淺談既有隔震建筑隔震支座整體置換施工中的質(zhì)量控制

□ 太原市長(zhǎng)風(fēng)商務(wù)區(qū)管理中心 孫玉泉

摘要：本文結(jié)合太原市圖書(shū)館改擴(kuò)建工程既有建筑減隔震支座的置換,，在隔震橡膠支座置換施工過(guò)程中,，針對(duì)原結(jié)構(gòu)隔震橡膠支座各梁柱節(jié)點(diǎn)處上部結(jié)構(gòu)荷載不同、中柱,、角柱,、邊柱的受力狀態(tài)不同、隔震支座自重大,，人工無(wú)法移動(dòng),、地下空間有限，原有隔震支座的拆卸運(yùn)輸困難,、隔震支座的更換順序的選擇,、隔震支座置換過(guò)程中頂升設(shè)備的選擇以及頂升荷載大小的選擇；施工過(guò)程中振動(dòng)比較大,，荷載監(jiān)測(cè)困難等施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)提出了相應(yīng)地質(zhì)量控制要點(diǎn),。

關(guān)鍵詞：既有建筑；隔震支座,；置換,；質(zhì)量控制

1、前言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,，大量公用建筑由于原有的建筑功能不能滿足其現(xiàn)代使用功能要求,，而進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，工程基于原有圖書(shū)館進(jìn)行改擴(kuò)建施工,。原有結(jié)構(gòu)為隔震結(jié)構(gòu),，于1997年竣工,，橡膠隔震支座設(shè)置在地下一層在62根框架柱上，共120個(gè),，隨著隔震體系規(guī)范的不斷完善,，原結(jié)構(gòu)隔震支座需全部置換，并在隔震支座下部設(shè)置拉梁增加下部剛度,。

本文通過(guò)在太原市圖書(shū)館改擴(kuò)建工程中的實(shí)踐和施工過(guò)程中的不斷探索,，總結(jié)出較為完整的質(zhì)量控制體系。

2,、施工工藝簡(jiǎn)介

2.1 施工流程

2.2 施工過(guò)程

2.2.1 置換施工部署及工況計(jì)算,。對(duì)擬定的整體同步頂升置換方案和分批對(duì)稱頂升置換方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，綜合考慮安全,、經(jīng)濟(jì),、工期等因素，確定采用分批對(duì)稱頂升置換方案,，并針對(duì)對(duì)應(yīng)工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算,，得出各分批對(duì)稱頂升工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、反力和變形情況,。

2.2.2 頂升措施設(shè)計(jì)及計(jì)算,。1、確定頂升裝置位置,。在保證置換施工的操作空間的前提下,，臨時(shí)鋼柱支撐和千斤頂組合裝置的布置位置原則上應(yīng)盡量靠近原結(jié)構(gòu)梁支座，使該裝置能夠在原結(jié)構(gòu)梁的箍筋加密區(qū)范圍內(nèi),，保證施工時(shí)上部荷載對(duì)梁產(chǎn)生的剪切力作用于梁最大抗剪承載力截面處,。2、臨時(shí)鋼柱支撐設(shè)計(jì)及千斤頂選型,。根據(jù)2.2.1計(jì)算得出的反力,，設(shè)計(jì)臨時(shí)鋼柱支撐及選擇千斤頂規(guī)格，對(duì)鋼柱的穩(wěn)定性,、承載力進(jìn)行驗(yàn)算,，宜采用無(wú)縫鋼管或箱型截面管材，同時(shí)考慮原有結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)組合裝置臨時(shí)基礎(chǔ),，并驗(yàn)算其承載力,。3、原支座處結(jié)構(gòu)梁承載力分析,。原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度須根據(jù)實(shí)測(cè)強(qiáng)度等級(jí)校核,，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）6.3條的規(guī)定，計(jì)算原支座處結(jié)構(gòu)梁各截面極限抗剪承載力。若梁所受回頂剪切應(yīng)力大于梁極限抗剪承載力,，則需要對(duì)梁采取加固措施,，增加梁的抗剪能力，施工中可采用在梁上方增加反梁方式進(jìn)行處理,。4,、臨時(shí)鋼柱支撐施工。（1）臨時(shí)鋼柱支撐基礎(chǔ)施工,。根據(jù)2.2.2中臨時(shí)鋼柱支撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)結(jié)果,，進(jìn)行臨時(shí)基礎(chǔ)施工，基礎(chǔ)采用高強(qiáng)度灌漿料進(jìn)行澆筑,。（2）臨時(shí)鋼柱支撐施工,。鋼支撐采用無(wú)縫鋼管或箱型截面管材加工，與臨時(shí)基礎(chǔ)上的預(yù)埋板焊接,，達(dá)到與臨時(shí)基礎(chǔ)形成剛性連接的目的，且連接節(jié)點(diǎn)需滿足構(gòu)造要求,。

