行业内刊
兰州古城的城门记忆(上):内城篇
甘肃省土木建筑学会第十二次会员代表大会
暨十二届一次理事会在兰州召开
基于生态旅游的特色小镇规划实践
——以漳县遮阳山旅游休闲特色小镇建设规划为例
封面:兰州市安宁区桃花苑
二期高层商住楼
甘肃省土木
建 筑 学 会
指导单位:甘肃省住房和城乡建设厅
主办单位:甘肃省土木建筑学会
承办单位:甘肃省土木建筑学会总工程师工作委员会
兰州城市建设设计研究院有限公司
兰州理工大学设计艺术学院
甘肃安居建设工程集团有限公司
兰州有色冶金设计研究院有限公司
主 编:任春峰
执行主编:姜 浩 金光辉 刘 俊 刘奔腾
副 主 编:贾雯丽 刘元珍 李学端 景 楠 马文晶
责任编辑:贾雯丽 杨 锐 马文晶 胡娟娟
美 编:景 楠 张涵 曲 莹 李帅龙 李佶隆
采 编:李学端 谢飒 张涵 赵丽媛 安力
地 址:甘肃省兰州市安宁区建宁东路3001号
专家办公楼12层
电 话:(0931)7750132
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编辑委员会
编辑部
兰州有色冶金
设计研究院有限公司
甘肃安居建设
工程集团有限公司
垄上匠人
兰州城市建设
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兰州理工大学土木工程学院
兰州交通大学建筑与城市规划学院
兰州交通大学土木工程学院
西北民族大学土木工程学院
兰州大学土木工程学院
甘肃省建筑职业技术学院
张掖市建筑勘察设计研究院有限公司
陇东学院土木工程学院
河西学院土木工程学院
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甘肃中建市政工程勘察设计研究院有限公司
甘肃省建筑设计研究院有限公司
甘肃省城乡规划设计研究院有限公司
甘肃省工程设计研究院有限责任公司
中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司
甘肃土木工程科学研究院有限公司
甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司
甘肃省建材科研设计院有限责任公司
甘肃铁道综合工程勘察院有限公司
兰州铁道设计院有限公司
甘肃省建设监理有限责任公司
甘肃路桥建设集团
甘肃省建设投资(控股)集团有限公司
甘肃省建筑科学研究院(集团)有限公司
甘肃安居建设工程集团有限公司
中国十七冶集团有限公司
中建三局集团有限公司甘肃公司
中国建筑第四工程局有限公司(兰州分公司)
中国建筑第八工程局有限公司甘肃公司
中建新疆建工(集团)有限公司甘肃分公司
基准方中建筑设计股份有限公司兰州分公司
《甘肃工程建设》理事单位(排名不分先后)
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行业资讯
目录
Content
封面:桃花苑二期项目施工
省住建厅召开党组扩大会部署落实强科技行动相关工作
陇原建设科技大讲堂第三期活动成功举办
甘肃省土木建筑学会第十二次会员代表大会暨十二届一次理事会在兰州召开
全省新型墙体材料下乡活动临夏现场会在大河家镇举行
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雄伟匠造
兰州古城的城门记忆(上):内城篇
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工程纵横
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业界视点
强自重湿陷性黄土湿陷范围浸水试验研究
全尾砂胶结充填材料强度影响因素分析及配比预测研究
半自磨工艺顽石与介质高效分离技术的试验研究
GPS-RTK的技术原理及误差解决方法
挖孔灌注桩结合静压钢管桩在某地下车库基础止沉加固中的应用
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浅谈国土空间规划体系下村庄规划的实践——以宕昌县新城子藏族乡岳藏甫村为例
基于生态旅游的特色小镇规划实践——以漳县遮阳山旅游休闲特色小镇建设规划为例
西咸新区生活垃圾无害化处理,焚烧热电联产项目钢结构工程监理
集成装配式多层房屋
某体育馆大跨度钢网架屋盖安全性鉴定
浅析杭州亚运场馆的绿建节能电气设计
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封三、封底:甘肃安居建设工程集团有限公司
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大师风采
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科技创新
混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
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刘广建
马文晶
黄小朋
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土木英才
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吕生玺
马国纲
史春海
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张恩祥
黄锐
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为深入贯彻落实省委省政府强科技行动要求,4月15日上午,省住建厅召开党组扩大会议,专题安排部署建设科技工作。会议学习了习近平总书记关于科技创新的重要论述和对甘肃重要指示批示精神和胡昌升在甘肃省科学技术(专利)奖励大会暨强科技行动工作推进电视电话会议上讲话精神,厅科教处汇报了近年来我省建设科技工作推进情况和下一步措施,与会厅领导和相关部门负责人提出了强科技建议,厅党组书记、厅长苏海明主持会议并讲话。厅党组成员,二级巡视员,总工程师,厅机关各处室、直属各单位主要负责同志参加会议。
——摘自《省住建厅召开党组扩大会部署落实强科技行动相关工作》
行业资讯
Industry Information
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省住建厅召开党组扩大会部署
落实强科技行动相关工作
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为深入贯彻落实省委省政府强科技行动要求,4月15日上午,省住建厅召开党组扩大会议,专题安排部署建设科技工作。会议学习了习近平总书记关于科技创新的重要论述和对甘肃重要指示批示精神和胡昌升在甘肃省科学技术(专利)奖励大会暨强科技行动工作推进电视电话会议上讲话精神,厅科教处汇报了近年来我省建设科技工作推进情况和下一步措施,与会厅领导和相关部门负责人提出了强科技建议,厅党组书记、厅长苏海明主持会议并讲话。厅党组成员,二级巡视员,总工程师,厅机关各处室、直属各单位主要负责同志参加会议。
会议要求,全厅各部门要深入落实习近平总书记关于科技创新的重要论述和对甘肃重要指示批示精神和胡昌升在甘肃省科学技术(专利)奖励大会暨强科技行动工作推进电视电话会议上讲话精神,提高对建设科技的思想认识,立足建筑行业产业基础和资源禀赋,建设行业作为经济大口、民生大口,科技创新的社会贡献明显,应坚持以科技创新为引领,加快传统产业智能化、装配化、
绿色化升级改造,培育竞争新优势。力争在加强科技创新、建设现代化产业体系上取得新突破。
会议指出,科技创新是行业共同面临的问题,各处室结合工作实际和需求提出行业难点堵点,集中力量解决行业实际问题。同时,各部门应形成合力,在各自的具体工作中落实科技创新要求和建设行业科技创新的激励政策,全面调动行业从业人员科技创新的积极性,形成建设科技争先创优的良好氛围。
会议强调,建设行业应加强产学研用结合,结合行业发展方向及厅重点工作,坚持城乡建设绿色发展方向,以新质生产力为引领,在科技创新和科技成果转化上同时发力。鼓励和支持高校、科研机构、企业形成合力,共同开展行业共性关键技术研发应用。企业作为科技成果转化核心载体,应提高科技成果落地转化率,各部门也应结合自身工作,推动行业已取得科技成果的转化应用,力争以科技创新为切入点,做大做强建筑企业创新发展。
陇原建设科技大讲堂第三期活动成功举办
5月9日,由省住建厅主办,甘肃省建设科技与建筑节能协会承办,甘肃省建筑业联合会、甘肃自然能源研究所协办的“陇原建设科技大讲堂”第三期活动在兰州成功举办。中国建筑节能协会会长、原住房和城乡建设部建筑节能与科技司巡视员、博士生导师武涌先生,北京中创碳投科技有限公司规划总监,高级城乡规划师,中国科学院生态环境研究中心博士
建设科技大讲堂”第三期活动在兰州成功举办。中国建筑节能协会会长、原住房和城乡建设部建筑节能与科技司巡视员、博士生导师武涌先生,北京中创碳投科技有限公司规划总监,高级城乡规划师,中国科学院生态环境研究中心博士
行业资讯
师武涌先生,北京中创碳投科技有限公司规划总监,高级城乡规划师,中国科学院生态环境研究中心博士张晓燕女士应邀授课。省住建厅党组成员、副厅长赵晓颖到会致辞,省住建厅总工程师邵斌参加活动。
赵晓颖在致辞中表示,近年来,省住建厅致力于立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,强化建设科技支撑引领,促进我省住建行业干部和专业技术人员绿色低碳发展能力提升,强化科技创新管理,因地制宜发展新质生产力。同时,优化工作思路,加强重点突破,建立建设科技创新部门联动机制、提升建设科技创新能力和研究水平、提高建设科技信息化服务能力和效率、促进建设行业先进技术和成果交流推广,为助推行业高质量发展不懈努力。“陇原建设科技大讲堂”搭建了我省住房城乡建设领域集思广益的沟通交流平台,旨在提升行业技术人员专业能力、科研能力,培育专业、敬业的高素质复合型干部人才队伍,支撑和引领我省住房城乡建设事业高质量发展。
干部人才队伍,支撑和引领我省住房城乡建设事业高质量发展。
武涌会长作了题为《构建支撑建筑绿色低碳转型的六大体系》的主题报告,深入浅出的讲解了今年3月发布的《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》,并根据系统工程理论梳理出建立健全以节能与低碳发展为导向的“政策引导体系、标准规范体系、技术创新体系、市场服务体系、监管评估体系、人才培养体系和国际合作体系”七大体系,为我省坚持因地制宜、分类施策推进建筑领域绿色发展,在新建建筑节能降碳、既有建筑能效水平提升、建筑行业转型升级等方面传授了很多先进经验。
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行业资讯
筑能效水平提升、建筑行业转型升级等方面传授了很多先进经验。
张晓燕博士作了题为《建筑领域全生命周期的碳管理与碳资产》的主题报告,从建筑领域双碳政策及机遇、全生命周期碳排放、碳管理、碳资产等四个方面,详细介绍了全生命周期碳排放的计算方法和评估工具,并分享了碳管理和碳资产管理的最佳实践,为我省企业积极参与绿色建筑和低碳建筑的研发和应用提供有益思路与建议。
本次活动采取线上线下方式举办。省住建厅机关及直属单位、兰州市及兰州新区住建系统、甘肃省工程勘察设计大师、相关高校、省级行业协学会会员单位代表,共计200余人现场参加活动,线上设分会场三十余个,各市州住房和城乡建设主管部门及行
业代表线上听讲,线上线下共计约6.5万人参会。
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行业资讯
甘肃省土木建筑学会第十二次会员代表大会暨十二届一次理事会在兰州召开
1月29日,甘肃省土木建筑学会第十二次会员代表大会暨第十二届一次理事会在兰州成功举办。甘肃省住房和城乡建设厅党组成员、副厅长赵晓颖,原党组成员、副厅长马育功,甘肃省民政厅社会组织管理局副处长马斌,甘肃省科学技术协会学会部副部长
甘肃省土木建筑学会第十二次会员代表大会暨第十二界一次理事会
2024-02期
孙华,以及第十一届理事会全体负责人、第十二届理事会候选人,学会会员代表共482人参加了本次大会。
会议由甘肃省甘肃省土木建筑学会副理事长兼副秘书长姜浩主持。
甘肃省土木建筑学会
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行业资讯
会上,甘肃省民政厅社会组织管理局马斌副处长向大会宣读了《甘肃省民政厅关于同意甘肃省土木建筑学会换届及变更法定代表人的批复》;十一届理事会任春峰理事长向大会做第十一届理事会工作报告;副理事长、副秘书长姜浩受第十一届理事会秘书长姜显明的委托向大会做第十一届理事会财务工作报告;审议并通过了《甘肃省土木建筑学会章程》修订(草案)、《甘肃省土木建筑学会会费管理办法》修订(草案);选举产生了新一届理事会、第十二届理事会理事长、副理事长、秘书长。
新任理事长马育功为大会致辞,马理事长认为学会十一届理事会围绕甘肃省建设行
2024-02期
业中心工作,充分发挥学会做为政府和企业的桥梁纽带作用,取得了丰硕的工作成果,为学会助力行业发展奠定了良好的基础。马理事长代表新一届理事会,对十一届理事会表示衷心感谢,并对新一届理事会提出了新的要求和期望。他表示,新一届理事会要在原有基础上,进一步提高服务水平,加强学会内部建设,推动土木建筑领域的科技创新和发展。学会要立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,开创新发展局面,将秉承学会的宗旨,加强学术交流和合作,加强会员服务,加强行业影响力,坚持以会员为中心,弘扬和发展学会的服务理念,坚持科技强省导向,更好地服务土木建筑工程领域科技工作者,优化学会治理结构和治理方式,致力于推动学会的进步与发展,全力打造一流的科技社团。
甘肃省住房和城乡建设厅党组成员、副厅长赵晓颖为大会致辞,第十一届理事会紧紧围绕党和国家的中心任务,为企业和行业提供了有力支持,赢得了行业上下的广泛认
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行业资讯
可和拥护。并从当前发展形势和面临的挑战;围绕学会中心工作、发挥好桥梁纽带作用;加强自身能力建设、努力提升服务水平等三个方面对新一届理事会提出工作目标,强调学会将坚持稳字当头,稳中求进的原则,全面贯彻落实党的二十大精神,立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,团结和依靠广大会员,形成行业发展的合力,共同推动全省城乡建设行业绿色转型和高质量发展。
本次大会还举办了《甘肃工程建设》电子期刊发布仪式,电子期刊的成功发布旨在促进工程领域的学术交流和知识分享,并为行业的进步和发展注入新的活力。在这个数字化时代,电子期刊已经成为学术界重要的交流平台。通过这个平台,我们可以更快地传播最新的研究成果,加速工程领域的创新进程。此外,电子期刊的开放性和便捷性,也为更多的研究者和专业人士提供了交流和
合作的机会,帮助我们更好地了解和掌握工程建设领域的最新进展。
本次大会的成功召开,标志着甘肃省土木建筑学会迈入了一个新的发展阶段。新一届理事会将继续秉承“服务、创新、合作、共赢”的理念,团结广大会员和土木建筑领域的专家学者,为实现甘肃省土木建筑事业的繁荣和发展贡献力量,相信在全体会员的共同努力下,甘肃省土木建筑学会的明天会更加美好。
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全省新型墙体材料下乡活动临夏现场会在大河家镇举行
4月19日,甘肃省新型墙体材料下乡活动临夏州现场会在积石山县大河家镇大河家村文化广场举办。本次活动旨在服务积石山灾后重建、提高农村住房建设质量、提升农民居住环境品质。全省新墙材生产龙头企业代表,以及临夏州内建筑、施工、监理、农村工匠,积石山县当地群众等500余人参加了此次活动。
——甘肃安居建设集团集成装配式房屋倍受群众青睐
活动图片
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行业资讯
活动会现场,彩旗飘飘、拱门巍巍,一片热闹景象。“甘肃省新型墙体材料下乡活动临夏州现场会”的巨大横幅格外引人瞩目;“推广新型墙材助力灾后重建,建设美好家园守护醉美乡愁”、“等宣传标语分外醒目耀眼;由省墙改办印制的《甘肃省新型墙体材料下乡活动宣传手册》被群众争相传阅。来自全省各地区的最具代表性的新型墙材企业生产的最新产品让群众眼前一亮;尤其是甘肃安居建设集团为灾后重建研发的集成装配式农居备受群众青睐,被甘肃省墙改办授予“甘肃省新型墙体材料示范农居”;活动现场领导、专家、工匠、群众互动交流,从政策支持、技术开发、产品性能、价格优惠等方面沟通交流,现场气氛融洽、非常热烈。
在活动现场开幕式上,甘肃安居建设集团也受到了甘肃省墙改办、甘肃省建设科技与建筑节能协会的“爱心公益企业”荣誉称号表彰,表彰了在2023年积石山抗震救灾中捐款捐物,彰显社会责任担当。
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行业资讯
在活动现场开幕式上,甘肃安居建设集团也受到了甘肃省墙改办、甘肃省建设科技与建筑节能协会的“爱心公益企业”荣誉称号表彰,表彰了在2023年积石山抗震救灾中捐款捐物,彰显社会责任担当。
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行业资讯
兰州古城曾拥有十三座城门,这些城门不仅构成
了城市的物理边界,也是历史的见证。本文通过一系列
珍贵的老照片,全面介绍兰州古城的城门,让读者得以
一窥这些城门昔日的风采,以及与之相关的历史故事。
——摘自《兰州古城的城门记忆(上):内城篇》
雄伟匠造
Majestic Atisan Achievement
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除了这四大城门,还有一张1935至1937年间拍摄的照片,一位德国摄影师站在兰山高处,捕捉到了兰州古城的全貌。
▲正在建设中的黄河铁桥(1909年)
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雄伟匠造
兰州古城的城门记忆(上):内城篇
作者:马康迈
策划:垄上匠人&述作设计
兰州古城曾拥有十三座城门,这些城门不仅构成了城市的物理边界,也是历史的见证。本文通过一系列珍贵的老照片,全面介绍兰州古城的城门,让读者得以一窥这些城门昔日的风采,以及与之相关的历史故事。
1909年,白塔山上的一张照片记录了内城四大城门的同框景象,当时的城门完好无损,黄河铁桥的钢梁正在架设中。
▲清乾隆年间兰州地图
图片来源:清《皋兰县志》
▲兰山上正在耕地的农民及古城全貌 (1935-1937年)
▲清光绪时期兰州城图
图片来源:《兰州市志.建置区划制》
●内城四主门
1908年7月,兰州内城东门来煦门的照片展示了其巍峨的城楼和整齐的砖垛。来煦门原名承恩门,后因都城在东而改名,寓意承接皇恩。城门上悬挂的匾额写着“重译来宾”四字,体现了对来宾的尊敬和隆重接待。
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雄伟匠造
照片中,一位农民正用毛驴耕地,背后是整个兰州古城的景象。
接下来本文将从来煦门(东门)按顺时针顺序,逐一展示内城的城门记忆影像。
▲兰州古城十三座城门位置对照示意 图(底图为现今兰州主城区)
图片来源:作者绘制
●来煦门(东门)
▲来煦门(摄于1908年)
在明史志,《清史稿·志》以及余怀《板桥杂记》中这个词语在接待重要来宾的场合中使用,原意是指对前来拜访的客人表
▲《重修兰州城碑记》(清嘉庆十七年刻制)
图片来源:西安碑林第五展室
▲兰州城关区域(1937-1938年)
▲崇文门和南稍门(摄于1933年)
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雄伟匠造
▲来煦门(摄于1925年),北眺东门城楼
示尊敬,隆重地接待。其中,“重zhong译”表示庄重的言辞表达;“来宾”指的是前来访问的客人。虽然看不清落款,但是根据道光嘉庆年间陕甘总督那彦成所撰文重修兰州城碑记中也出现了“重译”的词语。
同时期的兰州城关地区航拍照片,西门,北门城楼均在,没有东门城楼,这说明在此之前兰州前东门城楼已经损毁消失了。
●崇文门,后名皋兰门(南门)
南门,明代称为崇文门,清代改名皋兰门,是所有城门中最雄伟的。这是1933年时航拍的南门和南稍门同框的照片,虽然有些模糊,但从高处可以看到雄伟的南门城楼。
▲皋兰门(摄于1934年)
这是1934年左右的皋兰门,可以看到城楼木结构已经有所破损,陕甘总督那彦成题写的万里金汤匾额高悬,南门依旧雄伟壮丽。
在1938年左右,兰州已经逐渐成为抗日大后方,各种工厂和政府机构搬迁至兰州,街头的军人在集结,并有骑兵牵马经
▲抗战中的兰州街景,可见南门(摄于1938年)
▲抗战后期的南门城楼(摄于1940´s)
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雄伟匠造
过,战争阴云密布。远处的南门城楼木结构已经相当程度的损坏。
▲皋兰门(摄于1950年)
1946年春天,城楼应该是经过了修缮成立了物产馆,这是常书鸿先生为筹措敦煌保护维修资金而举办的常书鸿父女画展,当年常先生的女儿常沙娜15岁,她的敦煌临摹绘画作品已经达到相当水平,这个画展改变了常沙娜之后的命运轨迹,被当时来观展的山丹培黎学校教授染织课程的加拿大女教员叶丽华所欣赏,并在1948年引荐并带常沙娜到了美国,就读于波士顿博物馆美术学院学习,常沙娜1951年回国,先后在清华大学,中央工艺美术学院等美术院系任教,1982年至1998年任中央工艺美术学院院长,常沙娜的学术思想先后得到常书鸿、林徽因、雷圭元、奚小彭等诸位大师的真传,发展自成一格,亦古亦今汇通东西,是中央工艺美术学院历史上唯一一位女性院长。
▲皋兰门(摄于1946年)
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雄伟匠造
▲皋兰门(摄于1950年)
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雄伟匠造
在1950年左右的南门照片上,可以看到城楼下城墙两边还有两个小一点的城门洞,这是1939年日军开始轰炸兰州时为便于市民往城外南郊疏散所新开的两个门洞,同时在南门往西的城墙上,大约在永昌路南段的内城和外城城墙各打开了一个门,用砖砌成门洞的形状,这两个后来被人们称作双城门,这并不是兰州古城的原有城门。
●永宁门,后名镇远门(西门)
西门,明代名为永宁门,清代改名镇远门,是西部边患宁定的象征。1920年左右的西门内大街照片,展示了店铺林立的景象和远处的西门城楼。
▲1934年的镇远门城楼,十孔箭窗和木护拦已损毁
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▲永宁门(摄于1920年)
▲1934年的镇远门城楼,十孔箭窗和木护拦已损毁
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▲同期镇远门南立面,可见门窗损毁
▲四墩坪上远眺西门(1938年)
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1938年,西门城楼的门窗已毁。西门城楼在1949年至1958年间因破败而被拆除。
▲广源门(1920年左右),展示城墙和瓮城的壮观景象
北门广源门,以黄河之水源源不绝之意而得名,后未曾改名,因为是城内主要在黄
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雄伟匠造
●广源门,俗称水北门(北门)
▲广源门(1920年左右),城门外是黄河码头
河取水的城门,所以俗称水北门,北门城楼规模小于其他四座,只建两层,北门的瓮城是早于其余四座城门而修建的瓮城,北城墙依黄河而建,黄河天险成为了北城墙天然的护城河。
在1936年左右兰州航拍图中,可以看到北门瓮城的造型是外圆内方,画面右下角可以看到木塔巷里的那座木塔,塔的木质结构同治13年(1874年)间毁于火灾,仅剩砖结构的塔体孤单耸立在这里,广源门外的黄河边上是繁忙的码头。
▲透过黄河铁桥拍摄的广源门(1934年)
▲高处远眺广源门及兰州城内景象
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雄伟匠造
▲广源门(1936年左右)
这是1943年,可以看到北门瓮城的城砖已经在开始拆除,瓮城城门已经被拆。
▲广源门(1943年)
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雄伟匠造
与兰州古城门的影像记忆对话,
在它坚固的怀抱中寻找智慧,
在它沧桑的面容中看到历史,
共同守候着岁月的沉淀,
文明的光辉。
[1]王道元.皋兰县志[M].甘肃人民出版社,1999.
