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當水工建筑物修筑在地震烈度7°(含7°)以上區(qū)域時,應進行抗震計算,以保證工程的正常運行。為做好水工建筑物抗震設計,水利部先后兩次編制《水工建筑物抗震設計規(guī)范》,即SDJ-78(試行)和SL203-97。
在執(zhí)行規(guī)范SL203-97過程中,發(fā)現(xiàn)4.9.1地震主動動土壓力計算公式中,對主動動土壓力系數(shù)Ce取值的提法值得商榷。
2地震主動動土壓力計算
《水工建筑物抗震設計規(guī)范》SL203-97中給出的地震主動動土壓力代表值計算公式為:
式中Fe——地震主動動土壓力代表值
qo——土表面單位長度的荷重
Ψ1——擋土墻面與垂直面夾角
Ψ2——土表面和水平面夾角
H——土的高度
γ——土的重度的標準值
φ——土的內摩擦角
θe——地震系數(shù)角
δ——擋土墻面與土之間的摩擦角
ζ——計算系數(shù),動力法計算地震作用效應時取1.0,擬靜力法計算地震作用效應時一般取0.25,對鋼筋混凝土結構取0.35并規(guī)定,公式中的Ce應取式(2)中按“+”、“-”號計算結果中的大值
3墻后填土為水平面時主動土壓力系數(shù)應小于1
主動土壓力按庫倫理論計算,墻后填土是砂土,只有內摩擦角φ,沒有凝聚力C(若考慮凝聚力C的影響,則通過加大內摩擦角的辦法,即采用“等值內摩擦角φ0”將凝聚力C包括進去),因此主動土壓力系數(shù)是與土的內摩擦角φ密切相關的。在墻后填土為水平面,砂性土內摩擦角φ為15°~50°時,主動土壓力系數(shù)應小于1。
3.1地震主動動土壓力系數(shù)Ce計算公式中的明顯不合理
在SL203-97中4.9.1條地震主動動土壓力公式中,主動土壓力系數(shù)Ce值的大小關鍵在于,規(guī)范要求取“+”、“-”號計算結果中的大值。此種提法不妥,因為采用時,Ce值肯定會大于1。
(1)地震主動動土壓力與靜土壓力計算不同,在于水工建筑物遭遇地震時主動動土壓力要考慮地震系數(shù)角θe的影響,θe是隨著地震烈度的大小而變化,其公式為:
式中ζ——計算系數(shù),一般取0.25,對鋼筋混凝土結構取0.35
αh——水平向設計地震加速度
αv——豎向設計地震加速度,應取2/3×ah
現(xiàn)將不同地震列度的θe值計算如表1,可供抗震設計時應用。
可見,當Ce取“-”號時得2.8891,數(shù)值不確切。
在進行抗震設計時,應將庫倫公式中的土容重γ,土的內摩擦角φ和墻面與土之間的摩擦角δ,均按地震基本烈度對應的地震系數(shù)角θe,分別修正為λ/cosθe,φ-θe。
(2)取地震烈度7°,土的內摩擦角φ為22°,11°,其余Ψ1、Ψ2為零的情況下,分析對Ce值的影響。不同φ值的Ce值計算如表2。
可見,Ce在采用時,其結果毫無實用價值。
3.2動土壓力與靜土壓力比值分析。
地震主動動土壓力包括靜土壓力和動土壓力,用兩者比值分析地震動土壓力系數(shù)Ce采用的正確性。
(1)利用公式分析
已知地震主動動土壓力系數(shù)為0.4318,而靜土壓力系數(shù)
(2)利用SDJ-78(試行)中公式核算
按公式
式中Ce——地震動土壓力系數(shù),取4.0
Cz——綜合影響系數(shù),取1/4
kH——水平向地震系數(shù),7°度地震時為0.1
φ——內摩擦角,22°
E——靜土壓力
動土壓力與靜土壓力比值為4%。
(3)利用SL203-97中4.9.1公式的編制說明近似估算主動動土壓力值和其比值。
經過對某工程實例計算后,動土壓力與靜土壓力比值為5%。
4計算實例
現(xiàn)用某節(jié)制閘翼墻樁基整體穩(wěn)定實例進行分析,地震主動動土壓力經采用不同計算方法,其結果見表3。
已知條件:扶壁式檔墻,墻長20m;墻底寬8.0m,墻后填土水平高度7.5m;填土等值內摩擦角22°;翼墻墻面與土之間外摩擦角為11°。墻后水深6.78m土飽和容重為18.2kn/m3,遇7°地震時取地震系數(shù)角為1.46°。
由表3可看出SL203-97與GB50286-98地震主動動土壓力數(shù)值極其相近,但SL203-97動土壓力僅占靜土壓力的2.8%。其原因在于SL203-97中4.9.1-1公式含有數(shù)值。
當墻后填土表面為水平,且墻面無外荷,墻面與垂直面夾角(Ψ或α)為零時,簡化計算公式如下:
慮0.9833影響,計算結果為2486.5KN≈2487.3KN(GB50286-98),其動土壓力與靜土壓力比值亦為4.6%。
另外再分析SL203-97中4.9.1-1公式,計算系數(shù)ζ取0.25和0.35對地震主動動土數(shù)值的影響,見表5。
當ζ為0.35時,地震角取2.05°,則Ce值為0.4397,,和當ζ為0.25時,地震角取1.46°,則Ce值為明計算系數(shù)區(qū)分0.25和0.35實際意義不明顯。
5結語
(1)經過分析計算,在采用SL203-97中4.9.1公式進行抗震設計時,地震主動動土壓力系數(shù)Ce應只取值計算,這和《堤防工程設計規(guī)范》GB50286-98、《港口工程技術規(guī)范》(1987年)、《水運工程建筑物抗震設計》JTJ201-84及《水工設計手冊》第七卷擋土墻部分的規(guī)定相一致。
(2)在采用SL203-97中4.9.1公式時,計算系數(shù)不再區(qū)分0.25和0.35。
(3)建議SL203-97中4.9.1公式與《堤防工程設計規(guī)范》GB50286-98中當?shù)卣鹪O防時主動動土壓力庫倫公式相統(tǒng)一。
參考文獻:
(1)甘維義,甘城.《水工設計手冊》[S].水利電力出版社,1982.
(2)馮國棟等.《土力學地基與基礎》[M].中國工業(yè)出版社,1963.
(3)《水工建筑物抗震設計規(guī)范》SL203-97[S].水利電力出版社,1998.
(4)《水工建筑物抗震設計規(guī)范》SDJ10-78[S].水利電力出版社,1978.