2.2.3 原結(jié)構(gòu)頂升施工,。頂升過(guò)程中需要詳細(xì)了解梁柱節(jié)點(diǎn)處梁底部、側(cè)面,、梁上部反梁以及不同方向相鄰節(jié)點(diǎn)處梁底的應(yīng)力變化值和混凝土開(kāi)裂情況,，因此頂升托換前，在8個(gè)節(jié)點(diǎn)控制處貼應(yīng)變片,。開(kāi)始頂升后,，對(duì)梁底部所有千斤頂采用同步逐級(jí)加載的方式進(jìn)行，每次加載量為10KN,，每次加載后,，仔細(xì)觀查各控制點(diǎn)的應(yīng)力變化曲線，當(dāng)電腦顯示的所有應(yīng)力曲線變化穩(wěn)定后,，再進(jìn)行下一步加載,，反復(fù)上述步驟，直到加載至2.2.1中所得荷載允許值,。

圖 2.2.4-1 應(yīng)力監(jiān)測(cè)平面布置圖

圖 2.2.4-2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)布置圖

2.2.4 剔除原支座下混凝土,。原支座下混凝土剔除采用高壓水射流無(wú)損切除技術(shù)，施工設(shè)備采用先進(jìn)的智能機(jī)器人無(wú)損剔除設(shè)備,。采用該施工技術(shù)可以將原結(jié)構(gòu)鋼筋保留,，到達(dá)減少損壞原結(jié)構(gòu)的目的，若施工中需要切割原結(jié)構(gòu)鋼筋或鋼板時(shí),，可在水中加入磨砂等硬體微粒,，形成磨料水射流。

2.2.5 拆除原有隔震支座,?；炷撂蕹瓿珊?，用手拉葫蘆和工字鋼導(dǎo)軌將支座慢慢滑到地面將其移走。

2.2.6 重新施工支座下柱結(jié)構(gòu),。按照測(cè)量放線,、鋼筋綁扎、模板支設(shè),、埋件安裝,、高強(qiáng)灌漿料澆筑及養(yǎng)護(hù)的順序重新施工支座下柱結(jié)構(gòu)。

2.2.7 新隔震支座安裝,。新隔震支座外型體積及重量較大,，在安裝前必須保證重新施工的支座下混凝土灌漿料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，避免安裝隔震支座時(shí)對(duì)下預(yù)埋板及其預(yù)埋套筒造成擾動(dòng),，影響施工質(zhì)量,。新隔震支座采用電動(dòng)葫蘆提升裝置，將隔震支座放置在下預(yù)埋板上,，再進(jìn)行對(duì)孔,，將高強(qiáng)螺栓擰緊。此時(shí),，新隔震支座已完全固定到下埋板,。

2.2.8 支座上柱結(jié)構(gòu)施工。1,、上預(yù)埋板安裝,。新隔震支座安裝就位后，進(jìn)行上預(yù)埋板施工,，由于上預(yù)埋套筒處于梁柱節(jié)點(diǎn)處,，混凝土剔除、預(yù)埋件安裝及灌漿料澆筑難度大,，質(zhì)量不易保證,，故采取增大柱截面的方式。2,、支座上柱灌漿料澆筑,。支座上柱灌漿料的澆筑，需在隔震支座上部臨近的四塊樓板上分別開(kāi)設(shè)一個(gè)灌漿孔,，孔徑200mm,，若觀察孔有灌漿料溢出，則澆筑完成,。

