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關鍵詞:高層建筑 防火分區 防火對策
中圖分類號:TU998 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)07(b)-0253-02
隨著我國當前城市化進程的加快,高層建筑數量也在與日劇增。高層建筑由于其規模大、結構復雜,對防火設計的要求也較高。該文針對目前高層建筑所面臨的一些防火設計問題,列出了幾類具體的防火措施,能夠有效地提高高層建筑的防火水平。
1 防火分區的定義及種類
防火分區指的是用防火墻、建筑樓板、防火門窗及防火卷簾等防火分隔設施將建筑物的平面或空間劃分成的若干個區域。按照阻止火勢蔓延方向來分,防火分區可分為水平防火分區和豎向防火分區。當建筑物發生火災時,建筑物內所劃分的若干防火分區,可以有效地將著火范圍控制在某個防火分區內,從而達到阻止火勢蔓延,減少火災損失的目的。此外,還能為人員疏散和火災撲救爭取寶貴的時間。
1.1 向防火分區
豎向防火分區主要用于阻止火勢沿垂直方向在建筑物的層與層之間蔓延。它是指采用一定耐火極限的樓板和窗檻墻等建筑構件,在垂直方向上的建筑層與層之間設置的有效防火分隔措施。
1.2 水平防火分區
水平防火分區主要用于阻止火勢沿水平方向在建筑物的平層內擴大蔓延。它是指在水平方向上采用防火墻、防火門窗及防火卷簾等防火分隔設施將建筑各層平面劃分成若干區域。這樣一來能夠有效控制火勢在每層水平方向的蔓延。從防控火災的角度來看,建筑的防火分區數量越多、面積越小,就越有助于增強建筑物的抵御火災能力。因此,劃分防火分區數量和面積大小要根據建筑物的規模、用途、重要程度、火災危險性、建筑高度、人員密集度、建筑內部布局等諸多因素去全面考慮。
2 高層建筑火災的特點
從以往各類火災統計情況來看,高層建筑火災原因主要分為以下幾方面:高層建筑中用火、用氣及用電負荷較大,加之許多高層建筑多為綜合性用途,多產權單位,管理不到位,電氣線路私拉亂接等問題普遍存在,因此,易發生電氣、燃氣等種類的火災事故;在高層建筑中的自動消防設施出現故障時,也是可能導致火災的迅速蔓延。例如:自動消防設施無法聯動啟動,應急照明燈不能點亮,火災報警探測器故障,應急廣播系統癱瘓,沒有配備必要的消防器材設施等;建筑內部消防設施未達到規范標準要求,建筑防火分區劃分不合理、防火封堵工程質量不高等,都可能會使小火變大災,引發重特大火災。
3 高層建筑的防火對策分析
3.1 加強日常消防安全管理
為加強高層建筑的日常消防安全管理工作,我們應該抓好以下幾個方面:一方面,應該選擇使用性能過關、質量安全的燃氣器具和電器設備,在燃氣管道和電氣線路安裝敷設時,我們必須嚴格執行消防規范標準的要求,嚴禁私拉亂接各類管道線路,而且應將緊急切斷裝置安裝在高層建筑樓前的供氣管道上;如果必須要在高層建筑動用明火作業,那么要在作業前進行申請審批,并在明火作業時要安排專人現場監護。另一方面,要嚴格控制管理好吸煙現象,嚴禁在可能發生火災的危險區域吸煙,比如變配電室,可燃物品倉庫等;必須嚴格遵守用火、用電或用氣的消防安全操作規程,定期維護保養高層建筑中的各類消防設施和燃氣、電氣設備等重要設備,一旦發現故障,必須及時開展維修,避免因各類設施設備故障而導致火災發生蔓延;要制定完善的消防安全管理制度,切實明確高層建筑使用者的消防安全責任,通過強化制度管理,有效開展巡查檢查,發現存在的火災隱患并及時進行整改,以確保高層建筑能夠在加強火災預防管理的基礎上及時有效地消除使火災隱患。
3.2 規范防火設計內容
合理規范的防火設計是有效預防控制高層建筑火災發生蔓延的重要途徑,規范高層建筑的防火設計,可以注意以下幾個方面:一是要對高層建筑的防火分區面積進行合理劃分,特別注意在建筑的豎向分隔地帶(玻璃幕墻、外墻保溫)及各類井道(燃氣管井、強弱電井、暖通風井及電梯井)中設置必要的防火分隔設施及防火封堵材料;二是高層建筑的裝修裝飾材料應盡量采用不燃、難燃材料,同時要做好吊頂、各類孔洞縫隙的防火封堵工作。例如:應采用B1級難燃材料作為地面、墻面的裝修裝飾材料,而頂棚材料應選用A級不燃材料,如建筑內部的裝修裝飾要求較為特殊,只能在室內局部按照裝修設計規范有關要求采用B2級可燃材料;三是要確保建筑自動消防設施能夠正常聯動啟動發揮滅火作用。要選用符合市場準入規則的消防產品,這些產品都是具有備案登記、檢驗報告及強制認證許可證書的消防產品,同時還可對所使用的消防產品進行監督抽樣送檢,送至檢驗機構對現場產品進行檢驗,確保質量;四是要根據高層建筑的類別嚴格按照消防規范要求設計防排煙系統、自動噴水滅火系統、火災自動報警系統等消防設施,確保高層建筑的消防安全。同時要注意定期維護保養高層建筑中的自動消防設施。
3.3 大空間建筑設置防火隔離帶
防火隔離帶是指在建筑中設置的分隔可燃物的一個特定區域,處于這個區域中的各類裝修、建筑構件等均是選用A級不燃材料,并且該區域中不允許放置任何可燃物,設置了高效的防煙排煙設施,防止防火隔離帶一側的煙火向另外一側蔓延,從而在建筑內部空間上形成了一個獨立的防火分隔區域。如對建筑空間連續性要求較高的大型商場、體育館及候機廳等場所防火分區的劃分,設置防火隔離帶的辦法可以很好的解決連續大空間的問題。通常建筑內存放物品的燃燒性能,決定了設置防火隔離帶的寬度,防火隔離帶周圍的物品都為不燃時,我們可以把防火隔離帶的寬度設定為6 m;防火隔離帶周圍的物品都為可燃時,我們可以把防火隔離帶的寬度設定為9 m。而且防火隔離帶也可作為大空間建筑發生火災時,人員安全疏散的重要通道,我們把隔離帶同室外安全出口相連通,疏散人群到達防火隔離帶就能輕易從安全出口疏散。
3.4 消防電梯的設計要求
當高層建筑發生火災時,消防員是否能夠快速地抵達建筑起火部位,對于火災撲救十分重要。有的高層建筑樓層很高,消防員靠攀登樓梯則需要較長的時間,因此,高層建筑要設消防電梯,來提高滅火戰斗效能。建筑消防電梯的設計要求包括:首先要明確哪些建筑物需要設置消防電梯,在防火規范中規定,建筑高度超過32 m且設置電梯的高層廠房和倉庫、一類高層公共建筑和建筑高度超過32 m的二類高層公共建筑、建筑高度超過33 m的住宅建筑、設置消防電梯的建筑的地下半地下室及埋深大于10 m且總建筑面積大于3000 m2的其他地下半地下室等需要設置消防電梯。建筑的每個防火分區內至少設置一部消防電梯。
對消防電梯的設置要求還包括:一是必須要設置前室,且面積至少6 m2,前室與走道之間應設乙級防火門,還應設消防專用電話、專用操縱按鈕和事故照明。在前室門外走道上應該設置消火栓和緊急用插座;二是消防電梯間前室宜靠外墻設置,在首層應設直通室外的出口或經過長度不超過30 m的通道向室外;三是消防電梯的井壁、機房隔墻的耐火極限應不低于2 h,隔墻上的門應設甲級防火門,井道頂部要有排煙設施;四是消防電梯應有備用電源;五是消防電梯前室門口宜設置擋水設施,電梯井底應設排水的設施;六是消防電梯可與客梯兼用,但火災時必須能滿足消防電梯的使用要求。
4 結語
高層建筑中防火分區的劃分占據著極為重要的地位,高層建筑的很多防火設計內容、技術措施都是依托防火分區來進行的,因此,在高層建筑消防設計中應引起廣泛關注。同時,隨著高層建筑的日趨普及,我們應該結合此類建筑的特點來合理設計防火分區及相關的防火技術措施,制定有力的安全管理模式,進一步提高高層建筑消防安全水平,有效預防和減少火災事故。
參考文獻
[1]王偉.淺析高層建筑防火安全問題及預防對策―― 從大型高層建筑火災中的幾點啟示[J].安防科技,2006(4):23-25.