關鍵字:給排水工程建筑設計
一、問題的由來
隨著社會的進步和人類對工作環(huán)境、生活質量,特別是對美的追求的不斷提高,人們已不再滿足于原有的一套設計習慣。并且隨著我國市場經濟的確立,為了在競爭激烈的市場中求得生存和發(fā)展,更要求對以前不受建筑設計重視的給排水工程的設計來一個較大的改革,以適應日趨變化的業(yè)主市場。
長期以來,給排水工程設計采用的是一種封閉靜止的方法,就工藝而工藝,就生產而生產,僅僅只是為了滿足單一的一種功能,沒有綜合地考慮各種要素,因此工程的最終結果必然不能全方位地滿足業(yè)主的各方面要求,更不能滿足日趨重要的環(huán)境要求。
近年來給排水工程設計的經驗教訓告訴人們必須在設計的觀念上要有一個較大的革新,或者說必須有一個新的認識才能真正確保給排水工程的設計質量的提高,即良好的功能和良好的建筑形象的高度統(tǒng)一。良好的功能可為生產和管理人員創(chuàng)造舒適安全和整潔優(yōu)美的環(huán)境,從而提高勞動生產率;而良好的建筑形象也是一種功能,這種功能不光是物質上的還有精神上的。
水廠建筑的特點:一是工業(yè)建筑范疇,但不能忽略其美觀;二是建筑物匍伏于地,尺度不大,并且形式單調均一分散、變化不大;三是構筑物所占比重特大,表現(xiàn)在體量悶沉、笨重,而且一般布置在廠區(qū)平面顯眼的中心位置;四是污水處理廠氣味重而難聞;五是為使水廠的環(huán)境更加接近自然,需有大面積的綠化。因此,水廠的建筑設計的意義倒并不完全在于如何做好工藝(這是很重要的),如何畫出一張美麗的圖畫,而在于其理想的目標能得以實現(xiàn),完美的構思能得以表達,合理的功能能得以兌現(xiàn),以及優(yōu)雅的環(huán)境能得以體現(xiàn)。為了達到這個目的,水廠的建筑設計首先應該在確實掌握豐富的信息、詳實的資料的條件下,在加強內部工種聯(lián)系的前提下,在正確的設計原則指導下和正確的方式組織下,有步驟、有計劃地應用現(xiàn)代化的科學方法和先進的技術手段去加以制訂(其中還要特別重視國外的各種先進經驗)。我們不能把設計的全過程看成是一個封閉———自立門戶的模式;單一———就事論事的模式,穩(wěn)定———一成不變的模式;而應該看成是一個持續(xù)發(fā)展的、不斷開放的、經常變化的動態(tài)體系,才能確保設計出一個完美的優(yōu)秀工程。
二、要注意的幾個因素
1工藝流程的要求
給水處理廠即一般常稱的自來水廠。由于原水水質不同,工藝流程有各種組合,但它的基本工藝為混合、絮凝、沉淀、過濾和消毒。在城市水廠中,基本流程為原水一級泵房加藥絮凝池沉淀或澄清池濾池消毒清水池二級泵房用戶。水廠內的主體處理構筑物中沉淀池、濾池基本上都高出地面,只有清水池可以埋入地下,而當沉淀采用平流式沉淀時,其池長達100余m,在水廠中會形成單調冗長的池體,都需加以仔細設計。
大多數(shù)的城市污水處理廠的流程一般為提升后的污水重力經格柵沉砂初沉曝氣二沉消毒出流。如果排入的水體是感潮水體,有時亦會在處理水排入前有提升泵站,以解決時污水廠的出水問題。
對于地下水位高的地區(qū)興建的污水廠,為了解決構筑物的空池抗浮,往往以出水末端構筑物的高度為控制,而將進水泵站以后的構筑物以高出地面3~4m布置,這樣就必須對這種沉悶不堪的大體量砼面作建筑處理,同時也必須對池間聯(lián)系的狹小的通道走廊作恰當?shù)慕ㄖ幚?否則作為一個整體環(huán)境來講是極不理想的,往往也不易被人們所接受。
2總體規(guī)劃的要求
總體規(guī)劃非常重要,它是設計的靈魂。在規(guī)劃時首先要有一個總體布局的構思,其中應包括:工藝布局的合理、道路走向的清晰、廣場的適宜、地域的平衡、人流的互不交叉和公建用房(即生活區(qū),其中包括辦公、科研、試驗、管理、會議室、食堂、廚房等內容)的最佳布置,然后按照①功能分區(qū)合理、簡捷、便利、經濟的原則;②風向、日照、地形有利的原則;③構圖優(yōu)美、對比均衡、空間流通的原則等,根據工藝流程的要求,結合廠址的自然條件及環(huán)境條件(包括地形以至地質條件、廠外道路系統(tǒng)、綠化條件、朝向、原有建筑物等)來進行總體規(guī)劃。在總體規(guī)劃中必須注意要創(chuàng)造良好的日照、空氣和通風條件,還要盡量避免噪聲的干擾,合理安排和大量利用綠化,把生態(tài)環(huán)境放在首位統(tǒng)一規(guī)劃(特別是廠前區(qū)),然后將建筑物(或構筑物)布置在經過深思熟慮的綠化等環(huán)境中。在綠化設施中須充分考慮到生態(tài)綠化和景觀綠化的有機結合,并多種植些可以釋放有益氣體和減少塵埃的樹種,以改善廠區(qū)環(huán)境,減少空氣污染,提高廠區(qū)的明潔度。
同時,建筑物(構筑物)的設計原則還必須在立足于“環(huán)境、空間、形式”三者統(tǒng)一的原則基礎上,使群體形象和個體形象都能表現(xiàn)出一種內在的含蓄和諧調,并通過曲直、高低、虛實、明暗、黑白、凹凸、方圓、上下等造型元素和設計手法的運用充分體現(xiàn)出工藝工程設計的新境界。
3傳統(tǒng)觀念的改革
傳統(tǒng)是指技術上、文化上歷史的凝聚、沉淀和積累,它是人們長期經驗和教訓的總結,是固有的客觀存在。它之所以能長期繼承,經久不衰,并在某些方面形成一種固有的心理態(tài)勢,就是因為它具有一定的吸引力和耐人尋味的余韻,因此它往往極易被人們長久地、習慣地循套,自然地襲用,即使有時會出現(xiàn)一些問題和不足,但對成功來說總往往可加以原諒,或者最后說總的還是成功的。我們如果辯證地看,則可以這樣說,在繼承傳統(tǒng)之余必須要有充分的創(chuàng)新,即從“現(xiàn)實的需要出發(fā)對傳統(tǒng)作轉變的工作”。如果工藝總是老一套形式,形式總是老面孔,色彩總是陳調重彈,即使在功能上還可以過得去,能滿足業(yè)主的一般要求,但從社會發(fā)展來看,從兩個文明來看,無論如何在組織形式上、在事先指導上、在各專業(yè)的協(xié)調、在通氣上都應該重新思考,不能一味循舊。在工藝上必須要創(chuàng)新、要提高、要有些新東西。在選型、色彩上必須要美觀、要有所升華,否則就不能使業(yè)主感到非常滿意,不能心情舒暢。為此可以說挑戰(zhàn)創(chuàng)新是必須的,是絕對的,沒有創(chuàng)新就會暮氣沉沉沒有生氣,就不能前進。
4防止專業(yè)之間的各行其是
長期以來,給排水工程的習慣做法是工藝一馬當先,先提出設想,后再遞交給其它各工種,盡管各工種可以回提條件給工藝,但由于已成習慣,且因為各專業(yè)對工程總的概念認識不足而未能充分進行必要的商榷了解,互相質疑,因此就提不出內在的、關鍵的問題,致使矛盾隱蔽得不到圓滿的解決,有時還會引起返工,最后造成木已成舟的尷尬局面,導致項目得不到最佳的方案,達不到最理想的質量。
從管理科學上來說事先指導,預先協(xié)商,不把問題的解決拖到最后,這是最科學也是最有效的工作方法。如果一個專業(yè)的設計,一味地關在工作室里,并且總是閉門苦思(即沒有和其它有關專業(yè)認真商量研究),就只會把這些設計(即使是本專業(yè)中最優(yōu)秀的設想)從一個社會現(xiàn)象變成了一個孤零零的個體,并且將這個專業(yè)完全裹入到“絕對正確”之中而一絲也動彈不得,其結果必然是感覺遲鈍且視感平平,最后遠不能滿足業(yè)主的總要求。因此,在整體設計中要非常重視事先的協(xié)調,重視事先的各有關專業(yè)的參與協(xié)商,并且必須認識到這不光是一個單一的項目也是一項系統(tǒng)工程,其優(yōu)劣的關鍵必然是組成這個組織內的各有關要素的綜合,而決不是一個主導專業(yè)的所為(當然,它是很重要的)。所以決不能允許各專業(yè)各行其是,或者說是過分地突出自己,而缺少必要的整體相融性。只有通過組織有序的精心的全面的設計安排,我們才能把一個初看好像支離破碎、意見分岐、沒有完整性的模糊、凌亂的印象,變成一幅詩意盎然、變化有序、排列恰當、構圖完美的圖畫。
