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摘要:本文结合笔者多年工作经验,在介绍隔震技术的基础上,重点阐述了隔震结构的组成、隔震施工质量监督的主体工作以及隔震支座检查验收工作,并结合工程实例对框架结构隔震施工质量控制进行探讨,尤其是隔震层和隔震支座节点的施工质量控制要点,以期为类似隔震工程研究提供借鉴意义。
关键词:框架结构;隔震技术;质量控制;施工方案
中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:
随着我国城市化进程的加快,城市建筑行业得到充分的发展,采用框架结构的高层建筑数量越来越多,对高层建筑自身的抗震性能也提出了更高的要求。基础隔震技术是目前世界工程界推广应用较多的成熟的高新技术之一,具有诸多的优点,能够有效提高建筑工程的抗震能力,目前是建筑结构减轻地震灾害的有效措施。伴随着隔震技术的进一步发展,其适用范围扩大到隔震层可以设置在底层柱顶等下部结构,大大拓展了隔震技术的应用范围。但目前我国建筑行业对于隔震施工技术及质量监督缺乏必要的指导,建设单位普遍缺乏对隔震技术的认识与了解,在一定程度了影响到建筑工程抗震性能的发挥。因此,本文通过探讨框架结构隔震施工质量监督及控制工作,阐述了一些必要的质量控制要点,以确保高层建筑抗震性能的有效发挥。
1 隔震结构组成
底层柱顶隔震结构将整体结构分为三部分,分别是上部结构(二层柱子及以上结构)、隔震层和下部结构。底层柱顶隔震结构的下部结构必须承受罕遇地震内力。下部结构构件布置示意如所示,下部结构不包含基础。
基础隔震结构将整体结构分为两部分,分别是上部结构(一层柱子及以上结构)、隔震层。不包含基础。其基础顶部短柱视为基础的一部分,必须承受罕遇地震内力。
由上述介绍可知,隔震房屋的隔震层施工质量是保证隔震技术成功应用的关键,同时底层柱顶隔震结构的下部结构和基础隔震结构的基础短柱的钢筋混凝土施工质量必须得到充分的保证。因此,本文讨论这两个方面的施工质量控制。
2 质量监督主要工作
2.1 审查前准备工作
首先,为了进一步的对隔震技术的实施做充分的了解,组织相关监督人员集中学习隔震技术,统一思想认识。为了使各个建设参与单位尽早地掌握隔震施工要领,邀请隔震技术指导配合单位(福州大学土木工程学院)做专门讲座,参加的单位有:业主单位、代建单位、监理单位、设计单位和质量监督机构。
其次,组织各个建设参与单位对工程施工图进行认真的学习和分析,同时参阅设计单位的隔震技术报告和施工图审查所对隔震技术的审查意见,在此基础上对各个工程的隔震设计要求做进一步的了解,使得问题尽早暴露并得到解决。
2.2 质量监督主要工作
隔震层的施工质量直接影响到整栋隔震房屋的施工质量,因此,应充分重视对隔震层及其相关的部件的施工质量控制。虽然质量监督机构是实施产品完成后的抽查,但是对于隔震工程应做好以下工作。
(1)要求施工单位编制隔震施工专项方案。
(2)检查隔震支座的质量保证资料,隔震产品第三方抽检单位的确定。力学性能及送检个数必须满足设计要求,隔震支座送检单位应为建设部认证的隔震减震检测机构。
(3)抽查下预埋钢板的位置、标高和平整度。
(4)要求监理单位对底层柱子和基础短柱的钢筋混凝土施工进行旁站监督。
(5)对隔震支座的安装位置、型号、数量等进行复查。
(6)监督施工单位对隔震支座的成品进行有效的保护。
(7)监督施工单位做好分阶段的隔震支座的竖向变形观测。
(8)检查隔震层的竖向隔震缝高度和水平向隔震缝宽度。
(9)检查隔震层周围水平向隔震缝宽度移动范围内是否有障碍物。
(10)检查通过隔震层的所有设备管道和水电设备接头,检查构造和接头位置是否合理。
2.3 审查专项施工方案