【關鍵詞】高層建筑防火;安全隱患;措施
高層建筑的樓層具有一定的高度,設備相當齊全,功能比較復雜性。與其它普通的建筑物相比,一旦在高層建筑中發生火災,我們無法從外部著手進行相應的滅火工作,這在一定程度給人員疏散和撲救工作造成了極大的困擾,不可避免地會導致嚴重的經濟損失,甚至出現一些人員傷亡事故。因此對高層建筑防火設計的方法非常有必要。以下就其進行簡要分析。
一、高層建筑發生火災時的特點
1、高層建筑火災撲救難度大。在高層建筑內部引發火災的時候,絕大部分消防人員所應用的滅火救援設備根本無法真正滿足高層建筑物火層的實際高度。正因為如此,不少室內設施成為撲救高層火災必不可少的要件之一。但是,在實踐中,我們不難發現,相當一部分室內設施管路具有一定的復雜性,滅火不具有較強的針對性,所需的用水量十分巨大。更確切的說,基于十分有限地高層建筑自身消防水量的考慮,從室外對相應的消防車進行供水補給,已經成為未來發展的必然趨勢之一。
2、發生火災人員疏散困難。從目前看來,隨著高層建筑的高度變化,絕大部分高層建筑的內部結構會顯得更加繁雜,一旦引發火災,安全疏散具有一定的難度。對于相當一部分高層建筑來說,垂直疏散距離比較大,需要耗費比較長的時間,才能實現疏散到地人員。調查研究顯示,如果選擇三十層樓的高度,讓一位身體素質達到相應標準的消防員從上往下跑,需要耗費的時間大約在三十分鐘之內。更進一步說,在進行安全疏散的過程中,高層建筑的居民過于集中,比較容易在疏散通道內部發生踩踏事件,后果不堪設想。另外,在發生火災的時候,火勢和煙氣蔓延迅速,基于突況,絕大部分人們會瘋狂的朝著樓梯間奔去,此時,竄入的煙氣,大幅度提高了疏散的難度。
3、火勢蔓延迅速。在相當一部分高層建筑相關領域的豎向井道中,假如沒有將防火分隔工作處理好,火災發生的時候,會產生相應的煙囪效應,進一步導致火勢蔓延迅速。打個比方,在沒有任何遮蔽的前提之下,高層建筑的高度超過了一百米,煙氣順利抵達高層建筑的頂層僅僅需要三十秒的時間。實踐表明,伴隨著高層建筑的高度不斷增加,與之相應的風速也越來越大。不言而喻,風速越來越大,火勢蔓延越來越迅速。
4、發生火災概率大。在實踐中,我們應該清楚的認識到,絕大部分高層建筑內部存在不少的問題和不足之處,易于引發火災,有待我們深入了解。這些問題包括:電器設備比較多、電器線路老化速度快、內部結構十分復雜和用電量比較大等等。值得肯定的是,伴隨著高層建筑的現代化水平越來越高,易燃物數量越來越大,引發火災之后的撲救難度也相應地有所提高。實踐證明,假如管理存在一定的漏洞,無法正常啟動設置、安放在高層建筑物內部的自動報警系統,為此,發生火災的概率越來越大。
二、高層建筑防火設計的方法
1、保證建筑主體結構具有足夠的耐火穩定性。在高層建筑的設計過程中,我們應該結合自身的實際情況,嚴格按照相關文件的耐火等級標準,進一步確保建筑主體結構具有足夠的耐火穩定性。在火災發生過程中,高層建筑主體結構具有足夠的耐火穩定性,有利于盡可能保持較短時間內的結構安全,為消防人員爭取足夠的預留時間,有利于最大限度地降低高層建筑引發火災的經濟損失和人員傷亡。通常,高層建筑的內部附屬設施是耐火等級主要涉及的范圍之一。另外,高層建筑的主體結構也是耐火等級應該考慮的主要內容之一。這里需要明確指出的是,保證防火分隔到位切斷火災蔓延途徑,不容忽視。另外,合理安全疏散設計暢通逃生通道,應該引起有關方面領導的高度重視。
2、總平面布局和平面布置。總平面布局和平面布置對建筑自身及相鄰建筑物的使用功能和安全有非常大的影響,總平面布局在滿足城市規劃和消防安全的前提下,合理布置建筑位置、防火間距、消防車道和消防水源等。合理布置建筑,建筑之間留有足夠的防火間距,用以消除或減少各建筑之間及周邊環境的相互影響,防止火災蔓延。建筑物間的防火間距應滿足《建筑設計防火規范》《高層建筑設計防火規范》規定的要求。
當防火間距因場地原因不能滿足國家有關消防技術規范時,可采取以下補救措施:(1)拆除部分耐火等級低、占地面積小、使用價值低的和新建筑相鄰的原有陳舊建筑。(2)設置獨立的室外防火墻,在設置此墻時,應兼顧通風排煙和破拆撲救。(3)改變建筑物的生產和使用性質,降低建筑物的火災危害性。(4)將建筑物的普通外墻改為防火墻,或減少相鄰墻面的開洞面積,如設門窗應采用防火門窗。
2、建筑內部空間的布置。為防止火災和煙氣在建筑內部蔓延擴大,確保火災時的人員生命安全,減少財產損失,應對建筑內部空間進行合理布置。(1)建筑布置應遵循以下原則:建筑內部某個部位著火時,能限制火災和煙氣在建筑內部蔓延擴大,并為人員的疏散、消防人員的撲救提供方便。建筑內部某個部位著火時,減少對相鄰區域受到強制熱輻射和煙氣的影響。能方便消防隊員的救援、利用滅火設施進行滅火。有火災、爆炸危險的建筑設備部位,能防止對人員和重要設備造成危害。(2)設備用房的布置應遵循以下要求:燃油、燃氣鍋爐房、變壓器室應布置在建筑物的首層或地下一層靠外墻部位。鍋爐房、變壓器室的門應直通室外或安全出口。柴油發電機房宜布置在建筑物的首層和地下一層,機房內應設置儲油間,總儲存量不應大于8h的需要量。消防水泵房不應設置在地下 3 層及以下其他層,疏散門應靠近安全出口。
3、建筑內防火分區的劃分。為有效的阻止火災在建筑物的水平、垂直方向蔓延,將火災限制在一定范圍內,在建筑內劃分防火分區是十分必要的。為了火災發生時,將煙氣控制在一定范圍,為了提高排煙口的排煙效果,劃分防煙分區是最好的方法。高層民用建筑(一級,二級耐火等級)防火分區的最大允許面積為1500m2;單、多層民用建筑,耐火等級為一級,二級時,防火分區的最大允許面積2500m2;耐火等級為三級時,防火分區的最大允許面積為1200m2;耐火等級為四級時,防火分區的最大允許面積為 600 m2;地下室的防火分區允許面積為500m2,當建筑內設有自動噴淋系統時,防火面積增加1.0 倍。防煙分區不宜大于2000m2,防煙分區應采用擋煙垂壁、隔墻、結構梁等劃分;不應跨越防火分區。
三、結束語
一般來說,絕大部分高層建筑存在的火災隱患包括:可燃物數量比較多,火勢蔓延速度過快;高層建筑層數過多,平面結構十分繁雜,人員疏散難度大;火災撲救困難;引發火災的概率高等等。正因為如此,說明加強高層建筑防火設計的重要性。
參考文獻:
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[2]杜榮軍,張玉玲.關于高層建筑防火安全的探究[J].科技致富向導,2012
[3]張春紅.現代高層建筑防火的安全隱患及對策[J].城市建設理論研究,2011
【關鍵詞】高層建筑;防護措施;檢測方法
1明確高層建筑的定位及典型數據