[2]兰州市地方志编纂委员会.兰州市志[M].兰州大学出版社,1997.
[3]邵彦涛.国家与边缘:近代兰州城市发展研究(1872-1949)[D].华中师范大学,2018.
[4]邓明.兰州史话[M].甘肃文化出版社,2005.
[5]程兆生.兰州谈古[M].甘肃人民出版社,1992.
[6]张军利 .甘肃省志. 住房和城乡建设志[M].甘肃文化出版社,2020.
参考文献
图片来源
图片来源:除文中特殊注明外,其余来源于甘肃省档案馆/各官方网页/作者经民间收集(图片如需转载,需经作者同意)
协助整理:郭晓雪
村庄规划作为我国国土空间规划体系中的详细规划,在乡村振兴中发挥着重要作用。村庄作为承载传统文化、生态涵养、农业生产,与城镇互促互进、共生共存,共同构成人类活动的空间载体。而实用性村庄规划的编制是村庄保护特色资源,传承历史文脉的需要。实用性村庄规划能更好的深入挖掘村庄历史文化、民族特色、古茶树等特色资源,规划的合理引导、科学管控,能有效指导村庄健康发展,共同构筑“望得见山、看得见水、记得住乡愁”美丽村庄。
——摘自《浅谈国土空间规划体系下村庄规划的实践——以宕昌县新城子藏族乡岳藏甫村为例》
工程纵横
Engineering Review
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2024-02期
发表日期:2020/06/20
浅谈国土空间规划体系下村庄规划的实践
——以宕昌县新城子藏族乡岳藏甫村为例
尹晓琳 兰州有色冶金设计研究院有限公司
依据《甘肃省村庄规划编制导则(试行)》编制“多规合一”实用性村庄规划,实现村庄规划体系重构,是推动乡村振兴的主要抓手之一,是新形势下党和国家对乡村地区的新要求,是乡村地区发展的新探索、新机遇。本文结合宕昌县新城子藏族乡岳藏甫村村庄实际发展与建设情况,以藏甫村村庄规划编制为出发点,积极探索可复制的、可推广的村庄规划样板。
发表期刊:《工业建筑》
村庄规划作为我国国土空间规划体系中的详细规划,在乡村振兴中发挥着重要作用。村庄作为承载传统文化、生态涵养、农业生产,与城镇互促互进、共生共存,共同构成人类活动的空间载体。而实用性村庄规划的编制是村庄保护特色资源,传承历史文脉的需要。实用性村庄规划能更好的深入挖掘村庄历史文化、民族特色、古茶树等特色资源,规划的合理引导、科学管控,能有效指导村庄健康发展,共同构筑“望得见山、看得见水、记得住乡愁”美丽村庄。
1 村域发展现状
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岳藏甫村位于官鹅沟大景区木隆沟内,距县城17公里,距乡政府7公里,总用地面积2085.38公顷。2021年全村辖4个村民小组150户630人,其中藏族107户434人。
1.1 村庄发展优势
(1)岳藏甫村自然资源丰富,生态环境优越,为旅游业的发展提供了良好的条件。
(2)村庄目前旅游产业、旅游配套产业、特色饮食产业、民俗度假客栈产业建设初具规模,以官鹅沟草药谷度假村为契机,为村庄旅游业的发展带来更多便利条件。
(3)羌藏文化是岳藏甫村最为重要的人文品牌,利于休闲旅游项目的开发。
1.2 村庄发展问题
(1)保护与发展需要协调。
(2)村庄产业需要引导。
(3)村庄风貌需要提升。
(4)村庄设施有待完善。
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2 基于国土空间规划体系下的岳藏甫村村庄规划实践
2.1 明确村庄功能定位
以自然保护为本底,集生态观光、养生度假、民族文化体验、康体运动、休闲娱乐于一体的乡村旅游为主线,特色养殖为辅助的独具“藏韵”风情的魅力民俗文化村。
2.2 明确村庄产业发展战略
规划形成现代康养度假区、民俗风情体验区、羌藏文化体验区、特色民宿区、特色种养区、生态保育区六大产业片区。 以体验民俗文化、生态科普、活力山地、农牧休闲为基调,打造民宿体验、户外运动、餐饮娱乐等多种旅游项目。
2.3 建立空间管控体系,加强国土空间管控
优化调整村域空间布局,规划注重。通过国土空间开发保护、人居环境整治、村庄发展三大层次提出生态保护红线、耕地保有量、建设用地规模总规模,村庄用地规模等5向约束性指标和村庄未来容纳人口、村庄人居环境整治提升等6项预期性指标。
图1 村庄土地利用规划及村庄落实底线管控图
2.4 因地制宜,引导村庄集中居民点建设发展
规划对居民点用地布局进行优化调整,以旅游发展为核心绿地与广场用地和增加了商业服务业用地及交通场站用地。在村庄延
主要道路打造民俗风情街,在村庄南侧形成以锅庄广场为中心的休闲娱乐、民俗商贸、文化体验、特色餐饮、民宿于一体的羌藏文化体验区,带动村庄旅游产业的发展。针对
村庄的少数民族村社,规划在基础设施提升和人居环境整治的同时,加入工艺品、土特产展示售卖体验等,促进村庄产业的联动。
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图2 村庄规划总平面布局图
图 3村庄公共场所整治示意图
岳藏甫村目前已按照规划积极推进村庄建设,在提升村容村貌,补齐居民设施短板的同时,村庄根据规划将特色产业发展作为村庄打造的内在动力,通过深挖人文民俗资源、加强旅游宣传,例如在村庄内已建成东西部合作青岛援建村庄度假酒店、宕青啤酒工厂等均成为村庄居民创收的新窗口,吸引更多游客来感受岳藏甫村的山水之美、乡村之美、人文之美,让岳藏甫村更好地助力乡村振兴。
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图 4岳藏甫村村庄规划实施现状
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基于生态旅游的特色小镇规划实践
——以漳县遮阳山旅游休闲特色小镇建设规划为例
《漳县遮阳山旅游休闲特色小镇建设规划(2017—2020)》位于甘肃省漳县大草滩乡,分遮阳山旅游服务片区、老镇区行政商业服务片区、火车站商贸物流片区。面积1.46平方公里。2017年2月被定西市政府常务会议确定为市级特色小镇(第一批)。项目对漳县打造国家级生态旅游示范区、建立全国知名的山水休闲度假旅游县意义重大。
设计单位 兰州有色冶金设计研究院有限公司
建筑师 董文凯 赵雅卓 王文娟 王子龙 张敬东 魏小伟
联系电话 0939-8565459
获奖情况 2019年度有色金属建设行业(部级)优秀工程咨询成果奖一等奖
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1 项目概况
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发展目标
全国知名“旅游休闲特色小镇”。省内“周末休闲度假理想之地、自然生态居住之地、文明和谐现代小镇、遮阳山旅游服务中心”。全市“休闲社区”、“度假村和养生基地”。
总体定位
以遮阳山风景区为核心,打造集“旅游观光、休闲度假、体育运动,健康疗养”功能为一体的旅游休闲小镇。打造集“洮州民俗文化,陇右秀丽山水、新奇探险”为一体的优质休闲度假景区,一个“充满乡野气息的欢乐山谷”。
2 项目发展目标及总体定位
产业布局:休闲养生度假区、老街文化传承区、民俗文化区、核心景观区、冰雪体验区和森林草原畅游区。
旅游开发策划:依托遮阳山景区和独有的天坑地缝自然风光,结合特色小镇,重点打造具有自然景观、人文景观、生态景观特色的精品旅游景区,与大贵清山景区相互呼应构建“贵清遮阳、绿色天堂”,打造西北地区稀有的高品级休闲旅游胜地。
3 项目发展规划
遮阳山旅游休闲特色小镇总体空间结构规划图
遮阳山旅游休闲特色小镇总体开发布局指引图
1、鲜明的小镇特色
特色小镇以“生态旅游文化”为龙头,奇石、根雕、刺绣等特色文化产业为支柱,“乡土文化”为内核,着力塑造强化其独特优势,积极开展旅游资源整合,将文化融入各类产业发展;更好地保护小镇文脉以及各类生态环境,注重自然环境与人文环境的协调、可持续发展。
2、泛旅游产业融合发展
在城镇化体系架构下,以泛旅游产业体系为构建重点,发挥传统旅游产业的联动作用,实现旅游产业与农业、养生、运动或特色产业(如奇石、根雕、刺绣等)的整合,形成泛旅游产业集群。依托遮阳山核心景区旅游,形成大遮阳山泛旅游产业链,从而拉动特色小镇经济增长。
4 项目规划理念及方案特色
景区入口片区旅游主题引导图
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景区入口片区旅游项目策划图
大草滩乡入口标志图
遮阳山景区入口标志图
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3、因地制宜的产业开发策略
进行景区化打造:设计具有吸引力的旅游项目(景区/景点),打造特色化的风貌景观。
形成夜间休闲业态聚集:大力发展餐饮、商业、娱乐、演艺等休闲业态,形成消费集聚区。
打造休闲度假居住:利用旅游带来的人气,在开发地产,发展旅游接待和旅游度假地产。
4、高起点基础设施建设
健康丰富的出行方式:步行、自行车、电瓶车特色交通体系,放慢游客脚步,扩大停留空间。
融入智慧建设:以互联网为骨架,以无线传感器为神经,同时应用物联网技术。
5、三级运营模式
小镇建设以“政府引导、企业主导、市场化运作”模式运作,以企业主体,政府服务,政府负责小镇的定位、规划、基础设施和审批服务,引进民营企业建设特色小镇。
5 项目所体现的经济、社会、环境效益
构建特色旅游区域,形成旅游的深层次开发,以旅游带动产业,带动了城市化发展以及经济发展。
1、对小镇特色自然资源、人文资源、产业资源等关联性资源进行一体化深度整合,带动有效投资、调动企业积极性,形成拉动经济发展的引擎,带来了良好的经济效益。
2、小镇的建设带动周边农村基础设施和公共服务的发展,吸纳农村劳动力就业,提高居民生活质量和水平,利于漳县区域旅游品牌形象的打造,取得了良好的社会效益。
3、小镇的建设摆脱了单纯遮阳山景点的建设套路,将区域资源纳入旅游资源体系
遮阳山景区入口片区建成效果图 遮阳山景区酒店建成效果图 遮阳山景区商业街建成效果图
遮阳山景区接待中心建成效果图 遮阳山景区步行道路建成效果图 遮阳山景区入口片区建成效果图
4、小镇的旅游开发对丰富区域旅游形式、植被恢复、民俗文化保护等方面有较好的效果,充分考虑了生态恢复和生态保护,对生态资源效益的提升有直接促进作用。
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遮阳山景区入口片区建成效果图
遮阳山景区酒店建成效果图
遮阳山景区商业街建成效果图
遮阳山景区接待中心建成效果图
遮阳山景区步行道路建成效果图
遮阳山景区入口片区建成效果图
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监理单位 甘肃蓝野建设监理有限公司
项目地址 陕西省咸阳市渭城区
开竣工日期 2018.8.15 - 2020.6.30
西咸新区生活垃圾无害化处理焚烧热电联产项目钢结构工程监理
01
西咸新区生活垃圾无害化处理项目设计规模为日处理生活垃圾3000吨,年处理量100万吨;工程建设4条750t/d台机械炉排炉生活垃圾焚烧线,配汽轮机容量为2×30MW,发电机2×30MW。
综合主厂房主要包括:垃圾池与卸料大厅、焚烧车间、烟气净化车间、汽机间、主控楼,还包括化水车间、主变室、SNCR间等,建筑占地面积为39590㎡。建筑耐火等级为二级,设计使用年限为50年。
03
烟气净化间与焚烧车间为对称钢框排架结构,汽机间为钢筋混凝土框排架结构,主控楼为框架结构,卸料大厅与垃圾池部分为钢筋混凝土框排架-抗震墙结构。上部屋盖系统均为螺栓球网架。
1 工程概况
2 结构概况
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综合主厂房实体布局
钢框排架、螺栓球网架空间示意图
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2.1钢框排架结构概况
钢排架结构由格构柱、桁架梁、H钢抗风柱、钢管联系梁组成。钢结构为钢管格构柱、管桁架梁结构。桁架柱标高33.0m-47.7m。
本工程主要构件截面类型以圆钢管为主,主要构件类型包括钢格构柱、钢桁架梁、抗风柱、墙梁等。
格构柱、钢桁架构件示意图
钢框排架模型
格构柱柱顶节点
桁架对接套管补强节点
钢柱安装对接节点
格构柱中部牛腿节点
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2.2螺栓球网架屋盖结构概况
本工程屋盖为钢网架结构,网架均选用正放四角锥网架(螺栓球),网架位置屋面分六个区域,分别位于卸料大厅、垃圾池、焚烧车间、烟气净化车间及汽机间、主控楼位置(卸料大厅、垃圾池、焚烧车间、烟气净化车间各有两个,结构形式尺寸截面完全相同),本工程螺栓球网架1150吨,覆盖面积34000㎡。
两侧剖视图
中部剖视图
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平面位置分布图
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4.1项目部配备的检测仪器齐全,主要有大卷尺、小卷尺、游标卡尺、 漆膜测厚仪、水平尺、 全站仪、水准仪、经纬仪等,并均有年检报告。
3.1现场组织协调工作量大
处理措施:(1)督促施工单位提前加工及准备相应的施工材料与物资;(2)协调制定预期目标及机械计划;(3)监督施工方根据现场实际情况合理组织劳动力;(4)充分与各专业沟通,协调解决施工过程中的各种问题,积极努力创造施工作业条件。
3.2不利气候条件下的钢构件拼接安装难度大。
审批施工单位的专项安全施工方案,制定相应的预控措施:(1)吊装方面:六级大风停止吊装作业;(2)作业防护方面:在所有作业面四周均设置防护安全绳,使作业人员在大风突起时有保护设置,作业面随时保持整洁,无易被大风吹移的组件;(3)建立不利气候预警体系,做好预先防护措施,制定不利气候专项施工预案。
3.3施工场地有限,现场拼装、吊装机械行走及站位困难,安装难度大
处理措施:审批施工单位的专项施工方案,制定切实可行的施工方案与流程,即根据螺栓球网架所处结构的位置不同,结合现场实际条件及布置的塔吊、结构内部的桁吊等因素,针对不同的部位制定了各自不同的满足实际需求的安装方法;汽机房与卸料平台网架采用直接用汽车吊安装起步跨,后利用汽车吊或塔吊高空散装;垃圾池网架借助于可移动的桁车吊上设置操作平台,直接拼接安装到位;焚烧间、烟气间、主控楼网架是根据支撑体系,对网架进行合理分段,采用现场的塔吊及大型履带吊,将网架整体分块单机吊装,或双机抬吊等多种施工方法将网架安装就位。另外,充分借助于厂区外围
3 工程重点、难点及处理措施
施工道路以及附属结构屋面,提前筹划并合理布置网架拼装、吊机行走及站位位置等,解决了场地狭窄所带来的困难。
3.4全部为高处作业,安全防护任务艰巨
处理措施:要求施工方先编制安全专项施工方案与应急预案,经监理审批后实施。具体针对性的措施有:网架下弦满铺安全网,即分块网架安装前,在地面拼装时提前布设安全网于网架下弦上;施工人员登高及高处作业时必须佩带安全带,在登高作业时需将安全带与防坠器固定,在高处作业时需将安全带与结构及安全绳固定;并严格执行其他安全管理规定。
4 施工质量控制
4.2严格执行材料、半成品、成品的验收制度。检查原材料质量证明、合格证、加工杆件焊缝探伤检测报告等, 对规定复检的材料进行见证取样试验,保证用于该工程的材料、成品、半成品全部是合格品。
检测仪器
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或书面形式要求施工单位及时进行整改,整改完毕后进行了复查,合格后才进入下道工序施工,使工程质量始终处于受控状态。
4.6在施工过程中,要求施工单位及时填报质量检查验收资料,评定的项目与施工内容相符,做到资料与工程进度同步。
4.7及时组织完成工程验收。
4.3严格执行工序和隐蔽工程验收制度。对施工过程中的每道工序及隐蔽工程都进行了检查验收,验收合格后才允许进入下一道工序的施工。
4.4对关键工序和关键部位实施旁站监理,及时发现并解决施工过程中存在的问题,消除质量隐患,保证施工质量。4.5在巡视及检查验收过程中发现的问题,以口头
料质量证明、合格证、检测报告
进场材料及涂膜厚度检查
网架拼装检查
网架挠度检测
漆膜厚度检测
网架安装质量检查
现场焊缝无损探伤检查
格构柱测量复核与验收
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整改网架拼装误差
钢构件焊接对接节点打磨
验收会议
子分部工程现场验收
归档资料整理
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5.1审查施工单位资质和安全管理人员资格;检查施工单位的现场安全管理体系、安全管理制度及岗位责任制,监督安全管理体系在施工过程中的正常运行。
5.2检查安全技术交底记录及特种作业人员的上岗证,保证持证上岗、规范施工。
5.3监督施工方按已批准的安全专项施工方案组织实施,检查安全措施落实到位,保证施工顺利进行。
5.4监督做好环保绿色施工,保持现场整洁。5.5危大工程施工方必须编制安全专项施工方案,超危大工程专项方案必须经专家论证通过才能实施。
5.6加强现场巡检,对违规违章操作及时制止;定期组织安全专项检查,对发现的问题以书面形式下发施工单位限期整改,整改完成后进行复查,确保消除隐患,安全施工。
5 安全和绿色施工管理
安全制度
格构柱吊装
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网架吊装
网架下弦满铺安全网防护
临边防护到位
配电箱防护到位
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绿色施工
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6.1建筑业十项新技术的应用
工程应用了建筑业十项新技术中的四大项含9个子项,其中钢结构应用了4项。
6 技术创新应用
6.2 BIM技术综合应用
本项目全程采用BIM技术指导施工,从项目初期施工到后期验收,贯穿整个施工周期。进行了全过程BIM模拟建造过程,直接指导施工。
BIM图片
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7.1工程完成实景图
7 工程监理效果及取得的荣誉
烟气净化间钢结构
卸料大厅网架
主厂房正立面
主控楼网架
环保展厅
垃圾池网架
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7.2取得的荣誉
(1)项目荣获第十四届“中国钢结构金奖”;
(2)项目荣获陕西省建筑“优质结构工程奖”;
(3)监理QC小组荣获“2020年有色金属行业优秀质量管理小组”奖。
中国钢结构金奖
优秀质量管理奖
陕西省优质结构奖
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技术指导单位:甘肃省土木建筑学会总工专业委员会
甘肃省老年科技工作者协会土木建筑工程专业委会
研发单位:甘肃安居建设工程集团有限公司
研发人员:刘俊 刘广建 马文晶 刘亚雄 李海灵 白森木 黄小朋
集成装配式多层房屋
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1 房屋简介
2 数字化设计
模块化装配式房屋是运用模块化原理和设计方法建立新型装配式居住建筑的标准体系。功能空间模块是构成居住建筑内部空间不可或缺的组成单元。可方便快捷的进行组装和拆卸,同时具备永久性建筑的特性,通过不同模块形成装配式居住标准化、模块化设计方法,从而指导装配式居住建筑的设计与生产。结合绿色、低碳、环保、节能、快捷高效的建筑理念,整体房屋的设计、生产、安装于一体。
模块化装配式房屋是一种以主体结构、外墙保温、装修全部集成制造的新型模块化房屋。该技术通过工业化制造的方式,将房屋主体及相应部品部件在工厂制造完成,运输到现场拼装,形成完整的房屋。其中:建筑主体采用模块化钢筋混凝土结构,将房屋分解为不同的功能模块(如客厅模块、卧室模块、厨卫模块等),在工厂生产完成后,运输到现场拼装,且模块与模块之间通过钢筋及高强混凝土可靠连接。屋面造型、外墙保温、防水、门窗、机电管线与结构模块集成在工厂一体化生产。
一层平面图
二层平面图
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3 工厂化生产
采用标准化设计、工业化流水线生产、模块化安装,使其整个过程达到绿色低碳施工、节能减排、环保的效果。
模块化装配式房屋工厂化生产
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房屋底板吊装
4 装配化施工
房屋一层吊装完成
房屋二层吊装完成
房屋一层墙板、顶板吊装完成
房屋内部空间
房屋墙面吊装
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5 模块化装配式房屋竖向连接方式特点
(1)组装简单 : PC装配式构件利用吊装设备采用安插原理,能够快速简单地进行组装,组合式的安装。
(2)连接简单:PC装配式构件墙体采用预留的孔洞和钢筋插接,简易灌浆,达到安装要求,同时特有的软锁连接,保证了构件之间的强度。
(3)工具简单:采用简单的吊装,并辅助简易的支撑杆件,并可迅速进行安装。