为了顺利地完成隔震房屋的建设,我质量监督机构要求施工单位编制隔震专项施工方案。因此,施工单位在隔震技术单位的指导和参与下完成了编制工作。我质量监督机构组织相关技术人员进行了审查。专项施工方案的主要内容如(表1)所示。
表1 专项施工方案主要内容
从表1可得,專项施工方案主要内容是第三章的隔震支座验收检查,以及第四章的下支墩钢筋安装、安装下预埋钢板、预埋件定位、下支墩混凝土浇筑、隔震支座安装。
3 隔震支座检查验收
隔震支座是工厂定型化的成品产品,隔震支座运送到施工现场时,施工单位应在监理单位的指导下做详细的验收检查。验收检查内容包括:
(1)产品书面文件确认。包括隔震部件供货企业的合法性证明;隔震支座出厂合格证;隔震支座的产品性能出厂检验报告。
(2)隔震支座及配套安装连接件的数量及型号确认。所有工程均采用叠层橡胶隔震支座(隔震橡胶支座)分为有铅芯和无铅芯两种,应予以严格区分。
(3)产品的形状及尺寸是否符合标准。
(4)产品有无缺陷、破损。产品的缺陷主要分为裂纹和擦伤(侧面)、脚部龟裂或缺陷和缺胶。其中裂纹及擦伤的深度小于10mm。
4 下支墩钢筋安装和预埋件安装质量控制
4.1 下支墩钢筋安装
施工图设计的隔震支座节点大样如(图1)所示。
图1 隔震支座节点大样
先绑扎下支墩主筋(即底层柱或基础短柱纵向钢筋),再绑扎下支墩外侧箍筋和拉钩。梁顶面标高以下的箍筋和拉钩全部绑扎到位。然后在下支墩四个角部各焊一组套筒(与支墩中附加的钢筋焊在一起),套筒的顶标高为下预埋板的钢板下表面标高;与此同时,将梁底模支设完毕;下支墩主筋的下料长度应顶到预埋板下沿,主筋的折弯处用一根直径12mm的箍筋点焊,确保其合理位置。下支墩钢筋绑扎施工大样如(图2)所示。
图2 下支墩钢筋绑扎施工
4.2 下预埋钢板安装和定位
隔震支座预埋件是指预埋于隔震支座上下支墩中,是隔震支座与基础和上部结构相互连接的构件。预埋件由上、下预埋钢板、套筒和上、下预埋钢板的锚固钢筋三部分组成。其中下预埋钢板的准确安装关系到隔震支座的正确位置,因此其安装质量成为施工控制和监督的要点,施工主要流程是:
(1)下预埋钢板吊装至下支墩的顶部(底层柱顶部),然后将预埋钢板铺设到位;
(2)利用经纬仪测定下预埋钢板轴线位置,并做好标记,下预埋钢板标高和中心线位置调整准确;
(3)预埋钢板作简单固定,用调整螺栓控制垂直与水平方向的平整度。下预埋钢板的安装;
(4)预埋件定位,使用预埋定位钢模板将四个预埋套筒固定,固定时用螺栓安装并用模板夹紧,然后放置于钢筋上,调准后对预埋件进行固定;
(5)在隔震支座下支墩施工前,测量隔震支座中心的竖向投影的位置,使用隔震支座安装钢模板在底板混凝土面上预先标定隔震支座四个预埋套筒的竖向投影的位置,以避免预埋件被下支墩的受力钢筋阻挡;
(6)预埋件固定,预埋件均由橡胶支座厂家制作安装,现场土建施工单位做配合;
(7)抽查下预埋钢板的位置、标高和平整度;
(8)下支墩浇筑混凝土前必须进行定位复测,复测内容包括预埋件标高、中心位置及平整度。为避免杂物进入套筒孔内,螺栓应拧入套筒内。
5 底层柱和基础短柱的混凝土质量控制
5.1 底层柱的混凝土质量控制
某教学楼(底层架空,四层框架结构,建筑面积约4000m2,底层柱不带拉梁,为独立柱);教学楼(底层架空,五层框架结构,分为三栋,建筑面积约12800m2,底层柱带拉梁,为框架柱)。这两个工程均采用底层柱顶隔震设计。
底层柱顶隔震设计的工程,根据《建筑抗震设计规范》规范要求,底层柱需要承受罕遇地震内力。因此,质量监督的重点部位是底层柱的混凝土浇捣质量。施工应确保隔震支座附近的底层柱混凝土密实,没有蜂窝麻面的现象,绝对不能出现孔洞、露筋等质量缺陷。质量监督机构要求监理单位对底层柱子的混凝土浇捣进行旁站监督。