2.2.9 臨時(shí)鋼柱支撐拆除,。待支座上柱結(jié)構(gòu)試塊強(qiáng)度達(dá)到100%后，方可拆除臨時(shí)鋼柱支撐。

2.2.10 措施構(gòu)件拆除及修補(bǔ),。鋼支撐臨時(shí)基礎(chǔ)拆除,，反梁拆除，樓板施工開(kāi)鑿洞口封堵,。

3,、質(zhì)量控制技術(shù)措施

3.1 質(zhì)量管理體系

1、實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)范化,、程序化和制度化，保證各項(xiàng)工作開(kāi)展有計(jì)劃,、有依據(jù),、有標(biāo)準(zhǔn)、有措施,、有檢查,、有分析和有改進(jìn)。2,、實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)目標(biāo),，建立以項(xiàng)目經(jīng)理和技術(shù)負(fù)責(zé)人為核心，有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)參加的質(zhì)量管理委員會(huì),；建立質(zhì)量責(zé)任制，以試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),，保證工程質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn),。3、實(shí)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)都處于受控狀態(tài),，每個(gè)過(guò)程都有質(zhì)量記錄,，施工全過(guò)程有可追溯性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正,，推進(jìn)和完善質(zhì)量管理工作,。4、工程施工中運(yùn)用全面質(zhì)量管理的方法,，重點(diǎn)對(duì)5M1E（人,、機(jī)、料,、法,、環(huán)）進(jìn)行質(zhì)量預(yù)控管理，運(yùn)用PDCA（計(jì)劃－行動(dòng)－檢查－改進(jìn)）質(zhì)量循環(huán)管理方法,，全方位,、全過(guò)程管理和監(jiān)控。5、自上而下按照“跟蹤檢查—復(fù)檢—抽檢”和“自檢—互檢—交接檢”等兩個(gè)層次分別實(shí)施質(zhì)量檢查任務(wù),。

3.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

3.2.1 原結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè),。在隔震支座整體置換過(guò)程中采用應(yīng)變片和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工中原結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化情況,，當(dāng)應(yīng)力計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)到變化曲線發(fā)生突變時(shí),，應(yīng)立即停止施工，在保證原結(jié)構(gòu)整體安全的同時(shí),，保證施工安全,。

3.2.2 灌漿料澆筑。灌漿料用于反梁施工,、臨時(shí)鋼柱支撐基礎(chǔ)施工,、支座下柱結(jié)構(gòu)施工以及支座上柱結(jié)構(gòu)施工，嚴(yán)格按照《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50448-2015）進(jìn)行,。嚴(yán)格控制灌漿料強(qiáng)度及澆筑完成后的表面平整度,，保證下道工序的順利進(jìn)行，施工完成后須淋水養(yǎng)護(hù),，冬施時(shí)涂刷養(yǎng)護(hù)劑,。

3.2.3 臨時(shí)鋼柱支撐。施工時(shí)在梁,、千斤頂,、臨時(shí)鋼柱支撐上鋼板的中心位置做好標(biāo)記，保持鋼支撐中軸線,、千斤頂中軸線,、梁軸線三線合一，利用水平尺保持其垂直度,，鋼支撐上鋼板水平誤差需控制在5‰,中心線誤差不能超過(guò)5mm,，為降低混凝土所承受的壓應(yīng)力，在千斤頂?shù)捻敳亢屯辛航佑|面設(shè)置30mm厚鋼板,，鋼板和梁體采取一定的固定措施,，以防止鋼板滑移走位，并在梁底鋪設(shè)30mm厚鋼板,，以增大千斤頂和上部梁的接觸面積,，同時(shí)在鋼支撐在與地面接觸端設(shè)置一定的固定措施，防止支撐走位,。