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6 房屋成型及案例展示
模块化装配式房屋屋顶采用钢结构屋架配金属瓦片,雨水收集整体采用有组织排水;外墙保温采用100mm厚保温材料。
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外墙保温体系
模块化装配式房屋
屋面有组织排水
外墙保温及装饰线条
模块化装配式房屋运输
模块化装配式房屋
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模块化装配式房屋运输
6 房屋特点
(1)建造成本低廉可控。自建房人工成本占比很大,因此采用工业化生产手段,将所有能在工厂生产的工序采用机器替代,降低人工成本。另外,工业化的建造方式有效避免了传统施工中抹灰、机电开槽等施工工序,大大提高施工精准率。
(2)结构质量安全可靠。采用钢筋混凝土结构取代传统红砖结构,强度比红砖房高,抗震、防水、抗台风、保温性能、居住体验等全面提升,这种模块连接方式已经通过国内外专家认证和大量实践检验。
(3)交付周期大幅缩短。采用工业化生产方式,房屋主体、屋面及装修均在工厂一体化制造完成,现场仅需2天时间即可完成房屋拼装。
(4)建造过程绿色低碳环保。将建筑+装修+软装合并设计和施工,减少因施工环节割裂导致的重复施工和材料浪费,现场拼装过程没有木工及湿作业,做到现场建筑垃圾零排放。
(5)建造方式高度集成。标准化、模块化房屋产品,按照客厅、餐厅、楼梯间、厨房、卧室、露台等不同模块,进行标准化设计,像“搭积木”一样进行组合并连接,户型多变,布局灵活。
( 6)产业链条覆盖齐全。形成研发、设计、生产、安装、异地交付、全网营销的完整链条。
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某体育馆大跨度钢网架屋盖安全性鉴定
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方张暾 林鹏 张雪丽 周小娟 梁书铭 许文亮 甘肃土木工程科学研究院有限公司
摘要:某体育馆大跨度钢网架屋盖,由于施工过程中采用高空散装的方式进行拼装,并在施工时未考虑预起拱,导致该钢网架水平、竖向位置均出现几何偏差。本文以具体项目为例,对大跨度钢网架屋盖的检测鉴定进行了简要阐述,主要包括现场检测、变形分析、结构承载力复核验算、结构安全性鉴定、结构抗震鉴定等。
关键词:大跨度钢网架屋盖;检测;结构安全性鉴定;
前言
随着现代社会和科学技术的进步、国民经济发展和人们活动场所变化的需求,土木工程结构形式日新月异。基于许多新材料、新技术、新工艺、新设备的应用,空间结构分析理论的日臻完善,计算机的应用以及设计理念和构思的更新,结构跨度和规模越来
越大,大跨度空间结构成为了既有结构形式中发展最快的一种结构形式。目前,这些美观大方的空间结构建筑广泛地应用于体育馆、展览会馆、飞机场等各类公共建筑领域。
在大跨度空间结构兴盛背后也存在着一
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定程度的安全性风险,其施工过程庞大而复杂,施工方法和工艺繁琐,在施工过程中出现的风险概率要比其它结构类型高。多年来,国内外大跨度空间结构发生了很多安全事故,且大跨度空间结构多应用于公共建筑或区域标志性建筑,这些工程多为大量人员聚集的地方,一旦发生倒塌事故,将造成不可设想的人民生命和财产损失,并产生恶劣的社会影响。因此,在钢网架设计工作年限内必须保证其安全性,安全性鉴定就具有了非常重要的意义。
某体育馆效果图
1 工程概况
某体育馆大跨度钢网架平面投影尺寸为78.39×82.253m,最大悬挑长度8.453m,网格形式为双层正放四角锥(局部采用三层)网架,支承形式为下弦周边支承。该体育馆网架杆件、支座、套筒及对应的封板锥头均选用Q355B钢,檩条采用冷弯薄壁型钢,网架采用金属屋面。该体育馆网架安装完成后发现杆件不顺直,根据网架三维坐标测量数据显示,下弦杆节点坐标与设计坐标值存在偏差,最大偏差值达288mm,需要对此网架结构进行安全性鉴定。
2 现场调查检测
根据现场检测,该钢网架基本按照原设计图纸进行施工,且抽查杆件出场合格证、规格型号、焊缝质量、支座型号等均满足设计及规范要求;钢杆件表面防火涂料喷涂基本完好,但在检测过程中仍发现部分问题,简述如下:
(1)发现部分螺栓未拧紧;
(2)部分网架杆件出现弯曲变形;
(3)杆件存在不共线、不共面现象;
(4)变形检测时发现东西方向跨中挠度最大值为313mm(含施工误差)、南北方向跨中挠度最大值为303mm(含施工误差)。
3 变形分析
经过多次测量,得出现有状态下最大变形值为273mm,利用同济大学3D3S钢结构—空间结构设计软件对钢网架结构现状荷载考虑温度作用下进行复核验算,最大变形值位置与最大挠度位置相同,最大挠度值为76.0mm。
网架施工过程中采用高空散装的方式拼装,并且在施工过程中未考虑预起拱,对网架水平位置、竖向位置均造成了几何偏差。由于该网架的初始变形状态无法进行测量,初始状态已有的竖向变形采用现场实测变形与现状荷载考虑温度作用下的计算挠度的差值表示,施工过程中造成的竖向偏差为197.0mm。网架在现有荷载作用下的实测变形扣除施工偏差后认定为网架的实际挠度值,实际挠度值为76mm,满足检测时现状荷载作用下计算挠度容许值的要求。经计算,该网架在考虑结构设计荷载作用 的最大挠度位置与现场实测最大变形位置相同,最大
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挠度为148mm,并与同工况现状荷载作用下挠度的偏差认为是该网架的最大变形增量,该值为72mm。
设计荷载作用下的最大正位移:Uz(mm)
4 网架结构承载力验算
采用同济大学3D3S钢结构—空间结构设计软件,根据国家现行规范及标准对钢网架结构构件进行承载力复核验算,钢网架模型中节点球心坐标采用现场实测球心坐标进行建立。结构
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5 结构安全性鉴定评级
依据《既有建筑鉴定与加固通用规范》(GB55021-2021)4.1.1条规定,该网架应按构件、子系统两个层次,每个层次划分为四个安全性等级。
钢结构构件按照承载能力、构造以及不适于继续承载的变形三个检查项目进行评定,评定结果如下:
构件、节点承载能力:杆件应力比均小于1,钢结构构件、节点按承载能力安全性评级,安全性评级为au级;
构件、节点构造:杆件选型、截面尺寸、杆件表面无缺陷、工作无异常,杆件长细比满足规范要求,焊接球、螺栓球节点和支座节点表面无缺陷,焊缝部位无裂纹,螺栓无松动、变形、断裂、脱落,节点完好,安全性评级为au级;
构件不适于继续承载的变形:根据现场
或构件的几何参数取实测值,钢网架屋盖恒荷载按照现场实际调查及设计图纸取值,活荷载按照不上人屋面取值。
网架杆件长细比控制参数:拉杆为300(支座附近为250),压杆为180。
在此基础上进行结构承载力验算,所有杆件应力比均小于1,应力比、长细比满足规范要求。
变形检测及变形分析结果,短向跨度现有状态下变形值为273mm,大于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)第5.3.4-3 条中网架屋盖短向跨度容许变形值ls/250。根据实测球心坐标建立模型分析验算,网架中杆件最大应力为0.77,其承载能力最小值为R/(γ0S)=1.30≥0.95(安全性等级为bu时的最小限值),该网架杆件安全性等级均不低于bu。依据长期健康监测报告,该网架构件应力变化较小,整体测试数据均可满足设计要求;位移变化平稳,变化量在7.85mm以内波动,可满足设计要求,可判定变形无发展,安全性评级为bu级。
根据子系统内构件的评定结果,确定子系统的安全性等级。钢网架屋盖的安全性,应根据其结构承载功能、结构整体牢固性、结构存在的不适于继续承载的侧向位移(该项目钢网架屋盖属于上部承重结构系统中的屋面系统,不涉及侧向位移,故不进行评级)进行综合评定;该网架综
6 结构抗震鉴定
该网架设计工作年限为50年,结构安全等级为一级,抗震设防烈度为8度,地震加速度为0.20g,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅱ类,抗震设防类别为乙类,该网架按照“C类建筑”进行抗震鉴定。
该体育馆钢网架抗震构造措施按照《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)相应条款进行核查比对,根据比对结果,该项目篮球馆钢网架抗震构造措施满足规范要求。
结构抗震承载力验算结果如下:
(1)各杆件应力比均小于1,各杆件抗震承载力满足规范要求;
(2)杆件长细比满足《空间网格结构技
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术规程》(JGJ7-2010)5.1.3条受压杆件长细比不宜超过180,一般受拉杆件不宜超过300,支座附近受拉杆件不宜超过250的要求。
(3)根据变形检测计算结果,该网架最大变形位置扣除施工误差197mm后实际挠度值为76mm,满足检测时现状荷载作用下计算挠度容许值的要求。
7 结语
钢网架结构在国内应用越来越广泛,但是近年来坍塌事故却时有发生,造成人民生命财产的重大损失,建议网架结构在使用过程中定期检查使用状态并进行变形观测,保证使用的可靠性,发现问题后及时进行整体结构的安全性鉴定。
参考文献
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[4] 《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)
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浅析杭州亚运场馆的绿建节能电气设计
梁万鹏 甘肃土木工程科学研究院有限公司
摘 要:杭州亚运会赛事场馆在绿电节能设计中采用的创新设计理念和新兴科技产品为电气工程及智能化专业在建筑绿建节能方面的设计工作打开了新的思路。本文根据杭州亚运场馆的绿电节能设计,从“源头低碳、设备高效、控制智能”三个方面进行简要介绍分析,研究和探讨电气专业在建筑绿建节能部分需要关注的设计要点。
关键词:电气设计;绿色;智能化;双碳;绿电能源;节能设备;
第19届亚运会将在2023年9月23日于杭州举行。本届亚运会秉持着“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念,将“绿色”放在首位,积极响应我国的“双碳”目标,努力打造首届碳中和亚运会。
为实现“绿色亚运”,杭州本次在赛事场馆建设方面,优先使用既有场馆。本届亚运会的56个竞赛场馆中,新建场馆仅12个。在亚运场馆设计阶段,杭州亚组委制定了《2022年第19届亚运会绿色健康建筑设计导则》以明确体育场馆的绿色健康设计总体要求。各亚运场馆建筑通过各种巧妙的设计,最大限度利用清洁能源及可再生资源。杭州亚运场馆用电的绿色节能设计是实现“绿色能源”利用的重要环节,不仅融入了创新的设计理念,也采用了很多前端科技成果,将“绿色”和“智能”体现得淋漓尽致。
亚运场馆的绿电节能设计涉及了诸多内容,集中体现在使用“绿电”能源、先进高效节能产品的应用以及碳排放和能耗的智能化
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引言
管理,从“源头低碳、设备高效、控制智能”三个方面实现精细化用电。本文将从上述三个方面进行简单的介绍和分析。
1.杭州亚运场馆的电气绿色节能设计
1.1“源头低碳”--“绿电”能源的使用
绿色和低碳是本届亚运会的显著特征。随着绿电交易的完成,杭州亚运会将实现亚运史上首次全部竞赛场馆常规电力使用绿电。绿电是指在生产电力过程中,二氧化碳排放量为零或趋近于零的电能。杭州亚运会使用的绿电大多从遥远的大西北输送而来。有来自于青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关、黄土高原等地的光伏电能,也有来自于新疆哈密、巴楚等地的风力电能。通过灵州--绍兴±800kV特高压、昌吉--古泉±1100kV特高压、锡盟--泰州±800kV特高压等特高压网络的输送,源源不断地注入各个亚运场馆及办公场地。
除了从远方输送绿电以外,本届亚运会
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绿电交易还纳入了浙江省内的绿色电能,包括省内的分布式光伏、海上风电等绿色能源,总计接入了国家电网在杭州的136家分布式光伏电站绿色电能。亚运村里的“万人食堂”的餐厅利用屋顶建设光伏发电系统,系统装机容量达173kW,预计每年可生产“绿电”约19万kWh,相当于减少二氧化碳排放量107吨。杭州亚运会的低碳版吉祥物,其生产企业在用电上也同时采用光伏发电,厂房屋面的分布式光伏系统每年将产生约30万kWh绿色电力,节约标准煤碳约88吨,减少碳排放约220吨。
罩、导光管和漫射器三部分组成。采光罩采用了菲涅尔透镜技术,能够最大程度捕获自然光,同时配有特殊的紫外线抑制剂,可阻挡100%的紫外线和绝大部分的红外线,在保护运动员健康的同时不对体育场馆内设施产生损害。在主场馆和游泳馆上方,共设置了201个导光管,通过顶部采光罩,可将室外的自然光漫射至室内。而且通过场馆顶部带有的太阳能电池板,白天存储电能,晚上用于LED灯发光,通过电光源与夜间自然光之间的智能恒光控制,保障24小时的照明光线需求,每年照明节能30%以上。该系统具有全光谱、无眩光、无频闪等特性,肉眼可直视,相对于传统的人工光源频闪刺眼等通病,可保证体育赛事正常进行,防止灯光对比赛的干扰;同时该系统还可以自动调节最佳照明亮度和能源消耗量,使用寿命长达25年。
1.2“设备高效”--先进高效节能产品的应用
在绿电使用的末端系统,国家电网也下足了功夫。在某220kV变电站内,变电站、充电站、数据中心、直流配电站、光伏站、储能站六大直流源、网、荷、储场景集于一体,实现了新能源发电的“即插即用”,降低了能源损耗的同时提升了绿电转换率。
此外,为保证亚运场馆每一度绿电可验证可溯源,国网浙江电力创新建设基于区块链技术的绿电溯源系统。通过汇聚绿电“生产—传输—交易—消纳—结算”各节点关键信息,依托区块链技术实现数据上链和可信存证,利用智能合约构建“绿电验证模型”,将绿电交易合同、可再生能源发电厂和亚运场馆相关电量数据进行多重计算与交叉比对,让亚运场馆绿电供应有迹可溯、有数可查、有据可证。
在亚运手球比赛馆地下车库,采用了“物联网智慧照明系统”,该系统从“节能”“AI
为实现“绿色、低碳”的目标,杭州亚运会将这两个原则融入到整体的竞赛场馆规划设计和管理上。杭州奥体中心的主场馆和游泳馆等多个杭州亚运会体育场馆以及杭州亚运村的部分日常照明设计,创新性地采用了日光照明系统。日光照明系统主要由采光
图3-1室内日光照明系统原理示意图
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智能”两方面改造着手,一方面通过对传统LED灯进行智慧灯管的更换,在保证照度的同时,仍比普通的LED灯节能70%以上;另一方面可通过智慧控制平台进行节能调控,按需照明,降低整个空间照明的总能耗。除此之外,通过云平台收集到灯具上报的能耗、单灯激发次数、亮灯时长等大数据分析,该系统还可以自动调整各组灯具亮灯时长、亮度等属性,使灯具越来越接近节能和用户体验的完美平衡点。“物联网智慧照明系统”还可以把环境监测传感器、人车识别、定位信标、热力图分析等技术整合到接入到智慧照明系统中,让这套系统具有了自动统计、自动识别、行为分析等多种“智慧”功能。
在亚运会场外,则设置了集智慧照明、大屏系统、WiFi系统、5G系统、环境传感器等于一身的LED智慧灯杆屏。LED灯杆屏涵盖摄像头、气象环境传感器、智慧雷达等感观神经,从感知层上实现对场馆数据的采集,依托物联网、云计算等先进技术,结合的智慧灯杆应用管理平台,实现对灯杆的智慧照明、环境监测、安防监控、信息发布、公共广播、应急呼叫等子系统的统一管理和控制,多维度全视角呈现各设备信息。通过无线网络对文字以及图片定点发布,进行情况播报、道路指引、比赛信息发布等,实时更新场馆数据,协助场馆管控以及人员管理。
图3-2 LED智慧灯杆屏使用实例图
1.3“控制智能”--碳排放和能耗的智能化管理
除了绿电能源和节能产品的应用外,对于碳排放和能耗的智能化管理也对节能降碳起到了十分重要的作用。浙江省近期正式发布了“亚运碳中和—减污降碳协同”数字化管理平台。该数字化管理平台首次将数字化技术运用到碳排放采集、核算、减排、注销、
评价管理全流程,涉及6座城市、13个领域、2大碳减排类别,实现了碳排放全过程数据的可回溯、可查询、可动态更新,探索建立了一套科学完整的碳排放管理体系。
对于各大亚运场馆,相关部门还通过降碳改造升级,在场馆内部署节能降碳绿网。比如亚运主体育场“大莲花”里,可以分区监
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测场馆温湿度、光照度、人群密度等。通过动态管理每个区域能耗情况,针对赛事期间、一般开放日活动期间、休赛期间场馆内的不同需求,设置了“运动”“舒适”“节能”三种能效管理模式,最终达到精准降碳效果,场馆能效能够提升10%以上。在黄龙体育中心,采用绿色节能的LED照明产品和智能控制系统,通过科学控制,实现平日模式、节日模式、重大节日模式和节能模式等多种场景应用。在亚运媒体村室内,有绿色照明系统、智慧楼宇智能控制系统、雨水回收综合利用系统、建筑能源管理监控平台、“绿能路由器”等措施为亚运村及场馆提供节能服务。
除此以外,国网杭州供电公司在泛亚运区域也搭建了智慧系统平台,接入微电网、蓄热蓄冷控制中心、智慧路灯等,将绿色智能的理念融入到亚运供电全过程中。
2.分析和总结
亚运场馆这类重要赛会建筑先进的节能设计理念,无疑会对我们今后的设计工作打开新的思路。通过对杭州亚运场馆的主要绿电节能设计的认识和了解,不难发现,其着重实施的“源头低碳、设备高效、控制智能”三个方面,也是建筑电气工程中进行节能设计实现的三个重要途径。
2.1绿色能源的设计
首先,要实现“源头低碳”,即需要进行绿色能源的设计。国家2022年发布实施的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》明确提出了新建建筑应安装太阳能系统的设计要求,对于电气专业来说,主要是光伏发电系统的设计。光伏发电需根据日照条件、市政电力供应,有针对性地进行光伏发电系统
配置设计,充分利用可再生能源,结合建筑条件,选择适宜的光伏设备,实现建筑光伏一体化。对于一般的建筑光伏系统而言,主要采用并网光伏系统,发电形式以自发自用,余电上网为主。设计光伏系统时,要注意选择合适的光伏应用系统(如应用于直流负载),也需要根据建筑外形条件,确定光伏组件的安装位置、类型等。
2.2节能产品的选取
对于节能产品的选取,主要包括:1、新型材料:对于导体和导管,采用资源丰富的材料并注意节约材料的用量,降低成本。2、新型设备:主要包括低损耗变压器、高效节能电动机、节能控制型电梯等;还有一些新型配电设备,如带有智能控制模块单元的智能配电系统、模块化控制保护开关CPS、强弱电一体化设计产品等新型智能电气设备等。3、采用高效节能灯具及附件,合理布置照明灯具及控制照明灯具的开启,充分利用自然光并与人工照明协调配合。通过智能控制,对不同时间、不同场所、环境照明进行调节。单层建筑或建筑物顶层,且内区较大或无外窗的场所,可采用光导管照明,将自然光引入,作为对人工正常照明进行补充。
2.3绿色建筑的智能化
绿色建筑的智能化是将建筑内各个独立的机电系统整合起来,通过自动控制及自学习,达到所有系统的协同、优化运行,满足健康舒适、节能绿色的要求。智能化的部分主要体现在:1、对机电设备的监控:对暖通专业冷热源系统、空调、通风系统设备运行工况进行监测、控制和记录,实现降低能耗;对给水排水、智能照明、供配电、电梯、太阳能等系统进行监测、控制和记录,
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实现节能降耗;对建筑内环境空气质量进行监测、测量和记录,并与通风空调系统联动控制,提升空气质量。2、建筑能耗优化:通过对建筑各区域的用电、用水及空调冷热量、燃气等各类能耗计量数据的实时监测与分类分项采集,实现集中管理、经济分析。根据能源的使用类型、管理模式,规划能耗分项计量方案,并跟据能源使用情况,制定节能策略及节能措施。3、智能场景优化:通过智能化控制手段,不仅让各专业的理念和功效达到最优的呈现,也可以让各专业之间进行交流和共享,不同系统、不同设备之间的互联互通,实现跨平台、跨区域的数据交换。4、搭建基础智能化集成平台,在传统的管理策略与技术的基础上,将大数据等诸多技术应用于物业运维管理中,有效提升运维管理效率,让管理更加精细化,进一步降低建筑系统能耗与碳排放。
3.结语
绿建节能贯穿设计、施工、运维的整个过程。在设计时需要始终遵循最大限度地利用自然资源、控制运行能耗、减少对环境的污染,减轻环境压力的原则,实现“双碳”目标。不过也要注意,在设计过程中不要过度使用、简单叠加先进技术和方法,需要结合项目本身的地理、资源、环境等具体情况,选择适宜的节能措施,不要造成前期成本的过多投入。注重人的需求,最终提供以人为本的低消耗、舒适、健康的生活环境。
参考文献
