给排水管道抗震设计范文

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市政给给排水管道工程建设是城市基础设施建设的重要组成部分，其对城市的经济发展和广大人民群众的日常生活起着积极作用。市政排水管道工程结构设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。

一.市政给排水管道工程的重要性

市政给排水管道工程关系到人们的正常生活，其不仅有利于城市防洪、排涝和水污染治理，还有利于城市水循环，实现水资源再利用。因此，对于给排水工程施工必须进行严格的控制，加强管理，提高施工技术，以保证市政给排水工程的施工质量。

1、给排水管道有利于城市防洪和水污染治理。给排水管道的施工可以及时、有效的把工业生产废水、居民日常生活污水以及大气降水等收集到指定的污水处理中心，可以有效防止水污染的进一步蔓延，还可以避免城市在暴雨中出现内涝。对于一个发展中的城市而言，市政给排水管道工程施工程度，代表着这个城市的城市化发展水平，尤其是对于工业发达、年降雨量多的南方城市而言具有十分重要的作用。为了更好的促进我国城市化进程的良性发展，就务必要对市政给排水管道工程施工给予高度重视，从而不断的提升城市的防洪、抗涝和污水治理水平。

2、市政给排水管道工程有利于实现水资源再利用。给排水管道工程是城市水循环系统的一种有机整体，同时，水循环又是水资源再利用的一个重要的前提条件，伴随着社会不断发展和人民生活水平的日益提高，广大人民群众的环保意识也得到了进一步加强，资源再利用和可持续发展的思想观念已经深入人心，因此，解决水资源再利用问题也成为了我国城市化发展进程中的关键所在。给排水管道工程可以有效的改善城市水资源再利用情况，解决水资源的可持续再利用问题，净化城市的公共水资源，有效保护城市水域，进而保证城市生态系统的物质循环与能量循环的正常运行，为城市居民提供一个和谐、优美的城市生存环境。

二、市政给排水管道工程结构设计前的准备工作

1、排水体制的选择.排水体制主要有合流制和分流制两种。排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。

2、现场勘探.市政给排水管道工程距离相对较长，或穿越城镇密集区，或敷设在农田，或跨越山丘和河流，还有可能横跨铁路、公路及桥涵。一项管道工程同时会遇到上述几种或所有的地形和地貌，其复杂的地形和地貌若不现场查看，则很难全面完成设计。结构设计人员应会同给排水、概预算等专业设计人员共同进行现场勘探和选线，了解管道线路拟通过的沿线地带地形地貌、地质概况，必要时应在施工图阶段对个别疑难地段重新勘探 。

3、测量和地勘要求.要准确地反应管道沿线的地形地貌和水文地质情况，必须有测量和勘探部门提供的准确的地形和水文地质资料。（1）勘探点间距和钻孔深度。勘探点应布置在管道的中线上，并不得偏离中线3m，间距应根据地形复杂程度确定的30～100m，较复杂和地质变化较大的地段应适当加密，深度应达到管道埋设深度以下1m以上，遇河流应钻至河床最大冲刷深度以下2～3m。（2）提供勘探成果要求。划分沿线地质单元；查明管道埋设深度范围内的地层成因、岩性特征和厚度；调查岩层产状和分化破碎程度及对管道有影响的全部活动断裂带的性质和分布特点；调查沿线滑坡、崩塌、泥石流、冲沟等不良地质现象的范围、性质、发展趋势及其对管道的影响；查明沿线井、泉的分布和水位等影响；查明拟穿、跨河流的岸坡稳定性，河床及两岸的地层岩性和洪水淹没范围。

三、市政给排水管道工程的结构设计分析

1、结构形式。管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途（给水还是排水，污水还是雨水）、工作环境（承压还是非承压）、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段（过河渠、公路、铁路等）、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型市政给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。

2、结构设计。根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。

3、敷设方式。敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。

4、抗震设计。（1）场地和管材的选择。确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。（2）构造措施。承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度（顶底板采用整体式）、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。

结束语

给排水管道工程质量的优劣，不仅直接影响到广大人民群众的切身利益，而且还关系到政府在人民心目中的形象。因此提升市政给排水管道工程施工的质量，是我国进行城市化基础设施建设的一项十分重要的任务。

参考文献：

[1]陈方杰.浅谈建筑工程市政给排水管道工程的施工技术.四川建材，2009

[2]利定锋.给排水工程管道的渗漏原因及防止措施.中国高新技术企业，2008

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中图分类号：TU99文献标识码：A

市政排水管道是城市基础设施非常重要的组成部分。在城市的日常运行和发展建设中有着举足轻重的作用。近些年来，由于降雨造成的突发事件渐渐引起了人们的关注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的损失非常严重，引起了全国对排水设施的思考。

1排水体制的选择

排水体制主要有合流制和分流制两种。排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。

2现场踏勘

给排水管道距离相对较长，或穿越城镇密集区，或敷设在农田，或跨越山丘和河流，还有可能横跨铁路、公路及桥涵。一项管道工程同时会遇到上述几种或所有的地形和地貌，其复杂的地形和地貌若不现场查看，则很难全面完成设计。结构设计人员应会同给排水、概预算等专业设计人员共同进行现场踏勘和选线，了解管道线路拟通过的沿线地带地形地貌、地质概况，必要时应在施工图阶段对个别疑难地段重新踏勘。

3测量和地勘要求

要准确地反应管道沿线的地形地貌和水文地质情况，必须有测量和勘探部门提供的准确的地形和水文地质资料。

3.1勘探点间距和钻孔深度

勘探点应布置在管道的中线上，并不得偏离中线3m，间距应根据地形复杂程度确定的30～100m，较复杂和地质变化较大的地段应适当加密，深度应达到管道埋设深度以下1m以上，遇河流应钻至河床最大冲刷深度以下2～3m。

3.2提供勘探成果要求

划分沿线地质单元；查明管道埋设深度范围内的地层成因、岩性特征和厚度；调查岩层产状和分化破碎程度及对管道有影响的全部活动断裂带的性质和分布特点；调查沿线滑坡、崩塌、泥石流、冲沟等不良地质现象的范围、性质、发展趋势及其对管道的影响；查明沿线井、泉的分布和水位等影响；查明拟穿、跨河流的岸坡稳定性，河床及两岸的地层岩性和洪水淹没范围。

4结构设计内容

4.1结构形式

管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途(给水还是排水，污水还是雨水)、工作环境(承压还是非承压)、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段(过河渠、公路、铁路等)、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。

4.2结构设计

根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。

4.3敷设方式

敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。

4.4抗浮稳定

有些管道敷设的地段地下水位较高或者施工期间多雨，因而管道的抗浮稳定应引起结构设计人员的重视。设计时应根据计算采取相应的抗浮措施，避免浮管现象的出现。

4.5抗震设计

4.5.1场地和管材的选择

确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道应采用钢筋混凝土结构，并有相应的构造措施，尽量避免严重破坏。

4.5.2构造措施

承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度(顶底板采用整体式)、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道穿越构筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料，若管道必须与墙体嵌固时，应在墙外就近设置柔性连接；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。

(1)地基处理。出图时应包含地基处理的平、纵断面图。扫描矢量化需要处理的地段的地勘资料纵断面，选择参考点并根据给排水专业的平、纵断面将管道基底轮廓线放在地质纵断面上，划分地质单元并注明桩号和基底高程，标明沟槽范围内和基底以下土层构造以及地下水位。根据纵断面地质单元的划分(桩号划分)，确定需处理的范围，针对不同的地质情况和厚度分别采取相应的处理方法。具体的处理方法有：换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。具体设计按地基处理规范规程执行。

(2)管道支墩及镇墩。对承插接口的压力管道，应设置水平和垂直支墩。设计时应根据管道转角、土的参数、工作压力和试验压力计算所需支墩的大小。埋地钢管可不设管道支墩。

5给排水管道设计中的其他问题

5.1在用户管线出口建立格栅中纤维、塑料等沉积物、悬浮物和漂浮物的大量存在，给管道的清掏和疏通维护作业带来了很大困难。特别是抽升泵站的格栅间，每天都会拦截到大量的漂浮物。有的漂浮物通过格栅进入泵房后，常导致水泵叶轮堵塞、磨损损坏现象的发生。尽管格栅栅条的间距一再减小，但仍有大量的漂浮物进入泵站造成堵塞。为了解决上述问题，建议在庭院或住宅小区的管道出口处设置简易人工拦污格栅，定期进行清理、清掏，从源头上控制漂浮物进入市政管网，以减轻市政管网维护管理的工作量。

5.2在检查井井底设置沉淀池中的沉积物在管道内水流量小、流速慢时会发生沉淀，造成管道淤积堵塞、通水不畅，而管道的疏通工作又费时费力。因此，针对传统的检查井做法，建议将其井底改为沉淀式的，井底下沉3O～50cm。这样中的沉积物多数会沉积在检查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏检查井内的沉积物即可，减少了管道维护作业的工作量。这种做法也可用于雨水检查井。

5.3在检查井内设置闸槽干管中的流量和流速均较大，有的检查井内的水位较高，管道维护作业或户线管接头时，需将管道内的水位降低或断流。为了方便维护作业，建议在干管的管道交汇处检查井、转弯处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽，通过闸槽的开闭控制水流，便于维护作业。同时为方便户线支管接头时的施工，建议能研制一种较轻便、实用的管道阻水设备。

6结束语

总之，市政排水管道工程结构设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。

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与我国日新月异的建筑施工技术相比较，我国的建筑排水管材发展相对较为缓慢。截至目前，大多数建筑工程项目中基本上还是沿用着传统的排水管材和排水系统。在目前的工程施工规范中，居住小区内排水管道通常都是采用埋地排水管、塑料管以及插入式混凝土管或者钢筋混凝土管为主，当排出污水成分乃至温度不同的时候，其经常会出现排水不合理问题，给小区人民生活带来影响。为此，在这里我们有必要对给排水管材的必选和性能进行分析。

一、塑料排水管的应用

自新世纪国家禁止使用手工翻砂制造排水铸铁管规章以来，各种塑料排水管不断涌现，使得人们一度认为塑料排水管比铸铁排水管要好，以至于各地市场生产企业加大塑料排水管的生产与销售。在这种时代背景下，多数生产企业为了谋求利益而不惜降低产品标准、以次充好的生产管材产品，这不仅给排水管道质量造成影响，还严重的危害了人们身体健康。为此，在排水管道的选择中需要结合建筑排水需要进行分析，选择科学、合理的管道材料。所谓的塑料排水管主要指的是以素材为主生产而成的排水管道。目前的建筑工程项目中，常见的塑料排水管道主要包含有硬聚氯乙烯排水管、硬聚氯乙烯螺旋排水管以及复合排水管三种。

1、硬聚氯乙烯排水管

自从我国禁止使用刚性连接铸铁管道条令的颁布以来，全国各地大力推广以塑代钢的生产法规，这也为硬聚氯乙烯排水管到的使用提供了政策保障，为现代化社会发展打下坚实的理论基础。所谓的硬聚氯乙烯排水管主要指的是采用为加塑剂的聚氯乙烯管，其在使用中有着热性能好、耐久性好的优点。这种材料在应用中管道随着温度的变化而发生变化，膨胀和收缩的变化较大，线膨胀系数约为铸铁管的6倍～8倍，其耐化学腐蚀性能良好，管材具备着良好的耐腐蚀、耐酸以及耐碱性，且不受土壤和水质的影响。硬聚氯乙烯排水管也具备着良好的耐久性，这主要表现在其内腐蚀性好，不受土壤以及水质的变动影响，从而保持完整、漫长的寿命。

