台湾38层预制住宅工程-隔震技术与全预制框架施工
尹衍梁1詹耀裕2黄绸辉2
1台湾润泰集团 2润铸建筑工程(上海)
【摘要】隔震技术应用于预制工程中，对隔震垫及隔震垫上下基座的安装、施工精度要求极为严格，蓝海超高层住宅项目，通用可调整定位锚锭端板的采用，配合钢筋模拟施工、预组，实现了上下基座准确快速施工，隔震垫安装精准无误。全案于2007年3月开工，2009年3月完工交屋。
一、 工程概述
本案位于台湾台北县红树林地铁站前东南侧，为地下三层，地上38层采用隔震技术与全预制框架现浇剪力墙结构住宅。总建筑面积：65553.76平方米，建筑总高133.2米。本工程于2007年3月开工，同年11月进行地下一层隔震垫安装结构体完成2008年11月29日，标准层7天一层，2009年7月取得使用执照，项目总工期850天。
本建筑预制部分由地面二层开始，包括结构柱、梁的预制及特殊波浪造型的预制阳台板，为台湾岛内首例“全预制结构结合隔震系统”的超高层建筑。且本案在实施过程中运用了多项专利工法，包括隔震管路以及预制柱的〝多螺箍〞与〝一笔箍〞等特殊钢筋施工工法的应用。
图0 蓝海项目建筑效果图
本工程为配合超高层建筑的隔震需求，特别从日本进口各种不同尺寸的大型铅芯基层橡胶隔震垫总计41组，分别由直径120CM圆型至150CM正方，大小不一的铅芯隔震垫总共43个组成。安装于B1隔震层，具体安装位置详图1 及表1铅芯基层橡胶隔震垫平面布置及尺寸规格。
图1 铅芯基层橡胶隔震垫平面布置
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隔震垫尺寸(mm) |
TYPE |
铅心尺寸(mm) |
橡胶厚度(mm) |
长期荷重(kN) |
|
1200 |
圆形 |
280 |
248 |
16041 |
|
1300 |
圆形 |
280 |
248 |
18986 |
|
1300 |
方形 |
140 |
248 |
24126 |
|
1400 |
方形 |
140 |
248 |
28176 |
|
1500 |
方形 |
140 |
248 |
32526 |
|
1200 |
方形 |
120 |
248 |
20621 |
表1 隔震垫尺寸规格
本基地属于第二类地盘①，高楼层部分的高宽比约为3.2:1适合采用隔震建筑设计。故采用较一般结构分析设计地震力提高1.4倍来作为本工程结构的设计基准（最大地表加速度为0.28g），结构分析时取大于六级地震以2500年回归期②进行分析，结果所有构件均能保持在弹性范围③内。侧向水平最大位移达37ＣＭ，故设计时预留最大碰撞距离为50ＣＭ。
二、施工方案配置
为配合隔震层主体结构的施工、隔震垫的安装，以及上部预制结构柱梁的吊装，于建筑主体西侧靠中央部位安装一部500米吨内爬式塔吊作为本工程的主要吊装机具，并配一部80吨汽车吊，辅助预制构件卸料与定位储放。由于本建筑西侧临近马路，地面层景观仍在规划之中，并暂将其作为二期工程售楼处用地，则导致构件储放场地严重受限，仅能就现有极为有限空间妥善规划，作为预制构件与钢筋模板、水电管件以及deck板与点焊钢丝网储放场地。有关本工程场地堆置规划如图2 预制构件及物料堆置区域规划所示。由于场地狭小，现场仅能待预制柱梁吊装完成后再进行预制阳台板构件的储放与吊装，整体运输线路与时间必须缜密规划配合施工。
图2 预制构件及物料堆置区域规划
三、隔震层施工