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随着我国经济的不断向前发展,科学、合理、环保的矿业开发方式可以有力的保障我国经济的高质量发展。充填采矿法可以有效的将较大比例的矿山开采所产生的废石、选矿产生的尾砂等固体废弃物回填于井下采空区,减少固体废弃物对环境的污染破坏,同时可以有效的解决地下采矿导致地表出现的变形、沉陷等问题。此外,充填采矿法还具有回采率高、贫化率低等优点。因此,充填采矿势必成为未来主要的开采技术手段。
——摘自张国胜、张雄天《全尾砂胶结充填材料强度影响因素分析及配比预测研究》
业界视点
Industry Perspective
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发表日期:2021/08/10
陈天镭 李旭东 鲁海涛 蔡明喜
兰州有色冶金设计研究院有限公司 甘肃土木工程科学研究院
在兰州市榆中县和平镇38m~42m厚自重湿陷性黄土场地上,做直径20m圆形试坑的现场浸水试验,试验持时69天,其中浸水观测62天、停水后观测7天,总用水量4346m³。试验得出湿陷性黄土的湿陷范围、湿陷速率变化规律及裂缝发展规律。课题的研究可供预浸水处理地基等工程参考。
发表期刊:《建筑结构》
湿陷性黄土特别是强自重湿陷性黄土地基的湿陷性在工程领域是很难解决的问题,研究黄土湿陷性的方法主要有两种:一种是室内试验与数理方法相结合,另一种是现场浸水试验。室内试验与数理方法虽然经济简便,但是往往与实际湿陷性有一定的差别,需要结合工程或现场试验进行修正应用。现场试验直接反应场地的湿陷量大小,湿陷速率大小和湿陷深度等,但试验费用高,试验耗时长,一般工程没有条件进行现场浸水试验,《湿陷性黄土地区建筑规范》规定,在缺乏经验的新建地区,甲类和乙类的重要建筑,应采取试坑浸水试验判定场地湿陷类型。
为研究双向螺旋挤土灌注桩在湿陷性黄土中的力学性能,在兰州市榆中县和平镇做了系列关于强自重湿陷性黄土的试验,同时做了试坑现场浸水试验,该课题是甘肃省重大研究项目,为甘肃省地方规范《双向螺旋挤土灌注桩技术规程》及国家规范《短螺旋
01
强自重湿陷性黄土湿陷范围浸水试验研究
概述
挤土灌注桩技术标准》的编制提供试验数据,对认识黄土场地的湿陷变形特征补充了的宝贵的试验数据。表1为国内部分黄土浸水试验基本资料统计表。
1 试验场地岩土工程条件
试验场地位于兰州市榆中县和平镇,地貌单元属黄河南岸高阶地与黄土梁峁冲沟复合地貌,通过勘探揭露,试验场地地层结构简单,岩土种类不多且比较均匀,岩土层层位稳定,岩土性质变化不大,其岩土工程性状自上而下依次为:
①层填土,层厚0.5m,褐黄色,疏松,一般为耕植土;
②层黄土状粉土,层厚38.0m,浅黄色,土质较均匀,多孔,稍湿,稍密,坚硬~硬塑状态。该粉土层属自重湿陷性土层;
③层角砾,层面埋深约40m,本次勘探未穿透;
试验场地黄土状粉土层物理力学指标见表2。
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业界视点
国内部分黄土浸水试验基本资料统计表 表1
层黄土状粉土主要物理力学性质指标统计表 表2
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业界视点
图1 钻孔柱状图
根据土工试验报告,试验场地②层黄土状粉土层在200kPa及饱和土自重压力下,湿陷系数(δs)最大值为0.133,自重湿陷系数(δzs)最大值为0.114,计算总湿陷量(△s)为1451.3~1498.9mm,自重湿陷量(△zs)为1152.0~1537.9mm,湿陷量计算汇总见表3。
根据土工试验结果该场地为大厚度自重湿陷性黄土场地,湿陷等级为IV级,湿陷程度很严重。自重湿陷性土层下限深度为33.5m。试验场地自身及周边无不良地质,土质较均匀分布,勘探深度内未见地下水。
湿陷量计算汇总表 表3
2 试验概况
根据现场实际及场地工程地质条件,浸水试坑设计采用了直径20m的圆形试坑,坑深0.5m。坑底面铺200mm厚砂卵石。坑内外设计了浅层地面观测点、坑内设计了机械式深层观测点,即浅标、深标观测点,布置见图2。浸水试验采用2台大功率水泵供水,供水量为32m³/h,水头高度保持
300mm。
在试坑底部,由中心向坑边3个方向,分别间隔2.0m均匀设置观测自重湿陷量的浅标点,3条测线相互之间的夹角为120°,共30个浅标点。观测精度为±0.10mm。浅标点采用镀锌钢管,底部用混凝土盘稳定,起到沉降过程中不会倾覆的作用。在钢管顶部1米范围内固定钢尺,尺度为1.0mm。
图2 浸水试验区平面布置图
为测量浸水后试坑内粉土分层的湿陷变形,在试坑内设置机械式土中分层沉降观测深标点10个。深标点布置在距离试坑中心7.0m的圆周上,等间距在0~30m深度范围内布置10个深标点。编号S3代表深度为3m的沉降观测点,其余类推,共10个深标点。
2016年10月15日开始浸水,2016年11月26日结束。采用两个水表计量,浸水试验共观测69天,其中浸水观测62天,停水后观测7天。总用水量4346m³,保持30cm水头的用水量随时间的变化情况见图3,图4为试验现场照片。
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业界视点
点实测值进行平均,得到实测自重湿陷量平均值为991mm,图8为沉降量随时间变化曲线。通过室内试验2个探井计算自重湿陷量平均值为1344.95mm,为实测自重湿陷量平均值的1.36倍。
图3 试坑浸水用水量随时间的变化情况图
图4 现场埋设深标点
3 湿陷变形特征分析
3.1 沉降结果分析
浸水试验浅标点观测结果表明,沉降量变化规律为,沉降量随距试坑中心距离的增大逐渐减小,随土层深度的增加呈减弱趋势,沉降量最大位置在浸水坑中心表面,变化规律见图5图6。从图7浅标点和深标点沉降速率变化曲线看出,沉降速率呈“大→小→稳定”规律;停水后,湿陷速率呈“大→小→稳定”规律。浸水后20天,湿陷速度最快,坑内最大平均湿陷速率可达0.9cm/d,观测点最大湿陷速率高达5.7cm/d;20天后,湿陷速率逐渐减小。停水后3天左右,沉降速率出现停水后的峰值,最大沉降速率可达2.5cm/d以上,此后又逐渐平缓。
实测试坑中心浅标点Q1-1位置最大沉降量为1135mm,将试验坑中地表沉降观测
机械式土中分层沉降观测点(深标点)变形测试结果见表4。从表中可以看出,分层自重湿陷量越在浅层产生得相对比较充分,越在深层越不充分。该试验15m以下的自重湿陷量发生得比较少,最深点24m处自重湿陷量发生的很少,渗透最大影响深度约为25m。试验场地②层黄土状粉土渗透系数为0.05。
图5 沉降量的时间变化
图6 沉降量距试坑中心距离变化
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业界视点
图7 沉降速率变化曲线
图8 沉降量的深度变化
深标点沉降量观测结果汇总表 表4
3.2 试坑周围裂缝发展规律
裂缝发展变化规律:1)先局部,后整体。浸水第3天浸水坑北侧地面出现首条裂缝,呈不连续、间断状,随着浸水时间的增加,裂缝逐渐增长、增宽、增多,逐渐扩展延伸相互连接,最终发展成环状,并逐渐扩大,形成碟形洼地和阶梯状地形。2)先近后远,近密远疏,逐步扩展。裂缝的出现与发展,由坑边向外逐渐扩展。距坑边近的地
面,裂缝一般较密,环形裂缝间的间距0.5~1.5m;距坑边远的地面,裂缝一般较疏,数量变少,裂缝之间的距离变大,间距1~2m。3)随着浸水时间的增加,各裂缝本身呈“缓→快→缓→趋向闭合”的发展过程。浸水初期,裂缝发展较缓;浸水15~30天左右,裂缝发展最快、最明显;以后又逐渐变缓,新裂缝继续出现,早期出现的部分裂缝渐渐闭合。停水后,仍有新裂缝出现,但发展较缓慢,呈现相对稳定趋势。
裂缝宽度一般为0.5~30mm,裂缝两侧地面高差0.1~2cm、个别部位大于4cm。裂缝范围达坑边外8~12m,平均10m左右。根据浅标点测量及现场观测,试坑南侧及东侧塌陷相对较快,土体沉降量大,塌陷范围距试坑边缘约7.0m;试坑北侧及西侧塌陷较慢,土体沉降量小,塌陷范围距试坑边缘约5.0m。整体呈阶梯式向外侧扩散。图9为场地裂缝现场照片,图10为试坑裂缝分布示意图。
图9试坑裂缝照片
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业界视点
图10 试坑裂缝分布示意图
3.3 湿陷速率变化特征
湿陷速率变化特征:从图10浅标点和深标点沉降速率变化曲线看出,湿陷速率呈“大→小→稳定”规律;停水后,湿陷速率呈“大→小→稳定”规律。浸水后20天,湿陷速度最快,坑内最大平均湿陷速率可达0.9cm/d,观测点最大湿陷速率高达5.7cm/d;20天后,湿陷速率逐渐减小。停水后3天左右,沉降速率出现停水后的峰值,最大沉降速率可达2.5cm/d以上,此后又逐渐平缓。
4 结论
本次试验黄土层厚38m~42m,现场浸水试验持时69天,其中浸水观测62天、停水后观测7天,总用水量4346m³。主要得出以下结论:
1)通过浅标点得到实测自重湿陷量平均值为991mm,由室内试验计算自重湿陷量平均值为1344.95mm,为实测自重湿陷量平均值得1.36倍。
2)湿陷性黄土的湿陷有一定范围,深标点测试结果得到15m以下自重湿陷量发生
比较少,最深点24m处自重湿陷量发生的很少,渗透最大影响深度约为25m;裂缝范围达坑边外8~12m,平均10m左右。
3)大厚度自重湿陷性黄土湿陷范围变化规律:先局部后整体,先近后远,近密远疏,逐步扩展,各裂缝本身呈“缓→快→缓→趋向闭合”的发展过程,湿陷速率变化规律:浸水期,湿陷速率呈“大→小→稳定”规律;停水后,湿陷速率呈“大→小→稳定”规律。
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业界视点
发表日期:2021/12/15
全尾砂胶结充填材料强度影响因素分析及配比预测研究
张国胜 张雄天 兰州有色冶金设计研究院有限公司
以某大型铅锌矿为研究对象,针对绿色矿山建设中存在的矿体回采损失、贫化率高的问题,提出了采用上向进路充填采矿法的回采方案,采用矿业软件建立了上向进路充填采矿法三维可视化模型,对采矿工艺进行了分析。设计了36组充填材料配比试验,获得了不同配比的试验数据。采用响应面法(RSM)研究了不同养护龄期下砂浆浓度、灰砂比对充填体强度形成的影响规律,建了多因素非线性回归模型,研究结果表明多因素的交互作用对充填体强度形成具有较大的影响,确定当输送砂浆浓度介于70%~72%、灰砂比介于1:6~1:10时,矿山可以取得最大的经济及安全效益。采用小波神经网络将36组试验数据作为训练样本,通过多次迭代,获得了3d、7d、14d、28d、60d充填强度预测模型,分析发现建立的预测模型可靠,可用于指导生产实践中的充填配比,为充填配比优化提供了一种新的思路。
发表期刊:《金属矿山》
高充填体质量,节省充填成本,增加企业经济效益。本文以某大型铅锌矿为研究对象,根据矿山实际情况,提出了适合该矿山的采矿方法及充填工艺,并对影响充填材料的因素进行了分析,确定了矿山充填的最佳配比,建立了配比预测模型。
1 矿山概况
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某大型铅锌矿属于新建矿山,矿山生产规模为150万吨/年,采用地下开采方式,开拓方案为主平硐—主(箕斗)副(罐笼)竖井开拓,2018年初,矿山建成投产。2018年,该矿山被授予“全国绿色矿山标准化建
随着我国经济的不断向前发展,科学、合理、环保的矿业开发方式可以有力的保障我国经济的高质量发展。充填采矿法可以有效的将较大比例的矿山开采所产生的废石、选矿产生的尾砂等固体废弃物回填于井下采空区,减少固体废弃物对环境的污染破坏,同时可以有效的解决地下采矿导致地表出现的变形、沉陷等问题。此外,充填采矿法还具有回采率高、贫化率低等优点。因此,充填采矿势必成为未来主要的开采技术手段。
充填体强度是衡量充填体质量的一个主要指标,对影响充填体强度的因素进行分析及优化配比,有利于以最经济合理的方式提
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设示范基地”;2019年荣获“有色金属行业绿色发展十大领军企业”,入选2019年国家级绿色矿山名录;2020年先后荣获“首届绿色矿山突出贡献奖”、“绿色矿山重大工程一等奖”等多项殊荣。
该矿山矿体赋存条件存在着缓倾斜产出、倾角2°~47°,薄—中厚,岩体质量一般,完整性中等,矿石f=8~10,围岩f=4~10,矿、岩均属不稳固—中等稳固岩类等特点。依据矿体赋存条件,该矿山采用了普通全面采矿法、机械化房柱采矿法、台阶式全面采矿法、分段空场法等多种采矿法进行回采,但在在实际工作中,存在着采矿损失、贫化率偏大,回采、出矿困难等问题。
2 矿山生产存在的主要问题
为保障矿山高质量发展,针对该矿山实际生产中存在的问题,结合矿体赋存条件,依据绿色矿山的建设要求,采用环境友好型开发利用方式,提出了采用充填采矿法的方案。经过综合分析及研究,最终确定采用机械化上向进路充填采矿法,此方法高度灵活,适用于该矿山极为复杂多变的矿体赋存条件,可以实现高回收、低贫化开采的目标。
如图1所示,矿块沿走向布置,长50m,高50m,分段高12.5m,分层高3.5~4m,装矿穿脉布置在矿块中部,矿块不留顶底柱及间柱。
分段沿脉平巷布置在矿体下盘与辅助斜坡道相连,进路断面3.6m×4m~4m×4m,从分段沿脉平巷垂直矿体布置分段联络道、分层联络道、从分层联络道继续垂直矿体走
3 充填采矿方法研究
向开掘切割巷道。考虑铲运机爬坡能力,分段联络道、分层联络道坡度为1:6,断面为3.6m×3.6m。溜矿井布置在矿体下盘,与各分段联络道相连。分段沿脉平巷、分段联络道、分层联络道掘进均采用单臂台车凿岩,装药台车装药,非电导爆管起爆,DJK50-№5.5局扇通风,电动 、柴油铲运机出碴。
从切割巷道沿矿体走向采场两端掘断面为3.6m×4m~4m×4m的采矿进路。当矿体厚大时可相应地多布置几条,但回采时要间隔回采。矿体厚度<3.5m时,采用YT-28型凿岩凿岩机,钻孔φ38~41mm,深度2.0m,每循环进尺1.6m;矿体厚度≥3.5m时采用单臂台车凿岩,钻孔φ42mm,深度2.0m,每循环进尺1.7m。炮孔装药前采用压风将炮眼吹干净,人工装药,采用Φ32mm药卷,非电导爆管起爆。采场出矿选用柴油铲运机(2m3)或电动铲运机(2m3)出矿,铲运机自采场进路经分层联络道、分段道、溜井联络道将矿石铲运至溜井卸载。铲装矿石时,沿着进路方向边铲边推进,按照指定的溜井出矿。
新鲜风流主要由专用进风井进入井下,经阶段沿脉平巷→各盘区斜坡道(人行通风天井)进入回采工作面,清洗工作面后,污风由上部盘区斜坡道(人行通风天井)→上阶段回风平巷→回风井排出地表。
充填采用自流输送胶结充填工艺,坚持采一充一的原则,每条进路从充填准备到充填接顶结束在7天内完成,充填结束72小时后方可开始相邻进路的回采工作。采场进路回采完成后进行清底、充填管敷设,将充填管由充填回风井、分层道接到进路端头并将管头固定在最高处。在采场进路口砌筑挡墙,然后根据设定料浆浓度进行充填。充填
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分两次进行,第一次充填厚度为2m,第二次充填接顶。
采场充填溢流水通过采场泄水井集中到进路端头充填挡墙外侧的沉淀池,沉淀后的清水由泥浆泵通过管道排至中段泄水井,再集中至坑内水仓,由主排水泵排出。
4.1 全尾砂基本物理化学参数测定
全尾砂物理参数测定主要包括比重、松散容重、密实容重以及孔隙率。
图1 机械化上向进路胶结充填法
图2 机械化上向进路胶结充填法三维立体示意图(a)
图3 机械化上向进路胶结充填法三维立体示意图(b)
4 充填材料配比试验研究
表1 全尾砂比重、容重等参数测定
尾砂中对充填体强度影响作用较大的主要化学成分有 CaO、MgO、Al2O3、SiO2、S 等。尾砂化学成分分析结果如表2。
表2 全尾砂化学成分分析结果
尾砂的粒径组成对于充填体强度的影响较为明显,直接影响到胶结性能和胶凝材料的消耗量试验采用Mastersizer 2000 型激光衍射粒度分析仪测定尾砂的粒级分布。
根据全尾砂测定结果,其中d10=--3.256μm,d50=-15.263μm,d60=-21.263μm,d90=-158.699μm,d平均=-58.256μ m,比表面1.02㎡/g,尾砂粒径较细。不均匀系数α2 表征该物料粒级组成的均匀程度,计算如下:
α2=d60/d10
经计算矿山尾砂不均匀系数α2=6.53。α2值越小表示粒级组成越均匀,一般α2=5 时,粒级配比较好。通过尾砂粒径分析试验可知,矿山尾砂粒径分布对于胶结充填材料
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采用DYE-2000混凝土压力试验机对制作的各龄期的充填试样进行单轴抗压强度试验。试验结果见表3(见下页)。
4.3 基于响应面的充填试样单轴抗压强度试验结果分析
通常对充填体强度的影响因素为砂浆浓度、灰砂比、养护龄期等。在满足矿山充填强度的情况下,优化充填配比,降低胶凝材料消耗量,可以节省生产成本,有利于矿山经济效益最大化。根据响应面法(RSM),构建3d、7d、28d、60d充填体强度为响应值的回归模型,探究砂浆浓度、灰砂比单一或交互作用对充填体强度
强度的形成促进作用一般。
4.2 胶结充填材料强度配比试验
充填试验胶凝材料选用PC32.5R 硅酸盐水泥,尾砂为选厂全尾砂。试验共设计料浆浓度分别为 64%、66%、68%、70%、72%、74%,灰砂比分别为 1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、1:12 ,共36组试验,测定每组配比 3 天、7 天、28 天、60 天四个龄期的充填体强度。每组单个龄期测试 3个试块的抗压强度,共计为 432 块试块。分析研究不同浓度和灰砂比的强度变化规律和强度性能。
图4 充填试样压力试验
的影响情况,从而寻求适合矿山充填的最佳配比。采用Desing-Export软件中Cube模块,砂浆浓度、灰砂比为2种影响抗压强度的因素,分别用X1、X2表示。3d、7d、28d、60d充填体强度为响应值,分别用Y1、Y2、Y3、Y4表示,通过分析计算,影响因素与充填体强度之间的回归方程如下:
(1)3d强度回归公式:
Y1=-24.09+171X1+76.91X2-275.5X12-393.6X1X2-80.28X22+36.63X13+386.8X12X2+213.6X1X22+28X23,R2=0.990
(2)7d强度回归公式:
Y2=-8.21+435.9X1+9.063X2+112.3X12-1411X1X2+37.46X22-171.2X13+59.43X12X2+1078X1X22-44.37X23,R2=0.994
(3)28d强度回归公式:
Y3=-1038+108.2X1+4551X2+306X12-543.6X1X2-6627X22-132.6X13-300.5X12X2+559.3X1X22+3205X23,R2=0.982
(4)60d强度回归公式:
Y4=-5260-150.9X1+2.359e+04X2+50.92X12+350.5X1X2-3.525e+04X22+108.7X13-226.8X12X2-118.5X1X22+1.755e+04X23,R2=0.989
根据拟合的回归方程,4个养护龄期拟合方程的回归系数均接近于1,因此,回归方程拟合程度较高。
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,具有科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能。为探究不同因素对充填体强度的非线性动态影响情况,根据已经建立的不同养护龄期充填体的非线回归模型,利用MATLAB分析软件建立了养护龄期为3d、7d、28d、60d的三维非线性数据模型。
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表3 不同配比充填试样单轴抗压强度试验结果
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通过分析发现,试块的强度在灰砂比不变时,随浓度的增加而增大,随龄期的增长而增加。其他情况不变时,灰砂比的影响是显著的,灰砂比越大,试块的强度越大。提高充填料浆的浓度和增加灰砂比有利于提高充填料浆的强度,提高早期强度。
图5 养护龄期3d时单轴抗压强度三维模型
图8 养护龄期60d时单轴抗压强度三维模型
图6 养护龄期7d时单轴抗压强度模型
图7 养护龄期28d时单轴抗压强度三维模型
灰砂比较大的试块早期强度发展迅速,后期强度发展稳定,如灰砂比 1:4 的试块3天强度 0.12~0.14MPa,7天强度1.77~1.97MPa,28天强度 3.12~3.92MPa,60天强度3.75~4.42MPa。7天强度是3天强度的15倍左右,28天强度是7天强度2倍左右,但是28天以后强度发展放慢,到60天强度仍在增长。灰砂比和浓度均较小的试块,早期强度较差,部分试块3天拆模困难,7天强度测试受压时,变形量大,但是后期强度发展平稳,如灰砂比 1:12 的试块,3天强度无法测定,7天强度 0.15~0.25MPa,28天强度 0.23~1.01MPa,60天强度0.81~1.32MPa。
