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中圖分類號:TU984
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2016)12023403
1引言
張家口市作為一座快速發展中的中型城市,近年來在水文效應建設方面取得了較大進步。但隨著城鎮化建設的快速發展,城市雨洪管理也引起了社會各界的關注。因此,探討基于海綿城市理念的張家口市在未來需要建設諸如透水鋪裝、下沉式綠地這樣的有效水文效應措施,以改善城市水文建設,具有一定的現實意義。
2張家口市市區水文效應概況
張家口市主城區位于河北省的西北部地區,是蒙古高原與華北平原的主要過渡帶,也是洋河流域山間盆地中的重要組成部分。該市主城區面積約為970 km2,預計在2020年實現2080 km2的城市面積擴建。該城市的水文特點鮮明,由于主城區南北兩邊具有最大為111.5m的高差,所以整個市區呈現不規則的河谷盆地特征。在張家口的主城區內擁有東西沙河、清水河,分布在城區的東西兩方,自東西、南北貫穿整個主城區,水文條件相當豐富。
近年來,張家口市的城市建設發展非常迅速,但是隨之而來的熱島效應、高程建筑障礙效應也影響到了城區汛期內的降雨量,其中尤以雷暴雨次數增加最為明顯。隨著城區面積的逐年擴大和舊城區改造工程的不斷推進,張家口市漸漸出現了道路硬化、地表透水面積比重增大、城區截留、下滲損水量降低等現象,這也使得市區內的地下水匯集時間被大大滯后,增加了城市河流的徑流系數和集流速度。如此一來,城市下游的洪水過程線就日益增高,造成了洪峰的提前出現和城市地表徑流量的過分增加。
根據2015年的《河北省張家口市水資源評價報告》中顯示,張家口市的水文條件,尤以地下水為主已經處于嚴重超采階段,地下水水位逐年下降,且低洼排水問題也日益嚴重,對于張家口而言,也面臨著空前的水文效應危機。所以,為了日益膨脹的城市人口數量和日益提升的市民生活需求,張家口市必須解決自身所存在的水文效應不利因素,緩解水資源分配不均及洪峰自然災害所帶來的城市潛在危機[1]。
3張家口市基于海綿城市建設的城市水文效應應對措施
就目前現狀來看,張家口市所采用的依然是“雨水口―雨水管渠―市政管線”的傳統水文管理模式。所以按照市內老城區的官方設計布局來看,設計管徑偏?。―N60~DN100之間),整個市區的雨水管網普及率僅為70 %不到,這與城市的實際排雨水量存在較大差距。這就造成了張家口市市區地表雨水徑流污染嚴重,例如汽車泄漏汽油、輪胎磨損、防凍劑、城市屋面材料所帶來的污物都被排放到雨水管渠中,對雨水水質的污染非常明顯?;谶@種水文效應不利狀況,張家口市建設海綿城市是相當有必要的。
3.1張家口市區降雨狀況及雨水資源量
張家口市的降水集中在汛期(6~9月),這一期間降水量占到全年降水總量的70 %左右,10~12月則降雨量最少。按照我國的暴雨分級標準來看,張家口市在特大暴雨方面表現不明顯,屬于降雨比例比較緩和的地區。
按照張家口市的雨水資源總量來看,圍繞這一數據來考慮建設海綿城市是相當重要的。特別是在“十二五”規劃之后,張家口市希望在2020年前實現對雨水資源收集建設用地面積超過60000萬m2,所以本文給出雨水收集資源總量的公式為:
Re=ψ×A×Ha。
其中ψ代表了張家口市的地表徑流系數,一般常規取值為0.9,而A代表了城市市區的匯水面積,Ha則代表了張家口市一年的總降水量。所以將數據代入上述公式計算得出張家口市建設海綿城市后的每年雨水資源收集總量將達到3億m3,這一數字對于城市雨水資源利用潛能的開發價值是很高的,值得嘗試。
3.2透水鋪裝設計、應用及建議
3.2.1透水鋪裝的設計
將孔隙率較高且透水性較好的材料應用于道路路面建設就叫做透水鋪裝,它是海綿城市建設的基本工程要素之一。透水鋪裝可以使雨水很好地滲入到道路路面的內部,以達到貯存一定雨水的效果,隨時便于管道排水,降低洪峰流量,削弱徑流系數,使得城市洪澇災害危險系數大幅度削弱。一般來說,透水鋪裝是由土基、墊層、基層、過濾層和面層所共同構成的。另外,透水鋪裝對緩解城市溫室效應,降低路面溫度也有好處,這樣一來,道路的壽命也被大大延長。
透水鋪裝在設計方面所采納的地表徑流系數規范在0.05~0.5范圍內,這一數據與它主要使用材料的孔隙率、透水特性有很大關系,也就是說,徑流系數決定了道路路面雨水滲透量,由此可以確定透水鋪裝中路基層厚度的確認方法:
H=0.1I720k100T60n。
