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关键词:高层建筑 防火分区 防火对策
中图分类号:TU998 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(b)-0253-02
随着我国当前城市化进程的加快,高层建筑数量也在与日剧增。高层建筑由于其规模大、结构复杂,对防火设计的要求也较高。该文针对目前高层建筑所面临的一些防火设计问题,列出了几类具体的防火措施,能够有效地提高高层建筑的防火水平。
1 防火分区的定义及种类
防火分区指的是用防火墙、建筑楼板、防火门窗及防火卷帘等防火分隔设施将建筑物的平面或空间划分成的若干个区域。按照阻止火势蔓延方向来分,防火分区可分为水平防火分区和竖向防火分区。当建筑物发生火灾时,建筑物内所划分的若干防火分区,可以有效地将着火范围控制在某个防火分区内,从而达到阻止火势蔓延,减少火灾损失的目的。此外,还能为人员疏散和火灾扑救争取宝贵的时间。
1.1 向防火分区
竖向防火分区主要用于阻止火势沿垂直方向在建筑物的层与层之间蔓延。它是指采用一定耐火极限的楼板和窗槛墙等建筑构件,在垂直方向上的建筑层与层之间设置的有效防火分隔措施。
1.2 水平防火分区
水平防火分区主要用于阻止火势沿水平方向在建筑物的平层内扩大蔓延。它是指在水平方向上采用防火墙、防火门窗及防火卷帘等防火分隔设施将建筑各层平面划分成若干区域。这样一来能够有效控制火势在每层水平方向的蔓延。从防控火灾的角度来看,建筑的防火分区数量越多、面积越小,就越有助于增强建筑物的抵御火灾能力。因此,划分防火分区数量和面积大小要根据建筑物的规模、用途、重要程度、火灾危险性、建筑高度、人员密集度、建筑内部布局等诸多因素去全面考虑。
2 高层建筑火灾的特点
从以往各类火灾统计情况来看,高层建筑火灾原因主要分为以下几方面:高层建筑中用火、用气及用电负荷较大,加之许多高层建筑多为综合性用途,多产权单位,管理不到位,电气线路私拉乱接等问题普遍存在,因此,易发生电气、燃气等种类的火灾事故;在高层建筑中的自动消防设施出现故障时,也是可能导致火灾的迅速蔓延。例如:自动消防设施无法联动启动,应急照明灯不能点亮,火灾报警探测器故障,应急广播系统瘫痪,没有配备必要的消防器材设施等;建筑内部消防设施未达到规范标准要求,建筑防火分区划分不合理、防火封堵工程质量不高等,都可能会使小火变大灾,引发重特大火灾。
3 高层建筑的防火对策分析
3.1 加强日常消防安全管理
为加强高层建筑的日常消防安全管理工作,我们应该抓好以下几个方面:一方面,应该选择使用性能过关、质量安全的燃气器具和电器设备,在燃气管道和电气线路安装敷设时,我们必须严格执行消防规范标准的要求,严禁私拉乱接各类管道线路,而且应将紧急切断装置安装在高层建筑楼前的供气管道上;如果必须要在高层建筑动用明火作业,那么要在作业前进行申请审批,并在明火作业时要安排专人现场监护。另一方面,要严格控制管理好吸烟现象,严禁在可能发生火灾的危险区域吸烟,比如变配电室,可燃物品仓库等;必须严格遵守用火、用电或用气的消防安全操作规程,定期维护保养高层建筑中的各类消防设施和燃气、电气设备等重要设备,一旦发现故障,必须及时开展维修,避免因各类设施设备故障而导致火灾发生蔓延;要制定完善的消防安全管理制度,切实明确高层建筑使用者的消防安全责任,通过强化制度管理,有效开展巡查检查,发现存在的火灾隐患并及时进行整改,以确保高层建筑能够在加强火灾预防管理的基础上及时有效地消除使火灾隐患。
3.2 规范防火设计内容
合理规范的防火设计是有效预防控制高层建筑火灾发生蔓延的重要途径,规范高层建筑的防火设计,可以注意以下几个方面:一是要对高层建筑的防火分区面积进行合理划分,特别注意在建筑的竖向分隔地带(玻璃幕墙、外墙保温)及各类井道(燃气管井、强弱电井、暖通风井及电梯井)中设置必要的防火分隔设施及防火封堵材料;二是高层建筑的装修装饰材料应尽量采用不燃、难燃材料,同时要做好吊顶、各类孔洞缝隙的防火封堵工作。例如:应采用B1级难燃材料作为地面、墙面的装修装饰材料,而顶棚材料应选用A级不燃材料,如建筑内部的装修装饰要求较为特殊,只能在室内局部按照装修设计规范有关要求采用B2级可燃材料;三是要确保建筑自动消防设施能够正常联动启动发挥灭火作用。要选用符合市场准入规则的消防产品,这些产品都是具有备案登记、检验报告及强制认证许可证书的消防产品,同时还可对所使用的消防产品进行监督抽样送检,送至检验机构对现场产品进行检验,确保质量;四是要根据高层建筑的类别严格按照消防规范要求设计防排烟系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统等消防设施,确保高层建筑的消防安全。同时要注意定期维护保养高层建筑中的自动消防设施。
3.3 大空间建筑设置防火隔离带
防火隔离带是指在建筑中设置的分隔可燃物的一个特定区域,处于这个区域中的各类装修、建筑构件等均是选用A级不燃材料,并且该区域中不允许放置任何可燃物,设置了高效的防烟排烟设施,防止防火隔离带一侧的烟火向另外一侧蔓延,从而在建筑内部空间上形成了一个独立的防火分隔区域。如对建筑空间连续性要求较高的大型商场、体育馆及候机厅等场所防火分区的划分,设置防火隔离带的办法可以很好的解决连续大空间的问题。通常建筑内存放物品的燃烧性能,决定了设置防火隔离带的宽度,防火隔离带周围的物品都为不燃时,我们可以把防火隔离带的宽度设定为6 m;防火隔离带周围的物品都为可燃时,我们可以把防火隔离带的宽度设定为9 m。而且防火隔离带也可作为大空间建筑发生火灾时,人员安全疏散的重要通道,我们把隔离带同室外安全出口相连通,疏散人群到达防火隔离带就能轻易从安全出口疏散。
3.4 消防电梯的设计要求
当高层建筑发生火灾时,消防员是否能够快速地抵达建筑起火部位,对于火灾扑救十分重要。有的高层建筑楼层很高,消防员靠攀登楼梯则需要较长的时间,因此,高层建筑要设消防电梯,来提高灭火战斗效能。建筑消防电梯的设计要求包括:首先要明确哪些建筑物需要设置消防电梯,在防火规范中规定,建筑高度超过32 m且设置电梯的高层厂房和仓库、一类高层公共建筑和建筑高度超过32 m的二类高层公共建筑、建筑高度超过33 m的住宅建筑、设置消防电梯的建筑的地下半地下室及埋深大于10 m且总建筑面积大于3000 m2的其他地下半地下室等需要设置消防电梯。建筑的每个防火分区内至少设置一部消防电梯。