综合以上分析发现,灰砂比、砂浆浓度是影响充填体力学性质的关键因素,在一定条件下,多加水泥或提高料浆浓度均有利于充填体强度的提高,特别是提高充填体的早期强度。某矿山虽然尾砂粒度较细,根据充填试验及对结果分析,当矿山输送砂浆浓度介于70%~72%、灰砂比介于1:6~1:10时能够满足上向进路胶结充填法采矿工艺不同充填体强度的要求,此时,矿山可以取得最大的经济及安全效益。
4.4 基于小波神经网络的充填配比预测研究
小波神经网络是基于小波分析结合神经网络特性发展起来的一种新型智能的人工神经网络,具有小波分析、小波变换分层、多分辨率及函数学习和推广能力较强等特性。小波神经网络模型中使用非线性小波基替换常规的非线性sigmoid 函数, 系统检测实际参数及信号通过小波神经网络中的小波基进行多层线性叠加和数据处
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理输出,较好的简化了数据训练及计算。
图9 小波神经网络结构
采用MATLAB数值分析软件,将36组试验数据作为训练样本,通过多次迭代,获得3d、7d、14d、28d、60d充填强度预测模型。养护龄期为3d、7d、14d、28d、60d强度预测曲线分别见图10~13。
图10 养护龄期3d强度预测曲线
图11 养护龄期7d强度预测曲线
图12 养护龄期28d强度预测曲线
图13 养护龄期60d强度预测曲线
通过分析发现,小波神经网络模型预测数据与经过充填试验获得的真实数据变化趋势基本一致,相对误差较小,预测模型较为可靠。表明小波神经网络模型对充填配比预测研究具有较好的可应用性,可指导生产实践中的充填配比,为充填配比优化提供了一种新的思路。
5 结论
1)在深入分析某大型铅锌矿生产现状的基础上,针对矿体回采时存在的损失率、贫化率高的问题,提出了采用上向进路充填采矿法的方案。采用三维建模技术构建了上向进路充填采矿法三维模型,并对具体采矿工艺进行了分析。
2)通过对矿山尾砂粒径分析试验发现,矿山尾砂较细,对充填体强度形成促进作用一般。设计了砂浆浓度分别为 64%、66%、68%、70%、72%、74%,灰砂比分别为 1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、1:12 ,共36组试验,测定了每组配比 3 天、7 天、28 天、60 天四个龄期的充填体强度,获得了充填试验的基础数据。
3)采用响应面分析法(RSM),构建了3d、7d、28d、60d充填体强度的回归模型,分析了砂浆浓度、灰砂比等因素对充填体强度的影响情况,确定当输送砂浆浓度介于70%~72%、灰砂比介于1:6~1:10时,
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矿山可以取得最大的经济及安全效益。
4)采用小波神经网络将36组试验数据作为训练样本,通过多次迭代,获得了3d、7d、14d、28d、60d充填强度预测模型,建立的预测模型可靠,可用于指导生产实践中的充填配比,为充填配比优化提供了一种新的思路。
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发表日期:2020/06/20
基于装配式建筑技术的节能与环保建筑设计探究
罗晓姣 甘肃安居建设工程集团有限公司
摘要:本文旨在探讨基于装配式建筑技术的节能与环保建筑设计方法,以应对当今环境保护和可持续发展的需求。通过分析装配式建筑技术的优势及其在节能与环保方面的应用,结合实际案例,探讨如何通过装配式建筑技术实现建筑节能与环保的目标,为未来建筑设计提供新的思路。
关键词:装配式建筑技术;节能;环保;建筑设计;可持续发展;
发表期刊:《工业建筑》
随着社会的发展和人们对环境保护意识的提升,建筑行业也在不断探索节能与环保的新途径。装配式建筑技术因其高效、节能、环保等特点,逐渐成为建筑设计领域的热门话题。本文将深入探讨基于装配式建筑技术的节能与环保建筑设计,旨在揭示该技术在建筑行业中的重要性和应用前景。
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现建筑物的快速建造和质量控制。这种技术的优势在于提高了建筑施工的效率和质量,减少了现场施工对环境的影响,同时也节约了人力和时间成本。
引言
1 装配式建筑技术概述与优势分析
1.1 装配式建筑技术的定义与发展历程
1.1.1 装配式建筑技术的基本概念
装配式建筑技术是一种利用标准化构件和模块化设计,通过工厂化生产和现场组装的建筑方法。相比于传统的现场施工,装配式建筑技术将建筑构件在工厂内进行生产和组装,然后将成品组件运至现场进行快速安装,从而实现高效、节约时间和资源的建造方式。装配式建筑技术通常涵盖墙体、地板、屋顶、梁柱等构件的预制和组装,以实现建筑物的快速建造和质量控制。这种技术的优势在于提高了建筑施工的效率和质量,减少了现场施工对环境的影响,同时也节约了人力和时间成本。
1.1.2 装配式建筑技术在国际上的应用情况
在国际上,装配式建筑技术已经得到广泛应用,并且逐渐成为建筑行业的主流趋势。一些发达国家如日本、德国等在装配式建筑领域取得了显著的成就,其装配式建筑产业已经发展成熟,市场规模庞大,技术水平领先。这些国家在装配式建筑技术方面投入了大量研发资金,推动了装配式建筑技术的不断创新和发展。在日本,由于地震频发和土地资源稀缺的情况,装配式建筑技术得到了广泛应用。通过模块化设计和工厂化生产,日本可以快速构建抗震、节能的建筑,满足不同类型建筑的需求。装配式建筑技术在日本的市场占有率较高,得到了政府和企业的大力支持。德国作为欧洲经济强国,装配式建筑技术也得到了广泛应用。德国的装配式建筑产业以高质量、高效率著称,其技术水平和工艺标准处于国际领先地位。德国政府对装配式建筑技术的支持和鼓励也促进了该技术在建筑市场的普及和推广。
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配式建筑技术也得到了广泛应用。德国的装配式建筑产业以高质量、高效率著称,其技术水平和工艺标准处于国际领先地位。德国政府对装配式建筑技术的支持和鼓励也促进了该技术在建筑市场的普及和推广。
1.2 装配式建筑技术的节能与环保优势
1.2.1 节能性能分析及优势
装配式建筑技术在节能方面具有显著的优势。首先,装配式建筑在设计阶段就可以充分考虑建筑的能耗问题,通过优化设计和材料选用,提高建筑的热工性能和隔热性能,从而减少建筑的能源消耗。其次,装配式建筑的构件在工厂内生产时可以进行精确控制,保证构件质量,减少能源在施工过程中的浪费。再者,装配式建筑的施工过程相对传统施工更加快速,减少了施工期间的能源消耗,提高了施工效率。
1.2.2 环保特性及优势
装配式建筑技术在环保方面也具有显著的优势。首先,装配式建筑在生产过程中可以采用环保材料,如可再生材料、低VOC(挥发性有机化合物)材料等,减少对环境的污染。与传统建筑相比,装配式建筑的生产过程中产生的废弃物更少,且可以进行有效的回收利用,降低了对自然资源的消耗。其次,装配式建筑技术可以减少建筑现场对周围环境的影响。传统建筑现场施工产生的噪音、粉尘等污染物对周围环境和居民健康造成不利影响,而装配式建筑大部分施工在工厂内完成,现场施工时间和对环境的影响减少很多,有利于保护周围生态环境。
造成不利影响,而装配式建筑大部分施工在工厂内完成,现场施工时间和对环境的影响减少很多,有利于保护周围生态环境。
2 基于装配式建筑技术的节能设计策略
2.1 节能设计原则与方法
2.1.1 绿色概念及其在装配式建筑中的应用
绿色概念是当代建筑设计中不可或缺的一部分,也是节能设计的核心。在装配式建筑中,绿色概念的应用主要体现在以下几个方面。首先,装配式建筑可以采用可再生材料和环保材料,例如利用再生木材、可降解材料等,减少对自然资源的消耗,降低建筑的碳排放。其次,装配式建筑可以通过优化设计,减少建筑的能耗,如合理设计建筑立面、采光系统等,提高建筑的绿色标准,减少对机械设备的依赖,从而降低能源消耗。另外,装配式建筑还可以通过绿色屋顶、雨水收集系统等措施,实现雨水的收集和循环利用,减少城市的雨洪排放,改善城市的水资源利用效率。通过这些绿色概念的应用,装配式建筑可以在节能方面实现更好的效果,为可持续发展贡献力量。
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2.1.2 优化建筑能源利用的设计策略
优化建筑能源利用是实现节能目标的关键策略之一。在装配式建筑中,可以采取一系列设计策略来优化建筑能源利用,包括但不限于以下几点。首先,通过合理的建筑定位和朝向设计,最大限度地利用太阳能资源,减少对人工照明和供暖系统的依赖。装配式建筑可以通过设计大面积的窗户和采光天窗,充分利用自然光线,减少白天的照明能耗。其次,装配式建筑可以采用高效节能的建筑外墙材料和隔热材料,提高建筑的保温性能,减少冷热传导,降低能耗。在设计中考虑隔热、隔音效果,选择符合节能标准的外墙材料,如双层玻璃、外墙保温板等,有效提高建筑的能效性能。另外,装配式建筑还可以结合智能化系统,实现能源的动态管理和监控。
2.2 装配式建筑技术在节能设计中的应用案例
2.2.1 装配式建筑与节能设计实例分析
装配式建筑技术在节能设计中的应用案例为我们提供了一些启示。以某装配式办公楼为例,该建筑采用了高效隔热材料和节能玻璃,结合智能化控制系统,实现了照明和空调系统的自动调节,有效降低了能源消耗。此外,该建筑还采用了太阳能光伏板和雨水收集系统,实现了能源的再生利用,进一步提高了能源利用效率。另一个例子是一座装配式住宅项目,该项目采用了预制混凝土结构和节能窗户,有效提高了建筑的保温性能。通过合理设计通风系统和绿色植被覆盖,实现了建筑内部的空气流通和自然通风,减少了空调系统的使用频率,降低了能源消耗。
2.2.2 装配式建筑节能设计对比传统建筑的优势
首先,在建造过程中,装配式建筑采用工厂预制和现场组装的方式,可以减少施工现场的能源消耗和废弃物产生,降低施工对环境的影响。此外,由于装配式建筑的构件在工厂内制造,质量更易控制,能够更精准地控制建筑的隔热性能和气密性,从而降低能源消耗。其次,装配式建筑可以更好地实现建筑材料的循环利用和再生利用。在设计阶段就可以考虑采用可再生材料和环保材料,通过模块化设计,方便拆卸和重复利用,降低了建筑的资源消耗,符合可持续发展的原则。此外,装配式建筑的设计更容易实现标准化和模块化,可以更好地控制建筑的热工性能和能源利用效率。
3 结论
基于装配式建筑技术的节能与环保建筑设计是建筑行业迈向可持续发展的关键。通过本文对装配式建筑技术优势、节能设计策略和环保设计探索的分析,可以看出其在实现建筑节能、环保目标方面的潜力和优势。未来研究可进一步探讨装配式建筑技术在不同气候条件下的适用性,推动该技术在建筑行业的广泛应用。
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参考文献
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GPS-RTK的技术原理及误差解决方法
李俊璋 甘肃土木工程科学研究院有限公司
摘要:随着测量技术的不断发展和提高,传统的测量技术也进入了数字化和自动化的道路,GPS-RTK的服务领域也不断拓宽,同时与其他学科的互相渗透和交叉不断加强,新技术、新理论的引进和应用不断深入,可以很直观的看出未来的测量学科应该是数据采集和处理向一体化、实时化、数字化方向发展;仪器也向精密化、自动化、信息化、智能化方向发展。
全球定位系统(GPS)技术的快速发展,测绘行业正面临着一场意义深远的变革,而测绘领域也由此步入了一个崭新的时代。RTK(Real TimeKinematic)技术是GPS测量技术发展里程中的一个标志,由于RTK测量技术的精度高、实时性和高效性,使得其在测绘领域的应用越来越广。RTK技术应用于测量是外业测绘的一项重大技术革命,其应用及开发的前景十分广阔。RTK技术应用于工程测量中,与航测等其他测量方法相结合,大大提高工作效率,降低工程成本,减少野外劳动强度,取得好的社会效率和经济效益。
本文针对RTK测绘仪器在工程测量实际运用中的使用计数原理和误差解决方法进行讨论和分析。
关键词:RTK;技术原理;误差;解决方法
1 引言
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RTK(Real Time Kinematic)技术是GPS测量技术发展里程中的一个标志,在RTK技术使用之前,传统的定位技术比如全站仪放样、拉皮尺等测量方法,野外测量作业人员工作量大,如果遇到测量工地遮挡物太多、无明显参照物和地形复杂的情况下,在作业难度提高的同时还不能有效进行质量控制,也就有可能在次日或几天后因质量问题而进行返测或重测,造成了人力、物力、财力上的浪费,影响了工期及经济效益。采用RTK技术放样时,仅需把各放样点坐标导入到一起手簿中,到放样现场设置好参数后,RTK会提示你走到要放样点的位置,既迅速又方
2 RTK工作技术原理
RTK工作是依靠基准站上安置的接收机,对所有可见GPS卫星进行连续观测,并将其观测数据,通过无线电传输设备(也称数据链),实时地发送给用户观测站(流动站);在用户观测站上,GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站传输的观测数据。然后根据
便,且只需一个人操作;由于RTK是通过坐标来直接放样的,而且精度达到厘米级,点位精度也很均匀,因而在外业放样中效率得到了极大的提高。
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相对定位原理,实时地解算并显示用户站的三维坐标及其精度,其定位精度可达1cm~2cm。RTK(Real -time kinematic)实时动态差分法。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图、管线测量和各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
图 1 RTK作业数据接收图
RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术,即能实时搜索并唯一地判断相位观测值的初始整周模糊度。RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值,相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机,数据量比较大,一般都要求9600的波特率。随着移动数据通讯技术和数据处理技术的发展,特别是后者的发展,使初始
测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。
化时间大大缩短。
随着科学技术的不断发展,RTK技术已由传统的1+1或1+2发展到了广域差分系统WADGPS,有些城市建立起CORS系统,这就大大提高了RTK的测量范围。当然在数据传输方面也有了长足的进展,由原先的电台传输发展到现在的GPRS和GSM网络传输,大大提高了数据的传输效率和范围。在
高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供
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仪器方面,现在的仪器不仅精度高而且比传统的RTK更简洁、更容易操作,同时促成了RTK定位技术的日趋成熟和迅速推广应用。
3 RTK技术的优点和缺点
(5)操作简便、数据处理能力强。南方测绘RTK的基准站无需任何设置,移动站就可以边走边获得测量结果坐标或进行坐标放样。数据输入、存储、处理、转换和输出能力强,能方便快捷地与计算机、其它测量仪器通信。
3.1 RTK技术的优点
(1)RTK作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大。RTK可胜任各种测绘外业工作。流动站利用内装式软件控制系统,无需人工干预便可自动实现多种测绘功能,使辅助测量工作极大减少,减少人为误差,保证了作业精度。
(2)降低了作业条件要求。RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足“电磁波通视”和对天基本通视,因此,和传统测量相比,RTK技术受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小,在传统测量看来由于地形复杂、地物障碍而造成的难通视地区,只要满足RTK的基本工作条件,它也能轻松地进行快速的高精度定位作业。
(3)定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累。不同于全站仪等仪器,全站仪在多次搬站后,都存在误差累积的状况,搬的越多,累积越大,而RTK则没有,只要满足RTK的基本工作条件,在一定的作业半径范围内,RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级。
(4)作业效率高。在一般的地形地势下,高质量的RTK设站一次即可测完10km半径左右的测区,大大减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器的“搬站”次数,仅需一人操作,在一般的电磁波环境下几秒钟即得一点坐标,作业速度快,劳动强度低,节省了外业费用,提高了测量效率。
3.2 RTK技术的缺点
(1)RTK测量受接收卫星个数限制,RTK接收天空卫星个数低于4个时不能正常工作。
(2)受一些地域限制,城区楼群林立、山区山高林密,跨越沟岗、基准站与流动站距离过大时,流动站接收不到基准站发射的电台信号,导致流动站只有浮动解,而无固定解。因此在这些地区作业时RKT的高作业效率得不到体现。
(3)温度过低时,天线电缆线变硬,给作业带来不便。
4. RTK的误差特性及其解决办法
4.1 同仪器和干扰有关的误差
同仪器和干扰有关的误差包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素。
(1)天线相位中心变化
天线的机械中心和电子相位中心一般不重合,而且电子相位中心是变化的,它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化,可使点位坐标的误差一般达到3-5cm。
因此,若要提高RTK定位精度,必须进行天线检验校正,检验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。
(2)多路径误差
多路径误差是RTK定位测量中最严重的
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多径误差可通过下列措施予以削弱:A、选择合适的站址:①测站应远离大面积平静的水面。灌木丛、草和其他地面植被能较好地吸收微波信号的能量,是较为理想的设站地址。翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也较差,也可以选站。②测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中。以避免反射信号从天线抑径板上方进入天线,产生多路径效应。③测站应离开高层建筑物。观测时,汽车也不要停放得离测站附近。B、①在天线中设置抑径板。②接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。
(3) 信号干扰
信号干扰可能有多种原因,如无线电发射源、雷达装置、高压线等,干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。
为了削弱电磁波辐射副作用,必须在选点时远离这些干扰源,离无线电发射台应超过200米,离高压线应超过50米。在基站削弱天线电噪声最有效的方法是连续监测所有可见卫星的周跳和信噪比。
(4)气象因素
快速运动中的气象峰面,可能导致观测坐标的变化达到1-2dm。因此,在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。
误差。多路径误差取决于天线周围的环境。多路径误差一般为几厘米,高反射环境下可超过10cm。
目前,轨道误差只有几米,其残余的相对误差影响约为1ppm,就短基线(<10km)而言,对结果的影响可忽略不计。但是,对20-30km的基线则可达到几厘米。
(2)电离层误差
电离层引起电磁波传播延迟从而产生误差,其延迟强度与电离层的电子密度密切相关,电离层的电子密度随太阳黑子活动状况、地理位置、季节变化、昼夜不同而变化,白天为夜间的5倍,冬季为夏季的5倍,太阳黑子活动最强时为最弱时的4倍。利用下列方法使电离层误差得到有效的消除和削弱:利用双频接收机将L1和L2的观测值进行线性组合来消除电离层的影响;利用两个以上观测站同步观测量求差(短基线);利用电离层模型加以改正。
实际上RTK技术一般都考虑了上述因素和办法。但在太阳黑子爆发期内,不但RTK测量无法进行,即使静态GPS测量也会受到严重影响,太阳黑子平静期,小于5ppm。
(3)对流层误差
对流层是高度为40km以下的大气层,其大气密度比电离层更大,大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能,其温度随高度的上升而降低,GPS信号通过对流层时也使传播的路径发生弯曲,从而使距离测量产生偏差,这种现象叫做对流层折射。
对流层的折射与地面气候、大气压力、温度和湿度变化密切相关,这也使得对流层折射比电离层折射更复杂。对流层折射的影响与信号的高度角有关,当在天顶方向(高度角为90°),其影响达;当在地面方向(高度角为10°),其影响可达20m。