3.2.4 新隔震支座安裝,。預(yù)埋板板面標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高的誤差不應(yīng)大于5mm，預(yù)埋板本身水平誤差不應(yīng)大于0.2%,，支座中心的平面位置與設(shè)計(jì)位置偏差≤5mm,，否則支座將產(chǎn)生偏心受壓現(xiàn)象,，嚴(yán)重時(shí)支座會(huì)產(chǎn)生扭曲、歪斜,，失掉正常工作能力,。而支座下部預(yù)埋定位連接鋼板的標(biāo)高和定位是否準(zhǔn)確是決定支座是否會(huì)出現(xiàn)這種情況的關(guān)鍵，因此支座下部預(yù)板的預(yù)埋安裝是整個(gè)支座安裝過(guò)程的重中之重,，為保證隔震支座預(yù)埋板的準(zhǔn)確定位,，須在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的特殊質(zhì)量技術(shù)控制措施。

（1）每澆筑完一個(gè)柱墩后及時(shí)對(duì)預(yù)埋板的定位軸線和標(biāo)高進(jìn)行檢查,，若發(fā)現(xiàn)有超過(guò)規(guī)范允許偏差的（標(biāo)高和軸線定位規(guī)范允許偏差為≤5mm）必須立即采取有效措施進(jìn)行復(fù)位修正,，避免事后采用剔鑿混凝土、割焊連接板,、塞墊等辦法進(jìn)行修正,。在混凝土初凝之前再對(duì)套筒地腳螺栓再校正1次，用水平儀修正定位鋼板的水平度與設(shè)計(jì)標(biāo)高誤差不超過(guò) 3mm,，最后將表面混凝土抹平,，預(yù)埋定位鋼板永久固定于柱頂。在混凝土澆注結(jié)束后預(yù)埋定位鋼板中間的預(yù)留澆筑圓孔不得出現(xiàn)凹陷,。（2）預(yù)埋板安裝前應(yīng)采用涂抹機(jī)油等方式對(duì)預(yù)埋板上的螺栓套筒等部件進(jìn)行防銹處理,，預(yù)埋板安裝完后在混凝土澆筑前還應(yīng)采用塑料薄膜等材料對(duì)下預(yù)埋板螺栓及其周邊與套筒的縫隙進(jìn)行包裹和封堵，以防止在混凝土澆筑過(guò)程中混凝土漿對(duì)地腳螺栓和套筒的污染和滲透,，以利于混凝土澆筑后螺栓能夠的輕松拆卸,；（3）支座安裝前應(yīng)將預(yù)埋板上的混凝土漿和雜物等清理干凈，并重新對(duì)下預(yù)埋板螺栓進(jìn)行防銹處理,，鑒于本工程的改擴(kuò)建的特殊性,，應(yīng)該考慮到后期可能不均勻沉降的處理措施，建議對(duì)隔震支座下預(yù)埋件套筒進(jìn)行改進(jìn)處理,，套筒灌滿黃油,，便于以后可能出現(xiàn)的房屋差異沉降糾正,；（4）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)堆放點(diǎn)或倉(cāng)庫(kù),，并有一定的防雨水防日曬措施，盡量做到分規(guī)格型號(hào)統(tǒng)一整齊堆碼,；（5）支座吊裝前應(yīng)合理確定吊點(diǎn),，并對(duì)支座采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以免起吊鋼繩對(duì)支座造成損傷,。

4,、結(jié)語(yǔ)

在施工中，從原結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè),、高壓水射流剔除混凝土,、鋼筋綁扎,、新隔震支座安裝、模板制作安裝,、灌漿料澆筑施工等方面分別分階段進(jìn)行控制,，制定施工方案和控制措施。在施工順序采取分批,、對(duì)稱置換措施,，使結(jié)構(gòu)受到的影響降至最低，通過(guò)分階段的質(zhì)量控制,，隔震支座置換的施工質(zhì)量得到了有效保證,。

DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2017.03.026