对消防电梯的设置要求还包括:一是必须要设置前室,且面积至少6 m2,前室与走道之间应设乙级防火门,还应设消防专用电话、专用操纵按钮和事故照明。在前室门外走道上应该设置消火栓和紧急用插座;二是消防电梯间前室宜靠外墙设置,在首层应设直通室外的出口或经过长度不超过30 m的通道向室外;三是消防电梯的井壁、机房隔墙的耐火极限应不低于2 h,隔墙上的门应设甲级防火门,井道顶部要有排烟设施;四是消防电梯应有备用电源;五是消防电梯前室门口宜设置挡水设施,电梯井底应设排水的设施;六是消防电梯可与客梯兼用,但火灾时必须能满足消防电梯的使用要求。
4 结语
高层建筑中防火分区的划分占据着极为重要的地位,高层建筑的很多防火设计内容、技术措施都是依托防火分区来进行的,因此,在高层建筑消防设计中应引起广泛关注。同时,随着高层建筑的日趋普及,我们应该结合此类建筑的特点来合理设计防火分区及相关的防火技术措施,制定有力的安全管理模式,进一步提高高层建筑消防安全水平,有效预防和减少火灾事故。
参考文献
[1]王伟.浅析高层建筑防火安全问题及预防对策―― 从大型高层建筑火灾中的几点启示[J].安防科技,2006(4):23-25.
【关键词】高层建筑防火;安全隐患;措施
高层建筑的楼层具有一定的高度,设备相当齐全,功能比较复杂性。与其它普通的建筑物相比,一旦在高层建筑中发生火灾,我们无法从外部着手进行相应的灭火工作,这在一定程度给人员疏散和扑救工作造成了极大的困扰,不可避免地会导致严重的经济损失,甚至出现一些人员伤亡事故。因此对高层建筑防火设计的方法非常有必要。以下就其进行简要分析。
一、高层建筑发生火灾时的特点
1、高层建筑火灾扑救难度大。在高层建筑内部引发火灾的时候,绝大部分消防人员所应用的灭火救援设备根本无法真正满足高层建筑物火层的实际高度。正因为如此,不少室内设施成为扑救高层火灾必不可少的要件之一。但是,在实践中,我们不难发现,相当一部分室内设施管路具有一定的复杂性,灭火不具有较强的针对性,所需的用水量十分巨大。更确切的说,基于十分有限地高层建筑自身消防水量的考虑,从室外对相应的消防车进行供水补给,已经成为未来发展的必然趋势之一。
2、发生火灾人员疏散困难。从目前看来,随着高层建筑的高度变化,绝大部分高层建筑的内部结构会显得更加繁杂,一旦引发火灾,安全疏散具有一定的难度。对于相当一部分高层建筑来说,垂直疏散距离比较大,需要耗费比较长的时间,才能实现疏散到地人员。调查研究显示,如果选择三十层楼的高度,让一位身体素质达到相应标准的消防员从上往下跑,需要耗费的时间大约在三十分钟之内。更进一步说,在进行安全疏散的过程中,高层建筑的居民过于集中,比较容易在疏散通道内部发生踩踏事件,后果不堪设想。另外,在发生火灾的时候,火势和烟气蔓延迅速,基于突况,绝大部分人们会疯狂的朝着楼梯间奔去,此时,窜入的烟气,大幅度提高了疏散的难度。
3、火势蔓延迅速。在相当一部分高层建筑相关领域的竖向井道中,假如没有将防火分隔工作处理好,火灾发生的时候,会产生相应的烟囱效应,进一步导致火势蔓延迅速。打个比方,在没有任何遮蔽的前提之下,高层建筑的高度超过了一百米,烟气顺利抵达高层建筑的顶层仅仅需要三十秒的时间。实践表明,伴随着高层建筑的高度不断增加,与之相应的风速也越来越大。不言而喻,风速越来越大,火势蔓延越来越迅速。
4、发生火灾概率大。在实践中,我们应该清楚的认识到,绝大部分高层建筑内部存在不少的问题和不足之处,易于引发火灾,有待我们深入了解。这些问题包括:电器设备比较多、电器线路老化速度快、内部结构十分复杂和用电量比较大等等。值得肯定的是,伴随着高层建筑的现代化水平越来越高,易燃物数量越来越大,引发火灾之后的扑救难度也相应地有所提高。实践证明,假如管理存在一定的漏洞,无法正常启动设置、安放在高层建筑物内部的自动报警系统,为此,发生火灾的概率越来越大。
二、高层建筑防火设计的方法
1、保证建筑主体结构具有足够的耐火稳定性。在高层建筑的设计过程中,我们应该结合自身的实际情况,严格按照相关文件的耐火等级标准,进一步确保建筑主体结构具有足够的耐火稳定性。在火灾发生过程中,高层建筑主体结构具有足够的耐火稳定性,有利于尽可能保持较短时间内的结构安全,为消防人员争取足够的预留时间,有利于最大限度地降低高层建筑引发火灾的经济损失和人员伤亡。通常,高层建筑的内部附属设施是耐火等级主要涉及的范围之一。另外,高层建筑的主体结构也是耐火等级应该考虑的主要内容之一。这里需要明确指出的是,保证防火分隔到位切断火灾蔓延途径,不容忽视。另外,合理安全疏散设计畅通逃生通道,应该引起有关方面领导的高度重视。
2、总平面布局和平面布置。总平面布局和平面布置对建筑自身及相邻建筑物的使用功能和安全有非常大的影响,总平面布局在满足城市规划和消防安全的前提下,合理布置建筑位置、防火间距、消防车道和消防水源等。合理布置建筑,建筑之间留有足够的防火间距,用以消除或减少各建筑之间及周边环境的相互影响,防止火灾蔓延。建筑物间的防火间距应满足《建筑设计防火规范》《高层建筑设计防火规范》规定的要求。
当防火间距因场地原因不能满足国家有关消防技术规范时,可采取以下补救措施:(1)拆除部分耐火等级低、占地面积小、使用价值低的和新建筑相邻的原有陈旧建筑。(2)设置独立的室外防火墙,在设置此墙时,应兼顾通风排烟和破拆扑救。(3)改变建筑物的生产和使用性质,降低建筑物的火灾危害性。(4)将建筑物的普通外墙改为防火墙,或减少相邻墙面的开洞面积,如设门窗应采用防火门窗。
2、建筑内部空间的布置。为防止火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大,确保火灾时的人员生命安全,减少财产损失,应对建筑内部空间进行合理布置。(1)建筑布置应遵循以下原则:建筑内部某个部位着火时,能限制火灾和烟气在建筑内部蔓延扩大,并为人员的疏散、消防人员的扑救提供方便。建筑内部某个部位着火时,减少对相邻区域受到强制热辐射和烟气的影响。能方便消防队员的救援、利用灭火设施进行灭火。有火灾、爆炸危险的建筑设备部位,能防止对人员和重要设备造成危害。(2)设备用房的布置应遵循以下要求:燃油、燃气锅炉房、变压器室应布置在建筑物的首层或地下一层靠外墙部位。锅炉房、变压器室的门应直通室外或安全出口。柴油发电机房宜布置在建筑物的首层和地下一层,机房内应设置储油间,总储存量不应大于8h的需要量。消防水泵房不应设置在地下 3 层及以下其他层,疏散门应靠近安全出口。
3、建筑内防火分区的划分。为有效的阻止火灾在建筑物的水平、垂直方向蔓延,将火灾限制在一定范围内,在建筑内划分防火分区是十分必要的。为了火灾发生时,将烟气控制在一定范围,为了提高排烟口的排烟效果,划分防烟分区是最好的方法。高层民用建筑(一级,二级耐火等级)防火分区的最大允许面积为1500m2;单、多层民用建筑,耐火等级为一级,二级时,防火分区的最大允许面积2500m2;耐火等级为三级时,防火分区的最大允许面积为1200m2;耐火等级为四级时,防火分区的最大允许面积为 600 m2;地下室的防火分区允许面积为500m2,当建筑内设有自动喷淋系统时,防火面积增加1.0 倍。防烟分区不宜大于2000m2,防烟分区应采用挡烟垂壁、隔墙、结构梁等划分;不应跨越防火分区。