首先在下预埋钢板安装前需保质保量将底层柱浇至预埋锚筋的底部,既施工缝留在预埋锚筋的底部位置。为了保证隔震支座底层柱子顶部(即下支墩)混凝土浇捣质量,设计已考虑钢板中心开直径150mm的孔,施工时这段混凝土采用人工浇捣,在混凝土浇完初步沉淀后(约1h),加入若干干净的石子进行二次浇捣,将溢出的表面混凝土浮浆刮除。混凝土强度达到50%以上时,将下支墩预埋板上的混凝土表面残渣清除并磨光,以便安装成品隔震支座。
5.2 基础短柱的混凝土质量控制
某教学楼(四层框架结构,建筑面积约3600平方米),这两个工程均采用基础隔震设计。相对于底层柱顶隔震结构,基础隔震结构没有了底层柱,仅有高度较小的基础短柱,基础短柱的截面较大,配筋较稀疏,施工难度较小,因此,混凝土浇捣质量易于控制。基础短柱(隔震支座节点)。同时,质量监督机构要求监理单位对基础短柱的混凝土浇捣进行旁站监督。
6 隔震层水平隔震缝和竖向隔震缝
隔震设计考虑了隔震节点构造具有足够的水平位移余量,水平隔震缝的宽度设计取为200mm-300mm,竖向隔震缝高度取为20mm-25mm。水平隔震縫的宽度范围内不应有任何固定物体形成阻挡。竖向隔震缝高度范围内所形成的水平缝填充沥青胶泥。
6.1 隔震层墙体
隔震层一般墙体竖向隔震缝留出20mm-25mm。当墙体顶部有梁时,墙体的留置既要满足水平隔震缝要求又要满足竖向隔震缝要求。
6.2 楼梯水平隔震缝
楼梯隔震层处理应在相应梯段处完全断开,隔震层上下移动完全不受阻拦,梯段下部与底层柱整体浇筑。
7 结语
通过探讨隔震施工质量监督及控制工作,笔者总结出了一下几点建议:①工程各参建方应提高对隔震技术的认识,组织相关技术人员对施工图和隔震技术报告进行学习和分析;②施工及监理单位应做好隔震支座的质量验收工作,确保隔震支座的质量合格;③下预埋钢板的安装质量、底层柱顶隔震结构的下部结构、基础隔震结构的钢筋混凝土施工和隔震缝设计这几方面应纳为施工质量监督的重点。
参考文献
[1] 邓耀聪.隔震技术在既有框架结构加固中的应用[J].世界华商经济年鉴.2013年第03期
[2] 徐斌.框架结构建筑的隔震加固设计与施工[J].城市建设理论研究.2012年第18期
关键词:框架结构;隔震技术;质量控制;施工方案
中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:
随着我国城市化进程的加快,城市建筑行业得到充分的发展,采用框架结构的高层建筑数量越来越多,对高层建筑自身的抗震性能也提出了更高的要求。基础隔震技术是目前世界工程界推广应用较多的成熟的高新技术之一,具有诸多的优点,能够有效提高建筑工程的抗震能力,目前是建筑结构减轻地震灾害的有效措施。伴随着隔震技术的进一步发展,其适用范围扩大到隔震层可以设置在底层柱顶等下部结构,大大拓展了隔震技术的应用范围。但目前我国建筑行业对于隔震施工技术及质量监督缺乏必要的指导,建设单位普遍缺乏对隔震技术的认识与了解,在一定程度了影响到建筑工程抗震性能的发挥。因此,本文通过探讨框架结构隔震施工质量监督及控制工作,阐述了一些必要的质量控制要点,以确保高层建筑抗震性能的有效发挥。
1 隔震结构组成
底层柱顶隔震结构将整体结构分为三部分,分别是上部结构(二层柱子及以上结构)、隔震层和下部结构。底层柱顶隔震结构的下部结构必须承受罕遇地震内力。下部结构构件布置示意如所示,下部结构不包含基础。
基础隔震结构将整体结构分为两部分,分别是上部结构(一层柱子及以上结构)、隔震层。不包含基础。其基础顶部短柱视为基础的一部分,必须承受罕遇地震内力。
由上述介绍可知,隔震房屋的隔震层施工质量是保证隔震技术成功应用的关键,同时底层柱顶隔震结构的下部结构和基础隔震结构的基础短柱的钢筋混凝土施工质量必须得到充分的保证。因此,本文讨论这两个方面的施工质量控制。
2 质量监督主要工作
2.1 审查前准备工作