RTK模式时移动站和基准站有效作用半径相距不太远(一般小于20km),由于信号通
4.2 同距离有关的误差
同距离有关的误差包括轨道误差、电离层误差和对流层误差,其的主要部分可通过多基准站技术来消除。但是,其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大。
(1) 轨道误差
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过对流层的路径相似,所以对同一卫星的同步观测值求差,可以明显地减弱对流层折射的影响。这一方法在精密测量相对定位中被广泛应用。
5 RTK测量成果的质量控制
研究表明,RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%,RTK比静态GPS还多出一些误差因素如数据链传输误差等。因此,和GPS静态测量相比,RTK测量更容易出错,必须进行质量控制,另外尽量采用高精度的控制点,并且最好是统一精度等级的控制点。质量控制的主要方法如下:
(1)已知点检核比较法-即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点,然后用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核,发现问题即采取措施改正。
(2)重测比较法-每次初始化成功后,先重测1-2个已测过的RTK点或高精度控制点,确认无误后才进行RTK测量。
(3)双基站实时检测法-在测区内建立两个以上基准站,每个基准站采用不同的频道发送改正数据,流动站改变频道地分别接收
在使用RTK进行测绘作业时,我们需要了解它的工作原理和使用限制,针对不同的测绘项目、测绘环境和测绘精度等要求,要遵循“从整体到局部”的测量原则,运用不同的测量技术和方法使其满足项目的方案设计要求。
6 结论
[1] 呼凤磊.无人机RTK 技术的误差特性 《工程技术:引文版》 , 2016 (5)
[2]徐绍栓,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及应用,武汉大学出版社,2008.7
参考文献
每个基准站的改正数据从而得到两个以上解算结果,比较这些结果就可判断其质量高低。
以上方法中,最可靠的是已知点检核比较法,但控制点的数量总是有限的,所以没有控制点的地方需要用重测比较法来检验测量成果,双基站实时检测法的实时性好,但它需具备一定的仪器条件。
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设计单位 保利(甘肃)实业投资有限公司、甘肃土木工程科学研究院有限公司
建筑师 刘海龙、魏常宝、何志锋
挖孔灌注桩结合静压钢管桩在某地下车库基础止沉加固中的应用
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摘要:位于湿陷性黄土场地某地下车库桩基出现持续不均匀沉降,导致该地下车库部分柱竖向位移过大,相邻柱沉降差超过规范限值。为了制止该地下车库桩基的沉降,首先对其进行了检测与鉴定,找到不均匀沉降的原因,再有针对性制定对于一桩一柱基础的加固方案,在原桩基的一侧新增挖孔灌注桩并增大承台进行加固,同时在偏心加固灌注桩的对面采用三根静压钢管桩在承台底加固,既增强了加固效果,又增大了安全储备,同时又避免了只有一根灌注桩加固后产生的承载偏心,相比“二牛抬杠”加固方案节约工期和投资。
关键词:挖孔灌注桩;静压钢管桩;地下车库;基础加固;制止沉降;
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湿陷性黄土场地的既有建筑在使用过程中,因原施工和使用维护等因素,导致建筑地基土浸水后出现不均匀沉降,引发建筑上部结构不均匀沉降、裂缝等不良反应,存在安全隐患[1]。对于此类存在安全隐患的建筑,首先通过对其进行检测与鉴定,找出沉降的原因,再有针对的进行加固处理,制止并消除沉降[2]。经止沉加固后,并辅助以上部结构加固补强、维修等措施,恢复到结构原有承载能力状态或国家现行规范要求的状态,彻底消除安全隐患[3],达到正常安全使用的要求。
对于既有建筑,出现隐患后的处理程序按照前期咨询阶段、准备阶段、实施阶段、后期阶段等分段进行[4]。项目前期咨询阶段需委托有资质的单位进行检测与鉴定,再根据检测鉴定结果针对出现的隐患进行分析与方案设计、论证。项目准备阶段完成设计与
0 引言
图1 既有建筑沉降病害治理程序
施工总承包招投标和施工图设计与审查。若施工图不审查,至少需要进行施工图论证评估,以保证施工图的设计质量[5]。项目实施阶段完成隐患治理施工及相关验收。项目后期阶段进行竣工后的结算与决算工作[6]。既有建筑不均匀沉降病害治理程序见图1。本文根据实际工程案例从检测鉴定、方案设计与论证、设计与施工、加固效果检验几个方面进行论述。
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阶段完成隐患治理施工及相关验收。项目后期阶段进行竣工后的结算与决算工作[6]。既有建筑不均匀沉降病害治理程序见图1。本文根据实际工程案例从检测鉴定、方案设计与论证、设计与施工、加固效果检验几个方面进行论述。
经现场调查及搜集相关资料,某小区地下车库位于兰州市某湿陷性黄土场地,工程为附建人防工程,位于地下二层。该地下车库平时为汽车车库和丙类2项库房,战时为1个乙类常6级物资库、一个固定电站。其结构形式为现浇钢筋混凝土板柱结构(无梁楼盖体系),基础采用钢筋混凝土灌注桩基础,设计持力层为中风化砂岩层。框架柱、底板及承台采用C40混凝土,梁、顶板设计采用C35混凝土。该车库建筑面积约3000㎡,基本柱距为7.9m,层高为3.7m。该车库在使用过程中发现框架柱及构造底板出现裂缝现象。为查明裂缝原因,受建设单位委托,对该地下车库A-L/2-7轴线范围内的板、柱等构件的强度、裂缝、变形及地基基础进行检测,找出不均匀基础的原因及构件裂缝原因,为后续处理提供可靠技术依据。
1 工程概况
图2 地下车库内景
2 检测鉴定
2.1 基础检测结果
车库底板下土体塌陷约为0.4m~0.5m,承台及底板垫层均已脱开。
K/3承台未发现明显裂缝,但桩顶存在多道环形裂缝,裂缝宽度为2.0mm~5.4mm,桩端坐落于填土层中,未进入持力层,桩端底部仍然为填土层,厚度大于3m,不满足设计要求。
J/4承台未发现明显裂缝,桩顶无明显裂缝,桩端坐落于填土层中,未进入持力层,桩端底部仍然为填土层,厚度大于6.6m,不满足设计要求。
H/4轴承台未发现明显裂缝,桩顶无明显裂缝,桩身26.0m处发现竖向裂缝,桩端坐落于砂层中,在开挖至26.5m处出现地下水,未能挖出桩端,不满足设计要求。
J/2底板下存在明显污水聚集,板底土体塌陷严重。
图3 K/3灌注桩裂缝
2.2 不均匀沉降变形观测结果
地下车库检测范围内共抽查30个相邻柱间沉降差,有17个相邻柱基沉降差超过《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)的地基变形沉降差允许值0.002L的限值要求,不满足规范要求。该工程地基变形不满足规范要求,地基基础存在不均匀沉降现象,导致该地下车库框架柱柱身柱帽、顶板、底板及挡土墙出现不同程度裂缝。
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图4 灌注桩底照片
(左图为K/3 灌注桩,右图为J/4灌注桩)
2.3 裂缝检测结果及原因分析
求,不满足规范要求。该工程地基变形不满足规范要求,地基基础存在不均匀沉降现象,导致该地下车库框架柱柱身柱帽、顶板、底板及挡土墙出现不同程度裂缝。
本工程框架柱表面裂缝宽度范围为0.10mm~5.20mm之间,最大裂缝宽度限值不满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的要求,裂缝分布及形态见图5、图6。根据现场检测结果分析,地下室框架柱柱身、柱帽、顶板、底板产生裂缝的主要原因为地基基础不均匀沉降变形产生的沉降裂缝。
图5 柱身顶部裂缝、破碎
图6 柱帽、柱身裂缝
本工程地下车库底板表面发现较严重裂缝现象。裂缝宽度范围在0.10mm~12.40mm之间,最大裂缝宽度限值不满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的要求,裂缝形态见图7。经分析,地下室框架柱柱身、柱帽、顶板、底板及挡土墙产生裂缝的主要原因为地基基础不均匀沉降变形产生的沉降裂缝。
图7 底板顶裂缝
本工程地下车库顶板表面发现裂缝现象。顶板裂缝主要分布在地下室北侧2-4/J-K轴线范围内,在板底呈龟裂状分布,裂缝宽度在0.10mm~0.44mm之间,最大裂缝宽度限值不满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的要求。根据现场检测结果分析,地下室框架柱柱身、柱帽、顶板、底板产生裂缝的主要原因为地基基础不均匀沉降变形产生的沉降裂缝。
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板、底板产生裂缝的主要原因为地基基础不均匀沉降变形产生的沉降裂缝。
2.4 上部结构检测结果
上部结构通过检测框架柱垂直度、顶板和底板挠度变形、混凝土强度、构件尺寸、外观缺陷、钢筋保护层厚度等方面进行检测[7],在此不再详述。
根据检测开挖探井与岩土工程勘察文件,该工程加固范围场地土主要为人工填土,下伏基岩为下第三系砂岩。场地地层由上至下详述如下:
① 填土层:该建筑所在范围杂色,松散,稍湿,厚度约10m。成分主要以粉土为主,含回填砂岩和少量建筑垃圾。由于为新近回填,该层土欠固结,欠压密。
② 素填土层:浅黄色,稍密,稍湿,土质较均匀,成分为黄土状粉土,厚度约8m。新近回填,该层土欠固结,欠压密。
③ 黄土状粉土层:埋深约18m,厚度约10m,褐黄色,土质较均匀,具水平层理,含白色钙质条纹。稍湿,稍密-中密。该层在该场地局部范围内为细砂夹层,黄褐色。
③ 强风化砂岩层:层面埋深约28m,厚度约1m,岩体含少量暗色矿物,泥钙质胶结,岩体呈巨厚层状结构,岩石呈碎屑结构,块状构造,微裂隙及风化裂隙较发育,遇水易软化,致密。
④ 中风化巨砾岩层:埋深约29m,勘察未穿透。褐红色,局部呈灰白色。
检测期间与挖孔灌注桩施工期间,砂岩与土层接触面存在地下水,因大气降水及人类活动影响,在强风化基岩裂隙中聚集形成局部区域上层滞水所致。
根据勘察文件和检测资料,该场地加固区域土层具湿陷性,湿陷性土层分布深度约18m(以车库底板顶标高起算),属Ⅳ级自重湿陷性土层。
3 工程地质条件
局部区域上层滞水所致。
根据勘察文件和检测资料,该场地加固区域土层具湿陷性,湿陷性土层分布深度约18m(以车库底板顶标高起算),属Ⅳ级自重湿陷性土层。
4 止沉加固实施方案设计与论证
4.1 止沉加固实施多方案设计
对于灌注桩出现沉降后的常规加固方法为原有灌注桩两侧各1根挖孔灌注桩,2根挖孔灌注桩顶设置承台,采用“二牛抬杠”的方式将原有灌注桩基础置换[8]。
本工程若采用2根灌注桩二牛抬杠的方式加固,由于2根灌注桩不能同时施工,加固工期势必延长,另外对地基土的扰动过大,附加沉降较大且不能有效控制,再加上地下车库空间有限,不能采用机械施工,只能采用人工配合小型机械,耗费大量的人力,势必增加工程造价。但这种加固方案技术成熟,加固后有较高的可靠度,加固桩基质量容易控制[9]。若采用多根预制桩静压加固,由于持力层埋深较大,回填土场地的地下障碍物不明,势必影响预制桩的加固可靠度,施工质量不容易控制,再加上持力层与土界面处存在地下水,强风化砂岩和中风化遇水软化,因预制静压桩进入强风化砂岩深度较浅,再加上强风化砂岩遇水软化,造成预制桩静压后的加固效果打折扣,不能很好的达到止沉效果[10]。
其他的诸如地基加固、桩基其他加固方法均不适合本工程加固条件,本文不再讨论。
4.2 止沉加固实施方案论证
经过专家会论证,本工程止沉加固推荐在原有灌注桩一侧采用1根挖孔灌注桩加固,再在另外一
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固,再在另外一侧采用3根静压钢管桩加固进行加固,该设计既避免了2根灌注桩“二牛抬杠”加固导致的工期长、投资大的弊病,又克服了单纯的预制桩静压加固可靠度较低的问题[11]。由于一个基础加固有1根挖孔灌注桩,在挖孔过程中各地基土层和持力层均能够完全揭露,其工程质量也能够得到保证。因此,在施工静压钢管桩时,根据挖孔所揭露的地层及持力层情况,有目标的进行钢管桩静压施工,保证静压钢管桩端能够进入到持力层一定深度,静压钢管桩的施工质量也因此得到了保证,可靠度大大提高[12]。一个基础采用2种类型的加固方式相互校核、相互印证,施工可靠度和安全储备大大提高[13]。经专家会论证,前期检测工作查明框架柱裂缝主要原因和桩基持力层等条件,对结构裂缝原因检测分析合理,加固维修方案合理可行,通过设计论证。
5.1 止沉加固设计
按照专家会加固设计论证结论,结合前期的方案设计,本工程止沉加固在原有灌注桩一侧采用1根挖孔灌注桩加固,再通过增大截面加固承台后,在增大的承台另外3个角采用3根静压钢管桩加固的方式进行加固设计,具体加固做法见图8、图9。
根据该地下车库原设计资料,原有灌注桩桩径为0.6m、0.7m、0.8m,0.6m直径的灌注桩单桩竖向承载力特征值3200kN,0.7m直径的灌注桩单桩竖向承载力特征值3600kN,0.8m直径的灌注桩单桩竖向承载力特征值4200kN,本次新增加固灌注桩桩径为1.0m,单桩竖向承载力特征值约4800kN。加固后,新增加固灌注桩就能够提供大于原有灌注桩单桩竖向承载力特征值,再加上承台增大截面加固后再加固的3根静压钢管桩,最终加固后的承载力远远超过原有灌注桩的承载力。静压钢管桩的单桩竖向承载力特征值800kN,除了新增加固灌注桩提供的高于原灌注桩的承载力外,额外还有3200kN的承载力储备,合计加固桩基承载力特征值高达8000kN,远超过原灌注桩单桩竖向承载力特征值最大值4200kN。考虑到新增加固桩基与原有桩基不在同一位置而承载力有所折减后,也完全能够满足承载及冗余度的要求。设计施工图完成后通过了专家会的评审。
5 基础止沉加固设计与施工
图8 桩基止沉加固平面图
图9 桩基止沉加固总剖面图
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提供大于原有灌注桩单桩竖向承载力特征值,再加上承台增大截面加固后再加固的3根静压钢管桩,最终加固后的承载力远远超过原有灌注桩的承载力。静压钢管桩的单桩竖向承载力特征值800kN,除了新增加固灌注桩提供的高于原灌注桩的承载力外,额外还有3200kN的承载力储备,合计加固桩基承载力特征值高达8000kN,远超过原灌注桩单桩竖向承载力特征值最大值4200kN。考虑到新增加固桩基与原有桩基不在同一位置而承载力有所折减后,也完全能够满足承载及冗余度的要求。设计施工图完成后通过了专家会的评审。
5.2 止沉加固施工
5.2.1 挖孔灌注桩加固施工
原桩基止沉加固挖孔灌注桩因施工现场空间限制,采用人工挖孔,灌注桩施工钢筋笼也因施工现场空间限制,采用分段吊装再焊接的方式进行[14]。因地基土质较为松散且局部挖孔底部有地下水,故在人工挖孔时采用混凝土倒挂护壁的方式进行挖孔支护与安全防护[15]。其余施工均与常规的干作业挖孔灌注桩相同,在此不再赘述。
图10 灌注桩分段钢筋笼
5.2.2 承台增大截面加固施工
采用钢筋混凝土对原有承台进行截面加大加固处理,加固钢筋采用植筋的方式和原有结构连接。钢筋工程完成后经隐蔽验收合格后,再安装模板并验收合格,最后浇筑混凝土及养护,完成承台增大截面加固,为加固的挖孔灌注桩和后续的静压钢管桩提供传力平台,达到止沉加固的目标。
有结构连接。钢筋工程完成后经隐蔽验收合格后,再安装模板并验收合格,最后浇筑混凝土及养护,完成承台增大截面加固,为加固的挖孔灌注桩和后续的静压钢管桩提供传力平台,达到止沉加固的目标。
图11 桩基止沉承台增大截面加固图
5.2.3 静压钢管桩加固施工
本工程静压钢管桩施工采用坑式静压扩孔漏浆钢管桩施工工艺,该静压钢管桩桩尖扩孔,桩尖及与桩尖相连的第一节桩身开孔,利用成桩后灌注混凝土的自重压力,将混凝土中的少量水泥浆漏出,水泥浆充满于桩尖和与桩尖相连第一节桩身范围的因桩尖扩孔后形成的空隙中,使得桩端的承载力得到一定的提高[16]。静压桩加固其余均为常规的施工,在此不再赘述。
6 加固效果及后期管理
该工程加固完成后,连续进行了沉降变形观测,沉降变形观测结果显示,加固期间沉降变形加剧,尤其是施工挖孔灌注桩时。加固完成后约60天内加固部分仍有不同程度附加沉降变形。加固后约60天后,沉降变形开始稳定。选取该工程的3个观测点(7月底这3个基础止沉加固施工完毕,进入静压桩完成后的导坑回填程序)的沉降变形数据进行分析,绘制各点沉降变形趋势如图12。
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行分析,绘制各点沉降变形趋势如图12。
图12 沉降变形趋势图
7 结论
本文通过湿陷性黄土场地地下车库桩基沉降隐患治理案例,总结了桩基础出现沉降后的加固成功经验,形成如下结论:
1、挖孔灌注桩加固后,加固桩基仍会有附加沉降,沉降稳定期约为2-3个月。
2、一个基础采用2种类型的加固方式相互校核相互印证,施工可靠度和安全储备大大提高。
3、加固方案及加固设计需要论证或审查,以保证加固设计安全可靠,能够达到国家规范强制条文的要求。
4、工程地基基础加固前后进行沉降变形监测是必要的。
5、结构加固要因地制宜,进行多方案比选,优选最适宜的加固方案。
6、工程竣工后需进行工程决算,总结项目实施的经验和教训。
以上结论这对类似工程设计与施工有一定的参考意义。
工程加固施工完成后通过竣工验收,施工单位向建设单位移交该工程,建设单位工程部向业主委员会及物业公司移交该工程。由物业公司替业主进行工程的后期使用管理工作,施工单位做好缺陷责任期内的维修工作和应急处置方案。施工单位的结算由监理单位审核,建设单位审定,完成结算后建设单位进行工程决算,总结项目实施的经验与教训,为后续的项目管理积累经验和教训[17]。
大提高。
3、加固方案及加固设计需要论证或审查,以保证加固设计安全可靠,能够达到国家规范强制条文的要求。
4、工程地基基础加固前后进行沉降变形监测是必要的。
5、结构加固要因地制宜,进行多方案比选,优选最适宜的加固方案。
6、工程竣工后需进行工程决算,总结项目实施的经验和教训。
以上结论这对类似工程设计与施工有一定的参考意义。
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参考文献
业界视点
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吕生玺——2020年12月获“甘肃省劳动模范”荣誉称号,2022年12月续聘甘肃省领军人才(第二层次)。
马国纲——获国家优秀设计银奖 1 项、省部级优秀、咨询科研成果 36 项,各类实用型专利22项。
史春海——获得国家科技进步二等奖1项、国家设计银奖 1 项等,全国行业奖 6 项,其中一等奖 2 项;获省部级设计及咨询奖 40余项等。
张恩祥——获国家级优秀勘察设计奖2项、省级优秀勘察奖17项。在国内外各级学术期刊上发表学术论文20余篇等。
黄锐——2018年获甘肃省首届“工程设计大师”称号,2009年入选“甘肃省领军人才”,2024年工作室获“全国工人先锋号”荣誉称号。
大师风采
Master Style
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Lv Shengxi
吕 生 玺
吕生玺,男,1970年5月出生,中共党员。1993年7月毕业于河海大学工程力学专业,同年分配至甘肃省水利水电勘测设计研究院从事水利水电工程规划设计工作至今。
2004年11月获西安理工大学水利工程硕士学位,2007年9月在职攻读河海大学水利水电学院结构工程专业博士研究生,2008年1月考试取得注册土木工程师(水利水电工程)资格。
2018年6月获第一届“甘肃省工程勘察设计大师”称号,2020年12月获“甘肃省劳动模范”荣誉称号,2022年12月续聘甘肃省领军人才(第二层次)。现任甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司党委书记、董事长。
2024-02期
吕生玺同志参加工作十余年来,先后参与和主持了二十余项水利、水电、灌区改造、跨流域调水等工程项目的设计工作,被聘为中国水利发电学会面板坝专业委员会委员,甘肃省建设专家委员会委员等,成为甘肃省水利水电勘测设计研究院技术带头人之一。
大师风采
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吕生玺在1998年任工程师后,承担了我省重点工程—甘肃省疏勒河项目昌马水库枢纽工程项目负责人,全面主持当时全院规模最大的枢纽工程技术设计工作,解决了隧洞塌方、超标准洪水、高地震烈度区等一系列技术难关,圆满完成了设计任务,该工程于2007年竣工验收;2000年开始主持黑河龙首二级(西流水)水电站工程设计;2003年任设计室主任,主持九甸峡水利枢纽工程初步设计和坝型论证专题研究等;2005年任设计二处副处长,作为项目负责人全面主持九甸峡水利枢纽工程初步设计、施工图设计等工作;目前作为项目负责人主持大通河纳子峡水电站初步设计、东水峡水电站施工图等项目的设计工作。