5建筑設計的重要性不可忽視
長期以來,由于歷史的原因,建筑設計(特別是工業(yè)建筑)在思想上趨于封閉狹隘,在形式上趨于呆板一律,在色彩上趨于灰暗、單調,總之建筑在如何體現(xiàn)滿足人類的舒適和精神要求這方面考慮得太少了,更談不上在美觀的構思上多下功夫,而只片面單純地理解為單一的功能性構筑物,僅為滿足生產而已,別無它求,諸如環(huán)境、空間、選型、尺度、色彩等方面都無關緊要也無須多考慮。
因此在工業(yè)建筑中,建筑的地位一直不高,也沒有什么發(fā)言權,最后造成廠區(qū)建筑不美觀,品味不高,大家不滿意。隨著社會經濟的發(fā)展,人民生活水平的提高,人們已不僅僅滿足于需要有一流的先進的工藝、能生產出較好的社會需要的產品,人們的追求向更高層次發(fā)展,更需要有一個包括優(yōu)美的環(huán)境,良好的工作條件在內的賞心悅目的舒適的氛圍,更需要防止和減少工業(yè)建筑常有的廢水廢氣對周邊環(huán)境的污染。這就需要進行全方位的綜合的建筑設計,對污染進行充分有效的處理,保證有清晰的水質和潔凈的空氣。建筑設計雖然不像工藝設計那樣直接產生經濟效益,但從全局、長遠的效應來看,其對提高生產效率、保障職工的身體健康、社會的文明都能起到很好的、積極的能動作用。因此,我們有必要對給排水工程中建筑設計這個概念有一個新的認識,它必須是全面的、綜合的、整體效應的結果并必須在整個設計過程中貫徹始終。設計實踐告訴我們應該有一個懂總圖的設計師來進行總的牽頭、控制和協(xié)調,平衡各專業(yè),取其所長限其所短來達到最佳的視覺效果,我們暫且稱此設計師為總協(xié)調建筑師吧。在建筑設計全過程中,總協(xié)調建筑師要始終以能形成最佳環(huán)境景觀的觀念為依據,充分考慮到工藝流程的最先進、最便捷,結構布局的最經濟、最合理,不斷地向各有關專業(yè)的負責人就當?shù)丨h(huán)境景觀的形成進行有方向性的引導,并不時向他們提供大家能接受的各種狀態(tài)建議或者能取得平衡的一些構想,以達到最廣泛的共識,統(tǒng)一的行動。
為了對全局進行有效的控制,總協(xié)調師還要根據其對環(huán)境景觀形成的基本觀念預先策劃制定各項設計細則,它將作為整體設計的原則引導各個單體在循序漸進中得以貫徹、實現(xiàn)、完善,起到啟發(fā)創(chuàng)新的作用。在此前提下,又要避免造成對各單體專業(yè)自由構想的束縛,以細則為依據進行整個設計運作的協(xié)調,在各專業(yè)之間按照具體的變化情況就整體和單體銜接部分之間進行柔和的調整,使之達到統(tǒng)一。
此外,總協(xié)調師還要在尊重各專業(yè)特點的前提下,為實現(xiàn)全局的一種“緩和寬松的秩序”而進行工作,也就是說總的協(xié)調是指制約的開放性,或者說是在整體觀上充分保持單體設計(專業(yè)設計)者的自立性,充分發(fā)揮其個性特點,把所謂的束縛性因素限制在最小的范圍內,最后達到辯證的統(tǒng)一,即互相限制了各自的不足,又保留了各自長處,而且彼此心情愉快,形成最佳的綜合效應。
建筑物的設計處理大體有以下的一些手法:
1公共建筑(1)總平面要結合地形地貌,因地制宜,構圖優(yōu)美,比例勻稱,并注意韻律。(2)功能相近者盡量合并,減少地面分散的構筑群,要做到大中見小、見透。(3)要處理好內外部空間,做到寬松、明亮、空透、輕靈。(4)立面和平面都力求避免過于平直、呆板,可適當組織上下、左右、高低參差,和配以局部的弧形以示流暢、舒適。(5)色彩上可區(qū)別于廠區(qū)建筑,但又不能太過于突出,必須符合統(tǒng)一中求變化的大原則,即在和諧中求局部的突變和醒目。(6)屋頂?shù)奶幚砜梢栽谄轿蓓數(shù)幕A上適當配以小斜頂,或局部注以建筑符號起到全區(qū)的點綴、裝飾之用。
踏勘選線的目的是在地面上確定中心線位置。在選定渠道路線時,必須遵循“經濟合理,安全可靠和灌溉面積大”的原則,因此在踏勘選線時要考慮如下幾個問題:
①渠道要盡量短而直,力求避開障礙物,以減小工程量和水流損失。
②把渠道選擇在地勢較高的地帶,以利達到擴大灌溉面積和自流灌溉的目的。
③渠道經過的地帶土質要好,坡度要適宜,以防渠道運行出現(xiàn)嚴重的滲漏、沖刷和坍塌現(xiàn)象。
④填挖土石方量和渠道建筑物要少,以達到省工、省料和少占用耕地。
在踏勘選線時,擬建渠道地區(qū)如果有大比例尺地形圖時,可以先在圖上選定出幾個路線方案,進行比較后,根據初步擬定的渠線位置,再到實地沿線做調查研究和收集有關資料,(地質、水文、材料來源、施工條件等),結合當?shù)貙嶋H情況,最后確定渠道的起點、轉折點和終點,并用大木樁在地面上標志這些點的位置。
2中線測量
當渠道的中心線在地面上確定以后,還要測出渠道的長度和轉折角的大小。
渠道的長度可以用鋼尺沿渠道中心線丈量。為了方便計算渠道長度和測量渠道縱橫斷面圖,一般每隔100M(或50M)的地面上釘立一個小木樁(里程樁),如果里程樁之間地面坡度變化較大或有重要建筑物時(涵洞、跌水等),應增設木樁,稱為加樁。
里程樁必須進行編號,渠道起點樁號可寫成0+000,依次為0+100,…0+900,距起點1KM處可寫成1+000,依次為1+100,…1+900,依此類推。加樁編號亦同,例如距起點樁5433M處的樁號可寫成5+433,里程樁樁號一律朝向渠首。
在沿中線量距的同時,要在現(xiàn)場繪出路線草圖,作為設計渠道的參考,不必那么細致,可以用一條直線表示,遇到渠道轉彎處,用箭頭指出轉角方向,并寫出轉角度數(shù)。
在轉折處,還要測設圓曲線,里程樁和加樁就應該設置在曲線上,并且按照曲線長度計算里程。
3縱斷面水準測量與繪制
渠道縱斷面水準測量,就是測定渠道中心線上各個里程樁和加樁的高程,最后繪出渠道縱斷面圖,為設計渠道提供資料。
為了保證渠道縱斷面水準測量的精度,測量時應按《水利水電工程測量規(guī)范》的規(guī)定進行。如果渠道沿線國家等級的水準點不多,則要用四等水準測量增設一些水準點,增設的水準點應該沿渠道方向每隔1~2KM設置一個(即BM點),設置在渠道開挖線和堆土線以外不易破壞的地點。BM點設置以后,就可以用普通水準測量的方法測定里程樁和加樁的高程。
丘陵地區(qū)距離國家等級的水準點較遠,也可以采用假設高程,一般在起點樁附近的固定建筑物或巖石上設置一個固定樁。以便往返閉合,并精確計算各里程樁和BM點的高程。
用各個里程樁和加樁的高程繪制的渠道中心線縱向地面變化的圖稱為縱斷面圖。渠道縱斷面圖是設計渠底高程線﹑堤頂高程線﹑計算填挖土石方量和擬定施工計劃的主要資料。
在渠道縱斷面水準測量時,各個里程樁和加樁測量所計算出來的高程是木樁樁頂高程。但是在繪制縱斷面圖時,不能用樁頂高程而應該用地面高程繪制。所以,在樁頂讀數(shù)的同時還應加讀樁底讀數(shù)或把木樁高釘成統(tǒng)一高度。
繪制縱斷面圖:以里程樁和加樁高程作為縱坐標,用里程樁和加樁的里程作為橫坐標,按比例繪制。因為,里程樁上的高程變化不大,里程樁的距離較長;所以,高程的比例尺可以放大一點,一般采用1:100,1:200,1:500等。橫坐標距離的比例尺可縮小一點,可以采用,1:1000,1:2000,1:5000,1;10000等。