在上述確認方法的公式中,H就代表了透水基層的總厚度,而I表示城市平均的降雨強度(mm/h),k代表土基的飽和滲透系數,T表示降雨時間(min),最后n代表了道路路面蓄水層的孔隙率。根據該式來判斷透水鋪裝的功能性非常有效果,而且它也可以幫助透水鋪裝工程選擇材料,確保道路路面在降雨時及時下滲雨水,使路面有較高的抗壓能力。
3.2.2透水鋪裝在張家口市的應用
在張家口市,透水鋪裝技術仍然處于起步階段,但整體上所取得的效果還是較為明顯的??紤]到張家口市濕陷性的土基結構,所以當土基處于干燥條件下,土體結構整體相對穩定。而如果土體的含水量增加到一定程度時,就很容易出現土體結構的破壞,使土基強度大幅度被削弱,對建筑及道路的沉陷帶來很大危險。所以在張家口市的市區透水鋪裝時,應該考慮這些特殊的地質條件,并采取相應的防治策略。
就以對土基的濕陷性消除而言,張家口市所采用的是以3∶7為基礎比例的灰土墊層法。該方法的技術核心就是分層夯實,按照路面土基的齡期不同而為其賦予不同的承載力、密實度與隔水性,確保它擁有較好的墊層優勢。張家口市的灰土墊層一般設置在≥1.0 m的厚度范圍內,并且采用了分層壓實的方法,確保分層厚度始終≤200 mm。再者,城市路面還采用了沖擊壓實法對路基進行了補強,一定程度消除了路基由于被沖擊碾壓所存在的濕陷性。這種方法可以消除1.2 m左右的黃土濕陷性。
在基層的改進方面,考慮到張家口市地下水水位較深,而土基位置又通常高于地下水水位位置,所以可以見得土基受到地下水影響可能很小。因此專門針對土基的濕陷性來對基層雨水下滲問題進行對策,所以在條件允許的情況下為基層設計以DN50為基礎的PVC排水盲管,并充分利用到市區內普遍的4 %土基頂部坡度,確保多余雨水能夠順基層流入到PVC排水盲管中,保證城市內許多人工景觀和綠色植物帶能夠得到充分的水分灌溉。這也是利用到了張家口市在雨季中雨水過度飽和的自然因素,順利將雨水排除并利用,同時也大大降低了對透水鋪裝結構的破壞性[2]。
3.3下沉式綠地的設計、應用及建議
下沉式綠地主要包括雨水濕地、生物滯留設施等等。在城市中,它一般表示的是低洼式的凹陷綠地,即高程低于周邊路面高度約20 cm內的下沉區域。
3.3.1下沉式綠地的設計
下沉式綠地在設計過程中所需要考慮的設計參數很多,它也是海綿城市設計中的主要核心之一,以下對下沉式綠地的水量平衡進行分析得出:
W=S+U。
在公式中,W代表了下沉式綠地的總體水匯流量(m3),S代表了下沉式綠地在下沉時段的雨水下滲量(m3),U代表了在下沉時段的綠地蓄水量差值(m3)。因此可以得出雨水的滲蓄率公式為:
N=S+ΔU(PzF1Cn+PzF2)/1000×100 %。
在該公式中,所反映的正是下沉式綠地對降水方面的滲蓄能力,這其中Pz代表了城市降雨量(mm),F1代表了下沉式綠地服務范圍內的集水面積(m2),F2代表了下沉式綠地的總面積(m2),Cn代表了綠地服務范圍內的徑流系數。
根據城市雨水的下滲量:
S=60KJF2T。
由此來計算土壤滲透率及滲蓄時間,則能夠得出以下算式:
f=F1F2。
按照下沉式綠地的相關參數展開分析,并對其進行優化設計,所以說當下沉式綠地的坡度合適時,雨水就會順利匯集于綠地之中。若能在路緣石附近設計300~500 mm寬度的開口,更利于雨水徑流的流入。而如果下沉式綠地在雨水匯集形成飽和狀態后,還可以通過雨水管渠來進行雨水排出。
3.3.2下沉式綠地在張家口市的應用
張家口市市區的土壤滲透系數較大,能夠快速的對徑流雨水進行吸收,所以對它的下沉式綠地設計可以直接采用原有土壤進行相關植物的栽入。在設計中,為下沉式綠地保持0.05~0.30 m的下凹深度,總體保證其高程小于路面高程。并在下沉式綠地中設置雨水口以隨時收集降水時出現的溢流雨水。所以該市的雨水滲蓄f值保持在10 %以上范圍。
在計算中,如果f值為負值,就說明市區的下沉式綠地不需要太大下凹深度也能進行雨水下滲,這也證明綠地的下滲效果相當出色。但當f值超過100 %時,就證明城市的下沉式綠地在滲蓄量上大于雨水收集面積的雨水,并且存在一定的收集富余量[3]。
4結語
基于海綿城市概念對張家口市的城市水文建設提出了相關設計及應用策略,彌補了傳統治理下城市地表徑流流量過大且地下水水位日益降低的問題。證明了海綿城市對于張家口未來的市區水文效應建設是相當必要的,這種低影響開發技術結合城市傳統的雨水管理方法,讓城市的水文生態環境在保持不變的情況下還能抵御更多自然災害,真正實現了“水彈性城市”的標準。