在使用的时候硬聚氯乙烯排水管的强度不如铸铁管，线膨胀系数也远远大于铸铁管。所以，在工作中我们必须要选择出合理的管道来进行支撑。在管道支撑的时候一般常用的方法主要包含有滑动支承以及固定支撑两种，其中支撑间距按照要求来进行的。在这种管材的使用中，最大的特点在于膨胀系数大，能够按照工程要求来进行合理确定和分析。

2、应聚乙烯螺旋排水管

应聚乙烯螺旋排水管是与上个世纪末期由国外引进的一种先进排水管道，这种管道材料是以纯硬聚乙烯为主要的原材料，在开始生产螺旋单位来生产排水管管件以及辅助设施。这一排水管材在现代化的社会发展中采用较为广泛，这主要是因为应聚乙烯螺旋排水管本身具备着硬聚氯乙烯排水管的耐久性好、耐腐蚀性高、耐热性好的特点，同时还存在着本身独特的抗燃烧系数高、线性膨胀系数控制能力强的特点。同时经过有关单位和工作人员研究得出，这一管道材料的使用更是具备着良好的节能、环保优势。

3、复合排水管

复合缠绕排水管是以聚乙烯（PE）为主要原材料预制成“T”型板带，板带在管道成型机上缠绕并熔接成管道，同时，将镀锌钢带扎成的W型钢带嵌入两板带之间的槽中，同时在钢带上包覆PE成为管道外壁的第三代新型钢塑排水管。HDPE双平壁钢塑复合排水管是以板带在管道成型机上缠绕并熔接成管道，其焊接技术采用了国际先进的双层焊接与错缝焊接技术，克服单层焊接的不可靠性的同时，更有效避免了焊缝出现径向同时开裂的的可能。

二、柔性接口排水铸铁管

因普通承插式灰口排水铸铁管经常发生破裂、漏水等事故。为此，有关专家认为高层建筑采用排水铸铁管时，应采用柔性接口排水铸铁管。在目前的建筑工程施工建设中，柔性接口排铁管的应用也较为广泛。离心铸铁排水管是一种目前较受欢迎的新型建筑排水管材，60年代开始在国际市场崭露头角，经过几十年的推广和应用，己得国际上的普遍认可。世界上目前最高的建筑物马来西亚吉隆坡城市发展中心双塔楼（451.9米）、香港的中环广场（374米）均使用这种管材。

卡箍式离心铸铁排水管是由无承口离心铸铁管、无承口管道配件、不锈钢卡箍、橡胶密封圈4大部分组成。运用水平旋转离心式铸造技术生产的3米长口径50～200mm长度的铸铁管，壁厚仅为3.5mm。配件采用无箱射压造型铸造生产线制造，管径尺寸统一、管壁厚度均匀，外表美观，能与离心无承口铸铁管配套。不锈钢卡箍主要由不锈钢波纹罩、不锈钢紧箍带及橡胶密封圈组成。

卡箍式离心排水铸铁管的原材料根据国际标准ISO185-1961，是带有金属性石墨的铸铁。经过检测，这种原材料无需经过特殊程序的处理就具有防腐、低噪音、防火且有使用寿命长等优点。受热在400℃以下均不会引起变形；废水酸碱度在PH2-12之间均不会引起材料的腐蚀变化；本身具有防火性能，不需其它特殊的防火处理。

卡箍式离心排水铸铁管抗震性能好，作为无压设计的室内排水管道，使用时既无内压，也不承受外压，但排水管附着于建筑结构上，建筑结构变形，排水管道随之变形。温差使管道热胀冷缩，引起管道的轴向位移。风雪荷载、地质不均匀沉降、地震等因素引起建筑物的倾斜和摆动，排水管随之摆动，引起管道挠屈变形。根据我国有关管道抗震设计规范计算，均说明柔性接口排水铸铁管具有优良的抗震性能，用于地震烈度9度区抗震设防是安全的。

卡箍式离心排水铸铁管易于装配更换管道，这种管材没有大小头，没有承插口之分，都是平口相接，用不锈钢卡箍连接，橡胶套密封，管道用多长裁多长，可以节省管材，外形美观，连接处体积小，管件构造尺寸小，可节省建筑空间。

三、结束语

各种排水管材或多或少都伴随着缺点，十全十美的管材可以说几乎不存在。在建筑中采用何种排水管材应从多方面考虑，UPVC管比铸铁管外表美观；但噪音问题，几乎是UPVC的致命弱点，在一定程度上影响了在较高环境要求建筑上的推广使用；在价格上UPVC排水管最经济，UPVC内螺旋管稍贵，卡箍式排水管相对较贵；在排水通水能力方面，UPVC内螺旋管通水能力最大，并且可以省去辅助通气立管，减小占地空间；在耐久性、抗震性能、防火性能、抗伸缩性及降低噪音方面，卡箍式排水管最好。综上所述，如不考虑经济因素，只从建筑物的使用功能方面考虑，在在办公楼、学校、商店等使用公共厕所的建筑中考虑采用UPVC排水管，在住宅、宾馆中可采用UPVC内螺旋排水管，在高层及超高层建筑中应首先考虑采用柔性接口排水铸铁管。

参考文献

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从我国加入世贸组织后，经济得到快速的发展，近年来，经济已经到稳定发展阶段。建筑业的发展，使其成为我国的主要经济产业之一，不仅标志着一个城市的经济发展情况，很大程度上，也体现着我国的经济情况。目前，我国在建筑技术、材料以及建筑工艺上，已经有了较大的成就，随着建筑物的层数增多，对质量的要求与施工标准的要求也越来越高。建筑工程在进行施工时，必需要对质量进行加强管理，加强监督力度，提高管理水平，使得工程质量满足标准。本文将分别对设计、技术、施工以及安装方面的监督要点进行分体，全方面控制工程的质量。

1 设计监督要点以及抗震分析

由于地震的不可抗力因素，一旦发生时便会造成严重的破坏，根据多次地震灾害来看，对于结构突变能力弱，刚度扭变能力弱的高层建筑物，其工程质量差，平面不规则，使得遭受地震时，便会发生较大的破坏。因此，对高层建筑进行结构设计时，要将抗震设计融入其中，这是目前建筑设中重点内容之一。对高层建筑进行抗震设计后，会使施工材料、施工图纸以及施工工艺等受到影响，对工程的成本投入，施工安全等都会一定的影响。对高层建筑物进行勘察时，要严格进行岩土勘察工作，勘察工作要做到全面，一个勘察失误将会造成不可弥补的损失。根据建筑物的整体设计理念，岩土勘察的资料，地基的稳定情况，施工现场环境等，再与持力层与地层结构相结合，对地基的承载力进行确定，对变形情况进行预测。对结构方案进行确定时，要对水文条件以及地质条件的利弊进行分析，在这基础上再进行结构方案的确定。对于平面形状较为复杂的施工环境，进行抗震设计时，对其进行防震缝的设计，然后划分成几个简单的结构，再对其进行防震设计。对抗震缝的宽度进行确定时，应该以低侧的高度进行计算，还要加强对缝隙处的连接，若抗震的防护烈度在六度或者是以上时，则要对施工现场进行地震效应的评价。

2 给排水施工环节的监督要点

对高层建筑进行施工时，对达到的标准要求高，由于高层建筑中住户多，人口密集程度大，对水的需求量也大，若在高层建筑中出现给排水管道堵塞的现象，将会造成严重的影响，居民的生活将不能正常进行，影响建筑物的使用功能。因此，在对给排水环节进行施工时，必须采取有效的技术措施，提高给排水施工的质量，确保水的应用与排放，提供供水安全。只有给排水工程施工质量高，不仅会给居民的生活带去方便，还会减少水资源的浪费，使其合理使用。在进行给排水施工时，要重视对材料与设备的选择，更要重视施工的环节，将主要的施工环节结合起来，构建质量管理体系，并对其进行严格地监督，将管理落实到施工环节中。

首先，消防系统在高层建筑中对水压有较高的要求，因为此系统在高层建筑中，静水压力大，不能进行一个区域的供水方式，这样不仅会影响到供水功能的正常实施，而且还会对管道等设备造成损坏。为此，要对供水形式进行合理的分布，采用竖向分区处理，降低静水压力，确保消防系统的安装顺利进行。但是，消防设备还有很大的提高空间，还不够先进，所以对于高层建筑来讲，消防系统的目标要以自救为标准。

其次，高层建筑物的管道会比多层的长很多，且排水量大，因此管道中的波动情况明显。因此，要对管道施工采用的有效措施，进行新型材料的使用或者是在管道中设置通气管，只有对管内的压力进行稳定，才能够保护水封。对排水管道的材料进行选择时，应该选择机械强度高的，并加强管道接口位置的衔接问题。

第三，在进行土建施工时，要事先对给排水管道进行预埋，进行孔洞的预留，并确保孔洞的预留位置，井管的预留位置，都要准确无误，且符合设计标准，这是给排水施工保证质量的基础。对管道进行预埋工作以及孔洞的预留工作时，必须要按照施工图纸的要求进行，避免出现遗漏现象，否则将会对后期工程造成影响。

最后，由于高层建筑物的高度大，对施工带来一定的难度，在一个垂直高度上，需要有多个施工人员，给安全与质量管理造成困难。因此，对于这一部分施工时，最好是采用分区施工的方式，对排水以及给水管道的施工加强管理，做到保质保量，安全施工，减少不必要的耗损，提高建筑工程的经济效益。可以按照层数进行施工区域的划分，将高层建筑物分为上中下三层进行分别施工，也可以分为上下两层进行分别施工。也可以按照施工密集程度进行，将洗手间、浴室进行分区施工等。对高层建筑进行分区施工，可以避免因垂直高度大而造成的施工困难与管理困难，这样有利施工的有效进行，利于工程质量的监督与管理，对提高工程质量有很大的帮助。

3 安装工程的控制要点

首先，要重视防火问题。对给排水管道进行明敷安装时，要对其进行防火措施的处理，使用防火套管等方式来提高防火能力，还需要在防火套管周围进行阻水圈的设置；暗设立管与横支管连接时，在穿过墙体的部分，应该进行防火套管或者是防火圈的设置；横干管进行防火区的穿越时，应该进行防火套管以及防火圈的设置。根据施工图纸要求，将防火设备进行准确位置的安装，如报警器、消防栓等。

其次，防雷设置。高层建筑物受到雷电危害较多，因此要重视对防雷的设置，对接闪器、引线以及防雷网格进行严格地设置。另外，还要对均压环进行严格设计；对于电梯的轨道、金属管道与门窗等金属物质，进行等电位联结。对于地下室中的金属设备以及用电设备进行可靠的接地，避免因雷击造成安全事故。

4 对砼施工的监督要点

对于高层建筑施工来讲，砼裂缝现象一直是较为常见的质量问题，砼产生裂缝的原因很多，砼表面与里面的温差、初凝阶段、收缩现象等，有的裂缝产生很小，像发丝一样，而有的裂缝则较为严重。当砼裂缝在零点二到零点三毫米之间时，便会对建筑物的安全问题造成影响。因此，要加强对砼施工过程的质量监管工作，提高其施工质量，减少裂缝发生。

首先，对于组成砼的材料进行选择时，要严格进行，尤其是水泥的选择与使用，在满足砼强度的基础上，减少水泥的使用，从而降低砼出现水化热现象。也可以在砼中加入适量的粉煤灰，这样可以是其缩性降低，提高其密度。这是减少裂缝产生的有效措施之一，同时还对砼的抗裂能力有所提高。