一般住宅建筑層高為3m,則12層建筑為36m,15層建筑為45m,20層建筑為60m。《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)防雷類別規定,第一類防雷建筑的滾球半徑為30m,第二類防雷建筑的滾球半徑為45m,第三類防雷建筑的滾球半徑為60m,正常高層建筑都屬于第二類防雷建筑。
2確定高層建筑防護措施
2.1明確規范條款
第一類建筑一般不屬于高層建筑,《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)第二類與第三類防雷建筑的規定基本類同,本文僅以第二類防雷建筑條款作出規定,《建筑物防雷設計規范》4.3.9條規定:高度超過45m的建筑物,除屋頂的外部防雷裝置應符合本規范第4.3.1條的規定外,尚應符合下列規定:1.對水平突出外墻的物體,當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時,應采取相應的防雷措施。2.高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過60m的部位應防側擊,防側擊應符合下列規定:1)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體,應按屋頂的保護措施考慮。2)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求,接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。3)外部金屬物,當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時,可利用其作為接閃器,還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。4)符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架,當作為引下線或與引下線連接時,均可利用其作為接閃器。3.外墻內、外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端,應與防雷裝置等電位連接。
2.2高層建筑物等電位連接措施和作用
防雷裝置地上高度hx處的電位:U=UR+UL=IRi+Lo•hx•di/dt。在第二類典型雷電流參數,建筑物電阻取4Ω的情況下,高度為60米的位置,U=150kA•4Ω+1.5uH/m•60m•150kA/10us=600kV+1350kV=1950kV.參考GB50057規范電阻電壓降空氣中的擊穿距離500kV/m,和對應該二類防雷電感電壓降空氣中的擊穿強度660kV/m。那么該建筑在60米時可能的擊穿放電距離為s=600/500+1350/660=3.246米。那么該點會對周圍3.246米的人或者設備放電,將產生巨大的安全隱患。
3高層建筑檢測基本要點
高層建筑物檢測,首先是應該在建筑物施工的階段做好跟蹤檢測,層層跟蹤檢測,確保每一個預留的接地點和均壓環都與建筑物引下線連接可靠,這些預留接地點包括等電位連接點、綜合布線接地點、屏蔽體接地點、防雷區交界處接地點等。其次是在建筑物竣工檢測時,應綜合把握各個防雷要點,如在不同樓層需安裝防雷裝置的部位,這些部位是否應按照天面的防雷裝置進行安裝。安裝的防雷裝置材料規格是否合格;等電位措施是否完善;防雷區的劃分是否合理;綜合布線是否符合檢測規范要求;屏蔽、接地等措施是否合理。
4高層建筑金屬物等電位連接檢測要點
高層建筑金屬物等電位連接是高層建筑的檢測重點,以前經常采用直接從外墻拋線到地面進行檢測,這樣會產生很大的工作量,也容易引起安全事故。根據高層建筑物的特點和跟蹤檢測時的記錄,可以用環路電阻測試儀(鉗表)對同一樓層和不同樓層進行等電位檢測。環路電阻表測量同一層,金屬門窗與門窗,與等電位連接點。不同層之間。不用放線下去測綜合電阻,只需在地面測試點與上面金屬物之間用環路電阻測試儀測環路電阻。如圖一所示,測量窗A與窗C之間的環路電阻值,如果電阻數據合格,則可以確定窗A與窗C的等電位連接良好,同樣測量窗B與等電位連接點的環路電阻值,也可以判斷窗B與等電位連接帶的連接情況。如果出現窗AC環路電阻符合標準,窗BD測量時環路電阻超過標準值,那么只需要重新測量窗AB、AD或者窗CB、CD就可以精確判斷出窗BD的等電位連接情況,如果窗AB電阻合格,窗AD電阻超過標準值,則可以判斷D窗的等電位連接出現問題。對于在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位的金屬門窗應全部采用此類方法測量是否等電位連接可靠。
5結束語
隨著城市化的快速發展,高層建筑物在大中小城市都越來越多,高層建筑面臨的側擊雷風險也越來越大,只有確實做好高層建筑物的防雷設施,在保證防雷接閃裝置綜合接地電阻合格的情況下,同樣應確保所有高層金屬物的等電位連接可靠,才能有效保證高層建筑自身與里面的人員的安全。
參考文獻
關鍵詞:高層建筑;火災成因;預防對策
中圖分類號:TU714 文獻標識碼:A
隨著人口密度的不斷增大,當前城市建筑不斷地朝著地下發展,高層建筑的數量也在不斷地增加。高層建筑和普通建筑相比,無論是高度還是結構,都更加的復雜化。高層建筑內部裝修導致大量的建筑裝修材料堆積,一旦發生火災人員的疏散十分的困難,且人口密度較大,一旦出現火災,將會給建筑用戶的生命和財產安全帶來巨大的危害。因此必須做好高層建筑的安全防火工作。
1 高層建筑火災成因分析
在高層建筑火災中,相當大一部分都是由于人為的原因導致的火災,如生活用火、電氣設備老化、自燃。還有一部分是由于建筑本身在設計上存在安全隱患,從而增大了火災發生的概率和發生火災后消防工作的難度。高層建筑發生火災具體的原因主要表現在以下幾個方面:
1.1 高層建筑設計上存在的缺陷
很多高層建筑在設計過程中為了降低成本沒有設計相關的消防設施,從而增加了火災隱患。
1.2 消防審核把關難
高層建筑往往都需要經過消防部門的嚴格的審查之后才能夠投入使用。通過專業的檢查,能夠及時的發現建筑在設計過程中存在的缺陷,及時的采取相應的措施來進行解決。但是在實際中,很多高層建筑往往都是在工程開始建設之后才開始進行相關的申報工作,導致很多建筑都存在安全隱患。
1.3 消防工程質量不高
在實際的施工過程當中,對于消防工程施工沒有足夠重視,將主要的精力集中在土建工程上。很多高層建筑在進行消防工程施工的過程當中往往沒有使用專業的施工單位,直接由原本土建施工單位負責進行,這就使得消防工程質量十分低劣。同時在消防工程建設過程中,相關的設備以及材料的質量往往達不到國家規定的相關標準,導致很多高層建筑的消防工程名存實亡,一旦發生火災往往不能夠發揮應有作用,導致火災不能夠得到有效的控制。