收稿日期:20160505
作者簡介:夏應冰(1991―),男,東華理工大學地球科學學院碩士研究生。
[HT][CDH01248*4/5]
參考文獻:
[1]
中圖分類號 F299.24 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)04-0051-02
1 城市雨水利用研究現狀
1.1 國外城市雨水利用現狀 當今,國外對于城市水資源的研究比較廣泛,尤其是日本、德國、美國等發達國家,非洲很多干旱城市如拜尼沃利德以及新加坡等東南亞的一些國家都采取了很多有效措施來對城市雨水進行開發利用,比如建立屋頂儲水系統、建立雨水入滲系統、制定相應法律條例等。
1.2 我國城市雨水利用現狀 我國的城市化進程正在逐年加快,與此同時城市水資源問題也日益凸顯,水質污染、城市內澇以及地下水位下降等問題層出不窮,在破壞城市生態環境的同時也威脅著城市居民的生命財產安全,從而嚴重制約著城市的發展。我國對城市雨水利用的研究相對于其他國家來說尚處于初期,如北京、天津、大連、青島等的典型缺水城市也只是停留在探索階段,還沒有形成一套完整的城市雨水利用系統,尚未出臺有關于城市雨水利用的法律條例??偟膩碚f,我國對于城市雨水利用的研究還有很長的一段路要走。
2 城市雨水利用的含義
城市雨水利用指的是降落到城市中的雨水被匯聚收集起來并通過凈化之后加以利用的過程,它是緩減城市水資源短缺、減少城市內澇和改善城市水環境的有效途徑[1]。可以將其分為直接利用和間接利用兩個部分:直接利用可表現為通過收集儲蓄雨水直接來加以利用,比如可以用于綠地灌溉、城市噴泉等;間接利用則表現為利用各種人工設施進行雨水滲透,使其滲入到地下水中,從而間接改善城市水環境。
3 城市雨水利用的效益分析
3.1 環境效益 首先,城市雨水的合理利用可以防止城市內澇的發生,我國現在正處在城市化的浪潮中,城市面積越來越大,導致原來的河流和濕地逐漸消失,之前可滲水的松軟土壤被瀝青水泥等不透水的材料所代替,因此當有強烈降水發生時,容易引發城市內澇。通過建立透水設施不僅可以緩解這個問題,也能夠節省建立排水系統的部分費用。其次,城市雨水利用還可以豐富地下水。由于城市化進程不斷加劇,城市人口不斷增多,因而地下水開采過量,尤其是沿海城市,很容易出現海水倒灌、地面塌陷等問題。通過透水性地面等透水設施雨水會滲透到地下從而起到豐富地下水的作用,并且土壤還會起到凈化雨水的作用。美化城市也是城市雨水利用所帶來的效益之一。由于擴張的城市、增多的人口、加重的污染,使得水資源越來越短缺,很多以水為主要特征的景觀都消失殆盡[3]。城市雨水利用可以對這些壞影響起到一定的作用。
3.2 社會效益 通過對城市居民宣傳城市雨水利用的好處,可以增強人們的節水意識與凝聚力,產生一定的社會效益。人們逐漸認識到當前城市水資源稀缺的嚴峻形勢,自覺參與到城市雨水利用的行列中來,不僅可以保護城市水資源,而且增強了大家的凝聚力。
3.3 經濟效益 城市雨水利用可以節省排水費用,且雨水利用設施工程花費相對跨流域調水等工程來說較少。雨水利用設施工程的建立,可以避免每一次大量降雨之后所進行的城市排水工作的進行,即一次性解決所有的問題,且造價低。
4 城市雨水利用措施
4.1 加強對雨水利用的研究和應用,修復雨水的生態功能 城市雨水這個事情并不難,技術上要求也不高,經濟上投入也不大,關鍵是轉變觀念,在規劃之初就考慮如何處理雨水。修復雨水的生態功能主要是指對雨水進行匯聚收集再利用的過程。
4.1.1 先利用人工設施進行城市雨水的收集 如我國某些城市利用大面積集中雨水的要求來設計,可以利用屋面進行雨水收集,這對于高密度建設的城市來說無疑是一種比較實用的方法;對于公路來說可以將道路高程設計得較高(最好是高于陸地)并設置缺口,降水時水流可以順著缺口流入道路兩旁的綠化滋潤植物;用透水磚將步行道或者停車場等場所鋪設成透水地面等在如今的大多數城市也時??梢?,這也不失為一種雨水利用的好方法。也可在此基礎上對城市進行雨污分流,對城市雨水系統進行單獨建立,從而對城市雨水進行更有效率地收集。
4.1.2 對收集的雨水進行利用 具體可分為以下3個方面:一是直接利用,它是指將收集之后的雨水加以凈化直接使用,比如用來市民生活、澆灌綠化等等,可以稍微緩解城市用水的緊張;二是間接利用,它是指通過一系列透水滲水措施使得下滲到地下來補充地下水的短缺,具體可用透水磚等偷稅設施進行建設,以解決因地下水超采所引發的一系列問題,通過此種舉措也可以避免城市內澇的問題;三是綜合利用,即二者合一、雙管齊下,從而更加有效地改善城市水資源環境。至于怎么利用則要根據城市的具體情況來具體規劃:例如青島降雨量不大且有明顯的季節分布,這種情況下只進行雨水的直接利用就顯得得不償失了,因而應主要進行間接利用,輔助以直接利用手段來進行該市的雨水利用。