因為里程樁高程的數(shù)值比較大,但地面起伏變化較小,所以在圖紙上編輯高程數(shù)值時,可以選擇某一高程作為起始線,而不必從零開始??筛鶕疁蕼y量記錄中最底高程或設計最底高程定為起始高程。
繪制縱斷面圖的步驟如下:
①填寫里程樁。
②填寫各里程樁地面高程,并點圖連接繪制,用實線;標明地面線。
③根據地面線定出設計坡降。并繪制在渠底坡度一欄。
④根據流量和設計坡降計算截面尺寸,根據坡降計算各里程樁的高程并填入渠底設計高程一欄,根據截面高度加安全超高和坡降計算各里程樁渠面設計高程并填入渠面設計高程一欄,繪制里程樁上各高程點,用虛線連接;并標明渠底設計線和渠面設計線。
⑤有了渠底設計線,就可以計算開挖深度和填方高度,把開挖深度和填方高度填入開挖深度和填方高度一欄,并在里程樁對應的位置上填寫。
⑥最后把路線平面圖一并繪制在最后一欄。
4渠道橫斷面的測繪
橫斷面測量的目的,就是在里程樁和加樁上測量出垂直于渠道中心線的橫向地面坡度變化點的高程,并繪出橫斷面圖。
橫斷面測量的寬度與渠道的大小和地形變化情況有關,一般要求在橫斷面圖上能標出渠道的邊樁位置或渠面能滿足邊坡的位置。
在橫斷面上地形變化較小的情況下,可采用水準儀,在橫斷面坡度變化點上設置測釬或小木樁,并用皮尺或測繩量取水平距離,水準儀測量高程。
如果橫斷面地面坡度變化較大,可以采用經緯儀或全站儀,把儀器安置在里程樁上,對中﹑整平后,瞄準前或后樁歸零,旋轉90度向兩邊施測。
將測算成果繪制橫斷面圖,繪制橫斷面圖的方法與縱斷面圖大至相同,只不過水平距離與高程的采用同一比例尺。
5土方計算
隨著科學技術的迅猛發(fā)展,電腦應用非常廣泛,繪圖采用電腦繪制。將設計標準斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上,然后用面積查詢可得出開挖面積和填方面積。
將相鄰的兩個里程樁的開挖面積或填方面積,用算術平均值乘以相鄰的兩個里程樁間的長度,即可得到該段土方開挖及回填方量。
在計算土方時,如果相鄰兩橫斷面中,一為挖方,而另一為填方,則中間必有一點既不挖也不填的零點。即地面線與渠底設計線的交點就是零點。如:在1+500是挖方,開挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度是0.83m。設:零點距1+500為x,則:距1+527為27-x根據相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得;x=5.66m,27-5.66=21.34m。
計算出零點到1+500的距離后,還應該到實地上確定零點的位置,并補測零點處的橫斷面,繪出橫斷面圖以后,同樣加繪設計斷面,計算挖方和填方的面積,以便把1+500~1+527兩樁間的土方分成1+500~1+505.66和1+505.66~1+527兩部分計算。
最后繪制土方計算表,將所有計算結果填入表中。
摘要:渠道是常見而普遍水利工程,無論是以蓄、提、引的方式進行灌溉,還是排洪和排地面積水,都需要通過渠道才能發(fā)揮效益。文章踏勘選線、中線測量、縱橫斷面測量、土石方計算和邊坡放樣等方面對渠道測量進行闡述。
關鍵詞:水工建筑物;渠道測量;工程量計算
1水工建筑工程項目施工管理創(chuàng)新策略
伴隨著最近幾年來我國和各國之間的交流越來越密切,我國水工工程的現(xiàn)代化的進程在不斷的加快,現(xiàn)在還沿用的項目的施工和管理受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。面對我國水工建筑工程項目的施工和管理的狀況才有一定的問題,還有水利工程的現(xiàn)代化進度,提出了水工建筑工程的項目施工和管理創(chuàng)新策略。
1.1管理制度和理念的創(chuàng)新
管理理念和制度的上層建筑是項目的施工和管理,但是因為現(xiàn)在社會經濟活動正在不斷的發(fā)生變化,因此我國的水工建筑工程的施工也在發(fā)生著重大的變化,在水工建筑工程當中,之前較老的項目施工和管理的理念和制度已經滿足不了現(xiàn)在的新形式了,因此就要結合現(xiàn)代化的經濟基礎、與時俱進、創(chuàng)新管理的理念和制度,這主要就展現(xiàn)在:確切的做到以人為本;依法管理,晚上管理的體制并且依法執(zhí)行;優(yōu)化組織的結構;跟上潮流,與時俱進,提升員工的學習和管理能力等等。并且在創(chuàng)新這些理念和制度的工程當中,要堅持公正公開公平和合理的原則,保證做到每一個職位的責任、薪酬、權利、工作時間、付出的勞動、所需的技術和難易程度基本上保持一致。
1.2人才策略的創(chuàng)新
人才策略的創(chuàng)新主要就是對人員的培訓來進行創(chuàng)新的。也就是在人員的培訓過程中,一定要全面并且嚴格的來進行培訓,尤其是在人員的職業(yè)道德素質方面的提升、技術的提升和對工程施工的熱情程度的提升等等,并且在各個方面來關心人才的發(fā)展,使得在工程項目進行施工的時候可以盡全力的認真工作。
1.3技術的創(chuàng)新
企業(yè)在應用新的設備、新的工藝、新的設備的時候,要采用全新的經營管理方式以及生產方式,這就是創(chuàng)新的實質性內容。項目的施工和管理的順利實施就一定要有一個強有力的創(chuàng)新技術的支持,保證施工的進度和質量,獲取相應的收益。
1.4安全和質量的創(chuàng)新
安全和質量的創(chuàng)新就是指通過對人員發(fā)展的關心來提升員工的施工安全程度,由此來提升人員對工程的重視度,提升施工技術的整體水平,減少浪費,最大程度的降低成本,提升工程質量。
2水工建筑工程項目施工管理創(chuàng)新辦法的建議
(1)轉換施工管理機制,改變原有的觀念,通過對廣大職工不斷深入進行任務和形式的教育來增進廣大職工對競爭、收益和市場的觀念,并且以此為基礎,改革部門的只能和工程組的機構設置,改變項目的管理和經營機構。從機構上來看,設置工程技術部、施工管理部和合同管理部。合同管理部有是匯集計劃管理、合同管理、成本管理、財務管理以及預、結算管理為一身的,由此可看出合同管理的關鍵地位,要強化何工管理的監(jiān)控職能,克服資金管理和合同管理、成本控制互相脫離的弊端。對于施工管理部門,賜予其在合同的控制下對現(xiàn)場施工的技術、適量、安全、進度、資源配置和成本的控制等多方面的協(xié)調管理和組織實施職能,這樣就有利于形成合同管理和現(xiàn)場施工管理、成本管理調節(jié)一致的管理機制,解決好現(xiàn)場長期出現(xiàn)的重投入、輕核算,重進度、輕管理的問題,打破“管算的不管干,管干的不管算”的局面,提升文明企業(yè)經濟和施工水平的效益。專門設立工程技術部以便于適應設備新、材料新、水工技術新、工藝新的需要,增加對重大的施工技術問題科研攻關和超前的研究,由此為建創(chuàng)造最佳收益以及建設一流的工程提供最強有力的技術支撐。