首先,为了进一步的对隔震技术的实施做充分的了解,组织相关监督人员集中学习隔震技术,统一思想认识。为了使各个建设参与单位尽早地掌握隔震施工要领,邀请隔震技术指导配合单位(福州大学土木工程学院)做专门讲座,参加的单位有:业主单位、代建单位、监理单位、设计单位和质量监督机构。
其次,组织各个建设参与单位对工程施工图进行认真的学习和分析,同时参阅设计单位的隔震技术报告和施工图审查所对隔震技术的审查意见,在此基础上对各个工程的隔震设计要求做进一步的了解,使得问题尽早暴露并得到解决。
2.2 质量监督主要工作
隔震层的施工质量直接影响到整栋隔震房屋的施工质量,因此,应充分重视对隔震层及其相关的部件的施工质量控制。虽然质量监督机构是实施产品完成后的抽查,但是对于隔震工程应做好以下工作。
(1)要求施工单位编制隔震施工专项方案。
(2)检查隔震支座的质量保证资料,隔震产品第三方抽检单位的确定。力学性能及送检个数必须满足设计要求,隔震支座送检单位应为建设部认证的隔震减震检测机构。
(3)抽查下预埋钢板的位置、标高和平整度。
(4)要求监理单位对底层柱子和基础短柱的钢筋混凝土施工进行旁站监督。
(5)对隔震支座的安装位置、型号、数量等进行复查。
(6)监督施工单位对隔震支座的成品进行有效的保护。
(7)监督施工单位做好分阶段的隔震支座的竖向变形观测。
(8)检查隔震层的竖向隔震缝高度和水平向隔震缝宽度。
(9)检查隔震层周围水平向隔震缝宽度移动范围内是否有障碍物。
(10)检查通过隔震层的所有设备管道和水电设备接头,检查构造和接头位置是否合理。
2.3 审查专项施工方案
为了顺利地完成隔震房屋的建设,我质量监督机构要求施工单位编制隔震专项施工方案。因此,施工单位在隔震技术单位的指导和参与下完成了编制工作。我质量监督机构组织相关技术人员进行了审查。专项施工方案的主要内容如(表1)所示。
表1 专项施工方案主要内容
从表1可得,專项施工方案主要内容是第三章的隔震支座验收检查,以及第四章的下支墩钢筋安装、安装下预埋钢板、预埋件定位、下支墩混凝土浇筑、隔震支座安装。
3 隔震支座检查验收
隔震支座是工厂定型化的成品产品,隔震支座运送到施工现场时,施工单位应在监理单位的指导下做详细的验收检查。验收检查内容包括:
(1)产品书面文件确认。包括隔震部件供货企业的合法性证明;隔震支座出厂合格证;隔震支座的产品性能出厂检验报告。
(2)隔震支座及配套安装连接件的数量及型号确认。所有工程均采用叠层橡胶隔震支座(隔震橡胶支座)分为有铅芯和无铅芯两种,应予以严格区分。
(3)产品的形状及尺寸是否符合标准。
(4)产品有无缺陷、破损。产品的缺陷主要分为裂纹和擦伤(侧面)、脚部龟裂或缺陷和缺胶。其中裂纹及擦伤的深度小于10mm。
4 下支墩钢筋安装和预埋件安装质量控制
4.1 下支墩钢筋安装
施工图设计的隔震支座节点大样如(图1)所示。
图1 隔震支座节点大样
先绑扎下支墩主筋(即底层柱或基础短柱纵向钢筋),再绑扎下支墩外侧箍筋和拉钩。梁顶面标高以下的箍筋和拉钩全部绑扎到位。然后在下支墩四个角部各焊一组套筒(与支墩中附加的钢筋焊在一起),套筒的顶标高为下预埋板的钢板下表面标高;与此同时,将梁底模支设完毕;下支墩主筋的下料长度应顶到预埋板下沿,主筋的折弯处用一根直径12mm的箍筋点焊,确保其合理位置。下支墩钢筋绑扎施工大样如(图2)所示。
图2 下支墩钢筋绑扎施工
4.2 下预埋钢板安装和定位
隔震支座预埋件是指预埋于隔震支座上下支墩中,是隔震支座与基础和上部结构相互连接的构件。预埋件由上、下预埋钢板、套筒和上、下预埋钢板的锚固钢筋三部分组成。其中下预埋钢板的准确安装关系到隔震支座的正确位置,因此其安装质量成为施工控制和监督的要点,施工主要流程是:
(1)下预埋钢板吊装至下支墩的顶部(底层柱顶部),然后将预埋钢板铺设到位;
