。

2.6 架空板的制作

架设支撑脚手架及模板，绑扎底板钢筋，浇筑砼。

2.7 拆除托换系统

上两项完成后，各项强度指标达到规范及设计要求后，即可拆除临时支撑系统和底板脚手架，使建筑完全落在隔震系统上，达到设计抗震加固目的。

2.8 恢复作业

完成配套的水电等工作，使建筑满足使用功能要求。（根据合同要求完成）

3 托换前对原教学楼检测要点

在施工前，需对原建筑结构进行外观与内在质量检测，要点如下：（1）实际使用荷载调查；（用于托换过程受力分析）；（2）大空间、特殊结构部位现状观测；（分析是否需要特殊加固措施）；（3）结构缝（沉降缝、温度缝、抗震缝）构造、缝宽现场测量记录；（优化上托梁与整体加固托架方案）；（4）墙体明显裂缝的观测与记录；（观测是否切断墙柱对结构造成新的损伤）；（5）主要梁柱节点、门窗洞口、墙柱连接部位连接构造和裂缝观测与记录；（观测结构是或存在局部损伤，以免影响对结构安全产生影响）；（6）楼梯底部与地面的连接构造检测记录；（确定局部托换构造）；（7）首层柱根部、地面、外墙散水、室外地坪实际构造观测，（优化局部托换方法，确定基坑开挖方案）；（8）施工场地现场考察。（确定场地布置方案，交通设置方案）；（9）水电管线及配套设施。（满足施工期间正常施工。）

4 上、下托架梁及墙体托换梁设置（托换结构）方案

4.1 托架梁

保证墙、柱托换节点的绝对安全可靠，托换承载力计算有科学依据；水平托换加固有足够的强度和水平刚度；下托架梁不出现较大沉降变形。

上托架梁、墙体托换梁、柱托换节点和水平支撑共同构成上部结构水平托换加固桁架，起到增大上部结构刚度，承担上部结构竖向荷载和水平荷载的作用。

4.2 托梁和墙体托换方案

纵横向上托梁：采用双夹梁钢筋混凝土梁，截面尺寸约300×550mm（包括板厚），每隔0.75m设横向穿墙扁担梁。

采用钢筋混凝土梁有以下优点：整体性好，整体刚度大，同时解决柱纵筋切割后锚固长度不足的问题。

梁高根据纵墙托换荷载大小、整体刚度需要确定，因跨度较小，并考虑到上部不超出室外地坪-0.030m。

施工工序为：每隔0.7～0.75m在墙体上开凿300×230洞口——摆放连糸梁拉筋——绑扎两侧夹梁钢筋——支模——浇筑砼。上部托换结构标高为-0.030米。（上下托换梁施工方法相同，下托换梁结构标高-0.944米。）

4.3 基础与隔振墩改造方案

先施工上托梁，再施工下托换梁，在隔振墩外侧设置临时支撑，将整个建筑物托换到临时基础上。切割墙柱，然后施工隔振支墩，预埋隔振垫下钢板。

4.4 安装隔振垫

隔振垫安置净空间应大于隔振垫高度+100mm，按照厂家要求安置隔振垫以及上钢板和锚固件。

4.5 二次浇注隔振垫上钢板与上墩之间的缝隙

安置好隔振垫后，将托换梁与隔振垫之间的缝隙用微膨胀混凝土或灌浆料充填。

5 上部结构与原基础切割方案

方案关键点：确保切割时结构安全、无沉降差、振动小、效率高、