2008年任总工助理,分管盐环定扬黄工程、西宁防洪工程等近10项水利水电工程的勘测设计工作。近年来,他先后在《水利水电技术》、《中国农村水利水电》、《河海大学学报》等期刊发表论文8篇。
2024-02期
大师风采
参加完成的《公路隧洞微机设计辅助系统(结构CAD部分)》获1998年甘肃省交通科学技术进步一等奖、省科技进步二等奖。参加完成的《张掖黑河龙首二级(西流水)水电站工程QC小组》项目获2003年度甘肃省建设委员会QC成果优秀奖,主持完成的甘肃张掖黑河龙首二级(西流水)水电站大坝枢纽工程荣获甘肃省2008年度优秀工程勘察设计一等奖。
主持完成的甘肃省讨赖河东水峡水电站工程可行性研究报告荣获甘肃省2008年度优秀工程咨询三等奖;参加完成的甘肃省迭部县尼傲峡水电站工程荣获甘肃省2006年度优秀工程勘察设计二等奖。
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疏勒河流域综合开发项目的龙头水库,水库总库容1.934立方米。
昌马水库
黑河龙首二级水电站混凝土面板堆石坝高146.5米,水库设计库容9140万立方米,装机157兆瓦,年发电量5.28亿。
黑河龙首二级水电站
大师风采
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引洮供水工程的龙头工程,具有供水、发电、防洪、旅游、生态保护等多项功能。该工程坝高133米,总库容9.43亿立方米,电站装机300兆瓦,年供水能力5.5亿立方米。工程是国内在高寒地区、高地震烈度、高陡边坡和深厚覆盖层上修建的世界最高面板堆石坝,工程设计中攻克了许多坝工关键技术,填补了国内水电建设史上百米级高砼面板堆石坝的空白,推动了面板坝技术进步,荣获全国优秀水利水电工程勘察设计奖金质奖、大禹科技进步二等奖和第三届堆石坝国际里程碑工程奖等多项技术成果奖。
九甸峡水利枢纽
2024-02期
大师风采
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Ma Guogang
马 国 纲
马国纲,首届甘肃省勘察设计大师,省内著名道路桥梁专家,享受省政府正高级专业技术人才津贴。
1989年毕业于兰州铁道学院(现兰州交通大学)土木工程系桥梁工程专业,大学本科学历,从事道路、桥梁工程勘察设计研究35年,作为项目负责人主持完成了500 余项大型市政工程的勘察设计研究成果,获国家优秀设计银奖 1 项、省部级优秀、咨询科研成果 36 项。
各类实用型专利22项。现任中国市政工程西北设计研究院有限公司技术总监,正高级工程师。担任甘肃省土木建筑学会路桥与地下空间学委会副主任委员、城市更新与改造学委会副主任委员、消防学委会副主任委员,兼职兰州交通大学教授、博士生导师、兰州理工大学教授、硕导。
马国纲同志为人正派,工作作风朴实,学风严谨,勤于钻研,在市政道桥专业卓有建树,坚持勘察设计必须深入现场调查研究,积累了丰富的工程实践经验,为甘肃省公路、铁路和市政桥梁建设中遇到的重大技术问题贡献了杰出的解题方案和咨询建议,受到行业内高度肯定和评价,在国内西部享有较高知名度,在培养桥梁设计技术人才方面倾注了大量时间,做出了很大贡献。
道路桥梁及各类市政工程设计方面,在大跨度(钢管混凝土拱桥和波形钢腹板组合)桥梁结构的设计研究方面具有显著成果和高水平)自主关键技术。担任项目负责人主持完成的兰州雁滩黄河大桥(2000年)全过程勘察设计,创新了同时期大跨度钢管混凝土拱桥5项国内领先技术;主持完成的雁白黄河大桥(2008年)设计,创新了同时期波形钢腹板连续箱梁结构国内最大跨度。兰州小西湖黄河大桥,七里河黄河大桥,新城黄河大桥,五O四厂黄河大桥以及解放门立交、东岗立交等兰州的主要重要桥梁均是技术负责人。兰州南、北滨河路的规划设计、兰州水车博览园、雁滩南河道等著名景区均是他的代表性作品。
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雁白黄河大桥
南山路东岗立交
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雁白黄河大桥
雁白黄河大桥
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主持完成的“雁盐黄河大桥”“水阜至秦王川快速路”等项目获国家和省优一、二等奖。担任甘肃省政府项目评审中心和甘肃省工程决策咨询专委会专家,中建集团和甘肃省建设工程系列高级职称评审专家。1999年入选甘肃省首批“555创新人才”、 入选住建部优秀勘察设计评委会和标准化专委会专家库,“兰州市专业技术拔尖人才”, “兰州市领军人才”、兰州新区首批智库专家。《城市道桥与防洪》连续五届编委。
科研课题、标准、行业表彰方面,作为主编之一完成中国工程建设标准化协会标准《公路波形钢腹板组合桥梁技术规程》(T/CECSG:D60-30-2020)和甘肃省地方标准《钢管混凝土结构技术规程》,获得甘肃省建设科技进步一等奖。在《城市道桥与防洪》等专业期刊发表论文30余篇。作为主编或标准审查人主持完成了20余项标准及图集的编写。
兰州市北龙口-水阜-泰王川城市快速路
2024-02期
大师风采
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Shi Chunhai
史 春 海
史春海,1966年7月出生,教授级高级工程师,注册给排水工程师,1994 年进入中国市政工程西北设计研究院有限公司工作至今,现任党委书记、董事长,历任副总经理、总工程师、助理总经理、设计二院院长等职务。
是甘肃省领军人才、甘肃省首届工程设计大师、国务院特殊津贴专家、中建首席专家、“中国水业人物”、中国建筑劳动模范等。
获得国家科技进步二等奖1项、国家设计银奖 1 项;中建科技奖3 项、中建设计铜奖 1 项;全国行业奖 6 项,其中一等奖 2 项;获省部级设计及咨询奖 40余项等。
史春海长期从事水业技术设计、科研与管理工作,参与了新时期市政西北院在大西北以及在全国多地及海外承接的大量水业项目。主持及参与给排水工程200余项,主持给水处理工程总规模超过700万m3/d、污水处理工程总规模超过300万m3/d。
30年来,史春海几乎踏遍大西北的山山水水,从青藏三江源头、新疆天山南北有他的身影,大漠戈壁、黄土高坡留下了他的足迹。他在城市水业系统规划、水处理、水环境治理等技术领域积累了丰富经验,有较强的创新能力,主持的给水处理工程总规模超过700万m3/d,污水处理总规模超过300万m3/d。他是国内多个工程建设及水业行业技术协会会员、理事,积极参加国、内外的行业技术交流活动,是西北地区及国内有影响力的水业领军人物,是根植大西北的水业设计与创新践行者。史春海获得国家授权专利18项,其中作为第一发明人获授权专利“复合沉淀池”等6项,该专利已在近三十项工程中得到转化应用并取得良好的社会经济效益,是公司核心科技产品之一。 作为主编完成专著《给水排水手册11册》(第3版),为2部给排水工程实例提供案例,审定市政BIM指南1部。参编及审定规范、规程12部,其中参编全国水行业规范《室外给水设计标准》、《室外排水设计标准》,并参编全文强制《城乡给水工程项目规范》。参编标准图、导则3部。 发表论文15篇,其中核心期刊3篇、省级刊物3篇,内部交流9篇。
2024-02期
大师风采
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代表性项目主要有:
30万m3/d的西宁第七水厂采用适应高海拔低温低浊水的工艺、全重力长距离输配水节能设计,获得国家设计银奖;40万m3/d的乌鲁木齐河东污水处理厂,成为绿色节能工程,获中建设计大奖铜奖;60万m3/d的西安曲江水厂提标工程,历时9年,在保证供水条件下,完成技改工作,成为新时期水厂提标工程范例;40万m3/d的国内最大地下水供水工程-库尔勒城市供水工程,将为库尔勒的城市拓展发挥长期作用;包括取净输配全流程的18.6万m3/d的加纳Kpong供水扩建工程,获加纳国高质量工程证书、中国国家优质工程奖,是近年来中国海外建设的水业经典工程;20万m3/d的乌鲁木齐西山工业供水工程,是典型的高浊度+低温低浊水处理工程的最新案例;20万m3/d的乌鲁木齐河东污水处理厂再生利用工程,促进了生物曝气滤池技术引进与消化吸收;20万m3/d的克拉玛依第五净化水厂,针对额尔齐思河水摇蚊幼虫多发、低温低浊水的特点,选用的加沙高密池处理工艺获得成功;扬州污水截流工程是江南水网密集、街道狭窄、建筑密集城市实施的大型雨污水管网工程,得到各方赞誉;积极探索设计院牵头EPC工程,主持实施的包头煤化工净水厂、福建长乐东区水厂、西宁甘河西区水厂、山东淄博引黄水厂、西安一污、二污提标改造、新疆克拉玛依第二水厂扩建工程均取得良好运行效果,为设计院转型升级趟开一条新路径。
西安市自来水公司曲江水厂技术改造工程
2024-02期
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加纳Kpong供水扩建工程
青海省西宁市甘河工业园西区水厂EPC总承包项目
2024-02期
大师风采
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乌鲁木齐河东污水处理厂一期技术改造工程
福建省福州市长乐东区水厂EPC总承包项目
2024-02期
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Zhang Enxiang
张 恩 祥
张恩祥,男,1963年9月生,陕西岐山人,教授级高级工程师、注册土木工程师(岩土),甘肃省工程勘察大师,“国务院政府特殊津贴”获得者,现任甘肃中建市政工程勘察设计研究院有限公司高级顾问、甘肃省土木建筑学会工程勘察专业学术委员会主任委员、甘肃省勘察设计协会工程勘察与岩土工作委员会主任委员。
所主持或参与的研究课题获省部级科技进步(或科学技术)奖6项;做为项目负责人及专业负责人参与的工程项目获国家级优秀勘察设计奖2项、省级优秀勘察奖17项。
在国内外各级学术期刊上发表学术论文20余篇、主编教材及专著4部、申报国家专利10余项,主编或参编行业及地方标准10余部。
张恩祥同志参加工作以来,一直从事工程勘察实践和岩土工程技术应用研究,专业理论扎实,坚持研究与创新,精益求精;承担过各种类型、多种地质环境条件的特大型及大中型岩土工程勘察和设计治理项目两百余项,积累了丰富的工程实践经验,有效解决了一大批工程建设项目的技术难题,尤其是在大厚度湿陷性黄土勘察与评价、山区大厚度填挖改造场地勘察与治理、第三系软岩工程性质研究、粗颗粒盐渍土工程性质研究及病害防治、暗埋不良地质体综合探查方法等多个方面进行了深入的研究工作,技术水平达到了同期、同类型国内领先水平或国际先进水平。张恩祥通知利用专业优势,积极参与了多个抗震救灾、重大事故的应急处置和社会扶贫工作,为西部地区工程勘察行业的发展和重大建设项目做出了做出了工勘人应做的奉献。所主持或参与的研究课题获省部级科技进步(或科学技术)奖6项;做为项目负责人及专业负责人参与的工程项目获国家级优秀勘察设计奖2项、省级优秀勘察奖17项。在国内外各级学术期刊上发表学术论文20余篇、主编教材及专著4部、申报国家专利10余项,主编或参编行业及地方标准10余部。
夏河机场勘察现场
2024-02期
大师风采
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庆阳万隆宏业综合体
2024-02期
大师风采
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兰州红楼时代广场地基专项评价及基坑工程设计
敦煌机场岩土工程勘察
2024-02期
大师风采
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兰州中川国际机场二期扩建工程岩土工程勘察
兰州中川国际机场三期扩建工程岩土工程勘察
2024-02期
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Huang Rui
黄 锐
黄锐,男,1970年11月出生,1992年7月毕业于西安冶金建筑学院工业与民用建筑工程专业,1993年和2009年公派赴日本研修。2018年获甘肃省首届“工程设计大师”称号,2013年获甘肃省“五一劳动奖章”,2009年入选“甘肃省领军人才”,2024年工作室获“全国工人先锋号”荣誉称号。
甘肃省建筑设计研究院有限公司副总工程师,一级注册结构工程师,正高级工程师,第五届全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员,中国钢结构协会钢结构设计分会常务理事,中国勘察设计协会结构分会常务理事,中国勘察设计协会抗震防灾分会常务理事,中国地震学会工程隔震与减震控制专业委员会委员,甘肃省抗震防灾协会秘书长。
2024-02期
黄锐致力于从事建筑结构一线设计和审核工作,完成数百项建筑工程的结构设计和审核,包括“天宝时代广场”等超高层建筑,“甘肃省会展中心建筑群项目-展览中心”等大跨场馆建筑,“西宁大象城·海湖天街”等大型超限综合体,“兰州市第十四中音乐教学楼及音乐厅”等减隔震建筑。“甘肃会展中心复杂大跨空间超长混合结构综合设计研究”等多个研究项目和设计项目获甘肃省科技进步二~三等奖、甘肃省优秀工程勘察设计一~三等奖。主编甘肃省地方标准《混凝土建筑结构基础隔震技术规程》DB62/T25-3121-2016、《屈曲约束支撑-混凝土框架结构设计规程》DB62/T 3256-2023等,参编多项国家标准。在国家核心期刊发表论文十余篇。
黄锐大师工作室:
黄锐大师工作室是新时代甘肃省建筑设计研究院有限公司为进一步打造企业科技创新的“助推器”和人才培养的“孵化器”,而依托甘肃省工程勘察设计大师、公司副总工程师黄锐于2021年1月13日成立的公司科技创新和人才培养基地,在结构抗震、减隔震、大跨结构、湿陷性黄土等领域的研究和应用处于全国领先水平,并引领省内相关技术的发展。通过基于重大建设项目、省级勘察设计大师的创新研发和实践体系,工作室取得了一批国内领先的科技成果,为甘肃省住房和城乡建设事业高质量发展作出积极贡献。
大师风采
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2024-02期
工作室事迹:
2023年12月18日23时59分,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。甘肃工程咨询集团第一时间积极响应省委省政府调度,以集团旗下省建筑设计院黄锐大师工作室为技术指导部门,紧急抽调集团内300余名技术骨干组成专班,赶赴灾区参加建筑震后应急评估工作。通过10个昼夜的连续奋战,圆满完成了上级交办的近14000多户居民房屋和公共建筑的震后应急评估工作任务。最终形成的《建筑震后应急评估报告》得到了省上领导的充分肯定,并受到《甘肃日报》专题报道。
在12.18积石山抗震救灾中,黄锐大师工作室还将研究课题“甘肃省既有房屋建筑抗震性能评估”的成果与12.18积石山震后房屋应急评估工作紧密结合,为地方政府地震灾害风险房屋管理、震后应急处置等提供决策参考,提升既有建筑的抗震防灾能力。
大师风采
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2024-02期
大师风采
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黄小朋——参与了我司装配式建筑方面的专利证书20项,省级科研项目4项,新技术、新工艺备案4项,获得省市级BIM奖项4项。
刘广建——参与取得国家专利20余项,软件著作权16项,参与编制甘肃省标准化设计图集3册,省级工法1项,优秀职工创新奖4项,完成甘肃省住建厅科研项目4项。
马文晶——申报了甘肃安居建设集团(国家装配式建筑产业基地、国家高新技术企业),混凝土装配式建筑国家技术专利20项,参与编制甘肃省设计标准图集3项。完成甘肃省建设科研项目4项。甘肃省工信厅新技术、新产品备案2项,甘肃省科技厅立项项目1项,负责申报了甘肃省省级工法《钢筋桁架预应力混凝土预制底板生产安装》。
土木英才
Civil Engineering Talent
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2007年毕业于英国英国利兹大学(University of Leeds)土木与结构工程专业,获荣誉工学学士学位。主要从事集团公司管理工作。从业以来,立足基层,置身一线,先后出任公司经营部长、副总经理、总经理,参与大量政府、高校、民用建筑施工项目、甘肃省首个装配式建筑示范项目及装配式建筑部品部件研发工作。
2012年参与研发“横孔、多孔连锁保温及承重混凝土砌块”,荣获甘肃省总工会、甘肃省科学技术厅和甘肃省人力资源和社会保障厅第五届全省职工优秀技术创新成果特等奖;2016年参与“预应力桁架钢筋混凝土底板”的研发,获国家知识产权局实用新型专利证书(专利号:ZL 2016 2 0471338.X);2017年参与研发“钢筋桁架模板支撑体系”获国家知识产权局的实用新型专利证书(专利号:ZL 2016 2 1288192.1)。
该同志工作中严格要求自己,参与取得国家专利20余项,软件著作权16项,参与编制甘肃省标准化设计图集3册,省级工法1项,优秀职工创新奖4项,完成甘肃省住建厅科研项目4项。
管理工作中洞悉发展,锐意进取。迎合发展,探索前行,从业以来积极参与装配式部品部件研发,与集团公司一众合力推出混凝土装配式建筑体系。个人在社会职务任职期间,在行业中利用自身企业优势提供行业单位交流和学习机会,特别是装配式建筑领域,参与编制行标准和规范,提升行业水平,为行业的发展建言献策,致力绿色低碳发展,帮助企业完成转型升级。
新起点、新征程,该同志将始终秉持奉献社会、引领发展的满腔热忱,久久为功、持续助力新型建筑业发展,大力发展装配式建筑,为社会、企业和自身发展添砖加瓦,坚持研发、技术创新、低碳建造、不断探索建筑工业化新内涵,与大家携手,共同助力建筑业的转型升级,为区域经济高质量发展做出更大的贡献。
1984年出生于甘肃临洮,高级工程师,2007年毕业于英国利兹大学土木与结构工程专业,现任集团公司总经理,甘肃省工商业联合会执委委员、甘肃省土木建筑学会总工程师工作委员会委员、甘肃省建筑业联合会理事、兰州市建筑业联合会副会长、甘肃省城市建设商会绿色基建专业分会执行会长、甘肃省青年企业家商会理事。
Liu Guangjian
刘广建
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土木英才
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毕业于兰州理工大学土木工程专业;现任甘肃安居建设集团科技研发部部长、副总工程师;近年来主要从事混凝土装配式建筑的研发、生产、应用工作。
多年来,从事的岗位有项目施工员、项目技术负责人、项目经理、集团公司工程部部长、科技研发部部长、副总工程师;同时兼任社会职务甘肃省住建厅建筑市场监管专家库专家、甘肃省土木建筑学会总工专委会常务秘书长、甘肃省土木建筑学会第十二届节能与绿色建筑学术委员会委员、甘肃省建设科技与建筑节能协会墙材专委会秘书长,借助于公司科研政策及领导的大力支持,该同志积极参与科技研发创新工作。
申报了甘肃安居建设集团(国家装配式建筑产业基地、国家高新技术企业)
1986年出生于甘肃临洮,高级工程师。
Ma Wenjing
马文晶
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混凝土装配式建筑国家技术专利20项,参与编制甘肃省设计标准图集3项。完成甘肃省建设科研项目4项。甘肃省工信厅新技术、新产品备案2项,甘肃省科技厅立项项目1项,负责申报了甘肃省省级工法《钢筋桁架预应力混凝土预制底板生产安装》。2020年在中国青岛绿色基建发展大会并做主旨演讲。2023年得过甘肃科技进步奖三等奖1项,甘肃省第五届、第七届、第十一届、第十四届全省职工优秀技术创新成果特等奖、三等奖、优秀奖获奖者;2019年BIM大赛获省级一等奖、市级特等奖、优秀创新奖。多年从事混凝土装配式建筑技术研发生产应用工作,多次参加了和省内各大设计院进行装配式建筑的技术交流,装配式建筑技术指导,施工现场技术指导工作。
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土木英才
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在建筑施工单位专注于装配式安装项目的专业工程师。近年来主要从事混凝土装配式建筑的研发、生产与应用工作。
参与了我司装配式建筑方面的专利证书20项,省级科研项目4项,新技术、新工艺备案4项,获得省市级BIM奖项4项;参与我公司承建的装配式建筑项目有2019年兰州银河居住区一期B区装配式框架B2-2#楼项目、2021年兰州市安宁区桃花苑二期高层装配式建筑商住楼项目、2022年甘肃雨中缘防水科技有限公司年产1000万m²SBS防水卷材装配式建筑办公楼项目、2023年临洮县地质灾害避险搬迁集中安置项目一期(A区)六标段9#住宅楼装配式建筑。在多年的工作实践中,积累了丰富的装配式建筑生产、施工经验,精通各种预制构件的安装技术,能够高效地进行现场协调与管理。我注重技术创新和质量控制,确保每个安装项目都能达到设计要求和质量标准。同时,具备良好的团队合作精神,能够与项目团队紧密配合,共同应对各种挑战。通过不断学习和进步,致力于为装配式建筑的普及与发展贡献自己的专业力量。
