0 引言

　　隔震层主要由隔震支座及其钢筋混凝土上、下支墩等组成。隔震支座通过上、下预埋钢板及其配套的螺栓、套筒和锚筋与上、下支墩连接而成为一个整体。下部结构的竖向受力构件称为下支墩(柱)，下支墩(柱)必须具有足够的承载力以承受隔震支座传递的罕遇地震作用下的压应力及水平剪力^[1,2,3]，因此下支墩(柱)混凝土浇筑质量是施工中的控制重点^[2,3]。

　　JGJ 360—2015《建筑隔震工程施工及验收规范》^[2]对下支墩(柱)施工做了详细规定，要求混凝土不应有空鼓。吴应雄等^[4]、张东鹏等^[5]、张苏玲^[6]提出下支墩混凝土及预埋板施工方法，解决钢筋密集部位混凝土浇筑困难等问题。针对预埋钢板底部浇筑填充方法的试验，目前国内只有中国建筑标准设计研究院有限公司郁银泉课题组进行了下支墩及其埋件施工方法研究^[7]，采用4种浇筑填充方式，推荐采用高强灌浆料后灌浆的施工方法。日本《JSSI隔震施工规范》^[3]及Erickson^[8]建议采用无收缩砂浆单向填充法，从下支墩边缘某个方向朝对向注入无收缩砂浆，该方法需要外界采用特殊设备施加压力。钟生平等^[9]对北京大兴国际机场航站楼下支墩施工采用二次灌浆的方法，在第1次浇筑完成后取下预埋钢板，在凿除表面浮浆后进行高强灌浆料二次灌浆，并推荐了高强灌浆料二次灌浆法。

　　工程界普遍关注和疑虑的是预埋板与其底部的混凝土是否密贴，浇筑填充率不足，又因为下预埋板底部的混凝土属于隐蔽工程，不能直接观察其紧密度和定量其填充率，因此进行下支墩(柱)浇筑填充工法试验十分必要。

　　1 支墩浇筑填充工法试验方案

　　1.1 试验设计

　　浇筑填充工法的试验方案前提是试验设计符合常规工程项目，参考文献[7]的设计思想，首先确定隔震支座直径为800mm和1 200mm两种;相应的上、下支墩断面尺寸为1 100mm×1 100mm和1 500mm×1 500mm。下支墩高度考虑:第1工况模拟整柱一次性浇捣，高度定为2 200mm;第2工况模拟二次浇捣^[5]，高度定为700mm(文献[7]为600mm)。根据试验目的，共选择8种构件，如表1所示。

　　1.2 方形预埋钢板及其埋件

　　表2给出了方形预埋钢板及其埋件的信息，预埋钢板Q235，高强螺栓为M8.8级，锚筋为Q345，锚筋长度与试验无关，确定为20d(锚筋直径d)。图1为预埋钢板及其埋件的安装大样图。

　　图1 预埋钢板及其埋件安装  

　　1.3 试验模型

　　ZD1-ZD8模型及其配筋详图如图2所示。

　　2 支墩浇筑填充工法试验

　　下支墩的钢筋绑扎、预埋板安装和模板安装如图3～5所示，说明如下。

　　1)对照模型图进行8个支墩的钢筋绑扎，采用扎丝绑扎兼部分点焊的方式对支墩钢筋进行固定。

　　2)利用水准仪及激光标线仪安装定位下预埋板，预埋螺栓及箍筋点焊固定。在预埋板定位完成后安装模板。

　　表1 支墩设计信息 

　　表1 支墩设计信息

　　表2 预埋钢板及其埋件 

　　表2 预埋钢板及其埋件

　　图2 模型与配筋详图(ZD1～ZD8)  

　　图3 钢筋绑扎  

　　图4 预埋板安装  

　　图5 模板安装  

　　3)模板安装完成后对预埋钢板再次进行标高、水平度及轴线位置的校核，校核完成后采用自卸的方式进行混凝土浇筑，在浇筑前测定了混凝土坍落度为140～160mm，满足试验要求。

　　4)混凝土浇筑按照规范严格执行^[10]。振捣时首先利用钢板中间浇筑孔进行振捣，后在四周振捣口(模板边缘的空间)插入振捣棒振捣。

　　5)浇筑顺序和浇筑方式一次浇筑法的支墩采用泵送商品混凝土一次性浇筑完成;根据试验目的，只有ZD3采用多点下料的方式，即同时从中间浇捣口及四周振捣口下料，振捣方式与其余支墩相同。其余支墩均严格采用单点下料的方式，即仅从浇捣口下料，在浇筑混凝土过程中严格控制混凝土流动方向为预埋钢板浇捣口向四周流动。

　　6)ZD4,ZD7一次浇筑时浇筑至距离预埋板底部约150mm，在混凝土达到50%强度后采用骨料粒径≤12mm的高流动性细石混凝土进行二次浇筑;ZD5及ZD8浇筑至距离预埋板底部约50mm，在混凝土达到50%强度后采用具有微膨胀、高流动性的普通CGM高强灌浆料进行二次灌浆，如图6所示。

　　图6 二次灌浆(ZD5)  

　　3 试验结果及分析

　　3.1 试验结果

　　1)混凝土浇捣时，当地昼夜平均温度为25℃，浇捣后72h，混凝土已达到50%以上强度，拆模后混凝土表观质量好。

　　2)模板拆除过程中拧下高强螺栓掀开预埋板，清除下支墩顶部混凝土表面残渣。观察气泡直径和位置分布等，进行拍照留存，在CAD软件中描图并自动计算混凝土填充率，根据文献[3]的建议，气泡直径>5mm称之为大型气泡。混凝土表面气泡及测绘如图7所示。

　　3.2 试验结论

　　表3为利用CAD软件测绘，得出气泡面积后计算得到的混凝土表面填充率。

　　1)由图8及表3可得，一次浇筑法的混凝土填充率约为81%～85.5%，其中ZD1,ZD2,ZD5大直径气泡主要分布在远离浇筑孔及预埋板边缘的位置，可推断出大直径气泡的成因有以下两点:(1)混凝土浇筑时未振捣均匀出现大直径气泡;(2)排气孔设置数量少，且直径较小。

　　2)ZD3相对于ZD1,ZD2,ZD5，变量为浇筑混凝土时从多点下料，导致从两个方向或多个方向的混凝土朝单个方向流动，气泡无法排出，填充率低。

　　表3 混凝土表面填充率 

　　表3 混凝土表面填充率

　　图7 表面气泡及测绘  

　　3)高流动性细石混凝土二次浇筑的下支墩ZD4,ZD7，试验结果表现为大气泡数量远小于一次浇筑法，小气泡远小于高强灌浆料二次灌浆法。

　　4)对于微膨高强灌浆料二次浇筑的ZD5,ZD8与预埋板接触面，表面气泡小且数量较为密集，总体气泡率大于高流动性细石混凝土二次浇筑法，填充率约为91%。

　　4 结语

　　1)试验表明预埋板及其底部混凝土交接面存在一定数量的气泡和空隙，不密贴，因此需要采取措施来降低气泡率，提高混凝土充填率。

　　2)一次浇筑法试验表明预埋钢板底部混凝土表面气泡多且直径大、气泡率大。建议预埋板应当适当增设排气孔数量、加大排气孔直径。

　　3)浇筑填充法的3种试验表明，混凝土或灌浆料浇筑填充时应从单一方向开始浇筑，严禁两个或多个方向朝单个方向浇筑。

　　4)试验研究建议，隔震支座下支墩(柱)预埋钢板下部填充不应采用一次浇筑法。