4.2 制定相關的法律法規并加大執行力與監管力度 世界上雨水利用技術較發達的國家如美國早在1965年就出臺了《水資源規劃法》《雨水利用條例》等相關法律條例,德國也在1989年出臺了雨水利用設施標準[2]。雖然近年來我國對于雨水利用逐漸重視起來,但至今仍未有全國性的相關法律文獻的出臺。因此,我國各級政府應借鑒國外進行城市雨水利用的經驗來制定相應的法律條例,從而規范對雨水利用的具體標準,同時有關部門也要加大執行力并加強監管力度。
4.3 向市民廣泛宣傳雨水利用的重要性 我國城市居民大多數人節水意識較為缺乏,對于雨水利用更是沒有什么概念,城市水資源浪費嚴重,因而向市民廣泛宣傳當前城市水資源所面臨的嚴峻形勢以及雨水利用的意義就顯得尤為重要。雨水利用是城市建設的重要環節之一,應通過各種媒體、社區活動等形式及利用微信微博等網絡社交平臺進行宣傳,并將其滲透到學校教育中去,使得社會民眾逐漸樹立起雨水利用的意識,讓市民們無論是在工作還是在生活中都注意節約用水。
5 展望
城市雨水的利用是解決水資源短缺的新途徑,也是實現水資源可持續利用的有益選擇[4]。就目前情況來看,我國在城市雨水利用方面還處于開始階段?!昂>d城市”是城市雨水利用的良好體現,它的概念于2012年才在我國首次提出,并在2014年12月宣布了試點城市?!昂>d城市”是一種非常形象的表達,由于海綿的物理特性被學術界和行業內所慣用,從而來比喻城市的某種吸附功能和吐納雨水的能力[5]。它能夠對環境的變化有良好的適應能力并可以最大程度降低自然災害所帶來的影響:降水過大時可以對雨水充分進行收集儲存,降水過小時將之前儲存好的水釋放利用,使得城市化與生態自然化得到有機結合,最大限度地實現雨水在城市的蓄存。因此,大力推進海綿城市建設是未來城市雨水利用的目標。
參考文獻
[1]李美娟.城市雨水資源利用效益評價研究[D].大連:大連理工大學,2010.
[2]邵兆鳳,邢國平,周建芝,等.天津市城市雨水利用前景建議[J].中國水土保持科學,2012(02):102-106.
近年來,隨著經濟的發展,我們國家的城市建設也得到了不同程度的發展。但是,我國以往的以及現在的建筑都是以傳統的為主,傳統的建筑浪費資源嚴重,土地得不到極大地利用,而且傳統的建筑方式也對環境有很大的污染,因此,綠色建筑是今后發展的必然趨勢。一、綠色建筑的內涵及理念
所謂綠色建筑,是指在建筑建設的全部壽命周期中,全程運用綠色材料,最大限度的節水、節地、節材等。
綠色建筑的“綠色”并不是簡單意義上的綠色,并不是簡單的綠色立體化,它有起自己的內涵與理念。綠色建筑,在空間上布局合理,不浪費土地,可以充分的利用自然資源,如太陽能等。綠色建筑,有利于人們的健康,減少以往房屋建設給人體帶來的傷害。綠色建筑,可以很大程度的家減少建筑在資源方面的浪費。綠色建筑,最大限度的做到,建筑與人,建筑與環境和諧相處。綠色建材,注重對人體健康與環境的關系,在國外一些國家,早就將這些材料應用與居民建設,城市建設等,而在我國這才剛剛只是個開始。無論是綠色建筑亦或是綠色建材,兩者都同時強調在資源方面的節約,強調人與建筑,與環境,建筑與環境的和諧發展。
二、綠色建筑的發展趨勢
我國的綠色建筑是在二十世紀九十年代才引進的,相對于外國的一些國家有些晚。我國人口基數大,資源還算豐富,但是人均占有卻很少,加之我們跨入經濟飛速發展的行列不是很長時間,各個方面都有待發展,綠色建筑的是實際建設都會受到很大程度的影響。但是,筆者認為,這也不會阻礙綠色建筑在我國的發展,相反的,現在隨著綠色意識和節能減排在人們心中的逐漸深入,綠色建筑的發展的勢頭會越來越迅猛。例如,杭州建設的首個綠色建筑,其位于丁橋鎮,名叫“郡楓綠園”,這里的住宅多具有節能設備,如節能反饋電梯、雨水收集系統、太陽能景觀燈等節能設施。其中的節能反饋電梯時以改以往的電梯耗電系統,利用電梯來回上下產生的動能和勢能 ,將其轉化為電梯所需的電能,這樣就節省了不少的資源。不僅如此,住宅的陽臺上還有太陽能電池板,白天聚集太陽能,以供住宅居民夜晚的用電事宜。其雨水收集系統收集遇水后進行凈化處理,便可解決小區的灌溉問題,解決了不少的水資源問題。