三、结束语
一般来说,绝大部分高层建筑存在的火灾隐患包括:可燃物数量比较多,火势蔓延速度过快;高层建筑层数过多,平面结构十分繁杂,人员疏散难度大;火灾扑救困难;引发火灾的概率高等等。正因为如此,说明加强高层建筑防火设计的重要性。
参考文献:
[1]韩连冠,谢添. 浅谈高层建筑防火安全隐患及对策[J].西江月,2014
[2]杜荣军,张玉玲.关于高层建筑防火安全的探究[J].科技致富向导,2012
[3]张春红.现代高层建筑防火的安全隐患及对策[J].城市建设理论研究,2011
【关键词】高层建筑;防护措施;检测方法
1明确高层建筑的定位及典型数据
一般住宅建筑层高为3m,则12层建筑为36m,15层建筑为45m,20层建筑为60m。《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)防雷类别规定,第一类防雷建筑的滚球半径为30m,第二类防雷建筑的滚球半径为45m,第三类防雷建筑的滚球半径为60m,正常高层建筑都属于第二类防雷建筑。
2确定高层建筑防护措施
2.1明确规范条款
第一类建筑一般不属于高层建筑,《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)第二类与第三类防雷建筑的规定基本类同,本文仅以第二类防雷建筑条款作出规定,《建筑物防雷设计规范》4.3.9条规定:高度超过45m的建筑物,除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.3.1条的规定外,尚应符合下列规定:1.对水平突出外墙的物体,当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。2.高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列规定:1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋顶的保护措施考虑。2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。4)符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当作为引下线或与引下线连接时,均可利用其作为接闪器。3.外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。
2.2高层建筑物等电位连接措施和作用
防雷装置地上高度hx处的电位:U=UR+UL=IRi+Lo•hx•di/dt。在第二类典型雷电流参数,建筑物电阻取4Ω的情况下,高度为60米的位置,U=150kA•4Ω+1.5uH/m•60m•150kA/10us=600kV+1350kV=1950kV.参考GB50057规范电阻电压降空气中的击穿距离500kV/m,和对应该二类防雷电感电压降空气中的击穿强度660kV/m。那么该建筑在60米时可能的击穿放电距离为s=600/500+1350/660=3.246米。那么该点会对周围3.246米的人或者设备放电,将产生巨大的安全隐患。
3高层建筑检测基本要点
高层建筑物检测,首先是应该在建筑物施工的阶段做好跟踪检测,层层跟踪检测,确保每一个预留的接地点和均压环都与建筑物引下线连接可靠,这些预留接地点包括等电位连接点、综合布线接地点、屏蔽体接地点、防雷区交界处接地点等。其次是在建筑物竣工检测时,应综合把握各个防雷要点,如在不同楼层需安装防雷装置的部位,这些部位是否应按照天面的防雷装置进行安装。安装的防雷装置材料规格是否合格;等电位措施是否完善;防雷区的划分是否合理;综合布线是否符合检测规范要求;屏蔽、接地等措施是否合理。
4高层建筑金属物等电位连接检测要点
高层建筑金属物等电位连接是高层建筑的检测重点,以前经常采用直接从外墙抛线到地面进行检测,这样会产生很大的工作量,也容易引起安全事故。根据高层建筑物的特点和跟踪检测时的记录,可以用环路电阻测试仪(钳表)对同一楼层和不同楼层进行等电位检测。环路电阻表测量同一层,金属门窗与门窗,与等电位连接点。不同层之间。不用放线下去测综合电阻,只需在地面测试点与上面金属物之间用环路电阻测试仪测环路电阻。如图一所示,测量窗A与窗C之间的环路电阻值,如果电阻数据合格,则可以确定窗A与窗C的等电位连接良好,同样测量窗B与等电位连接点的环路电阻值,也可以判断窗B与等电位连接带的连接情况。如果出现窗AC环路电阻符合标准,窗BD测量时环路电阻超过标准值,那么只需要重新测量窗AB、AD或者窗CB、CD就可以精确判断出窗BD的等电位连接情况,如果窗AB电阻合格,窗AD电阻超过标准值,则可以判断D窗的等电位连接出现问题。对于在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位的金属门窗应全部采用此类方法测量是否等电位连接可靠。
5结束语
随着城市化的快速发展,高层建筑物在大中小城市都越来越多,高层建筑面临的侧击雷风险也越来越大,只有确实做好高层建筑物的防雷设施,在保证防雷接闪装置综合接地电阻合格的情况下,同样应确保所有高层金属物的等电位连接可靠,才能有效保证高层建筑自身与里面的人员的安全。
参考文献
关键词:高层建筑;火灾成因;预防对策
中图分类号:TU714 文献标识码:A
随着人口密度的不断增大,当前城市建筑不断地朝着地下发展,高层建筑的数量也在不断地增加。高层建筑和普通建筑相比,无论是高度还是结构,都更加的复杂化。高层建筑内部装修导致大量的建筑装修材料堆积,一旦发生火灾人员的疏散十分的困难,且人口密度较大,一旦出现火灾,将会给建筑用户的生命和财产安全带来巨大的危害。因此必须做好高层建筑的安全防火工作。
1 高层建筑火灾成因分析
在高层建筑火灾中,相当大一部分都是由于人为的原因导致的火灾,如生活用火、电气设备老化、自燃。还有一部分是由于建筑本身在设计上存在安全隐患,从而增大了火灾发生的概率和发生火灾后消防工作的难度。高层建筑发生火灾具体的原因主要表现在以下几个方面:
1.1 高层建筑设计上存在的缺陷
很多高层建筑在设计过程中为了降低成本没有设计相关的消防设施,从而增加了火灾隐患。
1.2 消防审核把关难
高层建筑往往都需要经过消防部门的严格的审查之后才能够投入使用。通过专业的检查,能够及时的发现建筑在设计过程中存在的缺陷,及时的采取相应的措施来进行解决。但是在实际中,很多高层建筑往往都是在工程开始建设之后才开始进行相关的申报工作,导致很多建筑都存在安全隐患。