1.4 高層建筑消防管理難
隨著消防技術的不斷發展和進步,現代化的高層建筑中往往安裝了十分先進了消防設備和器材。但是這些器材在安裝之后沒有配備專門的人員對其進行相應的檢測和維護,導致這些先進的器材一直處于無人管理的狀態。由于沒有專業人員進行定期的維護和保養,導致相關器材過期失效的現象十分的普遍,一旦出現火災不能夠充分發揮其應有的作用。
2 高層建筑火災特點
2.1 火勢迅猛,蔓延途徑多,易產生煙囪效應
隨著經濟發展水平的不斷提高,高層建筑內部大量采用裝潢材料進行裝修,但是這些材料往往沒有達到相應的防火標準,更有甚者,很多建筑的裝潢材料是易燃物品。高層建筑往往都有電梯井或者是較多電纜井,這些貫通建筑的通道在發生火災的時候能夠起到煙囪的作用,從而加重火勢,使得一旦發生火災,整個建筑就會在較短的時間內都被火勢所蔓延,這使得用于消防的寶貴時間大大的縮短,加大了火災的危害性。
2.2 人員疏散困難,傷亡嚴重
高層建筑由于距離地面較高,使得疏散的通道比較長。且高層建筑中往往具有大量的人員,這就導致一旦發生火災,高層建筑的疏散工作十分困難。很多人員在疏散過程中由于吸入大量的有毒氣體而死亡。
2.3 火災撲救難度大
高層建筑和普通建筑相比,由于其自身的高度較大,一旦在建筑高位發生火災,將會使得消防工作的開展具有較大的難度。由于高層建筑的高度較高,消防水槍的壓力往往達不到相應的高度,這些都會耽誤消防時間,導致人員傷亡的加大。
2.4 構造功能復雜,火險隱患突出
高層建筑的建筑規模往往比較大,建筑自身的結構相對比較復雜。在高層建筑中存在著大量的惡設施,這些設施一旦沒有做好相應的防火工作,就使得建筑發生火災的概率大大增加。高層建筑中使用了大量的空調設備,這些電氣設備的接線一旦出現問題,就大大加重了出現火災的概率。此外高層建筑的人員密度較大,大量的人員集中在一起,本身就加重了火災的隱患。
3 高層建筑防火對策
高層建筑防火就是根據對實際火災的預測,運用工程學的方法研究防火設計、防火管理以及消防工作的技術措施。
3.1 總平面布置
在高層建筑總平面設計中,必須服從城市總體規劃。根據建筑物的使用性質、火災危險性、地形地勢、建筑物的耐火等級和建筑物所在地區常年主要的風向等因素進行合理布局,確定位置,嚴格執行現行國家消防技術規范。對于高層民用建筑,還要根據建筑物本身的使用性質和高層建筑的類別來選擇和確定其耐火等級。
3.2 劃分防火防煙分區,合理設置防火分隔
劃分防火分區,其作用和目的就是一旦某一區域起火,通過防火分隔物將火災控制在局部區域內,阻止火災在水平和垂直方向的蔓延。對于高層建筑,需要設置擋煙設施劃分防火防煙分區,將煙氣控制在一定范圍內,以便用排煙設施將其排出,保證人員安全疏散和便于消防撲救工作順利進行。
3.3 采取安全疏散措施
高層建筑設計和施工中,必須采取安全疏散措施,確定安全出口數量、寬度,樓梯型式,確定疏散距離、寬度,設置避難層、應急照明和疏散指示標志等。鑒于高層建筑垂直安全疏散樓梯極其有限,應設置消防電梯,消防電梯的設置應符合消防技術規范的有關要求。疏散走道應力求短捷,便于形成雙向疏散。
3.4 室內裝修防火
根據建筑物的使用性質、規模,對建筑物的不同裝修部位,采用相應燃燒性能的裝修材料并且積極選用不燃燒材料和難燃燒材料,做到安全適用、技術先進、經濟合理。用于高層建筑室內墻面,隔斷,地面應采用B1級材料,對于室內頂棚必須采用A級材料,局部造型裝修需要,可采用B2級材料;安全疏散通道,樓梯間及其前室,避難區(間)等生命通道,其墻面吊頂,地面均應采用A級材料裝修。
3.5 通風、空調系統防火和建筑防排煙措施
防排煙設施與安全疏散和消防撲救關系密切,它能為消防撲救創造有利條件,同時可以控制火勢蔓延擴大,因此在高層建筑設計時必須設計有效的防排煙設施。從確保安全疏散角度,在防煙樓梯間及其前室,避難間(區)應采用正壓送風,在疏散走道采取機械排煙方式。對消防電梯井及其前室應采取正壓送風,防止煙氣侵入。
3.6 高層工業建筑防爆
對于有爆炸危險的工廠、倉庫,為了防止爆炸事故的發生,減少爆炸事故造成的損失,要從建筑平面與空間布置、建筑結構和建筑設備等方面采取防火設計。
關鍵詞:高層建筑;鋼結構;安裝;施工
高層建筑的發展體現了國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平,也是建設部門財力雄厚的象征。由于高層建筑結構復雜,工程量大,涉及工序多,給建筑施工帶來相當大的難度。如何做好高層建筑結構設計與施工技術,是本文研究的重點。
一、高層建筑結構概念設計原則與體系
結構的簡單性。應將復雜的變成簡單、將結構的受力與傳力途徑設計越簡單、直接和明確就越好、盡可能避免出現以抗扭為主導的關鍵性傳力構件、傳力途徑越復雜就越易形成內力與變形的不協調和難以預料的薄弱環節。同理,對結構進行分析計算時,應該運用最簡單、最直接、概念很清除地計算方法,切忌使用概念含糊不清,有的甚至連概念都看不出來,系數套系數的繁瑣計算方法。
結構的規則性。建筑平面規則,平面內結構布置宜規則、對稱、均勻、減少偏心,使建筑物分布質量產生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞,并使質量分布與結構剛度分布協調,限制質量與剛度之間的偏心、建筑平面規則、結構布置均勻,有利于防止薄弱層的結構過早破壞、倒塌,使地震作用能在各結構之間重分布,增加結構的超靜定的數量,發揮整個結構耗散地震能量的作用。
結構的均勻性。沿建筑物豎向的結構布置宜規則、均勻,避免剛度、承載能力和傳力途徑的突變,避免有過大的外挑和內收,以限制結構在豎向某樓層或少數幾個樓層出現敏感的薄弱部位,以致在這此部位因產生過大的應力集中和過大的變形而使結構不安全。
高層及超高層結構體系。對于高層及超高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過60m為超高層建筑。對于結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架-剪力墻結構體系、框-筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
二、高層建筑的施工技術分析
混凝土施工技術。主要表現在:混凝土施工中,經常會出現建筑體地面或墻體出現局部裂縫的現象、混凝土施工技術人員一定要考慮到由于外部氣候條件、天氣狀況的不同,混凝土的結構自然也會有所差異,其裂縫寬度的控制也會有不同的控制標準。目前,國內高層建筑中混凝土施工技術對于裂縫問題的預防與控制,普遍以施工期間的技術強化與重點監管為主。整體強度的控制方面,混凝土施工中要加強原材料的質量控制與強度檢驗,確保高層建筑整體強度。