杭州的這個綠色建筑很好的向人們展示了綠色建筑帶來的便利與潔凈。綠色建筑已逐步發展成為促進我國經濟的一跟支柱。政府也加大了對綠色建筑的推廣活動,這也為綠色建筑可在我國未來更好的發展做了堅實的鋪墊。再比如,最簡單的,各個城市開始大規模的搞綠化,不論是居民小區還是馬路兩旁,各式各樣的綠色植物層出不群,馬路兩旁的綠色植物可很好地吸收汽車排放的尾氣,降低大氣污染;同樣的,城市新添的的綠色植物及建筑給一座城市帶來了生機,這也同樣符合綠色建筑的意義。綠色建筑不僅在民用住宅有著良好的發展勢頭,在其他方面同樣如此。社會不停的發展,出現了好多娛樂場所,這些場所占地面積巨大,浪費資源過度,如若將綠色建筑的概念融入其中,筆者認為其收益定會翻倍。
綠色建筑在我國可有三個綠色來概括,淺綠、深綠、泛綠,現如今的中國只是“淺綠”,處在構建綠色建筑的技術堆砌的地位,但是,筆者認為,依照現在的綠色建筑發展勢頭,想達到后面幾個“綠”,也只是時日問題而已,我們大可對綠色建筑在我國的發展勢頭抱有信心與樂觀。相信在不久的將來,我國將被綠色建筑全部覆蓋。
三、綠色建筑設計
現在,我國的綠色建筑大都集中在旅游、景觀等方面,還沒有大面積的投入到住房建設當中,更不要說對城市實施大規模的設計與建設了。中國人口眾多,要怎樣在設計當中融入綠色的概念是個棘手的問題。在整個綠色建筑設計并實施的過程中都需要很大的檢查力度與專業人才。綠色建筑設計包含了很多的、各方面的問題。例如,在某個地方設計綠色建筑,要考慮到此地的環境,勾劃怎樣的結構才可充分的利用空間,充分的利用此地的各種資源,也要考慮此地的文化與習俗,真正的做到建筑是為人們提供方便與利益。綠色建筑設計是整個綠色建筑的核心部分,沒有切實可行的計劃與方案,那么一切都將只是在紙上談兵而已。筆者認為,最起碼的綠色設計應該滿足以下幾點:(1)節約資源,充分利用太陽能等資源,做到資源利用無污染化;(2)回歸自然,設計綠色建筑是應考慮到建筑使用的材料來源與大自然,在舊棄不用回歸自然時也要對自然沒有傷害;(3)居住舒適健康,這其實是綠色建筑對人類最有裨益的地方,對綠色建筑的設計應該加入更多的人性化,在實現綠色的同時也要滿足人們的需求。除此之外,綠色建筑設計不等同于高價建筑,綠色建筑設計是指設計,建造的整個過程都是綠色化,無污染化,但這并不意味著是高價格的投資。綠色建筑設計要重點考慮到其地理位置,充分利用地理環境帶來的資源,設計好好的設施利用太陽能,風能等綠色資源為建筑帶來便易。
四、綠色設計中存在的問題
雖說綠色建筑裨益多多,但是在發展和覆蓋的道路上卻也是阻礙不斷。首先,最重要的問題是我們在這方面的技術不是很精湛,有很多問題的解決還得請教外國的某些專家,在這個方面的人才的缺失是阻礙我們發展的主要阻力,國家需要培養大批這方面的人才填補這個空缺。其次,雖說越來越多的人開始更關注綠色環保問題,但是普及的還不夠,我國人有很大的一部分人對綠色建筑的概念不是很了解。尤其是農村,這方面的普及更是不到位,我們應該在新農村的建設中加入綠色建筑的設計,讓老百姓感受到綠色設計帶來的好處。例如,我國西北的的一些新農村建設時,在樓層建設時將一些了保暖的材料加入其中,在建成后,就有在建筑的外層裹上厚厚的類似海綿的東西,這樣做不僅給樓層良好的保暖,也降低了北方地區冬季燃燒煤的利用,降低了霧霾天氣出現的頻率。我國地大人多,城市也很多,想要徹底建設綠色城市是有很大的困難的,而且現在有些房地產在自己的品牌中加入“綠色”的概念,鼓吹他們的建筑是綠色建筑,欺騙消費者,造成人們對綠色建筑的誤解甚至是抵觸,讓綠色建筑在推行中受挫。最后,綠色建筑的設計和選址都需要嚴格的計算與規劃,很難讓所有的建筑都達到預期的效果。我國的綠色建筑興起的比較晚,人們對傳統建筑與綠色建筑的區別認識的不是很清楚,很多人對待綠色建筑的心態只是好奇并不敢嘗試。諸多的原因使得綠色建筑的在我國的發展的步伐有些緩慢。
五、總結
城市綠色建筑的實現是不可避免的歷史潮流,中國的“綠色”由淺綠到泛綠也是在時間的的步調下注定會實現的。只是這一切的是在短時間內還是要花費很長的一段時間,這取決于一個國家的各個方面的因素。城市建筑實現綠色化,給這個國家帶來的裨益是不可小覷的,現如今的地球環境在不斷地惡化,怎樣的發展才是即利于人類社會又不會使得大自然受到破壞,這是我們每個人所必須面對和思考的問題。但筆者真切的希望城市綠色建筑會在不久的將來起到它應有的作用。
[參考文獻]
[1]江步;綠色建筑設計方法研究[J];華中科技大學;2008年06期