(2)組織和管理機構的創(chuàng)新,企業(yè)組織機構管理和創(chuàng)新施工項目組織機構的管理就像是整體和局部的關系。組織結構的設立的最終目標就是為了可以更加完全的發(fā)揮項目管理的職能,提升項目整體管理的水平,以此達到項目管理在終極目標。所以在如何和在推行項目管理當中合理的設置項目的管理和組織機構就是一個非常重要的問題了,高效的組織機構和組織體系的組建是施工項目成功管理的重要保障。一定要做好組織和準備工作,建立一個可以完成的管理任務部門,使得項目經理的指揮方便、工作高效、運轉正常的組織機構也就是項目部,并且項目部門在公司的允許下設立專業(yè)對門的專項專職的管理人員,以此避免出現(xiàn)多人指揮、領導干涉干預等等這些令員工難以結果的局面。其最終目的就是為了提供進行施工項目和管理的組織保障,一個好的組織機構,就可以有效的完成施工和項目的管理目標,有效的對付各樣的環(huán)境變化,凝聚成組織力,使得組織和系統(tǒng)正常的運行,產生集體意識和集體思想,完成項目部門的管理任務。組織系統(tǒng)能不能正常的運行,需要先看項目部門的領導核心,也就是項目經理。依照施工項目的需要來選擇一個合適的人擔當項目的經理,不同的項目是需要不同素質的人才。項目的經理要有一定的基本素質,也就是:責任心、政治素質、領導才能、實踐經驗、理論知識水平、溝通協(xié)調能力、時間管理、管理水平、人際關系和管理的方法等等。
3進行有效的控制
3.1質量的控制
明白工程質量的目標和項目。工程組要依照公司制定的相應質量驗收標準和質量的目標。控制好材料的質量。采購的材料要符合國家的相關規(guī)定和設計標準。嚴格的控制好材料的驗收制度。保證水工建筑工程的結構質量,把握好關鍵部位的施工,積極的采用新材料和新技術。并且好定期的進行培訓,讓員工們明白自己進行的工作要達到什么樣的質量要求。
3.2進度的控制
編制工程的進度計劃要在項目實行以前來進行,一定要事先做出來一個切實可行的進度計劃表,在制定工程進度計劃的時候就需要有一定的前瞻性和預見性,是進度計劃盡可能的滿足變化后施工調節(jié),在了解了圖紙以及工程的進度之后,依照季度來制定機械設備、配置的人數(shù)以及周轉的材料,使得投入的人力和物力可以保障工程的正常施工,為了確??偣こ痰陌磿r完成就一定要實行分段的控制,確保日計劃、周計劃、月計劃、年計劃的按時完成。并且還要保障材料的及時供應,依照制定的進度表來確保工程的質量和進度,提高勞動的效率。
4結束語
關鍵詞:工民建水工建筑混凝土施工質量控制
工民建中的民用住宅、辦公樓(梁、板、拄、基礎),水工建筑中的廠房(基礎、梁、板、柱)。大壩、隧洞襯砌、渡槽、、橋梁等工程建筑物的結構安全和防滲等絕大多數(shù)由混凝土和鋼筋混凝土承擔,因此混凝土的質量在工程建筑物中顯得尤其重要?;炷潦┕さ墓に囁?、施工隊伍的素質、原材料的質量等因素給混凝土施工的質量控制帶來一定困難。
本人參考資料及結合在小浪底工程混凝土施工的質量控制經驗,就如何搞好混凝土的質量控制論述如下:
一、原材料的質量控制:
原材料的質量及其波動,對混凝土質量及施工工藝有很大影響。如水泥強度的波動,將直接影響混凝土的強度;各級石子超遜徑顆粒含量的變化,導致混凝土級配的改變,并將影響新拌混凝土的和易性,骨料含水量的變化,對混凝土的水灰比影響極大。為了保證混凝土的質量,在生產過程中,一定要對混凝土的原材料進行質量檢驗,全部符合技術性能指標方可應用。骨料中含有害物質,超過規(guī)范規(guī)定的范圍內,則會妨礙水泥水化,降低混凝土的強度,削弱骨料與水泥石的粘結,能與水泥的水化產物進行化學反應,并產生有害的膨脹的物質。如果粘土、淤泥在砂中超過3%,碎石、卵石中超過2%,則這些極細粒材料在集料表面形成包裹層,妨礙集料與水泥石的粘結。它們或者以松散的顆粒出現(xiàn),大大地增加了需水量。如使用有機雜質的沼澤水,海水等拌制混凝土,則會在混凝土表面形成鹽霜。對混凝土集料來說,影響配合比組成變異而導致混凝土強度過大波動的主要原因是含水率,含泥量的變化和石子含粉量的影響。在混凝土生產過程中,對原材料的質量控制,除經常性的檢測外,還要求質量控制人員隨時掌握其含量的變化規(guī)律,并擬定相應的對策措施。如砂石的含泥量超出標準要求時,及時反饋給生產部門,及時篩選并采取能保證混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通過干炒法,及時根據測定的含水率來調整混凝土配合比中的實際用水量和集料用量。對于相同標號之間水泥活性的變異,是通過膠砂強度試驗的快速測定,根據水泥活性結果予以調整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指標必需達到規(guī)范要求。
二、科學配制混凝土是保證質量的先決條件
1、混凝土施工配合比的換算
試驗室所確定的配合比,其各級骨料不含有超遜徑顆粒,且以飽和面干狀態(tài)。但施工時,各級骨料中常含有一定量超遜徑顆粒,而且其含水量常超過飽和面干狀態(tài)。因此應根據實測骨料超遜徑含量及砂石表面含水率,將試驗室配合比換算為施工配合比。其目的在于準確的實現(xiàn)試驗室配合比,而不是改變試驗室配合比。
調整量=(該級超徑量與遜徑量之和)—(次一級超徑量+上一級遜徑量)
2、混凝土施工配合比的調整
試驗室所確定的混凝土配合比,其和易性不一定能與實際施工條件完全適合,或當施工設備、運輸方法或運輸距離,施工氣候等條件發(fā)生變化時,所要求的混凝土坍落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求,需將混凝土含水率及用水量做適當調整(保持水灰比不變)。
3.混凝土配合比,需滿足工程技術性能及施工工藝的要求,才能保證混凝土順利施工及達到工程要求的強度等性能。
水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般為3—5cm,配筋率超過1%的鋼筋混凝土配制坍落度一般為7—9cm,對于橋梁施工中的箱梁采用泵送施工,混凝土配制坍落度一般為10—14cm,初凝時間在4小時以上,強度為45Mpa的緩凝早強混凝土;灌注樁要求配制強度為35Mpa,凝結時間在10小時以上,坍落度一般為18—22cm的大坍落度超緩凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土達到上述工程技術性能是困難的,為改善混凝土性能,提高混凝土強度,達到工程各部位對混凝土各種性能的要求,在混凝土中摻入不同類型的外加劑,改善混凝土性能的科學配制,優(yōu)化混凝土的配合比,在施工中效果明顯。
灌注樁用混凝土,按通常的配制方法,當水泥用量為420kg/m3(水灰比為0.56)時,混凝土的強度才能達到35Mpa,但由于坍落度(18—22cm)過大,均質性差,和易性不好,凝結時間也達不到緩凝10h,以上的超大型緩凝要求。在配制混凝土中摻入1%的減水劑優(yōu)化配合比。水泥用量每1m3混凝土可節(jié)省40公斤左右,而且在坍落度達到18—22cm情況下,均質性、和易性良好,凝結時間也可以緩凝到10h以上。優(yōu)化配合比后的混凝土和易性、緩凝作用良好,在灌注樁混凝土施工中消除了卡管或斷樁等事故,保證了順利施工。并且混凝土的7天強度也比通常不摻外加劑配制的混凝土提高20%左右。
可見,科學配制混凝土,早期強度明顯提高,加快模板周轉,加快施工速度,其技術、經濟綜合效益十分顯著。
三、抓好工地試驗室的工作
混凝土質量控制的好壞與試驗室的工作是分不開的。首先使用的原材料要符合要求,特別是砂、石材料變異性較大,試驗室人員必需按照技術規(guī)范的要求,經常取樣進行檢驗,不符合要求的材料杜絕使用。試驗室必需根據工程結構各部位對混凝土性能的要求進行各項試驗,提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影響混凝土強度的一個主要因素,所以,每天工地進行混凝土攪拌前,試驗室必需檢驗砂、石料的含水量,調整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中當混凝土坍落度大于規(guī)定的范圍時,不準入倉澆筑。因為若配制混凝土的原材料質量得到控制,稱量準確,則坍落度變化大的原因必然是混凝土中水量的增多,這樣則水灰比變化大,必然導致混凝土強度的降低。所以在混凝土澆筑過程中工地試驗室人員一定要經常進行混凝土坍落度的檢驗,坍落度符合要求才能入倉。
