背景项目为综合写字楼工程,工程建筑面积约36 609 m2,地下1 层,地上18 层;地下1层为地下车库,地上部分为综合写字楼。项目距离生活小区直线距离不足100 m,该工程采用中央空调,所有设备、水泵、空调机组等运行均会产生噪声污染。为了节省建筑安装成本,该工程中央空调主机设计安装在3楼转换平顶及楼顶。中央空调主机运行会产生较大噪声,尤其是3楼转换平顶,对楼下影响较大。为了有效控制噪声污染,我们进行了各种减振降噪尝试,最终总结出了组合式T形台隔振底座施工技术。本技术已获专利,专利名为混凝土隔振底座结构,专利号为ZL201420189387.5。利用本技术实现了设备消音降噪的目的,且施工工期比原定工期缩短了25 d。经过实际施工检验,该技术在设备消声降噪、改善设备运行环境方面效果较好,尤其在工业大型设备安装中,能有效降低噪声、改善设备运行环境,适合普遍推广使用。
施工准备→放线定位→隔振台板制作→基础支模→钢筋工程→预埋件安装→验收→浇筑混凝土→养护→拆模→基础初验→确定安装基线、标高→安装隔振器→安装隔振台板→基础混凝土二次修整→验收
2.2.1 设备基础支模
混凝土模板全部采用厚15 mm优质胶合板,用50 mm×100 mm木方作龙骨加强模板的刚度,确保具有足够的强度、刚度和稳定性,防止混凝土结构出现变形,实行以墨线控制模板、以模板控制混凝土的做法。模板由外侧板和内侧板组成,根据基础边线和中心线,首先把内、外侧板对准基础边线,用水平尺校正侧板顶面水平,经检测无误差后,用斜撑、水平撑及拉撑钉牢。当设备基础高超过500 mm时,应在基础中双向每500 mm 加设φ12 mm对拉螺栓,设备基础沿高度方向布置螺栓至少2 道,中间加塑料套管进行拉固。同时在沿基础通长方向,要注意防止模板出现上口不直、宽度不够、下口陷入混凝土内而导致拆模时上段混凝土缺损、底部钉模不牢的现象。
2.2.2 预埋件安装
1)钢筋安装绑扎完后,根据设备安装图定位设备隔振器安装预埋螺栓孔位置。预埋螺栓孔的设置应符合国家现行规范要求。
2)基础混凝土竖向四边导流槽中心位置各放置1 个排水预埋管,预埋管尺寸φ20 mm。
3)固定预埋件之前,必须复核预埋件的位置是否正确,以保证预埋件的施工质量。复核无误后,将预埋件加固(焊接、铁钉钉牢或铁丝绑扎)。加固过程中应保证预埋件的垂直度、平整度偏差均≤3 mm,水平标高偏差≤10 mm,预埋件位置与设计位置偏差≤20 mm。混凝土浇筑时派专人现场看守,防止预埋件偏位。
2.2.3 混凝土浇筑
1)混凝土浇筑前应对模板浇水湿润,对模板内的杂物和钢筋上的油污等应清理干净。
2)每组设备基础混凝土务必一次性完成浇筑,不留设施工缝。浇筑混凝土时,一般分层高度为插入式振动器作用部分长度的1.25 倍,最大不超过500 mm。
3)浇筑时,竖向应由深到浅,逐层上升,再分层浇筑,次一层应在已浇筑层凝固之前进行,不产生实际的施工冷缝,且应使中部的混凝土略高于四周边缘的混凝土,以便使经振捣产生的泌水从四周侧模板缝隙中渗出。
4)为了保证螺栓及模板的位置不因混凝土浇筑时振动而发生移动,应防止用振动棒去振动模板、钢筋、对穿螺栓、螺栓固定架、预埋件及预埋管等,以避免发生偏移变形。
5)振动器振捣顺序,应依浇筑顺序而定,可沿垂直于浇筑的前进方向往返进行,插入点要均匀排列,逐点移动,依次进行,不得遗漏,达到均匀振实。插点排列通常成行列式或交错式顺序前进,间距50 cm左右,每次振动时间应视情况而定,如钢筋稠密部位应适当增加时间,总之,振动棒应垂直插入,快插慢拔,逐点移动,每次插入抽拔时间应不少于8 s,以表面泛浆、不出现气泡、无明显下沉现象为宜。振动要尽量避免过分振捣,否则会使混凝土产生离析,对混凝土的均质性有害。振动棒插入深度以穿过被捣层3~5 cm,但不超过下层表面10 cm为宜,不得过深或过浅。
6)基础每一部位浇筑到顶振捣收水后,应随即整平,用抹子反复搓,压实、抹光,以避免出现风干和干缩裂缝。
7)进行地脚螺栓附近的浇筑时要控制混凝土的浇筑速度,均匀下料,使其四周逐渐均匀上升,水泥浆充满缝隙,且螺栓四周的混凝土应每层较其他部位稍高一些,使混凝土中析出的泌水(水泥浆)不在周围积聚,以免泌水顺螺栓四周下渗产生空隙或形成水泡,影响混凝土与螺栓表面之间的握裹力,降低该处混凝土的强度。捣固时,振动器与螺栓之间保持15~20 cm距离,要对称垂直插入,以避免碰动螺栓和固定架造成位移或偏斜。在浇筑混凝土前,应将地脚螺栓的丝扣用塑料胶带包扎,并将套管盖板与螺栓之间的空隙堵上,以免沾上水泥浆或碰坏。
8)进行预埋管线附近的浇筑时,因基础内埋设有管线,分布部位不同,混凝土先浇筑时,应保证两侧对称均匀下灰,振动器从两侧斜向插入捣实,防止挤偏管道,保证管线周围混凝土密实。