混凝土結構的發展對混凝土的表面質量要求越來越高,清水混凝土在這個時候應運而生了。清水混凝土的應用減少了抹灰的工序,不僅可以減小結構自重荷載,而且可以節約建設資金,降低工程造價。因此清水混凝土模板的推廣對建筑業的技術革新具有重要意義。
1清水混凝土模板概述
清水混凝土屬于混凝土種類的一種,指的是在建筑施工中,能夠一次成型,不需要在施工中進行任何裝飾,能夠直接進行施工的混凝土結構。清水混凝土結構在建筑施工中,具備自然質感好、整體性強、流線型好等優勢。憑借眾多優勢,清水混凝土廣泛應用于建筑工程中。如在清水混凝土施工過程中出現缺陷,事后進行修補則難以達到工程預期效果,為此,需要進行清水混凝土施工技術的研究。清水混凝土模板施工,屬于清水混凝土施工中十分關鍵的工藝環節。模板施工質量,直接影響著清水混凝土施工質量。
在建筑工程清水混凝土模板施工中,其模板主要是面板、連接件、龍骨、邊框等環節所構成。在混凝土施工中,面板與混凝土直接接觸,為保證清水混凝土施工質量,需要保證表面光滑、整潔;龍骨是支撐模板荷載的重要構件,需要保證龍骨具備足夠的承載力。
2清水混凝土模板施工技術
2.1模板的選用及其制作和施工
現階段,我國混凝土施工中所使用的模板依然以膠合板等材料為主,這種材質模板的質量具有不穩定性特點。這是由于模板內內夾板中材質的吸水率是不同的,所以運用于清水混凝土施工時,會對于混凝土成型效果產生較大影響,極易導致飾面顏差問題的出現,而這種不均勻色差會對建筑裝飾效果產生嚴重影響。為了有效解決這個問題,可在內板上涂抹一層防水膜,能夠有效解決或緩解這一現象的產生。在長期使用過程中,由于混凝土的磨損,膠合板模板的厚度可能會產生些許變化,這就易使模板連接位置出現錯邊現象,這對施工效果也會有一定影響。所以通常會在邊緣處開半邊孔來解決這一問題。模板制作工具應選用專用的雙鋸片高速鋸板機、可調角度切板機和高速鉆孔機。鋸板、鉆孔前要將板墊平,操作符合相應的技術標準。模板制作完成后要在鋸緣和孔壁涂抹防水漆,防止吸水率不同使周邊混凝土出現色差。
2.2清水混凝土模板施工中螺栓及堵頭的設置
清水混凝土施工中對拉螺栓的孔眼通常強調縱橫成線、間距均勻,這可體現整體或局部的對稱;而堵頭則應與模板面垂直、壓緊不漏漿、自身不破損,且拆模時不會損壞孔眼棱角,確保棱角線條美觀、清晰;恰到好處的封堵孔眼也是保證施工觀感質量重要因素之一。
清水混凝土模板上的穿墻、梁、柱螺栓,通常采取對拉螺栓,其直徑及長度一般取決于混凝土厚度及高度。因此,必須通過計算才能確定螺栓的間距與直徑,例如澆注高度在5.0m以內的混凝土結構,可使用Φ12mm螺栓。螺栓孔堵頭可用塑膠制成錐形,并覆蓋2mm厚的硅膠,這樣拆模后即可形成排列規則的孔眼。在硬塑管外面還可再套一層軟塑管,這樣方便硬塑管的回收及重復再使用。模板孔位對接一定要正,硬塑管與堵頭對接處用橡皮或墊圈貼緊。模板孔可用防水粉、微膨脹劑填平,以避免出現滲水問題。清水混凝土施工15h之后才能拆側板,時間過短或過長均不合適,時間過短可能會因強度未達預期而出現變形,時間過長則可能對其養護產生不良影響。硬塑管可以幾天后拆除,為了實現裝飾效果的美觀,在沒有螺栓孔的位置可設假眼,以使孔眼的排列更加整齊。
2.3清水混凝土模板接縫的施工
在模板拼接處應涂刷硅膠,由于板間的擠壓作用,可能使板間形成一條寬約1-2.2mm的硅膠縫。它不但可以解決板縫滲漏問題,還對解決因溫度變化而引起的板間應力變形有所幫助。在梁與墻、墻與柱間的模板,則可使用橡膠條貼緊。在已經澆注完成的清水混凝土表面下可將續接板條固定于模板上。續接板條下邊緣應制成45°角,這樣便于排除混凝土內存在的氣泡,還能使兩次澆注混凝土所形成的接縫更加整齊。板條上方可用來控制混凝土澆注的標高,當接縫處有滲水時,能引導水向墻面外流出。清水混凝土模板與水平定位板條之間以及續接板條留下凹槽的空隙可用硅膠粘縫,這樣能確保新舊節點處不發生漏漿現象。待模板安裝完成后,還應用電筒做漏光檢驗,以不透光為合格。為了使墻模板與窗口模板緊密對接,還可在窗洞口周圍加貼木方并適當增大對拉螺栓的密度。
2.4清水混凝土施工中模板的吊運及安裝環節
吊裝模板時必須要有專人指揮,模板起吊應保證平穩,避免偏斜或大幅度擺動。清水模板吊裝過程中,應當慢起輕放,嚴禁避免發生碰撞,這樣才能最大限度地保證清水模板使用及施工后的墻體效果,清水混凝土模板入模和出模過程中,均須采用牽引的方法進行,并采取可行的措施加強模板面板保護。