其次，对砼进行浇筑过程中，要严格按照浇筑工艺进行。施工时，工作人员不要在钢筋板上走动，要在施工现场进行临时脚手架的铺设，施工人员应该在此上完成浇筑环节的施工。施工后，要做好养护工作，对其进行保温以及保湿处理，避免内外温差大而造成裂缝出现。

5 结束语

综上所述，对于建筑工程来讲，提高工程的整体质量是非常重要的，影响到工程质量的环节很多，因此要加强对其的监督力度，保障人民群众的人身安全与财产安全。提高工程质量同时促进着建筑企业的稳定发展，提高市场竞争力，因此，建筑企业要对建筑工程质量加以重视。

参考文献

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卡箍式铸铁排水管从上个世纪六十年代开始在国外建筑行业使用，在半个世纪的应用与推广中，已经得到国内外建筑施工单位认可。从实际应用成果来看，卡箍式铸铁排水管拥有良好的发展空间，随着各种排水管和安装技术诞生，必须根据实际情况，选用最佳技术进行安装施工。

1 卡箍式铸铁排水管组成与优点

1.1 卡箍式铸铁排水管组成

在建筑排水管施工中，卡箍式铸铁排水管主要包括：无承口管道配件、离心铸铁管、橡胶密封圈和卡箍组成。

1.1.1 无承口的离心铸铁管

它由水平旋转式铸造工艺构成，管壁厚度比较均匀、材质密实、外观精美，和传统承插式铸管相比，管道较轻，并且没有渗漏现象。管道外壁，一般使用沥青漆进行保护，对于高档建筑物则使用环氧树脂的形式进行保护；对于耐酸碱较高的项目，则使用搪瓷内衬进行保护。

1.1.2 无承口管道元件

它使用无箱射压造型组成，管壁比较均匀、外观精美、管径尺寸一致，并且能和离心承口铸铁管进行配套。防腐保护和传统管道保护基本上一样，只是管道内壁较厚。

1.1.3 卡箍

在建筑施工中，卡箍有多重结构形式，通常使用螺栓进行收紧。并且每个不锈钢都配有不锈钢拧紧设施，卡箍则由不锈钢紧箍片和橡胶密封圈、收紧螺栓构成。卡箍又可以分成加强型和通用型两种形式，加强型一般适用于半径为200到300毫米的管道，并且管道瞬间水压始终在4到10Pa的管道。

1.1.4 橡胶密封圈

在建筑施工中，密封圈主要由聚氯丁橡胶组成，这种橡胶不仅耐油脂、耐磨、耐日晒、耐热、耐臭氧、耐冷，并且还能抗老。我国很多生产厂家的橡胶圈使用聚氯丁橡胶，也有部分厂家根据GB9876—88标准或者使用其他品种进行生产。

1.2 卡箍式铸铁排水管优点

1.2.1 和传统承插式铸铁管相比

卡箍式铸铁管都使用铸造的形式生成，重量比较轻、管壁厚度均匀。传统承插式铸铁排水管使用的是砂模铸造或者连续铸造的形式生成，重量很重，管壁也很不均匀。同时，它也具有良好的抗震性能，在国家建筑给排水设计规范中，对现代高层建筑以及超高层建筑的排水管材料，提出了对于抗震设计的要求。而传统承插式排水管使用的多是钢性连接，一旦建筑物层间位移达到10毫米时，就会有漏水现象发生。在高层或者超高层建筑物中，由于风压或者地震引起的层间位移，甚至可以达到20到40毫米之间。通常卡箍式铸铁排水管为柔性接口，管道之间的轴向偏心角5度时，就能满足抗震要求。

另外，它还具有管道更换、安装方便的特征。由于卡箍式排水管重量相对较轻，使用的是活接头的卡箍接头，所以管和配件、管和管之间不会有错重叠现象发生。不管是从管道更换，还是从管道拆卸、安装来看，都要比传统承插式管道方便，人力消费更少。在连接中，它使用的是柔性橡胶进行连接，从而极大程度的避免了卫生器具引发的噪音通过管道传输，对生活造成影响。

1.2.2 UPVC与卡箍式排水管道的比较

噪音相对较低，卡箍式排水管具有很大的排水管质量，比铜管、UPVC铜管、镀锌管等质量较轻的管道更难出现振动。因此，直接通过管壁进行噪音传输，具有很好的隔音作用。对于氯丁接头，能让振动传递减弱。另外，它还具有良好的防水性能。虽然UPVC属于难以自然熄灭的管材，但是在明火作用下，一旦超过燃烧温度，就会由于变形、弯曲被破坏对正常使用造成影响。火势甚至还会沿着排水管道、卫生器具、清扫口接管蔓延。

从理论来看，UPVC管的寿命可以达到30到40年之间，实际则是很难达到的。当前，很多厂家为了得到更多的市场，恶意降低成本耗费，使用增加剂含量或者再生塑料的形式，对UPVC排水管使用周期造成了很大的影响。虽然氯丁橡胶圈比铸铁管使用周期比铸铁管使用周期长，但是橡胶圈比管道系统更加经济。另外，UPVC的膨胀系数可以达到铸铁管的6到8倍。因此，在UPVC管道安装时，必须安装对应的伸缩节。而伸缩节一般安装在立管上，如果安装在横管，就会出现漏水现象。

2 卡箍式铸铁排水管安装实例

在某大厦修建中，地上14层，地下2层，高度达到52米，建筑面积为27800平方米，地上部分为办公商务或者图书馆，停车场设置在地下室。该工程的雨水和生活污水管道都使用卡箍式排水管。

在该排水管施工中，由于卡箍式管道接口属于柔性连接，所以吊架设置，必须避免管道下凹。卡箍式性能较低，接口是否固定对整个管道耐压性具有很大影响，为了防止导管水平位移，必须在三通、弯头、四通配件处支墩或者固定支架，从根本上防止管道拔脱。同时，立管也必须使用专门的短管，正确分配管道重量，避免接口滑脱对其造成不良影响。

由于国内管道生产和卡箍一般都不是同一厂家，所以在施工中必须选用同一的产品，从源头上防止配件尺寸和管道不匹配出现不漏水的现象。在管道安装前，就已经熟悉施工图样，并且根据实际条件，对于有出入的地方，在和设计人员协商过后，再由设计人员对图纸变更。同时，橡胶圈、管材、不锈钢、管件质量必须满足产品标准要求，在拥有合格证的前提下，保障备料数量。

对于管道安装顺序，一般选用逆水流向，从下游向上方安装，也就是排出管、立管、支管与卫生器具的过程。在管件安装前，就必须对管件、管材清洗，并且管道内部不能有砂石、泥沙和相关杂物出现。

对于切割性管材，一般使用切割金属工具进行，例如：锯、砂轮机等，必须清理好切割口毛刺，让外圆稍微倒角；再将橡胶园一头套在接口管管口上方，并且满足深度标准。在橡胶圈向另一头翻转的过程中，将连接的直管和管件放进橡胶圈内部，橡胶圈口面向正常状态。当再次校正管道垂度、坡度、方位时，用吊架固定管道，将不锈钢卡箍套在外部，再使用套管拧紧螺栓，让接口顺利完成。但是要注意的是必须随即将吊架拧紧，再将管道固定。

在管道支架设置中，立管间距一般为3米，支架在直管上，并且支架靠近管道接口。管道之间都有支架，在三通和立管底部都有吊架，而长度小于等于3米的横管用吊架固定，管道接口和支吊点相近，并且和接口中点的距离始终在450毫米以上。对于管道点间距必须在9米以上，固定吊架必须设置滑动支架，横管终端和起始端必须设置支吊架，和下水处连接的顺水弯头，必须设置固定支架。

3 结束语

卡箍式铸铁排水管在建筑施工中具有美观、轻便等特点，和UPVC管相比，还具有噪声低、抗震性能好、耐火性好等优点，它是良好的排水管材料。因此，在实际工作中，必须根据卡箍式排水管技术特点，从施工细节保障工程质量。

参考文献：

[1]张泰安.卡箍式铸铁排水管在建筑施工安装中的技术特点[J].新疆钢铁，2005（4）.

篇6

前言

我国经济快速发展，在很大程度上促使了建筑工程事业的发展。随着人地矛盾日益加重，建筑楼层逐渐攀高，人们对于高层建筑工程的建筑标准及要求也越来越高。高层建筑的质量问题更是成为社会普遍关注的重要问题。

1.高层建筑工程的施工特点

总结高层建筑工程的施工特点主要有：⑴工程量大：高层建筑工程规模巨大，很多都需要多个承包商共同协作才能完成，这也在一定程度上增加了组织管理、施工计划、协调分配的难度。除此之外，由于项目繁多、所涉及的工种也多，工程面较大，也是导致工程量大的重要原因[1]。⑵施工难度大：高层建筑由于楼层高，而要保证其整体的稳定性则需要协调各方面的力量，包括较高的施工工艺、强有力的施工队伍及管理人员、优良的建筑材料等。但在具体的施工过程中，会遭遇各种情况，增加了施工难度。例如，高层建筑的地基施工是保证建筑稳定性的基础条件，而地基的埋置深度则起着关键作用。原则上地基的埋置深度应超过整体建筑的1/12[2]，而且对埋置的桩基选取要求很高。但在实际的施工过程中，常常遭遇各种情况，增加了施工的难度。⑶施工周期长：高层建筑工程量大、施工难度大，这也就意味着施工的周期很长。一般来说，高层建筑的施工周期需约2年的时间，有些甚至更长。

2.高层建筑工程质量监督方面存在的问题

要保证高层建筑工程的质量，对施工进行监督管理非常重要。但实际上，高层建筑工程质量监督方面还存在诸多问题，与监督人员管理松散、监管不到位、缺乏责任心等息息相关。分析建筑工程质量监督方面的问题具体表现在：⑴施工材料质量监督方面存在问题：施工材料的优劣直接施工的质量。在施工过程中，监督人员没能严格把关好施工材料的质量，如有些施工人员存在偷工减料问题，而监督人员却没能及时发现或视而不见。⑵工程防渗施工质量监督方面存在问题：在进行高层建筑的防渗施工中，一般需要制定详细的防渗漏方案，包括所需材料的规格、布置管道的位置等。施工人员需严格按照方案进行施工。而实际上，由于监管不到位，很多却没能按照方案进行施工，以致建筑渗漏现象频发。⑶安全措施监督方面存在的问题：很多施工人员缺乏安全意识，在施工中存在违规操作现象，而监督人员也未能对其进行必要的安全知识教育，对于存在的一些安全隐患现象也未能及时发现和处理，以致造成施工隐患，进而影响施工的质量。

3.高层建筑工程质量监督的要点分析

高层建筑工程的特点要求必须加强工程施工质量的监督力度，通过有效的监督管理，提高工程施工的质量。鉴于高层建筑工程施工的特点，抓住施工质量的要点进行监督是关键。

3.1建筑结构抗震分析与设计方面的监督要点

按照相关规定要求，高层建筑一般都需要进行抗震设计。历次的地震灾害表明，若建筑工程的结构刚度突变与抗扭转刚度太弱，建筑工程将会在遭遇地震时受到很大损坏。因此，做好高层建筑结构的抗震设计工作非常重要。建筑工程结构抗震设计往往又会影响施工材料的选择、施工图纸的设计、工艺流程等，所以必须加强高层建筑的勘察工作。监督人员可通过实地考察，全面掌握施工中所需要的各项参数，如岩土参数、地基稳定情况、地基承载力等，通过核实实际情况对设计的质量水平做出评价。除此之外，还应综合考虑地下水和不良地质的作用，在此基础上考察设计方案的科学性。