四、混凝土試件合格,結構物混凝土不一定全部合格
合同文件中技術規(guī)范規(guī)定,混凝土的質量是依靠混凝土試件的強度來評定,并代表結構物混凝土的強度,這是認為在正常施工情況下,實際工程結構物混凝土強度可以表現(xiàn)出混凝土試件強度特性。但應當指出,當結構物混凝土澆筑成型不夠密實,或有缺陷時,試件強度的代表性就要隨著降低,因為試件體形很小,容易澆筑成型和養(yǎng)護振實。但在澆筑結構物的混凝土時,特別是當結構物形狀及配筋情況復雜,混凝土運輸入倉條件,氣溫變化較大和施工很不方便時,就很難把結構物各部位的混凝土澆筑成如同試件的質量一樣,如在一座橋墩的施工過程中,橋墩混凝土設計強度為C25,原材料檢驗無問題,承包商在按規(guī)定取樣試件28d的強度均達到了27.0一28.0Mpa,按照合同技術規(guī)范要求達到了合格要求,但在工程師鉆芯取樣時混凝土的強度只達到了19.0Mpa,不能滿足合同要求,造成了工程返工重新澆筑。因此,結構物的混凝土質量只依靠試件強度保證是不夠的,還必需對結構物的混凝土施工全過程進行妥善控制,特別是對澆筑振實成型過程尤需嚴格控制。對于成品采取回彈法,射釘法,拉拔法等輔助手段進行必要及時的檢查,對關鍵部位的結構物,有必要進行鉆芯取樣檢查試驗,以確?;炷两Y構物的質量。
五、和易性是決定混凝土質量的主要因素
和易性是混凝土拌和物的流動性,粘聚性,保水性等多種性能的綜合表述。當混凝土拌和和易性不良時,則混凝土可能振搗不實或發(fā)生離析現(xiàn)象,產生質量缺陷?;炷恋暮鸵仔粤己茫炷烈渍駥?,且不發(fā)生離析,能夠獲得均質密實良好的混凝土澆筑質量。通常一些人配制混凝土選用低水量、低坍落度,強調以振實工藝來保障混凝土質量,其實這樣易產生蜂窩,孔洞等質量缺陷。實踐表明,和易性良好的混凝土才便于振實,且應具有大些的流動性或可塑性,以利于澆筑振實,且應具有較好的粘聚性和保水性,以免產生離析,泌水現(xiàn)象。現(xiàn)在通過摻高效減水劑來提高混凝土的和易性。
六、混凝土澆筑振搗過程是混凝土質量控制的主要環(huán)節(jié)
混凝土配合比設計、原材料的質量、配料準確、攪拌均勻運輸,澆筑振實成型,養(yǎng)護等整個施工環(huán)節(jié)中,澆筑振實成型是主要的環(huán)節(jié)。
在混凝土澆筑成型時,由于沒有振實所產生的外觀上的氣孔、麻面、蜂窩、孔洞、裂隙等質量問題,易引起重視,但由于振搗不良,所產生的內部蜂窩、孔洞所導致的內在質量問題,人們容易忽視。而混凝土內在質量缺陷,同樣引起混凝土結構物的破壞。所以,混凝土振搗應引起施工人員(特別是混凝土振搗工)足夠重視,質檢員應采取相應的有效措施,使混凝土振搗良好。
七、預防混凝土缺陷的發(fā)生是質量控制的重點
混凝土工程質量的好壞,是由設計人員、監(jiān)理人員和施工人員共同努力的結果?;炷临|量的好壞,除外觀上的蜂窩、麻面缺陷外,主要是混凝土強度能否達到要求,當混凝土強度達不到工程要求時,監(jiān)理人員只能要求拆毀重作。而確定混凝土強度常是在混凝土澆筑后第三產業(yè)28天進行,并得出結論。在這段時期,還可能澆筑出大量劣質混凝土,這樣一來,拆毀的工程量將很大。所以每一位負責質量的人員必需注意預防質量缺陷的發(fā)生或盡早地發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的缺陷,以不誤時機地采取補救措施,所有的施工人員,監(jiān)理人員都應當隨時監(jiān)控混凝土的配制、攪拌、澆筑和養(yǎng)護等過程。監(jiān)理人員、承包商質檢人員按時檢查配制的混凝土材料是否符合規(guī)范規(guī)定的要求,檢查施工中混凝土的成份是否符合設計要求的配合比,運輸、澆筑和養(yǎng)護是否符合施工工藝規(guī)定;同時要檢查是否按時做混凝土坍落度實驗等,坍落度是最簡易、最快速判別混凝土質量的指標,坍落度過大,過小將會產生振搗不實,出現(xiàn)蜂窩、孔洞、發(fā)生離析、分層或強度是否按技術規(guī)范的要求做混凝土強度試驗,并檢查試驗結果。特別是7d齡期的強度表明28天強度有可能低于該工程部位所要求的強度時,應及時查明原因并在強度不合格工程部位停止混凝土施工。等到28天有試件測驗后再定。
八、混凝土受各種因素影響而產生變形也要引起足夠重視。
混凝土的變形主要有硬化過程的自生體積變形,濕脹干縮變形,溫度變形和在荷載作用下的變形?;炷恋臐衩浉煽s是由于混凝土中水分的變形而引起的,干縮裂縫產生的原因是:1、混凝土成形后,養(yǎng)護不良,受到風吹日曬,表面水分蒸發(fā)快、體積收縮受到內部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應力,引起混凝土表面開裂;或者構件水分蒸發(fā),產生的體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現(xiàn)干縮裂縫。2、混凝土構件長期露天堆放,表面濕度經常發(fā)生劇烈變化。3、采用含泥量多的粉砂配制混凝土,4、混凝土受到過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層。5、后張法預應力構件露天生產后長期不張拉等。對混凝土裂縫的預防措施:1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大,嚴格控制砂石含泥量,避免使用過量的粉砂,振搗要密實,并應對板面進行二次抹壓以提高混凝土抗拉強度,減少收縮量。2、加強混凝土早期養(yǎng)護時間,長期堆放的預制構件宜覆蓋,避免曝曬,并定期適當灑水,保持濕潤。3、澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕透。4、混凝土澆筑后,應及早進行灑水養(yǎng)護;大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護一段。
大體積混凝土所產生的裂縫,大多數(shù)屬于溫度裂縫,其中表面裂縫又占絕大多數(shù)。由于貫穿裂縫將危及大壩安全運行,而少數(shù)表面裂縫在一定條件下,可能繼續(xù)發(fā)展成貫穿裂縫,因此分析工程特性,壩址、氣候和工程特點,合理地確定混凝土抗裂指標,穩(wěn)定溫度場,分縫分塊,溫控標準及防裂措施對于保證混凝土質量至關重要的。
關鍵詞:建筑;給排水工程;優(yōu)化設計
1建筑給排水工程設計概述