2.2.4 确定安装基线、标高
安装标高以建筑物和结构标高线或标高点为标高基准点。在基础上确定安装基准线,核对与设备安装有关的基础几何尺寸,预留孔洞的相互位置及与基准轴线的位置偏差,设备本身相关尺寸是否与设计图纸相符等。然后将安装基准线用墨线弹放于基础表面上作为修整混凝土和安装设备的依据。在附近醒目的地方,设置标高点,用红油漆圈上,标明标高值,并加以保护,作为设备安装标高检测的依据。基准高程点的允许偏差为±0.2 mm,设备中心线允许偏差为±1.0 mm, 设备轴线允许偏差为±1.5 mm,相邻螺孔距允许偏差为±1 mm。
2.2.5 安装隔振器
在基础验收,放线后,对基础表面应进行处理,以保证安装的精度要求,基础表面视安装精度要求,混凝土表面平整度修整至 20 mm/m以内,待地脚螺栓埋设,精度符合要求,二期混凝土强度达到要求后,就可以开始安装隔振器。
隔振器选用SD型橡胶隔振垫,隔振垫可根据不同隔振降噪要求,裁切成单层或多层使用。为提高隔振效果,可多层隔振垫串联使用,并将各层之间以金属薄板隔开,n层隔振垫总刚度为单层的1/n,考虑到垂直稳定性,串联后隔振垫的总高度不应超过隔振垫的宽度;也可将隔振垫分割成n块使用,分割后隔振承载能力及刚度也为原来的1/n,分割后的隔振垫也可再串联使用(表1)。
表1 SD橡胶隔振垫技术参数
橡胶邵氏硬度/(°)隔振垫层数/层 竖向变形/mm 竖向固有频率/Hz竖向荷载/(N·cm-2)1 2.5~5 9.1~12.9 2 4~9 6.5~10.3 3 5.5~13 5.4~8.4 4 7~17 4.8~7.4 40 5~12 1 2.5~5 9.1~12.9 2 4~9 6.5~10.3 3 5.5~13 5.4~8.4 4 7~17 4.8~7.4 60 2~32 1 2.5~5 9.1~12.9 2 80 40~80 4~9 6.5~10.3 3 5.5~13 5.4~8.4 4 7~17 4.8~7.4
2.2.6 制作隔振台板
隔振台板采用厚2 cm的Q235钢板制作,根据设备基础平面图放线尺寸要求确定台板尺寸大小,采用气割进行切割下料。切割完成的台板用砂轮机进行边、角钝化圆弧处理。按照减振器地脚螺栓安装尺寸在台板上确定安装孔,用台钻钻孔。
2.2.7 混凝土减振底座二次修整
1)设备就位后,对设备底座阳角采用嵌固通长铜条的施工做法, 可以确保阳角顺直,避免阳角裂缝和缺棱掉角,提升观感。
2)铜条为采购的成品冲孔护角铜条,呈人字形,支脚约长1 cm,顶端为小T字,高约3 mm,铜条壁厚≥0.5 mm,小T字端头宽度应≥2 mm。
3)楼梯水泥砂浆面层施工时,将铜条埋入抹灰层内,注意阳角小T字端与面层外表面平整一致,并将小T字端露出表面,支脚要埋进水泥砂浆里。基础排水导流槽做成R=25 mm的半圆弧,四周贯通,修整圆弧时应设置好下水坡度,确保下水顺畅。
4)采购的铜条厚度不能过薄,防止铜条变形。
5)基础水泥砂浆面层施工时,水泥砂浆配合比宜为1∶2~1∶2.5,厚15~25 mm;施工前应注意基层清理干净及提前1 d洒水湿润;宜采用干硬性水泥砂浆,以手捏成团稍出浆为准;铺设砂浆时直接在阳角嵌固铜条。砂浆用木抹子搓平后,用铁抹子进行二次压光;设备上层砂浆抹面时应注意排水导流槽的下水坡度,防止倒坡;水泥砂浆面层压光后24 h,即应开始养护工作。一般采用满铺湿润材料覆盖、浇水养护,在常温下养护5~7 d。夏季养护工作应提前至压光后8~12 h。
2.2.8 验收
1)组合式隔振底座强度应能承受设备总质量,减振台板与设备底座的连接应牢固。
2)组合式隔振底座各组成元件的类型、型号、规格、数量和隔振效率应符合设计要求。
3)组合式隔振底座的总静态压缩率应在允许范围内。
工程实际应用实践证明,本设备隔振底座施工技术成熟,施工速度快,与常规设备隔振底座相比较节约能源20%左右。通过本隔振底座的使用,有效降低了设备运行中产生的噪声污染,且本隔振底座施工技术在施工中加入了底座上表面排水导流引水槽,不但适用于室内设备,同样适用于室外设备,有效改变设备运行环境。通过与常规设备隔振底座施工技术进行比较,本技术采用的是普通的混凝土结构一次成型,辅以隔振垫及隔振弹簧钢片等设备,适用面更宽,尤其适合南方多雨天气,在室外设备消声降噪、改变设备运行环境方面提供了可靠的技术支持。
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Combined Concrete Base Construction Technology Used for Equipments Vibration Isolation