3.2建筑给排水施工技术方面的监督要点

高层建筑工程在投入使用后往往人口密集，用水量很大。若给排水设施质量不过关，则可能会发生给水不畅、排水困难等问题，严重影响人们的正常生活。因此，对高层建筑的给排水施工质量进行监督管理非常重要，该方面的质量监督要点主要有：⑴由于高层建筑中消防系统静水压力较大，若使用一个区供水，则易损坏管道和配件，并影响正常使用[3]。为避免出现这一情况，监督的重点应放在分区所采取的形式方面，看是否会对消防系统的安全运行造成影响。⑵由于高层建筑中的管道较长，排水量较大，因而管道中的压力波动也较大。为稳定管道压力，避免水封遭到破坏，一般会在排水系统中安装通气管，为保证通气管充分发挥作用，所选择管道材料非常关键。因此，监督人员的重点应放在管道材料的质量上，保证排水管道具有强度高，并注意检查接口的衔接情况。⑶预留的孔洞、套管、管井的准确度也会影响施工的质量。因此，监督时应重点检查排水预埋工作的质量情况。检查施工方是否严格按照施工的图纸进行施工，坚决查处漏埋、漏留、预埋、预留不准确的行为。⑷由于高层建筑的工程量大、项目多，因而组织监督管理的难度也较大。为提高质量监督效果，可采取分区监督的办法，以强化给排水管道的监督管理工作，保证建筑工程的质量。例如，可按照楼层进行分区，或可按照安装量的密集程度进行划分，每一区域安排负责人进行监管，负责人对管辖区域的施工质量负责[4]。

3.3建筑安装工程方面的监督要点

安装方面的监督要点主要包括以下两个方面：⑴防火：防火设施是保证建筑安全的必备设施。监督人员应监督安装人员严格按照规范要求进行消防系统的施工，并将重点放在监督防火套管的安装上。检查墙体贯穿的位置是否设置有防火套管以及是否在周围筑起阻火圈；另外，检查在管道穿墙体两侧部位的防火套管和阻火圈的设置情况。⑵防雷：由于建筑楼层较高，受到雷击的可能性也较高，因此，应严格监督施工方安装防雷设施的相关情况。包括检查是否安装防雷网格、防雷引下线、接闪器等。另外，检查所有金属类的门窗、管道、轨道、电缆桥架等属于导电性质的物体是否进行电位联结。除此之外，监督人员应认真检查地下室中有金属外壳的用电设备是否均设计为可靠接地，。

3.4砼施工裂缝控制方面的监督要点

若砼施工裂缝的宽度大于0.2mm则属于有害裂缝，会影响建筑结构的安全性。为此，监督人员应严把砼施工的质量关。而要控制砼施工裂缝，监督人员应将监督重点放在以下两个方面：⑴严格检查砼组成材料的质量，确保砼具有较高的密实度和抗裂性。为此，要求施工方灵活配置砼，如为降低砼的水化热现象，可选用火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等地水化热材料。同时，为减少收缩引起裂缝的现象，可适量添加粉煤灰，可增加砼的密实度，从而提高砼的抗裂性。⑵注重监督砼的施工过程。监督施工人员应严格监督施工人员按照施工工艺进行浇筑，并检查施工方浇筑时的细节工作，如是否设置有脚手板，以防止踩踏钢筋网。砼成型之后，是否采取了有效的保湿保温措施等，从细节处严格把控砼的施工质量。

4.结语

综上所述，高层建筑具有工程量大、施工难度大、周期长等特点，而在实际的施工过程中，对施工各方面的质量监督又存在诸多问题，影响了工程的质量。为此，明确高层建筑施工各方面质量监督的要点至关重要。通过以上对施工要点的分析，以期能引起监督人员的高度重视。

参考文献：

[1]李勇.试论高层建筑施工的技术管理及策略[J].科技与企业，2013（16）：93.

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中图分类号：TU 457 文献标识码：A

0 引言

随着我国对地下空间的开发力度的加大，地下结构工程的数量迅速增加，作为生命线工程的埋地管道在输送水、油、气、煤以及在通信交通和排水等方面得到了越来越广泛的应用，堪称现代工业和城镇生活的大动脉，其破坏可导致城市乃至区域社会经济功能的瘫痪[1] [2]，如1971 年美国圣费尔南多地震，使加里福尼亚州圣费尔南多山谷的地下输气管道和给排水管道遭受重大破坏，给排水和天然气管道有2400处遭到破坏，震中附近有25.6km管道破坏 [3] [6]；1976年中国唐山地震，7.8级地震使全市给水系统瘫痪，抢修了一个多月才基本恢复供水，秦京输油管线有4处破坏，流失原油1万余吨，造成了资源的严重浪费，且污染了大片农田、河流，次生灾害严重[4]；2008年“5.12”汶川地震使震区供水管网受到严重破坏，供气系统设施也出现不同程度的破坏，据不完全统计，供水系统共有677个水厂受损，11万处管线破坏，受损长度高达1.38万km；排水管网管道受损长度约3300km， 供气系统设施受损5.1万处，供气系统设施受损5.1万处，供气管道受损长度达到992km[5]。这些震害经验表明，现代城市对生命线工程系统具有高度的依赖性，其抗震问题也引发了各国学者的关注，地下工程结构的抗震安全和抗震设计已经成为工程界普遍关心的问题。

笔者通过对大量埋地管道震害的分析研究， 总结了埋地管道的地震反应特征和破坏类型，并对其破坏机理进行分析，以期为埋地管道的抗震设计提供科学的依据和有益的参考。

1 埋地管道的振动反应特征

根据国内外学者对原型观测（震害调查和现场试验）资料的研究分析以及近年来的研究成果，总结了埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律，其是进行埋地管道地震反应分析的依据[6]- [12]。

（1）破坏荷载：理论分析和实际震害均表明，埋地管道的破坏主要由地震行波的传播、场地失效（断层相对运动、土体液化等因素）引起，受地震波传播影响而引起的土体变位造成的震害较轻，但影响面广，是埋地管道破坏的最基本形式；场地失效所造成的管道破坏都相当严重，且难以避免，选址时应尽量避免此类地段。

（2）地面位移：对埋地管道地震破坏的研究发现，埋地管道振动中的主要应变与地震加速度大小的联系不很明显，而对周围岩土体应变十分敏感，周围岩土体应变越大管道破坏越严重。埋地管道的自振频率远大于土体的振动频率，管道受到周围土的阻尼影响很大，管道运动产生的惯性力，对结构自身的反应仅有非常小的影响，管道的反应性态主要取决于沿线土体的位移特征，而对土体的运动位移特征几乎无影响。

（3）地震波传播方向及频谱特性：埋地管道的振动形态受地震波传播方向的影响很大，地震波的入射方向发生不大的变化，管道各点的变形和应力可发生较大变化。埋地管道走向与地震作用方向吻合时，管道动应变最大，损坏最大；当地震作用方向垂直于管轴方向入射时，管道动应变最小。埋地管道的动应变不仅和地面应变的峰值有关，还与地震动的频率含量有关，尤其是对低频含量十分敏感。低频含量愈丰富的地震波，激起的管道动应变越大。

（4）场地条件：埋地管道的破坏程度基本随地震烈度的增大而加重，埋地管道从一种类型土壤过渡到另一类型土壤的过渡区震害较严重；软土中的管线较硬土中的管线震害严重，同一地震烈度下，复杂地基和软弱地基比基岩地基中的管道震害严重得多。

（5）管土间相互作用：现场震害资料证明，地震时埋地管道受周围土体的约束与周围岩土体一起运动，受管道本身的刚度的影响，管道的变形比未敷设管道的土体变形小，只要管土界面的剪应力未达到临界剪应力，管道就随同周围岩土体一起运动。当管土界面的剪切应力达到临界剪应力或管土间的极限摩擦力时，管土之间将发生滑移。

（6）管道变形：震害资料及理论分析均表明，直埋管道的轴向应变远较弯曲应变凸显，以轴向应变为主，而弯管、大直径管道则需要考虑弯曲变形。

（7）管道的材质及构造：埋地管道的材质、口径、壁厚、接口型式均有不同程度的影响。埋地管道的破坏大多是由于管道强度不足以抵抗周围土体传来的振动变形而引起的；震害资料表明：柔性接口的震害率明显低于刚性接口，这是由于柔性接口具有较好的延性，可以吸收较多的变形；管道横截面的刚度与管径和壁厚有关，小口径管道在土中的约束程度比大口径的约束作用大。日本、美国以及我国海城，唐山两次强震中的震害均表明，管道的破坏随管径增大而减小，这说明管道刚度的影响不可忽视，但是各国学者对管径的影响看法不一。

（8）管道埋深：埋地管道一般总是埋在地表下有限的深度处，1923年东京地震调查资料显示，埋深的增加破坏增加，而埋深增加到2.4m后管道的破坏率减小。浅埋管道破坏较轻是由于作用在管道上的土压力和纵向摩擦力较小，土体对管道的约束作用小，传递到管道上的地震作用就小，埋深增加约束作用增大，破坏率高；埋深增加到2.4m管道事故率降低可以解释为随深度的增加地震作用下土体的位移下降的幅度大于约束作用增大的幅度。然而在许多情况下埋地管道破坏与其埋深之间并不存在固定的关系。造成完全不同的结论是因为管道的破坏不仅取决于土移的大小，而且还取决于管道在土体中的约束程度，因而较难确定管道埋深多大时震害较轻。

2 埋地管道破坏的主要类型

地震作用下埋地管道的破坏类型主要有三种[22]- [24]：

（1）接口破坏：连续式钢管焊缝连接处的开裂，法兰螺栓松动；承插式管道接口填料松动、剪裂、插头拔出和承插口破裂等；

（2）管体破坏：管体出现纵向或斜向裂缝；地面大变形造成的管体折断，锈蚀严重钢管和铸铁管管体发生的折断等；

（3）连接破坏：管道的三通弯头、闸阀及其与其它构筑物联接处，易受应变集中，运动相位不一致而发生破坏。

三种形式的破坏中管体破坏一般是由于地面断裂、滑坡等严重地面大变形或由于管体本身缺陷和腐蚀严重而引起的破坏；接头和连接破坏是地震作用下最为普遍的破坏见图。

3 埋地管道破坏的机理分析

埋地管道的地震破坏主要由构造性地运动-断层错动、地震场地失效-土壤液化、地震波传播效应引起，下面简要分析埋地管道的破坏机理。

（1）断层滑移作用[13]- [14]

在一次强破坏性地震中，断层位错越大，震害越严重。断层滑移的主要作用是使管道产生平错运动，也可能伴随有较小的垂直移动。断层滑移区土体发生相对较大的错动滑移，埋地管道受周围土体的约束，随着土体的变形而变形，当管道与活动断层相交时，地震中产生的地表断裂运动使管道产生纵向和横向变形，纵向变形会使管道产生拉伸或缩短，管道受拉伸超过极限时就会发生破坏，管道受压缩时则会由于薄壳失稳而造成屈曲破坏；横向变形则会使管道产生折断等剪切破坏，管道发生的剪切位移、拉伸或缩短的程度取决于断层的类型、管道和断层的方位、断层错动的大小和断层平面的倾角等因素，大量的震害调查认为，具有高强度和韧性的钢管（油、气管道）一般能抗拒强烈地震的地面运动，却不能抵御断层作用和地面破坏所产生的永久地面变形。