在建筑給排水工程構建過程中,需要以相關工程建設標準作為依據及參考,并保證實際施工按照標準進行,以實現(xiàn)工程質量品控。從建筑給排水工程設計標準來看,目前我國具有相關標準超過200種以上,分為四級兩類。四級是指國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準及地方標準,兩類是指推薦性標準與強制性標準[1]。除此之外,還有工程建設標準協(xié)會標準、設計參考手冊等。在實際設計工作開展過程中,由于設計標準繁多,易出現(xiàn)紊亂,使得相關設計人員難以把握。另外,在建筑給排水標準體系中內容重復現(xiàn)象較為嚴重,還存在內容交叉或矛盾的情況,給實際設計工作造成了較大的影響。為進一步完善建筑給排水工程設計,必須要對相關設計標準進行整合優(yōu)化,以為設計工作提供良性基礎。由于建筑給排水工程是典型的系統(tǒng)性工程,所以在實際設計過程中要遵循一定的原則,如此才能保證設計質量,具體如下[2]:(1)整體性原則。系統(tǒng)性原則是建筑給排水工程設計的核心原則,要求在設計過程中做到“先看整體,再看局部”,將微觀問題上升至宏觀角度,并將部分與局部置于整體與全局之間進行考察,以保證局部設計與整體目標相符;(2)目標性原則。給排水工程設計強調了目標的重要性,設計必須跟隨目標進行,才能構建出具有預期效果的系統(tǒng),并保證系統(tǒng)良性運轉;(3)適應性原則。給排水工程需要基于外界環(huán)境才能發(fā)揮作用,所以在設計期間,應保證工程系統(tǒng)能夠適應環(huán)境。即便外界環(huán)境發(fā)生變化時,給排水系統(tǒng)也能夠根據環(huán)境變化,進行自我調控,以適應這種變化;(4)優(yōu)化性原則。工程設計無法一蹴而就,需要根據實際情況不斷優(yōu)化,才能得到最優(yōu)設計??傊?,建筑給排水工程設計是一個綜合性的過程,需要從多個角度充分考慮,以保證設計質量,從而為工程施工創(chuàng)造基礎。
2建筑給排水工程設計優(yōu)化整體流程分析
建筑給排水最優(yōu)設計是通過系統(tǒng)分析原理及最優(yōu)化技術設計出低能耗、高效率、低成本、高穩(wěn)定性的給排水系統(tǒng)的綜合性過程。一方面,通過優(yōu)化設計能夠讓系統(tǒng)結構得到完善;另一方面,優(yōu)化設計保證了系統(tǒng)參數(shù)能夠達到相關要求[3]。從國內給排水系統(tǒng)優(yōu)化設計環(huán)境來看,目前已經形成了大量系統(tǒng)性的優(yōu)化方法,并在前人研究的基礎上獲取了大量經驗性數(shù)據,極大程度上簡化了設計過程,提升了設計效率。合理應用優(yōu)化設計,能夠得到更為滿意的參數(shù)、結構,促使整體效能達到最佳,并可讓系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運行及管理。另外,優(yōu)化設計是一個不斷發(fā)掘、尋找、獲取更優(yōu)良系統(tǒng)的過程,可促進新系統(tǒng)形成。通常情況下,給排水工程優(yōu)化設計流程包括以下幾個環(huán)節(jié):根據給排水系統(tǒng)要求確定問題篩選目標尋找綜合性方案構建分析模型求解最優(yōu)值決策與評價落實設計。在優(yōu)化設計過程中,往往遇到的都是工程實際問題,涵蓋了較多的復雜因素,導致無法完全確認結構及功能性是否能滿足要求。將給排水工程項目由一個工程簡化成一個能實現(xiàn)功能需求、能反映主要問題并可定量表達和模擬優(yōu)化的切實可行的替代系統(tǒng),是系統(tǒng)設計首要環(huán)節(jié),也是最為關鍵的環(huán)節(jié),它會對最終的優(yōu)化結果產生直接影響。通過上述系統(tǒng)化處理,可確認各要素對系統(tǒng)功能目標的影響,并可根據分析結果,確定主要影響因子及次要影響因子,讓優(yōu)化設計能做到“有的放矢”,這與上文中所提到的目標性原則也是相契合的。然后,再根據問題分析結果,確定實際目標,主要涉及內容包括水量、水壓、水質、供水安全性及供水經濟性。在建筑供水管網方案確定后,以其中某一項內容作為目標函數(shù),其他內容則視為約束條件,構建出約束條件與目標函數(shù)的表達式,以獲取最優(yōu)設計方案,并結合以上分析結果進行建模。建模時要扣住主要影響因子,盡可能保證模型簡潔化,以便于分析計算。同時,要求所設計的模型能夠與其他模型有效銜接。再通過模型優(yōu)化求解及檢驗,獲取模型的最優(yōu)值,讓系統(tǒng)能夠保持最理想的工作狀態(tài)。最后對優(yōu)化設計進行有效評價,并對其中存在的瑕疵進行修正,讓優(yōu)化設計產生最佳效果,并嚴格按照設計方案實現(xiàn)產品。
3建筑給排水工程優(yōu)化設計具體環(huán)節(jié)分析
3.1給排水系統(tǒng)整體構建
由上文可知,給排水工程是一個系統(tǒng)化的工程,在進行優(yōu)化設計時,也需要將其視為一個系統(tǒng)。為保證系統(tǒng)具有健全的功能,就必須保證系統(tǒng)功能模塊之間的平衡性。給排水系統(tǒng)構建方法較多,最常見的包括以下幾種[4]:(1)論證法。該方法適用于系統(tǒng)發(fā)展較為成熟,但存在新系統(tǒng)或方法或多種方案可以采用的情況;(2)規(guī)范化方法。該方法適用于一些較為成熟的系統(tǒng),以前人經驗為基礎構建模型,并加入實際數(shù)據信息,便可獲取系整體結構,該方法適用性較好且較為便捷;(3)試探法。對于一些較為復雜或新型的系統(tǒng),可采取試探法構建。這種方法顧名思義,設計人員只能通過自身經驗及創(chuàng)造力摸索系統(tǒng)構建方法,對相關人員具有較高要求,屬于典型的創(chuàng)新性方法。當獲得設計方案后,需進行針對性的調研及論證,以保證方案的可行性。
3.2給水系統(tǒng)設計優(yōu)化
給水系統(tǒng)的主要作用是為用戶提供可靠、穩(wěn)定的生活、生產或消防用水點。通過優(yōu)化設計,可讓給水系統(tǒng)具備更好的節(jié)水、節(jié)能性能,并為相關維護工作提供便捷。隨著建筑給排水工程優(yōu)化設計的不斷深入,產生了一些新的系統(tǒng)優(yōu)化模型,其中“市政水源二次供水前置設備全流量高效變頻調速給水設備(帶氣壓罐)用戶”模型具有較好適用性與經濟性[5]。此模型中,變頻調速給水設備的加入讓系統(tǒng)具備了更好的節(jié)能性,并降低了系統(tǒng)復雜程度及二次污染,提升了系統(tǒng)運行效率。同時,利用二次供水前置設備科充分利用市政管網余壓,保證供水的穩(wěn)定性。當然,構建上述系統(tǒng)初期投入成本較高,但從長遠角度來看,其節(jié)能性較為理想,所節(jié)約的電能遠超過初期投資。
3.3排水系統(tǒng)設計優(yōu)化
排水系統(tǒng)優(yōu)化方法較多,但需要注意兩處關鍵點。首先,要對通氣管進行合理設置。根據實際要求,采取有效的通氣技術促使排水氣體散逸,避免排水系統(tǒng)出現(xiàn)水封的負壓虹吸及正壓噴濺現(xiàn)象,使管道內空氣保持良性循環(huán)。其次,要合理篩選排水管材。目前,大多數(shù)排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量輕、安裝方便、水流阻力低的特征)但水流噪聲較大,且容易老化。因此,在對噪聲要求較高的地方應選用柔性接口離心鑄造的鑄鐵管進行排水,以滿足實際要求。雨水排放系統(tǒng)也是排水系統(tǒng)的重要構成部分,在篩選雨水排放系統(tǒng)時,要優(yōu)先選擇安全、經濟性的雨水系統(tǒng),以保證地面不會出現(xiàn)冒水,屋面不會出現(xiàn)溢水,且管道能滿足正負壓要求,不會出現(xiàn)漏水。
4結語
建筑給排水工程優(yōu)化設計是一項系統(tǒng)化的工作,需要從多個角度并結合實際需求進行全面性分析,通過分析建模、最優(yōu)值求解等一系列措施,獲取最佳方案,讓給排水系統(tǒng)質量得以保證。
作者:韓松 單位:杭州信達投資咨詢估價監(jiān)理有限公司
參考文獻:
[1]丁隴云.關于建筑給排水工程施工組織優(yōu)化的分析[J].江西建材,2016(01):68-69.