安裝時要根據模板上的編號對模板進行拼裝,保證明縫、禪縫的垂直度及水平交圈,吊裝時,還要注意對鋼筋和塑料卡環予以保護,注意不要讓鋼筋劃傷模板面;套對拉螺栓時,必須在調整好位置后才可輕輕入位,確保每個孔位都加塑料墊圈,避免螺紋損傷模板面板上的穿墻孔眼;模板緊固前,還要保證面板對齊,嚴禁在面板校正前上模板夾具等連接件加固。擰緊對拉螺栓和模板夾具等連接件時用力要均勻,保證塑料墊圈與模板板面正確接觸,以避免混凝土澆筑引堤起孔眼的不規則形變。此外,模板安裝時必須遵循先內側、后外側,先橫墻、后縱墻,先角模后墻模的原則。模板安裝前應在模板側邊貼好海綿條,模板安裝就位后,對模板下部的縫隙,可采取堵縫措施,以避免漏漿和錯臺等現象。門窗洞口模必須支撐穩固,洞口模周邊以及導墻部位均應粘貼海棉條,以保證澆注混凝土時不漏漿,確保墻面潔凈。
2.5清水混凝土模板施工中的拆模及養護環節
拆模用時一般為十五個小時。在拆模的時候要切實的結合相關的規定來開展。在拆除之前的時候,要先把螺栓拆下,然后放開繩子,進而使得模板變松。針對那些比例難以處理的,建設者可以再墻體地方對其振動,不應該用鐵錘等來擊打,防止其出現縫隙現象。要把拆下來的放到那些暫時性的支架之上,進而趕緊的將上方的污物處理掉,對于變形等問題要積極地應對,進而抹上一層脫模材料,放到一邊備用。
總之,對于建筑工程施工而言,混凝土是非常關鍵的建設物質,由于清水混凝土一般應用于飾面項目中,所以其施工工藝較其它材料更加嚴格,技術要求也更高一些。在清水混凝土模板施工中,所有步驟均十分關鍵,任一個環節處理不當的話,都會對清水混凝土施工質量產生不良影響。因此,在施工過程中,應采取切實可行的措施,才能確保施工質量,促進建筑整體質量達到預期效果。
參考文獻:
[1]曾繁超.淺談建筑工程中清水混凝土模板施工技術[J].科技創新與應用,2013,(20):226-226.
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引言
伴隨著國內市場經濟的飛速發展,城市的發展規模越來越壯大,建筑物規模隨之壯大,推動了深基坑建筑的前進。但是深基坑工程,具有高難度、高危險,很有可能會帶動附近地區內土層的塌陷,對周圍的樓宇、道路以及地下管道帶來威脅,產生巨大損失,并且建筑就不能順利按時的開展。所以,我們在建筑深基坑項目的時候,一定要十分注重深基坑處理技術。
一、房屋建筑工程深基坑的特點
深基坑施工是建筑施工中的重點,是整個建筑的基礎,深基坑施工的安全可靠,直接關系著高層建筑的安全性、穩定性和長久性。為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受影響,對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作,統稱為深基坑工程。深基坑的施工的綜合性較強,既涉及結構力學問題,又涉及水力學等問題,計算過程比較復雜。深基坑工程的支護體系既要涉及到較深的土方開挖,保證基坑相鄰建筑物和地下管線的安全及正常使用,又要有阻斷地下水向基坑內滲流、保證基坑內施工作業面干燥的功能。因此,深基坑工程的支護體系常由兩部分組成:一部分為支護結構,常在基礎打設連續密排的灌注樁、預制樁或鋼板樁擋土,當土質較軟、基坑深度較大而對變形限制嚴格時,還應對支護樁設置水平支撐或拉錨;另一部分為止水體系,常采用連續密排的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等形成阻斷地下水向坑內流動的隔水帷幕。深基坑工程一般有如下特點:(1)深基坑的支護系統屬于臨時性的,安全很難得到保障。(2)深基坑工程具有很強的區域性、很強的針對性,必須因地制宜。(3)深基坑的施工的綜合性較強,既涉及結構力學問題,又涉及水力學等問題,計算過程比較復雜。(4)深基坑的深度和平面形狀、土體是蠕變體等使得深基坑工程具有較強的時空效應。(5)深基坑工程是涉及支護體系設計、土方開挖、檢測、監測等信息化施工的系統工程。(6)深基坑的開挖對相鄰建筑物的影響較大。
二、房屋建筑工程的深基坑處理技術
1、施工前的準備工作
(1)圖紙會審。接受施工圖后,應及時組織有關技術人員熟悉及會審圖紙,根據圖紙情況和合同要求,盡快與業主、協作單位取得聯系,進行項目劃分工作,明確各自工作范圍。同時將圖紙上的問題及合理化建議提交給業主、工程監理及設計部門共同協商,爭取將重大工程變更洽商集中在施工前完成或大部分完成。(2)通過編制施工質量計劃、施工質量策劃,明確質量目標,分析質量目標可能無法完成的各種影響因素,針對這些影響因素制定有效的預防措施,防范于未然。(3)施工方案編制中,所有參加施工的管理人員應充分發表自己的意見,只有那些在全員集思廣益,反復探討而得到的施工方案,才是最科學合理、最切合實際的優秀施工方案。