(2)利用经纬仪测定下预埋钢板轴线位置,并做好标记,下预埋钢板标高和中心线位置调整准确;
(3)预埋钢板作简单固定,用调整螺栓控制垂直与水平方向的平整度。下预埋钢板的安装;
(4)预埋件定位,使用预埋定位钢模板将四个预埋套筒固定,固定时用螺栓安装并用模板夹紧,然后放置于钢筋上,调准后对预埋件进行固定;
(5)在隔震支座下支墩施工前,测量隔震支座中心的竖向投影的位置,使用隔震支座安装钢模板在底板混凝土面上预先标定隔震支座四个预埋套筒的竖向投影的位置,以避免预埋件被下支墩的受力钢筋阻挡;
(6)预埋件固定,预埋件均由橡胶支座厂家制作安装,现场土建施工单位做配合;
(7)抽查下预埋钢板的位置、标高和平整度;
(8)下支墩浇筑混凝土前必须进行定位复测,复测内容包括预埋件标高、中心位置及平整度。为避免杂物进入套筒孔内,螺栓应拧入套筒内。
5 底层柱和基础短柱的混凝土质量控制
5.1 底层柱的混凝土质量控制
某教学楼(底层架空,四层框架结构,建筑面积约4000m2,底层柱不带拉梁,为独立柱);教学楼(底层架空,五层框架结构,分为三栋,建筑面积约12800m2,底层柱带拉梁,为框架柱)。这两个工程均采用底层柱顶隔震设计。
底层柱顶隔震设计的工程,根据《建筑抗震设计规范》规范要求,底层柱需要承受罕遇地震内力。因此,质量监督的重点部位是底层柱的混凝土浇捣质量。施工应确保隔震支座附近的底层柱混凝土密实,没有蜂窝麻面的现象,绝对不能出现孔洞、露筋等质量缺陷。质量监督机构要求监理单位对底层柱子的混凝土浇捣进行旁站监督。
首先在下预埋钢板安装前需保质保量将底层柱浇至预埋锚筋的底部,既施工缝留在预埋锚筋的底部位置。为了保证隔震支座底层柱子顶部(即下支墩)混凝土浇捣质量,设计已考虑钢板中心开直径150mm的孔,施工时这段混凝土采用人工浇捣,在混凝土浇完初步沉淀后(约1h),加入若干干净的石子进行二次浇捣,将溢出的表面混凝土浮浆刮除。混凝土强度达到50%以上时,将下支墩预埋板上的混凝土表面残渣清除并磨光,以便安装成品隔震支座。
5.2 基础短柱的混凝土质量控制
某教学楼(四层框架结构,建筑面积约3600平方米),这两个工程均采用基础隔震设计。相对于底层柱顶隔震结构,基础隔震结构没有了底层柱,仅有高度较小的基础短柱,基础短柱的截面较大,配筋较稀疏,施工难度较小,因此,混凝土浇捣质量易于控制。基础短柱(隔震支座节点)。同时,质量监督机构要求监理单位对基础短柱的混凝土浇捣进行旁站监督。
6 隔震层水平隔震缝和竖向隔震缝
隔震设计考虑了隔震节点构造具有足够的水平位移余量,水平隔震缝的宽度设计取为200mm-300mm,竖向隔震缝高度取为20mm-25mm。水平隔震縫的宽度范围内不应有任何固定物体形成阻挡。竖向隔震缝高度范围内所形成的水平缝填充沥青胶泥。
6.1 隔震层墙体
隔震层一般墙体竖向隔震缝留出20mm-25mm。当墙体顶部有梁时,墙体的留置既要满足水平隔震缝要求又要满足竖向隔震缝要求。
6.2 楼梯水平隔震缝
楼梯隔震层处理应在相应梯段处完全断开,隔震层上下移动完全不受阻拦,梯段下部与底层柱整体浇筑。
7 结语
通过探讨隔震施工质量监督及控制工作,笔者总结出了一下几点建议:①工程各参建方应提高对隔震技术的认识,组织相关技术人员对施工图和隔震技术报告进行学习和分析;②施工及监理单位应做好隔震支座的质量验收工作,确保隔震支座的质量合格;③下预埋钢板的安装质量、底层柱顶隔震结构的下部结构、基础隔震结构的钢筋混凝土施工和隔震缝设计这几方面应纳为施工质量监督的重点。
参考文献
[1] 邓耀聪.隔震技术在既有框架结构加固中的应用[J].世界华商经济年鉴.2013年第03期
[2] 徐斌.框架结构建筑的隔震加固设计与施工[J].城市建设理论研究.2012年第18期