轉換層施工技術。主要表現在:控制網的布置、高層建筑轉換層的結構分為頂層、轉換層以上標準層、轉換層、轉換層以下等四個層面。在轉換層施工中,主樓的垂直度和施工測量數據都必須得到有效地控制。鋼筋制作和綁扎工藝要在鋼筋沿體周圍一定的距離安置一定數量的U形鋼支架,鋼筋捆綁的科學順序為:架設U形支架,放置開口底箍、綁扎牢固,放置內開口箍,從中間向兩邊分層放置水平主筋、綁扎牢固,從兩側插入水平開口箍。只有嚴格遵守鋼筋制作和綁扎工藝,才能保證高層建筑施工的基本質量要求。
連體結構施工技術。抗震性能要求,高層建筑物連體結構一般是由兩棟或多棟建筑之間設置的架空連接體而形成、高層建筑物連體結構的跨度因建筑的實際需要及用途的差異而略有不同、在國內現階段應用的高層建筑物連體結構施工技術中,連接體與主體結構的連接一般采用剛性或柔性連接兩種形式、由于高層建筑物連體結構得豎向剛度容易發生突變,結構扭轉效應也相對較大,且豎向與水平地震組合作用對連接體及其附近主體結構有不利影響,受力復雜、因此,在連體機構施工技術的應用中一定要強化建筑物的整體抗震性能,全面保障建。
三、高層建筑的施工的細節技術分析
材料的選用。鋼結構有很多優點,但其缺點是導熱系數大,耐火性差。隨著冶金技術的提高,耐火鋼的研究成功并投入生產,為鋼結構的進步發展創造了條件。寶鋼的B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼,達到600℃時其屈服強度還有150-220MPa。
制作與安裝。土建、鋼結構、玻璃幕墻和各類設備的安裝,使用的測量儀器和使用的鋼尺必須由國家法定的同一計量部門由同一標準鑒定;定位軸線、標高和地腳螺栓根據實際確定;鋼柱的制作與交裝必須滿足現行規范的驗收標準。
樓蓋的設計。高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度,是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側力構件,同時使鋼柱與各豎向構件起到變形協調作用,采用軋制的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋,厚度一般不小于150mm。MST組介梁,只要計算正確,配筋合理,栓釘可靠,則可以節約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右,而且不需對鋼梁進行穩定驗算。
關鍵詞:高層建筑;消防設計;施工;后期管理
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
近年來,各地屢屢報導高層建筑火災問題,損傷慘重。是什么原因造成高層建筑的火災頻發,我們能不能采取主動措施減少火災的發生,降低火災造成的人員傷亡和經濟損失呢;本文主要分析了現階段高層建筑存在的防火技術難題,并提出了一些改進的措施。高層建筑設計中的關鍵點之一是防火設計。
一、 現階段高層建筑防火技術難題分析
1.玻璃幕墻的使用:為了采光以及外形美觀,高層建筑中多采用玻璃幕墻,玻璃幕墻本身雖不會燃燒,但當發生火災時會形成‘煙囪效應”,這樣更有助于火勢的蔓延,并且玻璃幕墻的耐火能力較差,發生火災后不久就會失去防護能力,掉落下來也影響被困人員的人身安全。
2.消防審核比較困難:消防審核的目的主要是在建筑方案設計、可行性研究階段時,能提出問題,有效解決存在的防火問題。但 現實是消防部門在審核中遇到不少難題,首先是三邊工程,建設單位為了節省資金,盡快見效益,在施工階段邊設計、邊施工,有的甚至擅自更改消防設計。其次是 形象工程,不少形象工程的防火間距、消防車道的設置等均無法滿足現行規范的要求。第三就是邊施工邊報審,審核還未通過,工程卻已完成大半,有的甚至不是按 審核通過的圖紙來施工的,因此,存在不少先天隱患。高層建筑物建成一座就相當于增加了一個重大火災隱患單位。
3.屋頂直升機停機坪設置不符合要求:《高層民用建筑設計防火規范》明文 要求:“建筑高度超過100m,且標準層建筑面積超過1000平方米 的公共建筑,宜設置屋頂直升機停機坪或供直升飛機救助設施”。規范并未作出強制性規定, 因此,不少超高層建筑都未設屋頂停機坪,致使高處樓層發生火災時,云梯高度不夠,直升飛機又無處降落,這就給火災發生后的營救工作帶來的很大的困難。
4.避難所設置困難:《高層民用建筑設計防火規范》還規定:“建筑高度超過100m的公共建筑,應設置避難層(間),兩個避難層之間,不宜超過l5 層”。很多人認為設置避難層不僅會影響建筑物立面效果,同時又造成了資金的浪費。很多建筑雖然設置了避難層,但也形同虛設,人們根本不懂該如何利用、也不愿意到避難層去。
二、針對高層建筑的防火問題,在設計施工及管理等各方面做的改進:
1.保證建筑主體結構有足夠的耐火穩定性
目前國內外高樓多依賴鋼結構,雖然它的整體性和穩定性都很好,但耐火性能很差。鋼材的抗拉和承重等性能均會因溫度的升高而急劇下降,通常在攝氏450~650度就會失去承載能力,發生變形,鋼柱、鋼梁彎曲,不能繼續使用。一般情況下,不加保護的鋼結構耐火極限只有15分鐘。因此,建筑界和消防界在解決這個問題方面仍任重道遠。
(1)耐火等級和材料選擇。中國按建筑常用結構類型的耐火能力劃分為四個耐火等級(高層建筑必須為一或二級)。建筑的耐火能力取決于構件的耐火極限和燃燒性能,在不同耐火等級中對二者分別作了規定。構件的耐火極限主要是指構件從受火的作用起,到被破壞(如失去支承能力等)為止的這段時間(按小時計)。構件的材料依燃燒性能的不同有燃燒體(如木材等)、難燃燒體(如瀝青混凝土、刨花板)和非燃燒體(如磚、石、金屬等)之分。
(2)建筑物應根據其耐火等級來選定構件材料和構造方式。如一級耐火等級的承重墻、柱須為耐火極限3小時的非燃燒體(如用磚或混凝土作成180毫米厚的墻或300×300毫米的柱),梁須為耐火極限2小時的非燃燒體,其鋼筋保護層須厚30毫米以上。設計時須保證主體結構的耐火穩定性,以贏得足夠的疏散時間,并使建筑物在火災過后易于修復。隔墻和吊頂等應具有必要的耐火性能,內部裝修和家具陳設應力求使用不燃或難燃材料,如采用經過防火處理的吊頂材料和地毯、窗簾等,以減少火災發生和控制火勢蔓延。
2.做好防火分隔與安全通道設計
高層建筑中,因有毒煙氣窒息死亡的人員占死亡人數的70%左右,煙氣是火災中的隱形殺手。所以,要充分考慮在建筑內設置防排煙系統的重要性。煙氣的水平流動速度為0.3、0.8m/s,垂直方向擴散速度為3.4m/s,當煙氣無阻攔時,只需1min左右就可以擴散到幾十層高的大樓。煙氣的流動速度大大超過了人的疏散速度。樓梯間、電梯井及各種豎向管井是高層建筑火災垂直方向蔓延的重要途徑,易形成“煙囪效應”。而樓梯間及其前室或合用前室是火災時人員臨時避難、疏散的場所,消防電梯間及其前室是消防隊員進入高層建筑滅火的主要通道。為了阻止煙氣進入這些部位或排出這些部位的煙氣,保證人員安全疏散和撲救。