1.3 消防工程质量不高
在实际的施工过程当中,对于消防工程施工没有足够重视,将主要的精力集中在土建工程上。很多高层建筑在进行消防工程施工的过程当中往往没有使用专业的施工单位,直接由原本土建施工单位负责进行,这就使得消防工程质量十分低劣。同时在消防工程建设过程中,相关的设备以及材料的质量往往达不到国家规定的相关标准,导致很多高层建筑的消防工程名存实亡,一旦发生火灾往往不能够发挥应有作用,导致火灾不能够得到有效的控制。
1.4 高层建筑消防管理难
随着消防技术的不断发展和进步,现代化的高层建筑中往往安装了十分先进了消防设备和器材。但是这些器材在安装之后没有配备专门的人员对其进行相应的检测和维护,导致这些先进的器材一直处于无人管理的状态。由于没有专业人员进行定期的维护和保养,导致相关器材过期失效的现象十分的普遍,一旦出现火灾不能够充分发挥其应有的作用。
2 高层建筑火灾特点
2.1 火势迅猛,蔓延途径多,易产生烟囱效应
随着经济发展水平的不断提高,高层建筑内部大量采用装潢材料进行装修,但是这些材料往往没有达到相应的防火标准,更有甚者,很多建筑的装潢材料是易燃物品。高层建筑往往都有电梯井或者是较多电缆井,这些贯通建筑的通道在发生火灾的时候能够起到烟囱的作用,从而加重火势,使得一旦发生火灾,整个建筑就会在较短的时间内都被火势所蔓延,这使得用于消防的宝贵时间大大的缩短,加大了火灾的危害性。
2.2 人员疏散困难,伤亡严重
高层建筑由于距离地面较高,使得疏散的通道比较长。且高层建筑中往往具有大量的人员,这就导致一旦发生火灾,高层建筑的疏散工作十分困难。很多人员在疏散过程中由于吸入大量的有毒气体而死亡。
2.3 火灾扑救难度大
高层建筑和普通建筑相比,由于其自身的高度较大,一旦在建筑高位发生火灾,将会使得消防工作的开展具有较大的难度。由于高层建筑的高度较高,消防水枪的压力往往达不到相应的高度,这些都会耽误消防时间,导致人员伤亡的加大。
2.4 构造功能复杂,火险隐患突出
高层建筑的建筑规模往往比较大,建筑自身的结构相对比较复杂。在高层建筑中存在着大量的恶设施,这些设施一旦没有做好相应的防火工作,就使得建筑发生火灾的概率大大增加。高层建筑中使用了大量的空调设备,这些电气设备的接线一旦出现问题,就大大加重了出现火灾的概率。此外高层建筑的人员密度较大,大量的人员集中在一起,本身就加重了火灾的隐患。
3 高层建筑防火对策
高层建筑防火就是根据对实际火灾的预测,运用工程学的方法研究防火设计、防火管理以及消防工作的技术措施。
3.1 总平面布置
在高层建筑总平面设计中,必须服从城市总体规划。根据建筑物的使用性质、火灾危险性、地形地势、建筑物的耐火等级和建筑物所在地区常年主要的风向等因素进行合理布局,确定位置,严格执行现行国家消防技术规范。对于高层民用建筑,还要根据建筑物本身的使用性质和高层建筑的类别来选择和确定其耐火等级。
3.2 划分防火防烟分区,合理设置防火分隔
划分防火分区,其作用和目的就是一旦某一区域起火,通过防火分隔物将火灾控制在局部区域内,阻止火灾在水平和垂直方向的蔓延。对于高层建筑,需要设置挡烟设施划分防火防烟分区,将烟气控制在一定范围内,以便用排烟设施将其排出,保证人员安全疏散和便于消防扑救工作顺利进行。
3.3 采取安全疏散措施
高层建筑设计和施工中,必须采取安全疏散措施,确定安全出口数量、宽度,楼梯型式,确定疏散距离、宽度,设置避难层、应急照明和疏散指示标志等。鉴于高层建筑垂直安全疏散楼梯极其有限,应设置消防电梯,消防电梯的设置应符合消防技术规范的有关要求。疏散走道应力求短捷,便于形成双向疏散。
3.4 室内装修防火
根据建筑物的使用性质、规模,对建筑物的不同装修部位,采用相应燃烧性能的装修材料并且积极选用不燃烧材料和难燃烧材料,做到安全适用、技术先进、经济合理。用于高层建筑室内墙面,隔断,地面应采用B1级材料,对于室内顶棚必须采用A级材料,局部造型装修需要,可采用B2级材料;安全疏散通道,楼梯间及其前室,避难区(间)等生命通道,其墙面吊顶,地面均应采用A级材料装修。
3.5 通风、空调系统防火和建筑防排烟措施
防排烟设施与安全疏散和消防扑救关系密切,它能为消防扑救创造有利条件,同时可以控制火势蔓延扩大,因此在高层建筑设计时必须设计有效的防排烟设施。从确保安全疏散角度,在防烟楼梯间及其前室,避难间(区)应采用正压送风,在疏散走道采取机械排烟方式。对消防电梯井及其前室应采取正压送风,防止烟气侵入。
3.6 高层工业建筑防爆
对于有爆炸危险的工厂、仓库,为了防止爆炸事故的发生,减少爆炸事故造成的损失,要从建筑平面与空间布置、建筑结构和建筑设备等方面采取防火设计。
关键词:高层建筑;钢结构;安装;施工
高层建筑的发展体现了国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。由于高层建筑结构复杂,工程量大,涉及工序多,给建筑施工带来相当大的难度。如何做好高层建筑结构设计与施工技术,是本文研究的重点。
一、高层建筑结构概念设计原则与体系
结构的简单性。应将复杂的变成简单、将结构的受力与传力途径设计越简单、直接和明确就越好、尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件、传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。同理,对结构进行分析计算时,应该运用最简单、最直接、概念很清除地计算方法,切忌使用概念含糊不清,有的甚至连概念都看不出来,系数套系数的繁琐计算方法。
结构的规则性。建筑平面规则,平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心、建筑平面规则、结构布置均匀,有利于防止薄弱层的结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各结构之间重分布,增加结构的超静定的数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。
结构的均匀性。沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,避免有过大的外挑和内收,以限制结构在竖向某楼层或少数几个楼层出现敏感的薄弱部位,以致在这此部位因产生过大的应力集中和过大的变形而使结构不安全。
高层及超高层结构体系。对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
二、高层建筑的施工技术分析