本建筑主体结构呈〝人〞字造型，中央部位为梯厅，主要为剪力墙构造，部分柱梁形成五梁连一柱构造，结构相当复杂。由于梁深达2.3米，其混凝土强度为5000PSI（略低于国内C45混凝土立方体试块强度，具体为43.75Mpa）。柱基座为配合隔震垫安装，截面宽达到2.5米，其混凝土强度则高达10000PSI（略高于国内C85混凝土立方体试块强度，具体为86.2Mpa）。两者结合面现场采用预留钢筋网片加以区隔，且混凝土浇筑时必须先浇筑柱基座部位后，再浇制梁板，以确保混凝土的强度与质量。故现场对较高强度的柱，采用吊桶先行灌注混凝土，其它数量较多的梁板墙混凝土则用泵送方式施工。另因柱梁钢筋交错复杂，再加上隔震垫预埋调整螺栓不能有任何偏差，故为确保工程进度与质量，于施工前先进行柱梁部位钢筋等比例模拟作业，详如图3 隔震层柱头钢筋规划模拟所示。将梁、柱主筋与箍筋、腰筋等依安装顺序分别着色，让工程师与工头及工人熟悉组装顺序，并事先演练纯熟后再至现场进行钢筋组装作业。
图3 隔震层柱头钢筋施工规划模拟
有关隔震垫基座施工顺序与隔震垫安装流程详如图4 隔震层施工工序。为确保准确控制隔震垫安装精度，于隔震垫基座施工时，采用了本公司研发的可调整锚锭端板，配合各种尺寸的隔震垫，固定螺栓位置、基板〈template〉，将隔震垫底座迅速、准确的校正定位，以利隔震垫的安装，详如图5 下基板定位机制。
图4 隔震层施工工序
图5 隔震器下基板定位机制
至于隔震器上基座柱地面层的施作流程，大致与下基座柱B1层相同，为确保上基座柱筋的定位，事先将钢制锚锭端板依柱筋位置放样定位，焊接于隔震垫上部的固定钢板上，再将同柱主筋位置的套管假固定于锚锭端板上，以利梁主筋的正确组立，待各向梁筋组立完成后，即可移除套管再绑扎正式柱主筋，以确保柱筋定位。以利后续预制柱主筋的准确续接，详如图6 隔震垫上墩座剖面。
图6 上基座剖面
隔震垫下基座实际施工流程照片如图7 下隔震垫施作顺序所示。
图7 下隔震垫施作顺序
隔震垫上基座实际施工流程照片如图8 上隔震垫施作顺序所示。
〈附图八〉
四、全预制结构体施工
本建筑预制部分由二楼开始，预制构件包含预嵌石材预制柱、预制主次梁及波浪曲线造型的预制阳台板，为台湾岛内首例“全预制结构结合隔震系统”的超高层建筑。由于楼层高38层，因此如何精准良好控制预制结构体的精度便是首先需注意的关键，本项目采如图9所示的放样控制系统并利用外墙测量控制点来量测XY向误差，每6层更利用高精度垂直仪从1楼直接校正并闭合修正误差，如图10为施工至15楼时的预制柱XY向控制精度，由图10可看出本项目预制结构体精度控制良好。
图9 蓝海项目放样控制系统&XY向误差示意图
图10 蓝海项目预制结构体误差实际偏差
地上二楼以上的标准施工循环如图11所示，从第一天的预制柱安装开始，到预制叠合主次梁安装，楼版采用压型钢板(deck)，接著再安装波浪曲线预制叠合阳台版，然后施做梁柱接头钢筋及叠合部份梁版钢筋，最后楼层一层浇筑完成，整层施工天数控制在7天完成，也因此较原先业主给的工期，提前约3个月完工。图12为预制柱施工工序照片，图13为预制叠合梁施工工序照片，图14为预制叠合阳台版施工工序照片。
图11 地上预制结构体的标准循环
图12预制柱施工工序照片
图13预制叠合梁施工工序照片
图14预制叠合阳台版施工工序照片
五、结语
隔震技术加预制结构体的规划与施工，主要在于隔震垫上下基座的精密施工，与预制结构体的精准控制精度。本工程通过细致、精密的钢筋预组规划设计，以及现场施工的严格管控，安装精度与质量完全符合设计单位及日方隔震垫供应商提出的各项控制指标。其精度及工期快速取得各方的高度好评。
注释：
①：第二类地盘（普通地盘）180≤Vs≤360，15≤N≤50，0.51≤Su≤1.02。
Vs为地盘剪力波速, N为标准灌入试验, Su为不排水剪力强度。
②： 50年使用期限内，有2%的机率的超过50年一遇最大地震力，称此地震力的回归期为2500年。简而言之，就是以每2500年才会发生一次的大地震作为最大考虑地震力。
③：弹性范围：结构体在2500年回归期地震力作用下不产生塑性铰，仍保持弹性。
来源：润铸建筑工程。
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