（2）土壤液化[15]- [16]

地下水位以下的饱和松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间因振动而密实，但由于颗粒之间的空隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态，即由固态转化为液态，土在液化及液化后的反应极为复杂， 其中牵涉到从固相到液相及从液相到固相的转变、土骨架与水相互作用的问题、大位移与大变形以及非连续介质等。液化往往造成管道上浮或下沉，目前研究液化砂土中管的动力特性，主要集中在管道在液化和不液化的边界区域和管的上浮力，对由液化引起的大的永久性位移却没有进行足够的研究。

（3）地震波传播效应[17]- [20]

地震引发地面振动或摇晃，振动以一定速度的波的形式在地面传播，既然运动是波，不同部位的管道的位移是不同步的，引发不同类别的应变。纵波沿管道方向的传播使得土体受压或受拉，管道被周围土体夹裹着作波动变形，则土体的这种张拉和压缩力将作用于管道产生轴向应变，横波沿管道方向传播使得土体垂直管道方向发生横向变形，管道受土体约束影响而随土体一起运动，促使管道产生弯曲应变。轴向应变可能是受压或受拉，且会同时出现在一次地震中，受拉时管道接头处产生拉拔力；受压时管道产生挤压或屈曲；弯曲变形则使连接开裂、破损，剪切引起折断。

除此之外，埋地管道的变形还受周围土体的地质条件的影响。震害资料和理论研究均表明非均匀场地对埋地管道的动力特性有较大的影响，管道在穿过非均匀场地时，土体出现明显的竖向和横向位移，使管道由于变形不同而破坏。土体类型变化以及其它因素如地震波类型、地形地貌条件、断层等共同作用对管道破坏的影响很大，结合起来考虑其破坏机理十分重要。一般来说，前二种作用对埋地管道的破坏是灾难性的，均属于难以抗拒因素，实际工程中多采用避开这类地段铺设管道的措施或专门研究特殊的抗震措施。而地震波传播效应则是埋地管道破坏的最普遍原因，最早引起了人们的关注，是埋地管道抗震研究的主要对象，其在理论和试验上的研究也较深入。

4 结语

埋地管道的抗震，是生命线地震工程的重要组成部分。只有认清埋地管道在地震波作用下反应特征的一般规律、破坏机理，并将其作为埋地管道地震反应分析的依据，才能建立适合实际工程的埋地管道地震灾害防御技术，提高埋地管道的抗震能力，完善地震灾害应急预案和工程技术措施，从地震防御

到抗震理论分析，做到有的放矢，才能尽可能的减轻

埋地管道的破坏，埋地管道和地铁、隧道、共同沟、地下管廊同属于地下线形结构，其震害分析在理论上应对后者震害原因分析有一定的借鉴价值。

[参考文献]

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篇8

1 前言

随着社会经济的发展和城市人口的激增，地面交通愈来愈不堪重负。为了减少地面交通量，人们开始寻找新的交通模式，地铁应运而生。自北京建成地铁以来，目前我国天津、上海、广州已相继建成地铁1号线，南京、青岛、大连、深圳等城市正积极开展修建地铁的筹备工作。据不完全统计，在全国21个百万人口以上的城市中将筹建33条总长为649km的地铁和轻轨。几条海底隧道和过江隧道也正在积极论证中。

我国地处于环太平洋地震带上，地震活动性非常频繁，是世界上最大的一个大陆浅源强震活动区。根据现行地震烈度区划图，我国大部分地区为地震设防区，在全国300多个城市中，有一半位于地震基本烈度为7度乃至7度以上的地震区，23个百万以上人口的特大城市中，有70%属7度和7度以上的地区，像北京、天津、西安等大城市都位于8度的高烈度地震区，南京也位于7度区内。

地震对地面结构所造成的破坏是人所共知的，地面结构的抗震研究也达到实用阶段，各国已制订了各种地面结构物的抗震设计规范;对地下结构的地震破坏却知之不多，地下结构的抗震研究才刚刚开始，现在还没有地下结构抗震设计的规范。国内除了对地下管线的抗震作过一些分析外，对于像地铁车站及区间隧道等这样的大型地下结构很少涉及。这是因为:和地面结构相比，面波随着埋深的增加急剧衰减，对地下结构的影响较小;地下结构周围的岩土介质把从震源传来的地震波能量中的高频成分吸收，使地下结构受到的地震荷载大大减小;同时地下结构的数量不多，并且大部分是小型地下结构如地下管线等，因而地下结构震害数量较少，程度较轻，地下结构严重震害事例更是寥寥无几。工程界只片面强调地下结构受四周地层制约、抗震性能较好的一面，人们简单认为地下结构在地震时是安全稳固的，致使地下结构抗震研究严重滞后于地面结构抗震研究。随着地下空间开发和地下结构建设规模的不断加大，地下结构的抗震设计及其安全性评价的重要性、迫切性愈来愈明显。

2 地下结构在地震中的动态反应特性

地下结构在地震作用下，由于周围岩土介质的存在，会发生不同于地面结构的响应。地震以地震波的形式传播能量，当地震波从基岩传入场地时，土壤介质在地震波的作用下，会产生运动(通常是放大作用)，同时将运动传递给地下结构。对于小断面地下结构，在动力荷载作用下，土结构相互作用可以忽略，此时地下结构随自由场土介质一起运动，因而动应力较小。而当地下结构存在明显的惯性或者土-结构间的刚度失配时，地下结构会产生过度变形导致地下结构的破坏。此时，地下结构与周围岩土介质之间会发生运动相互作用和惯性相互作用。考虑动力相互作用对结构体系的影响主要有:(1)作用在土结构体系的地震输入运动会发生变化;(2)由于土的存在，体系变得更加柔性，使结构感觉到的输入相当小;(3)从结构物向外传播的波能辐射会增加最终动力体系的阻尼，对于近似弹性半空间的土壤场地，这种阻尼的增加很明显，导致动力反应急剧降低。

根据大量的地震观测，发现地下结构与地面结构反应特性的差异主要表现为:(1)地下结构的振动变形受周围地基土壤的约束作用显著，结构的动力反应一般不明显表现出自振特性，特别是低阶模态的影响;(2)线形地下结构的振动形态受地震波入射方向的影响较大，入射方向发生不大的变化，地下结构各点的变形和应力可以发生很大的变化;(3)地下结构在振动中各点的相位差别十分明显;(4)地下结构在振动中的主要应变一般与地震加速度大小的联系不很明显，对地下结构动力反应起主要作用的因素是地基的运动变形，而不是地基加速度。

地下结构的破坏有以下主要特征:(1)地下结构的震害多发生在地层条件有较大变化的区域，如地层由硬质到软质的过渡地带，或由挖土到填土的过渡地带。在这些区域内，由于区域、地质条件的变化或地形的变化，地层振动及位移响应也有较大不同，因而在其中产生大的应变，使地下结构遭受破坏。相反，若某一地区地层较为均匀，即使地震中的烈度较大，其中的地下结构也往往会较为安全。这一点不同于地面结构。(2)在结构断面形状和刚度发生明显变化的部位也容易发生破坏。墨西哥地震中发生的盾构法隧道与竖井连接部的环间螺栓被剪断即是由于结构断面的急剧变化而使不同断面处产生了不同的响应的结果。因此，地下结构与竖井、楼房等的结合部，地下结构断面发生突变处，地下与地面结构的交界处如隧洞的进出口部位，隧洞的转弯部位及两洞相交部位，均为抗震的薄弱环节。(3)在地层发生液化处，当地下结构穿越断层地域或结构与断层、软弱带相交的部位等时，也都易对地下结构造成破坏。

3 阪神地震中地铁结构的破坏情况

阪神地震对地铁结构造成的破坏为世界地震史上大型地下结构在地震中遭受严重破坏的首例。在神户市内2条地铁线路的18座车站中，神户高速铁道的大开站、高速铁道长田站及它们之间的隧道部分，神户市营铁道的三宫站、上泽站、新长田站、上泽站西侧的隧道部分及新长田站东侧的隧道部分均发生严重的破坏。在所受到的破坏中，有以下共同的部分:(1)它们都位于烈度为7的地区(JSCE烈度区划中的7度相当于我国的10度);(2)它们在建造时均采用了明挖法;(3)断面结构形式为带有中柱的箱涵形框架结构;(4)它们的原设计中均未考虑地震因素。

归纳起来，神户地铁结构的破坏有以下主要特点:

(1)不对称结构发生的破坏比对称结构严重。

(2)上层破坏比下层破坏严重。

(3)车站的破坏主要发生在中柱上，出现了大量裂缝，有斜向裂缝，也有竖向裂缝，裂缝的位置有偏于上下端的，也有位于中间的;柱表层混凝土发生不同程度的脱落，钢筋暴露，有的发生严重屈曲，有单向屈曲，也有对称屈曲的;大开站有一大半中柱因断裂而倒塌。有横墙处，中柱破坏较轻。

(4)地下结构上部土层厚度越厚，破坏越轻。

(5)站房上层中柱的中间部位几乎压碎，而线路段中柱仅在中间位置出现竖向裂缝。

(6)纵墙和横墙均出现大量的斜向裂纹，特别是在角点部位。顶板、侧墙也受到不同程度的损害，且其破坏程度与中柱密切相关;当中柱破坏较为严重时，顶板和侧墙就会出现很多裂缝，以至坍塌、断裂等。

(7)区间隧道的破坏形式上主要是裂缝;其中多为侧墙中部的轴向弯曲裂缝。在接头处也有损害:混凝土脱落，钢筋外露以及竖向的裂缝。在破坏较严重处，中柱的上下端也有损坏。

4 神户市地铁破坏研究的初步结论

神户地震发生后，地震工作者对地震破坏展开系统的研究。其中对地下结构破坏的研究出现前所未有的热潮。研究采用模型实验、理论分析和数值模拟等多种途径相结合，其研究结论可归纳为以下几点:(1)地震时相邻地层间的相对位移是影响地下结构破坏的主要指标。研究结果显示相对位移较大处，地下结构破坏严重，相对位移较小处，破坏较轻，这与实际震害相符。(2)在水平地震动作用下，地下结构产生平时使用状态下所没有的较大的水平剪力和弯矩，使中柱中的剪力超过其抗剪强度产生剪切破坏，中柱的破坏是整个地铁结构破坏的根本原因。(3)竖向震动使中柱轴力大幅增加，水平震动和竖向震动的共同作用加剧抗震的薄弱环节———中柱的破坏。地震中竖向震动在地下结构中所起的作用不能忽视，特别是应考虑竖向震动与水平震动产生的内力的共同作用，不应仅将结构中轴力弯矩等内力分别与各自强度进行校核。(4)由于地层条件及截面尺寸的变化，在相邻地层、相邻构件间产生的竖向相对位移对结构内力的影响也不能忽视。这与美国60年代修建旧金山海湾地区快速地铁运输系统时，所得到的地铁震害是由于土体的地震变形作用于地下结构，从而使结构产生应力和位移，最终导致地下结构破坏的设计经验是一致的。