(1)防火間距:為防止火勢通過輻射熱等方式蔓延,建筑物之間應保持一定間距。一、二級耐火等級民用建筑物之間的防火間距不得小于6米,它們同三、四級耐火等級民用建筑物的防火距離分別為7米和9米。高層建筑因火災時疏散困難,云梯車需要較大工作半徑,所以高層主體同一、二級耐火等級建筑物的防火距離不得小于13米,同三、四級耐火等級建筑物的防火距離不得小于15和18米。廠房內易燃物較多,防火間距應加大,如一、二級耐火等級廠房之間或它們和民用建筑物之間的防火距離不得小于10米,三、四級耐火等級廠房和其他建筑物的防火距離不得小于12和14米。生產或貯存易燃易爆物品的廠房或庫房,應遠離建筑物。
(2)防火分區:建筑中為阻止煙火蔓延必須進行防火分區,即采用防火墻等把建筑劃為若干區域。一、二級耐火等級建筑長度超過150米要設防火墻,分區的最大允許面積為2500米2;三、四級耐火等級建筑的上述指標分別為100米、1200米2和60米、600米2。一、二級防火等級的高層建筑防火分區面積限制在1000米2或1500米2內,地下室則控制在500米2內。防火墻應為耐火極限4小時的非燃燒體,上面如有洞口應裝設甲級防火門窗,各種管道均不宜穿過防火墻。不能設防火墻的可設防火卷簾,用水幕保護。
(3)安全疏散通道出口:為減少火災傷亡,建筑設計要考慮安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于兩個,影劇院、體育館等觀眾密集的場所,要經過計算設置更多的出口。樓層的安全出口為樓梯,開敞的樓梯間易導致煙火蔓延,妨礙疏散,封閉的樓梯間能阻擋煙氣,利于疏散。防煙樓梯間因設有前室,更有利于疏散。高層建筑須設封閉的或防煙的樓梯間,樓梯間應布置成有兩個疏散方向。超高層建筑應增設暫時安全區或避難層,還可設屋頂直升飛機場,從空中疏散。疏散通路上應設緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。
關鍵詞:高層建筑;消防排煙;設計
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
當高層建筑發生火災時,產生大量的煙氣和熱量,如果消防排煙系統設計不合理,導致有毒煙氣肆意蔓延,容易引起被困人員恐慌失措,搜救人員困難重重,嚴重危及人民群眾生命財產安全。因此,設計科學合理的消防排煙系統,及時排除煙氣,才能為人員的安全疏散和撲救工作提供安全條件和寶貴時間。
1、 煙霧危害性影響
高層建筑火災中產生的煙霧是一種混合物質形態,主要由固態、液態以及氣態等雜質組成。影響煙霧危害性的主要因素在于煙霧的成分與多少。煙霧的多少又與燃燒物的供給條件如燃燒物質質量、溫度、氧氣等是否充足有關,當各方面條件越充足,煙霧量就越多,對人的身體健康損害就越大。當燃燒物處于全面燃燒狀態時,會與各種外界物質混合,發生化合反應,生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣等生成物和有毒氣體。當燃燒物沒有充分燃燒時,不僅會生成上述生成物,還能產生醚、醇等有機物質。通過燃燒過程中生成的有毒氣體作用于人體,出現呼吸道感染灼傷、臟腑受到刺激、窒息等危害,容易消磨人的意識,嚴重者直接導致死亡悲劇的發生。此外,影響消防工作進度的另一個關鍵因素在于煙霧蔓延的流動速度。當發生火災時,煙氣水平方向流動速度為每秒0.3~0.8m,垂直方向擴散速度為每秒3~4m,即當煙氣自由流動時,只需1min左右就可擴散到幾十層高的大樓。
排煙口遠離散口示意圖
2、 存在問題
(1)自然排煙不符合要求。單從自然排煙的效果考慮,最好將排煙窗設置在靠近墻的上部位置。而在目前高層建筑中,有很多自然排煙窗都違背了這一規范要求,直接將自然排煙窗設置在墻的下部,這樣使得排煙窗與吊頂、頂板的距離擴大,影響自然排煙效果。
(2)自然排煙窗開窗面積不符合標準要求。《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.2條,明確規定了自然排煙窗的開窗面積。但是在實際操作中,部分設計人員并沒有根據相關的規范要求,仔細計算開窗面積,有的將固定窗的面積與排煙窗面積重合計算,導致排煙窗面積與規范要求相背離,導致排煙效果大打折扣。
(3)送風道阻力過大。在高層建筑的實際驗收過程中,不難發現很多工程設置的送風口的尺寸大小、風機風量以及風壓能等都富惡化規范要求,而實際對送風口進行測量時,發現其實際風速比設計的小的多,或者距風機較近的送風口的風速較大,離得越遠則風速越小甚至出現無風等狀況,難以達到門洞風速以及產生余壓的規定要求。
3、高層建筑消防排煙系統設計
3.1確定消防排煙部位
高層建筑防排煙部位在高層民用建筑相關的防火設計規范中有著明確的規定,除了劇院、體育館等高于24米的單層主體建筑的其他所有不低于十層的民用建筑或居住建筑等,都應該在其相應的前室、樓梯以及電梯等部位裝置防排煙系統。此外,在高層建筑中人員密集頻繁來往的場所、中庭閉封的避難層、易燃物較多的地下室面積高于一百平方米的房間等也應設置完備的防排煙系統。
3.2劃分防煙分區
按面積劃分、按用途劃分、按方向劃分是高層建筑防排煙系統分區劃分的三種主要方法。按照面積劃分是指在建筑內部進行面積的劃分,根據劃分面積設置基準防煙分區。但是由于每層防煙分區的用途與形狀都存在差異,而它們具有相同的面積。按用途劃分是根據建筑物各個部分的不同功能劃分防排煙分區,在各個功能不同部分如衛生間、辦公室、客房、起居室等的不同劃分,既方便又合理。按方向劃分是根據高層建筑的上層、底層部分功能用途的不同,分別從樓層、面積角度進行垂直方向和水平方向的防煙分區劃分。
3.3確定防排煙方式
(1)自然防排煙。《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.2.1條規定:“除建筑高度超過50m的一類公共建筑和建筑高度超過100m的居住建筑外,靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室,宜采用自然排煙方式。”此方式是在不具備機械通風設備的前提下,主要依靠自然力產生的作用實現,避免消防電梯與防煙樓梯間受到火災煙氣入侵。其具有經濟實用、造價低、不受電源控制等特點。但是其防排煙效果直接與外界風俗、風向、氣溫等的變化息息相關。因此,設計者在進行自然防排煙設計時應正確處理,增強其對建筑排煙的積極作用。