混凝土施工技术。主要表现在:混凝土施工中,经常会出现建筑体地面或墙体出现局部裂缝的现象、混凝土施工技术人员一定要考虑到由于外部气候条件、天气状况的不同,混凝土的结构自然也会有所差异,其裂缝宽度的控制也会有不同的控制标准。目前,国内高层建筑中混凝土施工技术对于裂缝问题的预防与控制,普遍以施工期间的技术强化与重点监管为主。整体强度的控制方面,混凝土施工中要加强原材料的质量控制与强度检验,确保高层建筑整体强度。
转换层施工技术。主要表现在:控制网的布置、高层建筑转换层的结构分为顶层、转换层以上标准层、转换层、转换层以下等四个层面。在转换层施工中,主楼的垂直度和施工测量数据都必须得到有效地控制。钢筋制作和绑扎工艺要在钢筋沿体周围一定的距离安置一定数量的U形钢支架,钢筋捆绑的科学顺序为:架设U形支架,放置开口底箍、绑扎牢固,放置内开口箍,从中间向两边分层放置水平主筋、绑扎牢固,从两侧插入水平开口箍。只有严格遵守钢筋制作和绑扎工艺,才能保证高层建筑施工的基本质量要求。
连体结构施工技术。抗震性能要求,高层建筑物连体结构一般是由两栋或多栋建筑之间设置的架空连接体而形成、高层建筑物连体结构的跨度因建筑的实际需要及用途的差异而略有不同、在国内现阶段应用的高层建筑物连体结构施工技术中,连接体与主体结构的连接一般采用刚性或柔性连接两种形式、由于高层建筑物连体结构得竖向刚度容易发生突变,结构扭转效应也相对较大,且竖向与水平地震组合作用对连接体及其附近主体结构有不利影响,受力复杂、因此,在连体机构施工技术的应用中一定要强化建筑物的整体抗震性能,全面保障建。
三、高层建筑的施工的细节技术分析
材料的选用。钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进步发展创造了条件。宝钢的B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢,达到600℃时其屈服强度还有150-220MPa。
制作与安装。土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装,使用的测量仪器和使用的钢尺必须由国家法定的同一计量部门由同一标准鉴定;定位轴线、标高和地脚螺栓根据实际确定;钢柱的制作与交装必须满足现行规范的验收标准。
楼盖的设计。高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度,是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件,同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用,采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖,厚度一般不小于150mm。MST组介梁,只要计算正确,配筋合理,栓钉可靠,则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右,而且不需对钢梁进行稳定验算。
关键词:高层建筑;消防设计;施工;后期管理
中图分类号:TU208文献标识码: A
近年来,各地屡屡报导高层建筑火灾问题,损伤惨重。是什么原因造成高层建筑的火灾频发,我们能不能采取主动措施减少火灾的发生,降低火灾造成的人员伤亡和经济损失呢;本文主要分析了现阶段高层建筑存在的防火技术难题,并提出了一些改进的措施。高层建筑设计中的关键点之一是防火设计。
一、 现阶段高层建筑防火技术难题分析
1.玻璃幕墙的使用:为了采光以及外形美观,高层建筑中多采用玻璃幕墙,玻璃幕墙本身虽不会燃烧,但当发生火灾时会形成‘烟囱效应”,这样更有助于火势的蔓延,并且玻璃幕墙的耐火能力较差,发生火灾后不久就会失去防护能力,掉落下来也影响被困人员的人身安全。
2.消防审核比较困难:消防审核的目的主要是在建筑方案设计、可行性研究阶段时,能提出问题,有效解决存在的防火问题。但 现实是消防部门在审核中遇到不少难题,首先是三边工程,建设单位为了节省资金,尽快见效益,在施工阶段边设计、边施工,有的甚至擅自更改消防设计。其次是 形象工程,不少形象工程的防火间距、消防车道的设置等均无法满足现行规范的要求。第三就是边施工边报审,审核还未通过,工程却已完成大半,有的甚至不是按 审核通过的图纸来施工的,因此,存在不少先天隐患。高层建筑物建成一座就相当于增加了一个重大火灾隐患单位。
3.屋顶直升机停机坪设置不符合要求:《高层民用建筑设计防火规范》明文 要求:“建筑高度超过100m,且标准层建筑面积超过1000平方米 的公共建筑,宜设置屋顶直升机停机坪或供直升飞机救助设施”。规范并未作出强制性规定, 因此,不少超高层建筑都未设屋顶停机坪,致使高处楼层发生火灾时,云梯高度不够,直升飞机又无处降落,这就给火灾发生后的营救工作带来的很大的困难。
4.避难所设置困难:《高层民用建筑设计防火规范》还规定:“建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间),两个避难层之间,不宜超过l5 层”。很多人认为设置避难层不仅会影响建筑物立面效果,同时又造成了资金的浪费。很多建筑虽然设置了避难层,但也形同虚设,人们根本不懂该如何利用、也不愿意到避难层去。
二、针对高层建筑的防火问题,在设计施工及管理等各方面做的改进:
1.保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
(1)耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
(2)建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
2.做好防火分隔与安全通道设计
高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。
(1)防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难,云梯车需要较大工作半径,所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大,如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10米,三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12和14米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。
(2)防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。