黄小朋,1985年出生于甘肃临洮,工程师,毕业于甘肃建筑职业技术学院。现任甘肃安居建设集团项目部技术人员。
Huang Xiaopeng
黄小朋
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土木英才
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“国家“十四五”规划和2035远景《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出了碳达峰、碳中和的宏伟目标,意味着当前的产业结构、生产方式、生活方式都要发生根本性的改变。”
“混凝土装配式建筑在施工过程中利用竖向构件受力的免支撑体系,从而省去施工安装过程中的架体支撑材料,减少了模板工程和人工工作量,加快了施工速度,省去了很大一部分资源的投入及消耗。”
——摘自《混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术》
科技创新
Scientific and
Technological Innovation
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
甘肃安居建设工程集团有限公司
刘广建
甘肃|兰州
摘要:通过对人们生活居所的发展分析,设计出庭院花房住宅,提出北方寒冷地区新的都市田园生活理念。
一 技术背景
马文晶
李海灵
罗晓姣
甄永芳
国家“十四五”规划和2035远景《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出了碳达峰、碳中和的宏伟目标,意味着当前的产业结构、生产方式、生活方式都要发生根本性的改变。目前混凝土装配式建筑相对于传统建筑从建造方式上发生了革命性的改变:装配式混凝土建筑的预制构件首先由工厂实行批量化生产,之后运送到现场进行组装,因而能实现预制构件的标准化,质量更加可控,施工高效快捷,节约材料避免浪费,达到生产和施工现场无环境污染。即便如此,混凝土装配式建筑在构件安装支撑体系技术上仍需创新改进。
混凝土装配式建筑在施工过程中利用竖向构件受力的免支撑体系,从而省去施工安装过程中的架体支撑材料,减少了模板工程和人工工作量,加快了施工速度,省去了很大一部分资源的投入及消耗。同时将很多复杂施工程序加以简化,省略了多余施工步骤。在建造过程中提高了空间利用率,提高了工序效益,逐渐形成装配式混凝土结构免支撑体系,以工业化促进产业化的发展。该技术具体介绍了装配式混凝土建筑中预制部品部件拼装施工过程中免支撑体系及其施工方法,属于装配式建筑技术领域。
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科技创新
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
二 技术简介
混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系及施工工艺,包括预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、钢牛腿和角码支撑件。预制柱柱顶侧壁通过预留通孔安装支撑钢牛腿,预制叠合梁两端支撑于柱顶支撑钢牛腿的支撑板上,通过支撑板底部连接的调节螺栓对预制叠合梁的高度进行微调,预制叠合梁侧壁通过预留的间隔通孔安装三角形角码,三角形角码上搁置H槽钢,预制叠合板的侧边支撑于H槽钢上,结构楼面整浇层浇捣完成并养护至拆模强度后,拆除各角码及钢牛腿支撑件。本技术利用预制柱作为主体结构的主要受力构件,实现了搭建简便,竖向预制构件结合钢牛腿、角码支撑件承载水平预制构件自身荷载及施工后荷载的受力体系。这一施工体系有以下优点:搭拆方便、施工便捷、安全可靠,并且预制构件吊装效率和施工质量明显提高。
结构图
1、装配式混凝土建筑施工荷载自承重体系具有以下五个特征:
1.1其特征在于,包括预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、支撑钢牛腿及三角形角码为支撑;支撑钢牛腿包括支撑板、高强螺栓和调节螺栓,所述支撑板水平设置于钢牛腿本体的顶部,高强螺栓设置于牛腿本体的背板上,调节螺栓的顶端固定于支撑板顶面,调节螺栓的底端穿过钢牛腿本体顶
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
面的螺孔,且支撑板与钢牛腿本体顶面之间的调节螺栓上设有调节螺母。预制柱的柱顶侧壁预留有安装钢牛腿高强螺栓的通孔,支撑钢牛腿安装于预制柱的柱顶侧壁,预制叠合梁的两端支撑于预制柱柱顶侧壁支撑钢牛腿的支撑板上,预制叠合梁的两侧壁沿叠合梁长度方向间隔预留有安装三角角和高强螺栓的通孔,三角角码安装于预制叠合梁侧壁,三角角码上沿预制叠合梁的长度方向放置H型槽钢,预制叠合板的侧边支撑于H型槽钢上。
1.2三角角码上相距50--60cm平行放置两根H型小槽钢,其中一根H型小槽钢紧贴预制叠合梁的侧壁放置。
1.3角码本体包括顶板、背板和侧板,顶板的后侧连接背板,顶板的两侧分别连接有侧板,且侧板的顶部与顶板两侧连接。
1.4侧板呈直角梯形状或三角形状。
1.5背板上设置连接螺孔,各连接螺孔中分别连接高强螺栓。
科技创新
三、技术内容
基于以上对装配式混凝土建筑预制柱、叠合梁、叠合板、预制内外剪力墙的支撑体系的特点及叠合梁与预制柱的节点连接、叠合板与预制叠合梁的连接构造形式以及主要工艺流程,进行了详细描述,并系统分析了装配式混凝土建筑部品部件施工过程竖向构件受力的免支撑体系的技术特点及经济效益。利用装配式混凝土建筑进行施工在目前看来是势在必行且高效的;节约森林树木资源、脚手架周转材料;减少了搭设脚手架和支设模板的工序;绿色建造;1、目前的装配式混凝土建筑部品部件施工过程竖向构件受力的免支撑体系安装方法具体包括以下9个步骤:
1.1装配式混凝土建筑中预制柱作为主体结构主要受力构件,建造过程中充分利用预制钢筋混凝土柱的可塑性及胶凝材料成型后材料强度高、竖向受力稳定及抗震性能优越的特点,在预制柱制作过程中根据叠合梁与预制柱的接头连接方式及位置关系进行预留孔洞。
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
科技创新
1.2在构件深化拆分设计过程中在预制柱图纸中预留支撑连接件的预埋螺栓孔,确保孔洞位置准确无误。采用revit软件在预制混凝土结构梁、板、柱构件建模的基础上,对支撑角码位置、尺寸进行布置。预制混凝土结构梁、板、柱构件的模型包括了钢筋模型、吊装与起模埋件模型、机电预埋管线与孔洞模型以及支撑角码预埋的连接套筒模型与支撑角码模型,形成构件大样图与分解图,为构件的加工、吊装提供技术支撑。通过深化与位置、尺寸设计,进行碰撞检查,保证位置的准确,避免构件内位置冲突造成的缺陷与返工。
1.3根据相关构件免支撑体角码连接件加工图统一加工连接件,做到尺寸精确,铁件加工质量可靠,可循环使用。支撑角码的固定,采用高强螺栓将角码与预制柱或预制叠合梁内预留的连接套筒连接固定的;角码、连接套筒、高强螺栓等均采用工具化、定型化部件,采购方便、质量可靠。
1.4预制柱、预制叠合梁、预制叠合板加工,按照深化设计位置预埋连接套筒;在构件模具与钢筋骨架完成后,在设计位置预埋连接孔洞;常规预制柱柱顶布置2个,预制梁两端底部对应柱位置各布置1个,梁两侧边按照板的分块布置。
1.5预制构件运输至现场,先吊装预制柱,并在柱顶安装支撑角码连接件,采用高强螺栓将角码与柱预留螺栓孔连接固定,在吊装预制叠合梁,将梁吊运至柱顶,搁置在柱顶支撑角码上,并在梁底端采用m32可调螺栓将梁底标高微调至设计标高并固定可以保证梁的稳定、牢固,并且在预制板吊装过程中不会产生滑落、偏移等问题;
1.6安装梁侧边支撑角码,采用高强螺栓将角码与两侧面预埋套筒连接固定;梁侧边角码主要用于搁置H型小槽钢支撑叠合板,支撑角码上设置的条形孔可方便安装H型小槽钢;螺栓应拧紧。
1.7板就位安装,将板吊运至梁面,搁置在梁侧安装好的H型小槽钢上,可以保证板的稳定、牢固,并且预制叠合板上水电安装施工、钢筋绑扎施工等作业过程中叠合板不会产生滑落、偏移等问题。
1.8完成预制构件安装,可视工程结构情况,酌情增设梁
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
科技创新
本技术进一步提供了装配式混凝土建筑施工荷载自承重体系的施工工艺,该体系包括以下步骤:
1、加工预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、钢牛腿及三角角码,根据角码在预制柱和预制叠合梁上的安装位置,分别在预制柱柱顶侧部和预制叠合梁侧壁预留通孔;
2、将预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、钢牛腿及三角角码运输至施工现场,先吊装预制柱,并在预制柱柱顶侧壁的预留通孔中安装支撑钢牛腿;然后吊装预制叠合梁,将预制叠合梁吊运至预制柱柱顶,预制叠合梁的两端搁置在预制柱柱顶钢牛腿的支撑板上;再通过调节螺栓微调支撑板的高度,使预制叠合梁的梁底标高微调至设计标高;
3、在预制叠合梁的梁侧边预留通孔中安装三角角码,三角角码上沿预制叠合梁的长度方向搁置H型槽钢;
4、将预制叠合板吊运至预制叠合梁梁面,搁置在梁侧边的H型槽钢上;
5、结构楼面整浇层浇捣完成并养护至拆模强度后,拆除各支撑钢牛腿和三角形角码。
预制柱、预制叠合梁、预制叠合板装配完成后,若预制叠合板上有重荷载作业或堆载较大时,可在预制叠合梁和预制叠合板下增加加固支撑。
四、技术方法
五、技术效果
相比于现有技术的缺点和不足,本技术研究具有以下有益效果:
1、装配式建筑施工构件均为预制件,确保了各组件位置的准确,通过模型、构件模拟指导加工、施工更方便快捷。
2、将预制柱作为主体结构主要受力构件,利用预制柱和支撑钢牛腿对预制叠合梁起支撑作用,利用预制叠合梁和三角角码对预制叠合板起支撑作用,整个支撑体系安装、拆卸方便,并且省去了可调独立支撑体系或钢管支撑体系等支撑架的搭设,节约了工期与人工,降低了成本。
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科技创新
1、加工方便、准确,采用三维建模、构件模拟,对预制构件、钢筋、埋件、构件内预留预埋管线等进行深化、布置,确保了各组件位置的准确,通过模型、构件模拟指导加工、施工,更方便快捷;
2、施工便捷,采用角码支撑预制叠合梁、叠合板构件,安装、拆卸方便,并且省去了可调独立支撑体系或钢管支撑体系等支撑架的搭设,节约了工期与人工,降低了成本;
3、构造合理,充分利用了预制构件自身的强度与刚度,通过角码连接件、螺栓、预埋连接孔洞的连接固定,形成稳定、简洁的临时结构体系,可稳定承受竖向、横向荷载,确保建筑结构与施工的安全;
4、装配式建筑施工过程竖向构件受力的免支撑体系搭拆方便、施工便捷、绿色环保。
以加快预制构件吊装效率、提高施工质量为目标,根据装配式建筑结构特点、构件连接方式和构件之间力的传递规律进行设计改进,综合考虑支撑本身的连接方式、强度、刚度和稳定性等因素。设计过程中亦考虑预制构件自身的强度和刚度,与支撑体系共同参与受力,一起成为结构吊装的有效支撑,保证后续施工正常、安全地进行。
六、与现有技术相比,经济效益和社会效益明显
该技术属于装配式混凝土建筑施工技术领域,具体介绍了一种预制装配式混凝土建筑预制构件施工过程免支撑安装方法。是采用定型角码连接件固定在预制柱、预制叠合梁顶部,来支撑预制叠合梁、叠合板等构件,实现了装配式混凝土建筑预制构件的搭设可调独立支撑体系或钢管扣件支撑体系的安装方法。构件安装就位后,根据叠合板结构上荷载作业或堆载情况,在叠合梁、叠合板下增加可调独立支撑或钢管支撑等,方法灵活、便捷。预制柱顶与叠合梁侧的支撑角码,在结构楼面整浇层浇捣完成并养护至拆模强度后,可拆除再利用。
七、技术总结及附图
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科技创新
备注:角码的几何尺寸、钢板厚度、螺栓直径、预制柱预留孔洞的大小随着搁置预制梁的荷载大小而改变,主要考虑承载力可变值。
①、螺栓直径D=30mm--60mm;②、钢板厚度H=10mm---15mm;③、角码几何尺寸400mm---600mm;⑤、预留孔洞D=30---70mm。
角码连接件正视图
角码连接件背左图
角码连接件三维视图
图1角码连接件三维模型图
图2预制柱与预制叠合梁角码支撑连接示意图
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图3预制叠合梁与预制叠合板角码支撑连接示意图
图4预制剪力墙与预制叠合板角码支撑连接示意图
创新一:BIM技术应用
设计阶段引入BIM技术,为实现装配式混凝土建筑施工荷载自承重体系的实施。借助BIM技术,整合装配式主体结构与构件支撑连接件的关系,优化结构体系与免支撑体系的布置;细化建筑节点构造,实现构件预拼装检查,完成拼装前的最后校核,做到精准组装,万无一失。
八、技术成果及创新点
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混凝土装配式建筑施工荷载自承重体系技术
创新二:加快装配式混凝土建筑行业标准化发展的进程
装配式混凝土建筑施工荷载自承重体系改变了传统的施工工艺,省去传统作业的多个环节;降低建筑成本,减少了材料成本;释放了劳动力数量;建筑施工质量得到提升;环保标准较高;提升了建筑工程的施工标准化;新技术开发与使用,使木材的使用率大大降低,绿色、环保的建造过程能够得到持续发展。创新三:实现了混凝土装配式建筑在建造过程的大空间、免支撑。
该技术由预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、可拆卸牛腿形成了装配式混凝土建筑施工荷载自承重体系,符合国家绿色建造技术创新要求,实现了建筑行业装配化、智能化、机械化、精益化、专业化标准,实现了混凝土装配式建筑在建造过程的大空间、免支撑,符合国家提出的“碳达峰、碳中和”规划和目标,对推动装配式建筑产业发展具有重要意义。
科技创新
九、项目应用
临洮雨中缘防水科技有限公司办公楼
该项目地上四层,框架结构,总建筑面积2300㎡,建筑物总高度17.7米,装配内容有预制框架柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、轻质隔墙板。
项目实施图1
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科技创新
项目实施图2
项目实施图3
项目实施图4
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科技创新
2、临洮县生态及地质灾害避险搬迁集中安置项目一期A区9#楼
该项目位于临洮县八里铺镇王家大庄村,总建筑面积11627.84㎡,占地面积653.23㎡,地下一层,地上十八层;结构形式为剪力墙结构,工程性质为住宅。该装配式建筑项目内容:预制内剪力墙、预制外剪力墙、叠合楼板(钢筋桁架预应力混凝土预制底板)、预制楼梯、预制飘窗墙、内填充墙采用轻质隔墙板。
项目实施图1
项目实施图5
项目实施图2
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科技创新
专家讨论图1
十、科技创新及专家论证
专家讨论图2
专家讨论图3
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创新实践案例证书
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专家评议意见单2
专利证书
产品备案登记表
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专家评议意见单1
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甘肃安居建设工程集团有限公司
甘肃安居建设工程集团有限公司成立于1998年,企业注册资金10028万元,经国家建设部审核批准为建筑工程施工总承包壹级资质、装饰装修壹级资质、市政公用工程施工总承包壹级资质,地质灾害治理工程丙级、钢结构贰级资质;起重设备安装叁级资质、电子与智能化贰级资质、水利水电叁级资质;新型建筑材料、预制构件的生产、安装、销售、新技术的推广;获得了质量、环境和职业健康安全三项国际标准管理体系认证。2019年我公司经甘肃省科技厅、甘肃省财务厅、国家税务总局甘肃省税务局共同认定为国家高新技术企业。
我集团公司早在2010年,全资组建了“甘肃安居新科建材有限公司”。以董事长命名的“刘俊劳模创新工作室”研发团队,历经近10年时间进行装配式建部品、部件的研发和市场开拓,成功推出了混凝土装配式建筑体系。截止目前,公司拥有国家专利20项,软件著作权16项,牵头参与编制甘肃省标准设计图集3册。获得省级工法1项,完成建设厅科研项目4项,优秀职工创新奖3项,新产品备案6项,BIM技术在装配式建筑应用获得省级优秀奖1项、市级一等奖1项、创新奖1项。以企业为主体,以科技为支撑,我公司与兰州有色冶金设计研究院有限公司、甘肃省建筑设计研究院、兰州理工大学、甘肃建筑职业技术学院签订了产、学、研战略合作协议,作为强大的技术支撑合作单位。
甘肃安居新科建材有限公司2018年被评审为国家高新技术企业,2019年被评审为全国建材行业先进集体。2020年被国家住建部评为国家级装配式建筑产业基地,2021年集团公司顺利通过省级企业技术中心评审认定。近年来随着集团公司持续高速发展,产品质量技术也得到了很大的改进,企业已具有年产各类部品部件15万立方米的能力,目前已成为技术成熟,生产技术国内领先的新型绿色建筑企业,在安置就业、贡献税收、发展装配式建筑方面做出了卓有成效的工作和贡献。截止2024年,混凝土装配式建筑部品部件已在甘肃省研发生产应用13年,工程应用百余项。
公司主要的装配式建筑研发技术平台主要有:国家装配式建筑产业基地、国家高新技术企业、省级企业技术中心、刘俊劳模创新工作室研发团队。多年来研发了众多混凝土装配式建筑技术和细部节点做法,并以成功进行了成果转化,培养了一批具有工匠精神的专业技术人员。在众多的技术里面,安居集团的钢筋桁架预应力混凝土预制底板、装配式建筑施工荷载自承重体系技术已达到国内领先水平。钢筋桁架预应力混凝土预制底板最大的特点是相较传统现浇板承载力提高一倍以上、可代替传统底模、无支撑或少支撑、减少钢筋用量及现场湿作业;装配式建筑施工荷载自承重体系最大的特点是在装配式建筑建造过程中实现了大空间作业,节约脚手架工程量90%、木材85%、人工和工序80%,有效降低了装配式建筑造价,彰显了装配式建筑的优势。真正完整意义上的完全装配式建筑是从2019年《兰州银河国际商业街B2-2#楼》开始,该项目采用施工总承包模式,装配率61%,主要是预制框架柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、外墙挂板、轻质隔墙板应用。
公司于2020年完成了甘肃省建设厅立项的省级装配式建筑示范项目—《兰州安宁区桃花苑二期高层住宅楼》,地下二层,地上二十八层,总建筑面积15520.5㎡,装配率为68%,主要是预制内剪力墙、预制外剪力墙(带保温)、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、装饰保温结构一体化板的应用。2021年完成了《甘肃省雨中缘防水科技有限公司办公楼》项目,地上四层框架结构,装配率为61%,总建筑面积2800㎡,该项目全过程采用自主研发的《施工荷载自承重体系》技术,减少了搭设脚手架的施工工序,节约了大量的周转材料及人工,主要是预制框架柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制楼梯、轻质隔墙板的应用。2023年承建了《临洮县生态及地质灾害紧急避险安置房9#楼》项目,该项目地下一层,地上十八层,总建筑面积16520㎡,剪力墙结构,装配率为68%,该项目全过程采用自主研发的《施工荷载自承重体系》技术,在建造过程中实现了大空间,减少了施工工序,节约了大量的周转材料及人工,主要是预制内剪力墙、预制外剪力墙、预制叠合板、预制楼梯、保温结构一体化板、轻质隔墙板的应用。近年来随着集团公司持续高速发展,产品质量技术也得到了很大的改进,目前已成为技术成熟,生产技术国内领先的新型绿色建筑企业,在安置就业、贡献税收、发展装配式建筑方面做出了卓有成效的工作。
1、装配式建筑外墙干挂板(PCF)
2、装配式建筑外墙保温、装饰、模板一体化板
3、装配式建筑外围护结构墙板体系
4、预制内、外剪力墙
5、预制框架柱
6、钢筋桁架预应力混凝土预制底板
7、预制框架梁
8、预制楼梯
9、预制阳台
10、预制空调板
11、预制散水
12、预制女儿墙
13、预制看台
14、钢筋桁架楼承板(钢结构)
15、预制检查井
16、预制地下管廊及地沟
主要研发生产应用的装配式建筑部品部件:
技术创新研发平台:
甘肃安居建设工程集团有限公司
地址:甘肃省兰州市城关区东岗西路621号长业金座28楼 电话:13893459018,0931-8516636 邮箱:gs_anju@163.com
甘肃安居建设
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