5 地铁建设中考虑地震的必要性和避免地震破坏的措施

由于以前的地震中地下结构震害事例较少、程度较轻，人们逐渐形成了这样一个观点:即地下结构具有较强的抗震性能，地震中不易遭受破坏。但通过对这个问题仔细分析即可发现，城市地下空间的大规模开发以及地下结构的大量建设是近年才出现的。在日本关东地震和我国唐山地震时代，东京和唐山市内的主要地下结构仅为一些给排水管道，数量不多，分布也不广泛。近年来，随着城市地下空间的开发利用，地铁系统、盾构法隧道、地下商业街、地下停车场及共同沟等大量兴建。而这些地下结构基本上还未曾经历过大的地震，它们真正的抗震性能也未得到检验。因此并不能简单地认为地下结构抗震性能好、地震中不易破坏。这一点已被1995年阪神大地震所证实。这次地震不仅使城市生命线工程(地下给排水管道、天然气管道等)遭到严重破坏，地铁车站及区间隧道等大型地下结构也受到破坏，其中产生了地铁车站完全倒塌而不能使用的先例。地铁的破坏，造成了极其严重的经济损失，给神户市的震后恢复重建工作带来严重影响，其本身的维修也非常复杂。阪神地震使工程界认识到必须重新具体评价地下结构抗震安全性，加强研究地下结构的抗震性能，对地下结构抗震设计提出相应的建议和抗震措施，这在大力提倡城市地下空间开发利用的21世纪，具有重要的理论意义和工程实用价值。

由于地铁是投资非常庞大的基础工程，是城市生命线工程的重要组成部分，地铁的破坏和功能丧失，不仅会使经济上蒙受严重损失，同时会产生严重的社会和政治影响。要把地铁结构设计成能抵抗周围地层介质的地震运动和变形是不可能的，必须使地下结构具有吸收强变形的延性，能承受周围地层介质的变形，并且不散失承受静载的能力，而不应是使地下结构抵御惯性力，从而使人们改变以往单纯依靠增强结构强度来提高抗震性能的传统观点。

根据各国地下结构的震害分析，提高地下结构抗震能力可从以下方面采取措施:(1)将地下结构建于均匀、稳定地基中，远离断层，避免过分靠近山坡坡面，避免山坡不稳定地段，尽量避免饱和砂土地基而减少地震液化;(2)在相同条件下，尽量选取埋深较大的线路，远离风化岩层区;(3)区间隧道转角处的交角不宜太小，应加强出入口处的抗震性能;(4)在施工条件允许的情况下，尽量采用暗挖法施工，即使用明挖法，也要注意回填土的性质与地基土类型相似;(5)在结构中柱和梁或顶板的节点处，应尽量采用弹性节点，而不应采用刚性节点，这样可以减小中柱承受的外力。前苏联在修建塔什干地铁时，采用了中柱顶端与横梁活动连接的方式便是实例。

总之，阪神大地震提醒人们，地下结构在地震时并不是绝对安全的。以前地下结构地震震害轻数量少并不能说明地下结构在地震时安全。在大力提倡开发利用地下空间的今天，修建地铁已成为解决城市交通和城市污染等“城市综合症”的重要途径。而有些待修建地铁的城市，其地基状况并不很好，如南京，地铁沿线地基土层不均匀，并且还有活动断层通过。对于类似情况，应在设计和施工中予以充分考虑，使其安全系数足够大。我们应汲取阪神地震的沉痛教训，防患于未然，做到即使在修建地铁的大城市发生强烈地震，也能确保地铁结构的安全和畅通。

参考文献

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

近些年来，随着市场经济体制的不断发展与完善，我国的建筑行业在不断地发展过程中渐入佳境，建筑行业显然已经成为促进我国经济发展和社会建设的重要行业。同时，建筑行业在发展过程中给我国带来了巨大的经济效益和社会效益，建筑行业已经成为振兴我国国民经济发展的支柱性产业。由此，我们不难看出建筑行业对我国经济发展和社会建设的重要性。如何提高房屋建筑工程的安全性和可靠性成为建筑行业发展道路上至关重要的一个问题，在对房屋建筑进行设计的过程中，房屋建筑工程结构设计是否具有科学性和合理性直接影响着房屋建筑工程的整体质量，直接关系着我国的国家利益和人民群众的生命财产安全。因此，在房屋建设设计过程中，一定要确保设计的科学性和合理性。

2 房屋建筑结构中的常见问题

2.1. 地基与基础方面

一般情况下，设计者对于软弱地基的危害认识不是十分的明确，只是通过简单的采用砂垫层来进行承载力的加强，并没有进行计算垫层的宽度及厚度，这种方法既没有达到安全的目的，又没有达到经济的目的。

2.2 异形结构设计中出现的问题

随着经济的快速发展，近些年来，我国的住宅建筑中，特别是高层建筑，有很多采用了异形结构。当前我国的建筑在异形柱的结构设计中出现了很多的问题。这些问题很突出，表现为异形柱结构的房屋体型不规则、高度超高、结构的布局不合理、抗震的结构措施也不是很完备。

2.3 结构的设置不够合理

有些设计人员利用后浇带来代替伸缩缝时，存在着一些问题。因后浇带仅仅的能对混凝土材料干缩的影响进行减小，无法解决温度变化的影响。假如后浇带部位的混凝土封闭了，如果该结构再次受到温度的影响，那么后浇带就无法起作用了。

2.4 悬挑梁的梁高过小

一般设计者只是对于梁的抗倾覆进行了测算，并没有对梁的挠度进行测算。假如梁高选用的太小，那么将会引起梁截面的受压力区的应力过高，梁截面会产生非线性的徐变。挑梁的变形也会引起梁板裂缝的出现，从而引起房屋的正常使用。

2.5 楼板的设计问题

有很多的设计人员却错误地将隔墙的总荷载去除以板得总面积。此外，板上的隔墙处理顶部经常使用立砖斜砌并且顶紧上面的屋面板，从而给上部的板增加了中间的支撑点，支撑点上方出现了负弯矩，但是在板的设计当中并没有考虑到该部分的影响，使板顶部产生了裂缝

2.6 楼梯方面的设计问题

设计人员在对房屋建筑工程的楼梯结构进行设计的过程中，主要需要考虑的就是楼梯板的挠度问题，需要保证上下层之间楼梯梁位置的一致性和精准性，同时，设计人员还要注意首段的楼梯板的基础沉降问题，如果在房屋建筑工程需要的情况下，可以在一定程度上对楼梯梁进行统一的、规范的设置。

3 房屋中建筑结构设计优化技术的内容

建筑结构优化设计的内容首先应遵循设计规范以及满足建设方的使用要求为前提，充分考虑房屋建筑设计遇到的实际情况，以实现经济上最合理为目的。我们把这个设计的过程称为优化设计。优化设计侧重于对建筑结构的结构选型、构件的布置方式、以及结构的受力情况进行优化设计分析。从大的方面可以分成两部分：一部分是以结构总体为对象的优化设计；另一部分是以房屋分部结构为对象的优化设计。

3.1 房屋建筑结构设计与经济的关系

3.1.1 房屋建筑结构设计层数与用地面积之间的关系

从表面上看多层或高层建筑中，随着层数的增加，建筑物单位总建筑面积所使用的土地面积就越少。但是实际上不是这样的，随着建筑物层数的增加，建筑物的总高度也会增加。这样势必会增大相邻建筑物之间的间距，会增大建筑物单位总建筑面积所使用的土地面积。所以单位总建筑面积所使用的土地面积与建筑物的层数之间没有某种很必然的联系。为此进行建筑结构优化设计时应充分考虑，寻求建筑层数与用地面积之间的协调关系。

3.1.2 房屋建筑结构的分部部分与建筑物层数之间的关系：

由于同一个建筑物共用屋盖部分，所以屋盖部分的单位设计成本会随着建筑物层数的增加而降低。但是随着建筑物层数的增加，上部主体部分给基础部分施加的荷载增加。为了保障建筑物的安全，基础部分的设计需要提高其构件的承载力，这样就会增加基本部分的设计成本。所以基础部分的设计成本会随着建筑物层数的增加而增加。

3.1.3 房屋建筑结构设计与建筑设备之间的经济关系：

房屋建筑结构在建造的过程中需要大量的给排水管道以及电气设备材料。房屋的层高直接影响房屋建筑设备部分的造价成本，建筑物的层数越多，需要的给排水管道量越大，同时需要的电气设备量也会增加，这样就会间接的增大建筑设备部分的造价成本。

3.2 优化技术在房屋建筑结构设计中的应用

概念设计优化要解决的是建筑设计中实际的复杂问题房屋建筑结构设计的主要目的是要保证所建造的建筑物的功能性、安全性，以及耐久性。能够在规定的使用年限内满足各种功能的要求，同时做到最大限度的节约资金。为此概念设计优化的最终目标是希望所完成设计的建筑物能抵抗各种不期而遇的外部作用因素。在外部因素的作用下设计的这些建筑物不至于倒塌。因此，分析建筑物应对复杂的外部复杂环境因素成为概念优化设计的重要内容。在这些复杂环境因素中，以地震作用比较特殊。地震作用无法确定其发生的时间，地点，能量等级。其活动没有规律可参考，一旦发生地震作用，其对建筑物产生的破坏性也是严重的。为此在设计过程中应该充分的考虑建筑物受到的地震作用，避免地震作用对建筑物产生的破坏。加强建筑物的抗震设计，取用一些有效的抗震设计方案。采用刚度对称均匀的建筑布置方案可以提高建筑物的抗震能力；遵循建筑物的延性设计理念，也可以有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；如果在特大地震作用下首先发生破坏的是次要的构件，次要构件在破坏的过程中会消耗一部分地震能量，这样可以有效的保护主要构件，我们把这种设计理念称为多道设防思想，加强采用多道设防思想。

3.3 房屋建筑结构优化技术的应用需注意的事项

（1）房屋建筑结构优化技术的应用需注意到前期的参与

前期方案的确定会直接影响建筑项目的总成本，而目前普遍存在前期方案确定中结构优化设计技术并不参与其中，以致相关设计人员在进行房屋建筑结构设计时往往会不注意建筑结构的合理性和可行性，这样的建筑结构设计结果会对结构设计造成直接的影响，增加了结构设计的困难度，并且增加了房屋建筑结构设计的成本。为此，设计人员应充分的融入结构优化设计方案，使结构优化设计方案初期参与其中，优化选择合理的结构形式和设计方案，可以节约成本。

（2）注重细部优

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Abstract: with the diversity of the building with, in the structural design of the problems will meet, we will follow in various standards to solve some flexible structure scheme difficulties. This paper discusses the multilayer residence structure design key points of the authors.