(3)安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
关键词:高层建筑;消防排烟;设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
当高层建筑发生火灾时,产生大量的烟气和热量,如果消防排烟系统设计不合理,导致有毒烟气肆意蔓延,容易引起被困人员恐慌失措,搜救人员困难重重,严重危及人民群众生命财产安全。因此,设计科学合理的消防排烟系统,及时排除烟气,才能为人员的安全疏散和扑救工作提供安全条件和宝贵时间。
1、 烟雾危害性影响
高层建筑火灾中产生的烟雾是一种混合物质形态,主要由固态、液态以及气态等杂质组成。影响烟雾危害性的主要因素在于烟雾的成分与多少。烟雾的多少又与燃烧物的供给条件如燃烧物质质量、温度、氧气等是否充足有关,当各方面条件越充足,烟雾量就越多,对人的身体健康损害就越大。当燃烧物处于全面燃烧状态时,会与各种外界物质混合,发生化合反应,生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸气等生成物和有毒气体。当燃烧物没有充分燃烧时,不仅会生成上述生成物,还能产生醚、醇等有机物质。通过燃烧过程中生成的有毒气体作用于人体,出现呼吸道感染灼伤、脏腑受到刺激、窒息等危害,容易消磨人的意识,严重者直接导致死亡悲剧的发生。此外,影响消防工作进度的另一个关键因素在于烟雾蔓延的流动速度。当发生火灾时,烟气水平方向流动速度为每秒0.3~0.8m,垂直方向扩散速度为每秒3~4m,即当烟气自由流动时,只需1min左右就可扩散到几十层高的大楼。
排烟口远离散口示意图
2、 存在问题
(1)自然排烟不符合要求。单从自然排烟的效果考虑,最好将排烟窗设置在靠近墙的上部位置。而在目前高层建筑中,有很多自然排烟窗都违背了这一规范要求,直接将自然排烟窗设置在墙的下部,这样使得排烟窗与吊顶、顶板的距离扩大,影响自然排烟效果。
(2)自然排烟窗开窗面积不符合标准要求。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.2条,明确规定了自然排烟窗的开窗面积。但是在实际操作中,部分设计人员并没有根据相关的规范要求,仔细计算开窗面积,有的将固定窗的面积与排烟窗面积重合计算,导致排烟窗面积与规范要求相背离,导致排烟效果大打折扣。
(3)送风道阻力过大。在高层建筑的实际验收过程中,不难发现很多工程设置的送风口的尺寸大小、风机风量以及风压能等都富恶化规范要求,而实际对送风口进行测量时,发现其实际风速比设计的小的多,或者距风机较近的送风口的风速较大,离得越远则风速越小甚至出现无风等状况,难以达到门洞风速以及产生余压的规定要求。
3、高层建筑消防排烟系统设计
3.1确定消防排烟部位
高层建筑防排烟部位在高层民用建筑相关的防火设计规范中有着明确的规定,除了剧院、体育馆等高于24米的单层主体建筑的其他所有不低于十层的民用建筑或居住建筑等,都应该在其相应的前室、楼梯以及电梯等部位装置防排烟系统。此外,在高层建筑中人员密集频繁来往的场所、中庭闭封的避难层、易燃物较多的地下室面积高于一百平方米的房间等也应设置完备的防排烟系统。
3.2划分防烟分区
按面积划分、按用途划分、按方向划分是高层建筑防排烟系统分区划分的三种主要方法。按照面积划分是指在建筑内部进行面积的划分,根据划分面积设置基准防烟分区。但是由于每层防烟分区的用途与形状都存在差异,而它们具有相同的面积。按用途划分是根据建筑物各个部分的不同功能划分防排烟分区,在各个功能不同部分如卫生间、办公室、客房、起居室等的不同划分,既方便又合理。按方向划分是根据高层建筑的上层、底层部分功能用途的不同,分别从楼层、面积角度进行垂直方向和水平方向的防烟分区划分。
3.3确定防排烟方式
(1)自然防排烟。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.1条规定:“除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外,靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室,宜采用自然排烟方式。”此方式是在不具备机械通风设备的前提下,主要依靠自然力产生的作用实现,避免消防电梯与防烟楼梯间受到火灾烟气入侵。其具有经济实用、造价低、不受电源控制等特点。但是其防排烟效果直接与外界风俗、风向、气温等的变化息息相关。因此,设计者在进行自然防排烟设计时应正确处理,增强其对建筑排烟的积极作用。
(2)机械加压送风防排烟。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)第8.3.1条规定了采用机械加压送风防烟设施的两种情形,一是不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室;二是采用自然排烟措施的防烟楼梯间,其不具备自然排烟条件的前室。此设置主要是避免在火灾发生后受到烟气的干扰和影响,让相关被困人员及时疏散、远离事故现场。在进行此消防排烟系统设计时,必须与具体的建筑物构造形态相结合,根据具体情况采取具体措施。此设计的原理是采取机械加压的方式使现场周围的空气压强增大,最终比火灾区域内空气压力高,使得烟雾的蔓延、扩散进一步降低,与消防工作积极配合,起到控制火势的作用。根据加压送风量计算公式计算
Qj=KAjP1/n
在此公式中,正压送风系数为K,Aj是指在此系统中全部气流通路的流通面积,正压与非正压之间的压力差为P,数系数以n表示。目前国内在高层建筑防烟设计计算中使用较普遍的两个公式为基本计算公式。
1、安保持疏散通道需要有一定的正压值,俗称压差法公式:
L=0.827*A*P1/n*1.25
其中,L为加压送风量,0.827为漏风系数,A为总有效漏风面积,P为压力值,n为指数,一般取2,1.25为不严密处附加系数。
2、按开启着火层疏散通道时要相对保持该门洞处的风速,又称流速法公式:
L=f、v、n……(7.2)
其中,L为加压送风量,f为每档开启门的断面积,v为门洞断面风速,n为同时开启门的数量。
4、结语
防排烟系统设计以及相关的控制技术对高层建筑消防排烟系统应用效果有着直接的影响。因此,设计人员应严格执行国家规定设计要求,完善和落实防排烟系统设计,辅助火灾消防工作,降低生命财产损失。
参考文献:
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[6]李福,高层民用建筑防排烟系统若干问题探讨[J].城市建设,2010(24).