(2)機械加壓送風防排煙。根據《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(2005年版)第8.3.1條規定了采用機械加壓送風防煙設施的兩種情形,一是不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯前室或合用前室;二是采用自然排煙措施的防煙樓梯間,其不具備自然排煙條件的前室。此設置主要是避免在火災發生后受到煙氣的干擾和影響,讓相關被困人員及時疏散、遠離事故現場。在進行此消防排煙系統設計時,必須與具體的建筑物構造形態相結合,根據具體情況采取具體措施。此設計的原理是采取機械加壓的方式使現場周圍的空氣壓強增大,最終比火災區域內空氣壓力高,使得煙霧的蔓延、擴散進一步降低,與消防工作積極配合,起到控制火勢的作用。根據加壓送風量計算公式計算
Qj=KAjP1/n
在此公式中,正壓送風系數為K,Aj是指在此系統中全部氣流通路的流通面積,正壓與非正壓之間的壓力差為P,數系數以n表示。目前國內在高層建筑防煙設計計算中使用較普遍的兩個公式為基本計算公式。
1、安保持疏散通道需要有一定的正壓值,俗稱壓差法公式:
L=0.827*A*P1/n*1.25
其中,L為加壓送風量,0.827為漏風系數,A為總有效漏風面積,P為壓力值,n為指數,一般取2,1.25為不嚴密處附加系數。
2、按開啟著火層疏散通道時要相對保持該門洞處的風速,又稱流速法公式:
L=f、v、n……(7.2)
其中,L為加壓送風量,f為每檔開啟門的斷面積,v為門洞斷面風速,n為同時開啟門的數量。
4、結語
防排煙系統設計以及相關的控制技術對高層建筑消防排煙系統應用效果有著直接的影響。因此,設計人員應嚴格執行國家規定設計要求,完善和落實防排煙系統設計,輔助火災消防工作,降低生命財產損失。
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關鍵詞:高層建筑;沉降觀測
為了確保高層建筑的建筑質量及使用壽命,同時為之后的勘察設計施工工作提供切實有效的建筑信息和沉降參數,構建沉降觀測的重要性是十分明顯的。根據多年來在高層建筑施工過程中關于沉降觀測方面的經驗,在這里對高層建筑施工過程中的沉降觀測工作的工作要點及技術應用進行切實有效的分析。
一、建筑物沉降觀測的必要性
在進行高層建筑施工的實際過程中,普遍使用沉降觀測技術,并不斷加強對高層建筑的各個階段的沉降觀測技術的使用。高效及時的沉降觀測不僅能為今后的建筑工程項目施工提供準確可靠的技術指數和相關參數,而且能為設計部門提供詳盡的地質勘測資料,為杜絕以后施工過程中可能發生的建筑主體結構損壞或者出現裂縫等質量問題提供了重要保證,同時還可以使得建筑項目的安全性與使用年限符合國家相關檢驗標準。
為能保證高層建筑物結構的安全,確保建筑物的正常使用,加強高層建筑物各個階段的沉降觀測是非常必要的,應引起高層建筑設計者的高度重視。特別在高層建筑施工期間,不僅要對各階段沉降點進行周密的觀測,而且還要通過專業技術人員對各項觀測數據進行嚴密的分析和研究,找出項目所在地的高層建筑發生沉降的原因,并針對原因及時制定有效合理的控制措施,從而提升整個建筑工程項目的施工建設質量和確保今后在使用過程中高層建筑的使用安全性和穩定性。
二、觀測程序及觀測步驟
(一)水準控制網的建立
根據工程的特點布局、現場的實際環境條件制訂與之適應的施測方案,由建設施工單位提供施測的水準控制點,同時根據工程的測量施測方案以及布網原則的相關要求建立適當的水準控制網。其具體要求如下:1、一般情況下,高層建筑的周圍的水準點的布置數量要保持在3個以上,水準點之間的間距要在100米之內,以確保穩定的測量效果。2、在施工現場內,任何觀測地點的儀器架設,其后視觀測水準點必須設立兩個以上,同時,施工及觀測現場的各個水準點要構成閉合的圖形,以便在施工和觀測過程中進行閉合檢校。3、各水準點的設置不能在建筑物開挖、地面沉降以及震動區的范圍之內,水準點的設置應當符合二等水準測量的基本要求,同時要根據工程自身的具體特點,建立科學合理的水準控制網體系,與基準點之間組成聯測網,并最終利用平差的方式計算出每個水準點的高程。
(二)觀測路線的建立
觀測路線一般由場區水準控制網中的觀測點集合而成,同時按照不同的施工要求采用多種觀測路向,設置多種觀測路線。同時根據沉降觀測點的實際埋設要求或者施工方的圖紙要求的沉降觀測點分布圖依次劃分觀測路線,從而確定沉降觀測點的具置。在控制點與沉降觀測點之間建立比較固定的觀測路線,同時,在架設儀器站點與轉點處作好標記樁,進而保證每次觀測的路線的統一性和科學性。
(三)沉降觀測
根據預先制定的工程施工觀測方案和確定的觀測周期。首次進行觀測應當在觀測點埋置穩固后進行。一般情況下,高層建筑物的地下結構都在一層以上,因此,首次的觀測應當從建筑物的基礎開始,在基礎為止設立臨時觀測點,待臨時觀測點穩固之后進行首次觀測。觀測時一般用N2 或N3 級的精密水準儀,每個測量點一般觀測兩次為宜。然后每施工一層就復測一次,直到工程竣工為止。
三、高層建筑沉降觀測中的常見問題及處理措施
(一)水準點設置問題
由于受施工和生產的影響,觀測點和水準點之間的環境往往會發生變化,這就會使原有的觀測點和水準點大多不再通視。因此,在對待具有較多觀測點的建筑物時,應在沉降觀測之前針對現場作出精心規劃,預見可能存在的障礙物,以對儀器安裝的最佳位置加以確定,之后選定較為穩定的若干沉降觀測點位臨時水準點,并同水準點構成閉合環路。
(二)沉降曲線觀測后的回升問題
在實施第二次觀測時,存在著曲線上升的現象,到第三次觀測時,觀測曲線又呈現下降趨勢。大多是由于最初測量的精度不高。應采取如下措施:如回升曲線超過5毫米時,第一次觀測結果失效,進而采用下一次的觀測結果來作為初測結果,若回升曲線在5毫米的范圍內,則可對其初測標高加以調整,使其同第二次的觀測標高相一致。
(三)沉降曲線由某點逐漸回升問題
主要是因水準點的下降造成的,水準點逐漸下沉,沉降量也隨之減少,但是建筑物初期的沉降量比較大,這時建筑物大于水準點的沉降量,沉降曲線不存在回升,但至后期,建筑物下沉區域穩定,這時水準點若繼續下沉們就會造成沉降曲線的逐漸回升。為避免問題的發生,在選擇及埋設水準點的過程中,應重視建筑物上水準點的設置,當發生問題時,應測出水準點下沉量,及時對觀測點標高加以修正。
(四)沉降曲線由某點突然回升問題
多是由于觀測點或水準點被觸動等引起的,且只有當觀測點被觸動后高于碰前標高或水準點觸碰后低于碰前標高時,回升問題才會出現。此外,當觀測點表面存在違背完全清除的落地砂漿時,亦會引起這種問題的形成。應在現場對各觀測點和水準點進行檢查,觀測點和水準點在被觸動時,表面會存在損傷。
(五)沉降曲線波浪起伏問題