Keywords: with; Multistory buildings; Structure design; Indoor combination

中图分类号： TU318文献标识码：A文章编号：

一、多层住宅单元组合

1.1 单元设计的组合层次

单元设计的组合层次一般有三类：即“单元―幢”、“套型―单元―幢”。 “基本间―套型―单元―幢”。“单元―幢”的组合层次简单明了，但可能作出的组合体类型受单元尺寸制约，组合变化的灵活性不如其他两种。“套型一单元―幢”的组合方法是以套型为最小组合单位。同一个套型可以在不同的组合单元中重复出现，因而设计几种套型就可能作出多种组合单元。由于这些单元都是在统一的套型基础上形成的，相互组合的灵活性较多，能形成比较多样的组合体的成套设计。以套为基本单位定型的做法使套与套的界限明确，适于在工业化住宅中采用。“基本间―套型―单元―幢”的组合方法是对户的组成进行再分析，提炼出几种重复的单位即“基本间”。这种方法可以使套型的组成更具规律性，适合在小开间横墙承重的成套住宅设计中采用。这对简化平面参数，减少构件规格十分有利。

1.2 单元组合方式

将若干个单元组合拼接起来就形成一幢住宅。其组合方式可分单向组合和多向组合两

类。单向组合一般可采用平接、错接、转角接等不同的组合方式，在单向组合体中一般设计有尽端单元、中间单元、转角单元。中间单元是标准单元，尽端单元则由于山墙提供了直接采光的外墙而不同于中间单元。就是采取尽端单元与中间单元组合的设计。转角单元是供组台体转变方向组合使用的。它局限性大，而且要增加构配件类型，目前多采用中间单元作转角组合的方法代替复杂的转角单元。沿街布置的住宅，建筑朝向常受到街道走向的限制。为了获得良好的建筑朝向，常进行锯齿形锗接组合，这样不仅满足了朝向要求，而且又变化了建筑体形。这种组合可以用锯齿形单元错接，也可以用平直单元作锯齿形锗落组。多向组合单元的设计要使单元具有几个方向组合的可能性，必须使每个方向可能拼接的部位的尺寸相互协调以适应多向组合的单元平面一般是多肢的。

二、多层住宅结构设计

2.1 多层住宅的户内组合

（1）户内各部分的功能关系。多层住宅户内各部分的组合必须符合功能关系要求，要为家庭提供尽可能好的使用条件，如厨房应尽量靠近户门入口，使带进家里的蔬菜和副食品直接送入厨房，餐室应靠近厨房，便于联系；卧室与分户门之间应有一个过渡空间，避免开门就把卧室一览无余，尤其北方要防止冬季冷风直接吹入卧室；卫生间从使用上看应靠近卧室，但卫生间易使墙面受潮，且水箱噪声和气味也会影响卧室，所以应适当隔离等等。户内组合应满足日照、通风、采光、隔声等基本要求。良好的朝向可以提供良好的日照和通风条件，因此选择合理的朝向是保证住宅能有舒适卫生的居住环境的重要因素。户内气流可以分为清、浊两种，厨房、卫生间的污浊气流应尽量不通过居室，以保证居室微小气候的卫生质量。当气流由南向北时，浊气流对居室无影响；气流由北向南时，则浊气流影响一个居室。组织好穿堂风是炎热地区户内设计的重要内容，为有利于形成穿堂风，应尽量使进风口与出风口相对，使气流通畅。在具体设计中，常常不可能面面俱到，而应综合考虑各种因素，以次要矛盾服从主要矛盾。

（2）户内组合特点。户内组合可分为居室的非套间组合和居室之间相套的套间组合两类，非套间组合能使各房间独立，使用上不会相互干扰。非套间组合一般用走道来组织户内交通。但走道所占交通面积比例较大，不太经济。如将走道适当放宽形成过厅 (一般除满通外还能放下一组餐桌椅)，不但可以组织户内交通，还兼有进餐等起居功能，面积利用率可大大提高，如果过厅内能放下一张单人床，则交通空间将变成兼有交通和居住功能的综合空间―――居住过厅。由于居住过厅除组织交通外，可以进餐，可以会客，还可在必要时设床解决临时留宿问题，等于增加了一个居住空间。因此在近阶段，有无居住过厅成了户型的一种标志。常见的“二室一厅”户型是目前在不可能大幅度提高三室户比例的住宅建设中很受欢迎的一种户型。由于住户的经济地位、人员构成以及生活习惯各不相同，因而对户内的平面布局要求各异；即便是同一住户，不同时期对户内布局的要求也会有所改变。为了满足住户的不同需求，住宅设计中应充分考虑户内组合即空间分限的灵活性和可变性。

2.2 动态型住宅建设方式的设计

近年来，住宅设计中灵活可变性的问题越来越受到人们的重视。各地都在探索一些行之有效的方法。大开间住宅要求板跨较大，在一定程度上受到施工条件的限制，对有些地区不一定适合。有的方案是在小开间结构体系的基础上加以探索。它通过变动户间某一道墙的位置可变化出多种套型，可改变相邻两套的面积和户型，具有一定的适应性，尤其适合商品住宅的需要。根据近年来对商品住宅的调查，绝大多数的买主都是在住宅建设过程中或基本建成后前来商购，他们对面积和户型的需求各异。这个方案设在户间的某一道墙，可以在施工过程中或基本建成后，根据买主的需求确定其位置，由此可变换出 8 种户型。还有一种被称为“支撑体住宅”的设计方法。其特点是由建设单位建成住宅骨架支撑体部分，即设计和建造住宅的“外壳”，其内部让住户根据自己的经济条件和要求进行房间分厢和装修，将半成品住宅变成成品。目的是最大限度地满足居住者的意愿。但这必须要有专门的室内设计和装修单位为之服务，要有性能良好的隔培配件、厨卫设备、门窗系列和住宅内各种配件与之配套，以满足住户的需求。

2.3 多层住宅建筑给排水设计

（1）立管管道敷设。立管管道敷设在管道井内，使厨、卫整洁美观，缺点是占用了厨、卫的面积，但比例不大。在中高档商品房建筑方案设计时应优先考虑这种方式，即可以提高厨、卫的使用质量，又可以降低排水管的水流噪声，提高住房的环境质量；对于厨、卫面积较小的经济适用房和解困房，在南方天气较暖和地区可考虑明装在建筑物外墙阴角处，使空间得到最大利用；在其它地区可考虑明装在厨、卫的墙角处，但应以不影响住户厨、卫的使用为前提。

（2）地漏设置问题。地漏是排水管道系统中的一个重要附件，其作用就是及时排除地

面的积水。在住宅建筑中，一般只在卫生间地面设置地漏，而在厨房中则不设置。因为在实际使用中，厨房地面不会形成积水，如有少量溅水，用拖布即可解决。同时，由于长时间不用，使水分蒸发，破坏水封，管道中臭气进入室内，污染空气。故厨房不设置地漏，避免排水横管进入下层用户。

（3）家用热水器设置问题。住宅设计时应预留安装热水供应设施的条件，或设置热水供应设施。所以在没有集中热水供应的住宅，应考虑家用热水器的安装位置及冷热水管道布置。家用热水器一般有燃气、电、太阳能等三种。燃气热水器和电热水器一般安装在厨房或卫生间内，在建筑给排水设计时应预留出热水器的安装位置和冷热水管道的接口，便于用户装修时安装。太阳能热水器使用简便安全，无需燃料，运行费用低，使用寿命长，无污染，故已被作为一种节能措施，太阳能热水器一般安装在屋顶，这样就需要在卫生间与屋面热水器之间设置冷热水管道，所以在建筑设计时需预留太阳能热水器及冷热水管道的安装位置。

三、结语

住宅设计必须遵循自然辩证法，掌握和运用科学的思维工具去探索建筑与环境的内在自然规律。在建筑设计中要把握系统观，体现科技观，富有创新观，只有这样才能创作出优秀的设计方案。

参考文献

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前言

整体结构的延性是由结构的延性、构件的延性、截面的延性、材料的延性组成的，要做成延性结构，使结构能有良好的延性，设计是前提，施工是关键，材料是基础，使用是保障。就其确保结构延性的重要性来说，据初步统计分析，设计占60%，施工占25%，材料占10%，使用占5%。

1 关键环节―――施工

要把好的设计落实到具体的工程实体中去，做出合格的工程，就只能靠施工。施工单位要与设计单位密切配合，在施工过程中使设计更臻完善。施工质量的优劣，最终混凝土强度等级的高低，材料代用的差别，养护能否及时等都会影响到工程质量。

在静力作用下，任何结构部位的超强设计施工都不会影响到结构的安全，但在地震作用下，某一部分的超强就可能造成结构的相对薄弱部位，就会影响到结构的安全和延性。所以在施工中要严格按照图纸施工，严格遵照规范规程的要求。在采用钢筋“等承载力”原则代换时，应意由于钢筋强度和直径的改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度，同时还应满足最小配筋率和钢筋间距等方面的构造要求。

2 基础环节―――材料

材料的延性是工程延性的基础，材料的延性影响着并且应当高于结构的、构件的、截面的延性。工程上对结构材料的性能有严格的要求。混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不低于C20；9 度时不宜超过C60；8 度时不宜超过C70。抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。普通钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用HRB400 级、HRB335 级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB335 级热轧钢筋。推广钢纤维混凝土，用于关键部位，可以较大幅度地提高混凝土的受剪、受压承载力，从而改善结构的延性。可以发展轻质高强的结构材料和非结构用材料，如高强混凝土、高强钢筋、轻质隔墙等。但应注意，采用高强混凝土时，应适当降低剪压比。试验已表明，与强度等级C40 的混凝土相比，强度等级为C70 的混凝土要获得同样的延性，其剪压比控制值应降低20%。

3 保障环节―――使用

一般钢筋混凝土结构的设计使用年限为50年。设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可达到其预定目的的使用年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用、一般维护下所应达到的年限。同一建筑中不同专业的设计使用年限不尽相同，如结构和地基基础、给排水管道、电气管线、外保温、室内外装修等均有不同的设计使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，并重新确定设计使用年限后，仍可继续使用。

正常使用的结构在规定的设计使用年限内应能承受可能出现的各种作用（荷载、变形等）；应具有良好的工作性能，其变形、裂缝及振动等不超过给定的限值；应在设计规定的偶然事件（如地震、火灾等）发生时及发生后，结构表现出良好的延性，仅产生局部的损坏而不致连续倒塌；应具有足够的耐久性能，以保证结构能正常使用到规定的设计使用年限。正常使用应按设计文件要求：结构构件不得超载使用，结构构件不得长期带伤带病工作，不得拆改房屋的承重结构。对砌体填充墙的拆改增减应经原设计单位书面同意并备案后方可实施（现实生活中存在对已有房屋建筑拆改承重结构的情况，任意拆改增减砌体填充墙的现象更为普遍），因为砌体填充墙对结构的抗震性能有较大的影响，对结构的刚度和延性有较大的影响（与主体结构柔性连接影响小些，刚性连接影响大些）。有实测结果表明，有实心砖填充墙的框架结构，由于实心砖填充墙的刚度大于框架柱的刚度，其影响十分显著，实测周期约为计算周期的0.5―0.6 倍（对框架、框架剪力墙、剪力墙结构的影响不一样）。抗侧刚度的改变，自振周期的改变，作用于结构上的水平地震力就会改变。因此要求砌体填充墙的布置，在建筑平面上力求均匀对称，以免造成结构的偏心；在建筑竖向上应连续贯通，以免造成新的薄弱层和短柱、低矮墙、中高墙。总之，既要注意主体结构的不规则、不连续会引起的刚度突变，也要注意并避免非结构墙体（砌体填充墙）的不规则、不连续引起的刚度的突变，产生过大的应力集中或塑性变形集中。正常的设计，正常的施工，合格的材料完成的结构要想使用到设计使用年限，且在使用年限内能满足各种规定的功能要求，使结构具有良好的延性，正常条件下的使用和及时的检测维护是保障。

4 其他注意事项

实现多层及高层钢筋混凝土房屋的延性是一项十分重要的工作。我们要处理好结构的承载力、刚度、延性这三者的关系，使其能得到较为合理的匹配，既有必要的承载力、适宜的刚度，更有良好的延性。承载力是强度的体现，延性是变形能力的体现。一个结构，如梁承载力较低，延性较高，虽然破坏较早，但变形能力较好，可能不至于倒塌。相反，如果承载力较高，延性较差，尽管破坏较晚，但因变形能力差，可能会倒塌。刚度是指单位变形（位移、转角）所需要的力。结构、构件的刚度和承载力是相关的，一般来说，刚度大承载力也大，刚度小承载力也小。但是也要注意到，在地震作用下，地震力的大小不但与建筑物的质量有关，也与建筑物的抗侧刚度密切相关，抗侧刚度大，地震力大，抗侧刚度小，地震力小。结构的承载力、刚度、延性要均匀连续渐变，相互匹配。在抗震结构中，如果把地震动的三要素（地震动的最大振幅、频谱、持续时间）看做外因，把不同结构类型的不同结构体系的整体稳固性、多道的延性设防、结构构件和节点的强度、刚度、延性统一看作内因，那么在外因一定的情况下，内因就起着决定性的作用，尤其是延性的重要性至关要紧。正如同济大学沈祖炎（中国工程院院士、教授）所说：“实际震害调查结果表明，结构强度的不足不是导致结构破坏的主要因素，只要结构的强度在地震作用过程中能够维持，结构具有弹塑性变形的能力，结构就能在地震中得以幸存。”