关键词:高层建筑;沉降观测
为了确保高层建筑的建筑质量及使用寿命,同时为之后的勘察设计施工工作提供切实有效的建筑信息和沉降参数,构建沉降观测的重要性是十分明显的。根据多年来在高层建筑施工过程中关于沉降观测方面的经验,在这里对高层建筑施工过程中的沉降观测工作的工作要点及技术应用进行切实有效的分析。
一、建筑物沉降观测的必要性
在进行高层建筑施工的实际过程中,普遍使用沉降观测技术,并不断加强对高层建筑的各个阶段的沉降观测技术的使用。高效及时的沉降观测不仅能为今后的建筑工程项目施工提供准确可靠的技术指数和相关参数,而且能为设计部门提供详尽的地质勘测资料,为杜绝以后施工过程中可能发生的建筑主体结构损坏或者出现裂缝等质量问题提供了重要保证,同时还可以使得建筑项目的安全性与使用年限符合国家相关检验标准。
为能保证高层建筑物结构的安全,确保建筑物的正常使用,加强高层建筑物各个阶段的沉降观测是非常必要的,应引起高层建筑设计者的高度重视。特别在高层建筑施工期间,不仅要对各阶段沉降点进行周密的观测,而且还要通过专业技术人员对各项观测数据进行严密的分析和研究,找出项目所在地的高层建筑发生沉降的原因,并针对原因及时制定有效合理的控制措施,从而提升整个建筑工程项目的施工建设质量和确保今后在使用过程中高层建筑的使用安全性和稳定性。
二、观测程序及观测步骤
(一)水准控制网的建立
根据工程的特点布局、现场的实际环境条件制订与之适应的施测方案,由建设施工单位提供施测的水准控制点,同时根据工程的测量施测方案以及布网原则的相关要求建立适当的水准控制网。其具体要求如下:1、一般情况下,高层建筑的周围的水准点的布置数量要保持在3个以上,水准点之间的间距要在100米之内,以确保稳定的测量效果。2、在施工现场内,任何观测地点的仪器架设,其后视观测水准点必须设立两个以上,同时,施工及观测现场的各个水准点要构成闭合的图形,以便在施工和观测过程中进行闭合检校。3、各水准点的设置不能在建筑物开挖、地面沉降以及震动区的范围之内,水准点的设置应当符合二等水准测量的基本要求,同时要根据工程自身的具体特点,建立科学合理的水准控制网体系,与基准点之间组成联测网,并最终利用平差的方式计算出每个水准点的高程。
(二)观测路线的建立
观测路线一般由场区水准控制网中的观测点集合而成,同时按照不同的施工要求采用多种观测路向,设置多种观测路线。同时根据沉降观测点的实际埋设要求或者施工方的图纸要求的沉降观测点分布图依次划分观测路线,从而确定沉降观测点的具置。在控制点与沉降观测点之间建立比较固定的观测路线,同时,在架设仪器站点与转点处作好标记桩,进而保证每次观测的路线的统一性和科学性。
(三)沉降观测
根据预先制定的工程施工观测方案和确定的观测周期。首次进行观测应当在观测点埋置稳固后进行。一般情况下,高层建筑物的地下结构都在一层以上,因此,首次的观测应当从建筑物的基础开始,在基础为止设立临时观测点,待临时观测点稳固之后进行首次观测。观测时一般用N2 或N3 级的精密水准仪,每个测量点一般观测两次为宜。然后每施工一层就复测一次,直到工程竣工为止。
三、高层建筑沉降观测中的常见问题及处理措施
(一)水准点设置问题
由于受施工和生产的影响,观测点和水准点之间的环境往往会发生变化,这就会使原有的观测点和水准点大多不再通视。因此,在对待具有较多观测点的建筑物时,应在沉降观测之前针对现场作出精心规划,预见可能存在的障碍物,以对仪器安装的最佳位置加以确定,之后选定较为稳定的若干沉降观测点位临时水准点,并同水准点构成闭合环路。
(二)沉降曲线观测后的回升问题
在实施第二次观测时,存在着曲线上升的现象,到第三次观测时,观测曲线又呈现下降趋势。大多是由于最初测量的精度不高。应采取如下措施:如回升曲线超过5毫米时,第一次观测结果失效,进而采用下一次的观测结果来作为初测结果,若回升曲线在5毫米的范围内,则可对其初测标高加以调整,使其同第二次的观测标高相一致。
(三)沉降曲线由某点逐渐回升问题
主要是因水准点的下降造成的,水准点逐渐下沉,沉降量也随之减少,但是建筑物初期的沉降量比较大,这时建筑物大于水准点的沉降量,沉降曲线不存在回升,但至后期,建筑物下沉区域稳定,这时水准点若继续下沉们就会造成沉降曲线的逐渐回升。为避免问题的发生,在选择及埋设水准点的过程中,应重视建筑物上水准点的设置,当发生问题时,应测出水准点下沉量,及时对观测点标高加以修正。
(四)沉降曲线由某点突然回升问题
多是由于观测点或水准点被触动等引起的,且只有当观测点被触动后高于碰前标高或水准点触碰后低于碰前标高时,回升问题才会出现。此外,当观测点表面存在违背完全清除的落地砂浆时,亦会引起这种问题的形成。应在现场对各观测点和水准点进行检查,观测点和水准点在被触动时,表面会存在损伤。
(五)沉降曲线波浪起伏问题
沉降曲线在后期呈现出波浪起伏的状态是建筑沉降观测中最为常见问题,其原因是由测量误差所导致的。应依据整个建筑沉降观测的情况来进行分析,使测量结果具有一定的趋向性,从而使得复测结果同首次测量结果更为一致,沉降测量结果也更加真实。
四、结束语
通过以上详细的分析,我们可以看出沉降观测技术在高层建筑施工中的应用显得极其重要,因为它即保证了建筑物的质量,还可以不断的加快我国城市化进程的脚步。所以,我们要加大它在建筑物中的应用范围。
参考文献:
巴黎花园项目由某公司筹资兴建,场地位于成都市龙泉驿区西河镇西河大道295号,交通便利。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)及《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004),其工程重要性等级为一级,场地为中等复杂场地,地基为中等复杂地基,岩土工程勘察等级为甲级。
2勘察目的及要求
本次工程勘察目的及要求:根据拟建物的性质和地下室的埋深,查明拟建场地的工程地质条件,提出基础设计、基坑设计及施工所需参数,为拟建工程的地基基础施工图设计与施工提供依据。具体要求如下:
(1)查明建筑场地的地层结构、均匀性,场地土类型以及各岩土层的物理力学性质;查明持力层和主要受力层内土层的分布,尤其应查明基础下软弱地层和坚硬地层的分布,对于岩质地基和基坑工程,应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质量等级和风化程度,判定有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。
(2)查明有无可液化地层,并对液化可能性及等级作出评价;判明建筑场地类别,提供抗震设计有关参数。
(3)调查了解有无古河道、暗浜、暗塘、人工洞穴或其它人工地下设施;查明建筑场地内及其附近有无影响工程稳定性的不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,预估进行工程活动的后果,对不良地质作用的防治提出建议,并提供所需计算参数。
(4)查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、稳定水位;提供基坑开挖工程应采取的地下水控制措施,当采用降水控制措施时,应分析评价降水对周围环境的影响,提供降水设计所需的参数。
(5)对地基岩土层的工程特性和地基的稳定性进行分析评价,提出各岩土层的地基承载力特征值;论证采用天然地基基础形式的可行性,对地基类型、基础形式、持力层选择、基础埋深等提出建议。
3.勘察实施情况
3.1勘探点布设
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001(2009年版))、《高层建筑岩土工程勘察规程》(GB50007-2011)及《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中的有关规定及成都雨龙世纪置业有限公司提供的拟建建筑物总平图等设计资料,在拟建建筑物的轮廓线、角点、基坑周边及地下车库范围内进行勘探点的布置。高层建筑物主楼部分的勘探孔间距为10.79~18.00m;多层商业、纯地下室及基坑边勘探孔间距为15.84~27.60m。本次勘察共布设勘探点165个,其中控制性钻孔55个,一般性钻孔110个。
根据相关规范、规程的有关规定及拟建建筑物的性质、平面形式、荷载分布等情况,结合我院的类似基坑支护经验、场区附近已有地质资料、可能采用的基础型式等综合确定勘探钻孔数量及深度,具体如下:
(1)1~8号楼高层建筑物勘探点:本部分为高层建筑物,共布控制性钻孔38个,钻孔深度为29.90~35.20m,一般性钻孔76个,钻孔深度为24.80~30.20m,全部采用回转钻探取芯钻进工艺。(2)高层建筑裙楼及纯地下室勘探点:本部分按建筑物轮廓线及地下室范围布设钻孔33个,其中控制孔11个,钻孔深度为29.80~30.20m,一般性钻孔22个,钻孔深度为24.20~26.20m,均采用回转钻探取芯钻进工艺。(3)基坑边线勘探点布设:基坑边钻孔按场地地形地质条件结合可能采用的支护方案综合确定其深度,结合《高层建筑岩土工程勘察规程》(GB50007-2011)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)及成都市该地区基坑支护施工经验,考虑采用排桩支护需要,地下室基坑边线共布控制性钻孔6个,深度为29.20~30.40m,一般性钻孔12个,深度为28.70~29.00m。1号楼、7号楼及8号楼高层建筑区域内20个勘探点距离基坑开挖线较近,基坑孔未单独布设。
3.2勘察方法及手段
本次详勘工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段:
(1)搜集资料及工程地质调查测绘:搜集和研究了场地区域地质、地震资料及场地附近已有的工程勘察、设计和施工技术资料和经验,进行了现场踏勘及工程地质调查测绘,特别是对基坑边线以外20米范围内进行了地质调查测绘,收集相关市政管线、区域地质、水文气象资料等。(2)钻探:目的是通过钻取原状岩土,采取岩土试样,查明地基土结构、性质、鉴别岩土体类别及特性,确定各工程地质层及亚层的分布埋藏界线。本工程所有钻孔均采用XY-100型回转钻机钻进全孔取芯;(3)原位测试:本次勘察对淤泥质粘土、粘土、全风化泥岩进行了标准贯入试验,对粘土质卵石进行了超重型动力触探,以测定各土层和岩层的力学性质,提供其承载力和变形参数。(4)波速测试:为了确定和划分场地土类型、建筑场地类别及评价场地的地震效应,获得场地内各地层的剪切波速及动力学参数,估算场地卓越周期,评价岩体的完整性等,本次勘察对10幢高层建筑物各选取1个钻孔(8#、10#、28#、40#、65#、79#、81#、107#、121#、139#)做单孔波速测试。(5)室内岩土试验:本次勘察现场采取原状土样、岩样进行室内岩土常规试验、土的腐蚀性试验及粘性土的膨胀性试验,以确定场地内各主要土层的物理力学指标及判定场地内土对混凝土、混凝土中的钢筋及钢结构的腐蚀性。(6)地下水水质分析试验:在场地内采取地下水试样2件(9#、126#钻孔),进行室内水质简分析,判定地下水对混凝土、混凝土中的钢筋腐蚀性。
4.岩土层工程性质评价
根据本次勘察成果资料,场地内的地层由人工填土、淤泥质粘土、粘土、粘土质卵石和泥岩组成。结合拟建物的特征和采用的基础型式,各岩土层用作基础持力层的适宜性评价如下:
(1)场地内的人工填土层为新近回填土,结构松散、厚薄不均、承载力低,压缩性大,不能作为拟建物的基础持力层。
(2)场地内的淤泥质粘土虽在上部人工填土作用下局部有固结现象,但其结构松散、厚薄不均、压缩性较大,承载力低,不能作为拟建物基础持力层。
(3)场地内的粘土分布较稳定,承载力较大,可作为多层建筑及纯地下室基础持力层,也可作为高层建筑下复合地基桩间土使用。