2、降排水方法
(1)根據地質勘探報告和先期的實地考察,在深基坑的開挖前期以明排水為主要排水方式進行集中排放;在深基坑的開挖后期應配合以坑底“輕型井點降水”措施,盡量在坑底基本無水的情況下進行作業。(2)深基坑土方工程施工時,雖然有止水防滲措施,但在所難免會出現坑壁滲水的現象,可采取“堵”和“疏”的方法進行控制。當深基坑坑壁的滲水較小時,可以用干海綿、導流管將滲水排入排水坑。當深基坑坑壁的滲水較大時,應將該處的土體進行暫時保留,再進行壓實,然后使用注漿的辦法將滲漏部位封住。
3、施工安全技術措施
(1)土方開挖前,應會同甲方有關人員對施工區域內的地下管道、電纜、光纜等地下設施進行確認,以便在施工時采取相應的防護措施。(2)根據地質勘察報告,如果工程的土質較好,在基坑開挖時可不考慮邊坡支護。若土質情況不好,應采用邊坡支護。(3)根據定位測量給出的軸線點,確定基坑的挖土施工范圍,按一定的施工順序進行分層開挖,土方及時運出,不得在基坑周圍堆土。(4)挖土前,先會同甲方確定給水管道的具置、走向、埋深,以便挖土時能夠有效控制,避免導致給水管道爆裂,造成嚴重的施工事故。在具體施工時,應在給水管道周圍預留部分土方,由人工清理,直至給水管道露出。(5)施工時,新建建筑物邊線與原有建筑物較近時,在施工過程中應嚴格觀察土方的穩定情況。采取必要的防護措施,防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工時,應準備草帶子、石頭、磚等物品,對該處邊坡進行相應的加固防護,確保工程順利施工。(6)在基坑四周嚴禁堆放任何物品,施工車輛嚴禁靠近。(7)基坑四周必須設置安全防護欄桿,安全防護欄桿應由上、下兩道橫桿組成,宜采用上橫桿高度具地面1.2m,下橫桿高度距地面0.5m,并加安全圍網。安全防護欄桿宜采用Φ48mm鋼管,防護欄桿立柱應埋入地下500mm,確保防護欄桿的穩定性。(8)夜間安全防護欄桿四周應設置安全照明。(9)施工人員上、下基坑應走安全通道,安全通道搭設應規范。(10)進入施工區域的施工人員應戴好安全帽。(11)做好基坑周圍的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成塌方。
三、深基坑施工應注意的問題
1、應充分重視地下水對深基坑工程施工的影響
當基坑下部土層有承壓水時,將大大降低土層的穩定性,并對周圍建筑物產生嚴重影響。因此開挖前需把地下水位降低到邊坡面和坑底以下,以防止邊坡的塌陷和涌流,并保證施工過程中處于疏干和堅硬的工作條件下進行開挖。有時基坑下遇到承壓含水層時,若不減壓,也將因滲流使基底破壞。同時,還伴隨著發生砂的隆脹和坑底土的流失現象。根據基坑的尺寸和深度、地質條件和土的特性,地下水可用各種降水方法控制。恰當的設計、安裝和運轉降水和減壓系統,將為施工帶來下列各項好處:(1)防止基坑坡面和基底的滲水,保持坑底干燥,便利施工。(2)增加邊坡和坡底的穩定性,防止邊坡上或基底的土層顆粒流失。(3)減少土體含水量,有效提高土體物理力學性能指標。(4)提高土體固結度,增加地基抗剪強度。
2、應認真重視深基坑四周地面的保護
在挖土過程中要及時做好深基坑四周的保護及深基坑四周地面的保護,在基坑深度的1~2倍范圍內的地面產生裂縫時,地面水向裂縫中滲漏,會導致土體強度下降,水壓增大,使支護結構產生過大的位移。此時要及時采取措施進行堵塞,并要做好地面水的導流工作,防止基坑浸水,減小基坑暴露時間。
3、應認真重視支護系統及過程中的施工質量
深基坑支護系統的施工質量,對整個系統的工作狀態是否正常有著重大的影響。支護系統施工質量的好壞主要表現在:系統的類型、材料、構造尺寸、裝設的位置和方法是否符合設計要求,裝設施工是否及時,施工順序是否與設計要求一致,地下水控制施工是否滿足設計要求等方面。
結束語
總之,隨著國民經濟的高速發展,城市建設中大量高層建筑不斷興起,促進了深基坑施工技術的發展。而深基坑部位的施工,危險性大,施工難度大,很可能引起基坑周圍局部土體發生位移和沉降,危及臨近建筑物、道路和管線的安全,造成重大損失,同時影響工程的順利進行。因此,我們在深基坑施工時必須高度的重視,還要不斷的提高深基坑處理技術的水平。
參考文獻