我国现行规范没有给结构、构件的延性系数和耗能能力做出定量的规定，延性要求仅被当做结构抵御灾害性地震的安全储备，但规定了在大地震作用下各结构体系的弹塑性层间位移角的限制。钢筋是延性材料，混凝土是脆性材料，钢筋混凝土是弹塑性材料，钢筋混凝土结构的延性主要是靠钢筋的延性来实现的，而整体结构的延性是通过构件的延性和截面的延性来实现的。结构的延性是个很复杂的问题，涉及的因素太多，目前很难加以正确的定量确定。为保证结构有良好的抗震性能，多层及高层钢筋混凝土建筑结构的延性一般要求为U=3―6。

5 结束语

地震区的结构设计施工应经济合理，特别是对于我们这样一个发展中的人口大国要做到经济合理，更具有特殊的意义。改革开放这几十年，我们的国力虽然有了很大的提高，但我国的人均国民生产总值还不到美国的1/10，即使是我国东部发达地区，与美国的差距还是很大的。在这里延性工程就成为一个极为重要的问题。在传统的抗震方法中，大地震时主要是依靠结构自身屈服后的延性使结构不发生脆性破坏，裂而不倒。随着我国经济的快速发展及抗震设防思想的进一步完善和深化，以人为本的结构抗倒塌设计已经提到日程上来，对超规范的重大工程和有特殊要求的建筑结构已开展了性能设计，对常用的大量的建筑结构也正在逐渐向性能设计的方向发展，以实现建筑物的安全性和使用性的双目标，这就必将对工程的延性提出更高的要求。

参考文献

[1]GB50011- 2001，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

篇12

随着科学技术的飞速发展，特别是建筑行业，不断出现施工新技术和新工艺。预应力管桩就是近几年发展起来的新技术。预应力管桩是采用预应力技术，是应用混凝土预制技术和工艺的又一成果。主要适用于桩端持力层为较厚的强风化或全风化岩层，坚硬粘性土层，密实碎石土、砂土、粉土层的场地，适合广东沿海地区的地质条件，且具有工期短、造价低的优点。从目前的建筑行业状况看，静压预应力管桩已经得到了普遍的运用，尤其是一些高层、大型建筑中的运用更广泛。本文就结合工程实例，探讨预应力混凝土管桩的施工。

1 工程概况

某建筑工程项目为高层住宅，项目总用地面积27921.66m2，总的建筑面积为128070.96m2（其中地下室面积为30629.0m2，地上建筑面积为97441.96m2）。设计的总户数为916户，整个小区设停车场泊位786个。

主楼部分基础采用PHC-AB400-95型预应力砼管桩，共1896根，单桩竖向承载力设计值为1400kN；地下室部分基础采用PHC-AB300-75型预应力砼管桩，共508根，单桩竖向承载力设计值为700kN，桩端进入桩端持力层-圆砾层深度不小于500mm，有效桩长≥6m。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011- 2001）和《中国地震动参数区划图》（GB17306-2001），拟建场地位于抗震有利地段。

2 预应力管桩施工

2.1 准备工作

2.1.1 施工前项目部做好场地查勘工作，如有架空电线、地下电线、给排水管道等设施，砼地板、旧基础等妨碍施工或对安全操作有影响的，应及时汇报业主处理；场地地耐力不得小于120MPa，以满足桩机走机要求。

2.1.2 施工人员做到熟悉并掌握场地内的工程地质情况、施工图纸、施工组织设计（或方案）、管桩、出厂合格证及有关资料。

2.1.3 测量人员根据业主提供的坐标控制点组织测设轴线、标高，并及时做好交验工作。在桩位不受沉桩影响的地方埋设轴线控制点以备查；在每桩桩机就位沉桩前复核桩位位移情况并作修正。

2.1.4 项目经理部签发好交底单给作业班组。交底单包括合同、项日质量计划、施工组织设计、图纸、施工预算、施工进度计划，以及相应的劳动力、材料、设备使用计划、技术与安全要求等。

2.1.5 对于边桩的施工，场地小能满足桩机正常施工条件（距外边线不小于5.0m）的，应使用边桩器施工，边桩距离障碍物小于1.25m。其它要求用桩机中心压桩台压桩要求一致。

2.1.6 确定终压条件。终压条件的确定是保证静压桩质量的关键。终压条件的计算及确定应在图纸会审时由设计人员、监理、施工单位共同落实。终压条件包括：终压力、最后3次稳压时贯入度、稳压时间、桩尖标高、桩端持力层等。

2.2 压桩顺序

按照施工规范的要求，在局部与相邻建筑物较近的桩，由靠近的一端向远的一端施工；在局部软弱边坡处，从场地里向外边施压。在静压桩施工时，桩机应避免沿单一方向进行。

2.3 施工工艺流程

静压管桩施工工艺流程为：桩位测量放线一静压桩机就位调平一吊桩夹桩并校对垂直度一沉桩一送桩器送桩一压力至设计终压力一复压3次（并各自稳压5～10s）一退出送桩器一进入下一根桩的施工。

2.4 施工工艺步骤

2.4.1 桩的吊运

按规范要求，管桩必须达到设计强度的100％方可运输。用平板拖车装运，运桩应平稳。管桩堆放支垫点应设枕木且设在吊点处。叠层堆放不宜超过3层；超过2层时，应用吊机取桩，严禁拖拉取桩；不超过2层可拖拉取桩；当为2层时，桩的拖地端应用废轮胎等弹性材料保护。

2.4.2 试桩

静压管桩正式施工前应进行试桩，采用静载试验确定单桩竖向承载力特征值，检测数量在同一条件下不应小于3根；每栋楼需抽取3个点的工程桩，采用工艺实验检验桩的入土深度能否达到设计要求，确定配桩长度（因AB型管桩需定制）、单桩竖向承载力特征值、最终贯入度的取值。

2.4.3 压桩

（1）测量施工员根据轴线和桩位放线定位，在每桩正式施工前用全站仪进行复核。桩位测定依据施工场地外的控制点采用极坐标法测设，测量角使用全站仪。开工前测量员做好测试计算书并签字备查。

（2）起吊预制桩，使桩中心垂直对准桩位中心点，通过夹持油缸驱动夹持机构夹紧桩段，微微启动压桩油缸，当桩入土至50cm左右时，松开夹持，再次用走机方式校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不超过0.5％。

（3）压桩要求连续，并控制合适的压桩速度（≤2m／min），同一桩的压桩间隔时间不宜超过30min，尤其避免在硬土层、砂土层停留太久，否则易造成沉桩阻力增大而产生滞桩。在桩下沉至接近设计标高位置时，不能过早停压，否则补压时常常难以沉桩。

（4）边桩需用边桩器施压，设计要求的单桩竖向承载力设计值为1400kN，边桩器的最终承载力值只能达到800kN，压力值无法达到设计要求，是否需在附近补压1根桩由设计确定。

（5）接桩。压桩过程中如需进行接桩，在桩长度不够的情况下，采用焊接接桩。焊接接桩的预埋铁件表面应清洁，上下节之问的间隙应用铁片垫密焊牢。

（6）送桩。送桩器的中心线应与桩身吻合一致。

（7）稳压。当压桩力已达到终压力时应进行稳压，稳压3次，每次时间为5～10s，并严格控制每次稳压的贯入度，以确认压力值稳定并作为终止压桩条件。本工程持力层为网砾层，以贯入度控制为主，桩底标高作参考。

（8）压桩施工时，应由专门的记录人员做好施工记录，记录内容包括桩的编号与长度、送桩深度、桩底标高及最后3次稳压的贯入度。

（9）针对存在硬土、砂土层会产生沉桩阻力增大现象，以采用忽停忽压的冲击施压法，争取用慢速挡大功率缓慢穿透夹层。

2.5 压桩的控制原则

压桩的控制原则是以终压值和持力层控制为主。本工程设计桩端进入圆砾层≥500mm。实际施工中可能出现3种情况：①桩尖达到设计标高的同时，表压达到最大工作压力。②对于出现桩尖已达到设计标高而压力未到设计终压力的情况，应考虑深送桩、接桩、补桩。③桩尖未到设计标高时压桩力达到最大设计压力，此时桩长尚未满足设计要求。出现该情况时，应考虑引孔或采取其它技术措施，以满足最小桩长要求。

3 质量控制措施

3.1 施压时，锤与桩帽、桩帽与桩之间应有弹性衬垫（如纸皮、麻袋等）缓冲桩头的压力使之不易损坏。

3.2 桩帽、桩身及送桩器应保持在同一直线上。

3.3 压桩前应通过吊锤观测控制桩身的垂直度，在压桩过程中也应随时观测，若发现倾斜，应立即调整，保证桩身入土时的垂直度偏差不超过0.5％，成桩后偏差不超过0.5％。

3.4 当下一节桩压到地面25mm左右，根据配桩方案进行接桩时，应先将桩管吊起对位，控制好垂直度。

3.5 电焊接桩时，要由2个人对称施焊，电流要适中，焊条要有出厂合格证。施焊时，焊缝必须密实，不该有施工缺陷（如咬边、夹渣、焊瘤等）。

3.6 做好施工日志，收集隐蔽验收记录、原始记录和现场签证等工程技术资料。

3.7 桩机的保养和维修要有专人负责，以使工程能顺利进行。

3.8 施工完毕的桩，应对其质量和承载能力进行检验鉴定，经检验合格方可继续施工承台。

4 安全保证措施

4.1 建立工程项目经理负责制，对项目安全文明施工负责。

4.2 工人上岗前必须进行安全教育，并要求持证上岗。进入现场必须戴好安全帽。

4.3 设备安装验收后才能使用，并悬挂安全标志。

4.4 工地架设动力与照明电缆线路，必须符合《施工临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的要求，不得超负荷使用。

4.5 上班前必须对桩机各部件及钢丝绳、转动部分加油，各制动部分要灵敏，试机正常后方能施工。

4.6 桩机行动时，指挥员应注意地面及空中的情况，要保证桩架的稳定、平衡、垂直移动，保证安全。

4.7 吊桩要有专职指挥，起吊时管桩及吊臂下严禁站人。

4.8 机电设备维修时必须切断电源，且停电并挂上“有人工作，禁止合闸”的标志牌后方能进行维修工作。

4.9 严禁酒后操作。

4.10 所有用电设备必须安装漏电保护装置，保证做到“一机一闸一漏电开关”。漏电开关采用2级以上设置，实行三相五线制。电箱和机具采用黄绿双色线进行接零保护，电箱能防雨，门锁齐全，出线电缆化，一律架空，不拖地。

5 结语

综上所述，预应力管桩承载力高、经济性较好。但预应力管桩施工是个系统工程，施工环节较多，施工质量要求高，任何施工环节稍有不慎，就会出现质量事故或质量隐患。