沉降曲線在后期呈現出波浪起伏的狀態是建筑沉降觀測中最為常見問題,其原因是由測量誤差所導致的。應依據整個建筑沉降觀測的情況來進行分析,使測量結果具有一定的趨向性,從而使得復測結果同首次測量結果更為一致,沉降測量結果也更加真實。
四、結束語
通過以上詳細的分析,我們可以看出沉降觀測技術在高層建筑施工中的應用顯得極其重要,因為它即保證了建筑物的質量,還可以不斷的加快我國城市化進程的腳步。所以,我們要加大它在建筑物中的應用范圍。
參考文獻:
巴黎花園項目由某公司籌資興建,場地位于成都市龍泉驛區西河鎮西河大道295號,交通便利。
根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001)(2009年版)及《高層建筑巖土工程勘察規程》(JGJ72-2004),其工程重要性等級為一級,場地為中等復雜場地,地基為中等復雜地基,巖土工程勘察等級為甲級。
2勘察目的及要求
本次工程勘察目的及要求:根據擬建物的性質和地下室的埋深,查明擬建場地的工程地質條件,提出基礎設計、基坑設計及施工所需參數,為擬建工程的地基基礎施工圖設計與施工提供依據。具體要求如下:
(1)查明建筑場地的地層結構、均勻性,場地土類型以及各巖土層的物理力學性質;查明持力層和主要受力層內土層的分布,尤其應查明基礎下軟弱地層和堅硬地層的分布,對于巖質地基和基坑工程,應查明巖石堅硬程度、巖體完整程度、基本質量等級和風化程度,判定有無洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層。
(2)查明有無可液化地層,并對液化可能性及等級作出評價;判明建筑場地類別,提供抗震設計有關參數。
(3)調查了解有無古河道、暗浜、暗塘、人工洞穴或其它人工地下設施;查明建筑場地內及其附近有無影響工程穩定性的不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發展趨勢和危害程度,預估進行工程活動的后果,對不良地質作用的防治提出建議,并提供所需計算參數。
(4)查明地下水類型、埋藏條件、補給及排泄條件、腐蝕性、穩定水位;提供基坑開挖工程應采取的地下水控制措施,當采用降水控制措施時,應分析評價降水對周圍環境的影響,提供降水設計所需的參數。
(5)對地基巖土層的工程特性和地基的穩定性進行分析評價,提出各巖土層的地基承載力特征值;論證采用天然地基基礎形式的可行性,對地基類型、基礎形式、持力層選擇、基礎埋深等提出建議。
3.勘察實施情況
3.1勘探點布設
根據《巖土工程勘察規范》(GB50021-2001(2009年版))、《高層建筑巖土工程勘察規程》(GB50007-2011)及《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)中的有關規定及成都雨龍世紀置業有限公司提供的擬建建筑物總平圖等設計資料,在擬建建筑物的輪廓線、角點、基坑周邊及地下車庫范圍內進行勘探點的布置。高層建筑物主樓部分的勘探孔間距為10.79~18.00m;多層商業、純地下室及基坑邊勘探孔間距為15.84~27.60m。本次勘察共布設勘探點165個,其中控制性鉆孔55個,一般性鉆孔110個。
根據相關規范、規程的有關規定及擬建建筑物的性質、平面形式、荷載分布等情況,結合我院的類似基坑支護經驗、場區附近已有地質資料、可能采用的基礎型式等綜合確定勘探鉆孔數量及深度,具體如下:
(1)1~8號樓高層建筑物勘探點:本部分為高層建筑物,共布控制性鉆孔38個,鉆孔深度為29.90~35.20m,一般性鉆孔76個,鉆孔深度為24.80~30.20m,全部采用回轉鉆探取芯鉆進工藝。(2)高層建筑裙樓及純地下室勘探點:本部分按建筑物輪廓線及地下室范圍布設鉆孔33個,其中控制孔11個,鉆孔深度為29.80~30.20m,一般性鉆孔22個,鉆孔深度為24.20~26.20m,均采用回轉鉆探取芯鉆進工藝。(3)基坑邊線勘探點布設:基坑邊鉆孔按場地地形地質條件結合可能采用的支護方案綜合確定其深度,結合《高層建筑巖土工程勘察規程》(GB50007-2011)、《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)及成都市該地區基坑支護施工經驗,考慮采用排樁支護需要,地下室基坑邊線共布控制性鉆孔6個,深度為29.20~30.40m,一般性鉆孔12個,深度為28.70~29.00m。1號樓、7號樓及8號樓高層建筑區域內20個勘探點距離基坑開挖線較近,基坑孔未單獨布設。
3.2勘察方法及手段
本次詳勘工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段:
(1)搜集資料及工程地質調查測繪:搜集和研究了場地區域地質、地震資料及場地附近已有的工程勘察、設計和施工技術資料和經驗,進行了現場踏勘及工程地質調查測繪,特別是對基坑邊線以外20米范圍內進行了地質調查測繪,收集相關市政管線、區域地質、水文氣象資料等。(2)鉆探:目的是通過鉆取原狀巖土,采取巖土試樣,查明地基土結構、性質、鑒別巖土體類別及特性,確定各工程地質層及亞層的分布埋藏界線。本工程所有鉆孔均采用XY-100型回轉鉆機鉆進全孔取芯;(3)原位測試:本次勘察對淤泥質粘土、粘土、全風化泥巖進行了標準貫入試驗,對粘土質卵石進行了超重型動力觸探,以測定各土層和巖層的力學性質,提供其承載力和變形參數。(4)波速測試:為了確定和劃分場地土類型、建筑場地類別及評價場地的地震效應,獲得場地內各地層的剪切波速及動力學參數,估算場地卓越周期,評價巖體的完整性等,本次勘察對10幢高層建筑物各選取1個鉆孔(8#、10#、28#、40#、65#、79#、81#、107#、121#、139#)做單孔波速測試。(5)室內巖土試驗:本次勘察現場采取原狀土樣、巖樣進行室內巖土常規試驗、土的腐蝕性試驗及粘性土的膨脹性試驗,以確定場地內各主要土層的物理力學指標及判定場地內土對混凝土、混凝土中的鋼筋及鋼結構的腐蝕性。(6)地下水水質分析試驗:在場地內采取地下水試樣2件(9#、126#鉆孔),進行室內水質簡分析,判定地下水對混凝土、混凝土中的鋼筋腐蝕性。
4.巖土層工程性質評價
根據本次勘察成果資料,場地內的地層由人工填土、淤泥質粘土、粘土、粘土質卵石和泥巖組成。結合擬建物的特征和采用的基礎型式,各巖土層用作基礎持力層的適宜性評價如下:
(1)場地內的人工填土層為新近回填土,結構松散、厚薄不均、承載力低,壓縮性大,不能作為擬建物的基礎持力層。
(2)場地內的淤泥質粘土雖在上部人工填土作用下局部有固結現象,但其結構松散、厚薄不均、壓縮性較大,承載力低,不能作為擬建物基礎持力層。
(3)場地內的粘土分布較穩定,承載力較大,可作為多層建筑及純地下室基礎持力層,也可作為高層建筑下復合地基樁間土使用。