[2]寇昭.淺談高層建筑給排水工程優(yōu)化設計[J].經營管理者,2013(09):289.
[3]廖小敏.淺談高層建筑給排水的優(yōu)化設計[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2013(10):88.
(1)初創(chuàng)階段,自1949年至1964年《室內給水排水和熱水供應設計規(guī)范》開始試行時為止。其主要標志是我國開始設置給水排水專業(yè),房屋衛(wèi)生技術設備被確定為一門獨立的專業(yè)課程。第一代通過專業(yè)培養(yǎng)的建筑給排水專業(yè)技術人員走上工作崗位,開始形成自己的專業(yè)隊伍。
(2)反思階段。隨著一批批建筑工程的建成并陸續(xù)投入使用,給水排水行業(yè)出現(xiàn)了一些不同程度的工程事故,并給社會生產和人們的生活帶來一些影響。這促使廣大設計人員開始對“一邊倒”的向前蘇聯(lián)學習的模式進行了總結和反思,并完成了諸如生活用水量觀測與定額制定規(guī)范等技術成果。在此基礎上,1964年6月1日制訂并頒布了我國自己的《室內給水排水和熱水供應設計規(guī)范》(GBJ15-64),與之配套的高等院校教材《房屋衛(wèi)生技術設備》、《給水排水設計手冊》陸續(xù)出版發(fā)行。填補了我國建筑給水排水專業(yè)工程設計無規(guī)范、無教材的空白,為確立我國建筑給水排水專業(yè)體系邁出了堅實的第一步。
(3)修訂階段。1966年—1970年,盡管我國基本建設比較緩慢,工程設計項目不多,但意氣風發(fā)的工程設計人員,積極研究和吸收世界各國的先進技術和理論,將一系列新產品和新技術成功地應用到了建筑工程中。為了適應民用建筑不斷發(fā)展的需要,建設主管部門組織力量以“民用建筑和工業(yè)建筑都能兼顧”的方針對《室內給水排水和熱水規(guī)范》GBJ15-64進行了較全面的修訂。第二版《室內給水排水及熱水供應設計規(guī)范》TJ15-74于1974年6月1日正式施行。此后高等工科院校以民用建筑為重點的教科書“室內給水排水工程”作為試用教材出版發(fā)行。
(4)發(fā)展階段,自1986年至今。1986年以來隨著建筑業(yè)的發(fā)展,建筑給排水專業(yè)迅速發(fā)展,成為給排水中不可缺少而又獨具特色的組成部分。在此階段,專業(yè)隊伍已具備經過專業(yè)培訓的設計、施工、安裝、管理人員;技術上積累了一定的實踐經驗,并借鑒了國外的新技術,專業(yè)技術有了明顯的突破和發(fā)展,組織上成立了全國建筑給排水工程標準技術委員會和中國土木學會、給排水學會、建筑給水排水委員會。
2技術控制
(1)針對地漏水封的設置。《建筑給水排水設計規(guī)范》(GBJ15-88)規(guī)定地漏的頂面標高應低于地面5-10mm。此規(guī)定目的就是防止水封被破壞后污水管道內的有害氣體竄入室內污染室內環(huán)境,但是在給排水設計說明中很少有人提及。建設及施工單位為降低造價,往往使用市場上價格低廉的地漏,這種地漏水封一般不大于3厘米,滿足不了水封深度要求。有的廚房內設置了地漏,由于長時間沒有補水,特別是冬季供暖時水封容易干涸。建議采用高水封或新型防返溢地漏。廚房內地面濺水很少,可以不設地漏。
(2)適當增設單體建筑戶外控制閥門。傳統(tǒng)的住宅給水設計是在每一根立管的底層出地面處設切斷閥門,而戶外小區(qū)內則是一個建筑樓群組共用一個地下控制閥門。筆者認為立管底部的給水閥門不可少,其目的主要是為了當?shù)讓幼舭l(fā)現(xiàn)下水管堵塞引起地面冒水時,可以及時關閉給水總閥,減少排污量,從而有效地阻止“事態(tài)的進一步擴大”。而小區(qū)內多設閥門的目的則是為了物業(yè)管理部門在對樓上某住戶的管道進行維修時,能方便地從樓下戶外將水源關閉,從而減少對一樓住戶的干擾。事實上,下水道堵塞和管道維修均在所地免。筆者認為以停水范圍不超過100戶時設室外總控制閥為好。
(3)管道噪音問題。
①給水管道壓力超過0.3~0.4MPa且管徑≤20mm及管路較長時,管道會產生嘯叫和振動,這主要由高速水流動力與管道系統(tǒng)產生共振所致。綜合防治措施有適當加大管徑、采用曲撓橡膠接頭、支架與管道接觸處加橡膠墊以及加裝減壓閥等。但注意減壓閥本身也有噪音,要經反復調試,使噪音減至最小。
②排水管道噪音問題。排水管的水流呈不充盈和重力流狀態(tài),噪音難免,且受管道材質影響。試驗資料表明,DN100管當流量為2.7L/s時鑄鐵管噪音值為46.5dB,PVC—U管噪音值為58dB,故在要求安靜的高檔房間內(睡房除外),宜選用柔性連接鑄鐵管。新產品芯層發(fā)泡隔音PSP管,隔音效果好,價格略貴,也可選用。
3管理控制
(1)建筑給排水施工圖審查要點。施工圖會審是施工管理工作中施工準備階段的一項重要技術工作。是建設的基本要求。目的是減少施工圖的差錯。確保工程質量和施工順利進行。降低建設資金。有關各專業(yè)技術人員在接到施工圖以后。應認真學習圖紙。熟悉圖紙的內容、要點和特點,弄清設計意圖。掌握工程情況。了解建筑結構。以便采取有效的施工方法和可行的技術措施。在審核圖紙時。盡量全面地發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題。以便設計人員對審圖時所提出問題做出修改和補充。
(2)抓好安全文明施工。安全生產文明施工的控制程序貫徹ISO9000標準,實施安全生產文明施工控制程序。①明確建筑企業(yè)各級安全管理的方式及控制的重點,保證對安全生產運行起作用的各個場所能得到有效控制的文件及相應的落實措施。②認真的搞好施工前的安全控制工作,包括承發(fā)包施工合同條款中的安全保證措施與安全目標的制訂,對施工現(xiàn)場勘察和施工隊伍營地的確定,施工組織設計中具體安全防護措施的審批,實施施工過程中的“安全控制”。③建立并保持施工生產過程中控制安全生產的安裝,生產過程的程序,使施工現(xiàn)場布置規(guī)范,為安裝生產設備與人員提供良好的工作環(huán)境;作業(yè)行為符合有關標準和規(guī)定;施工組織設計方案、技術參數(shù)、安全防護措施、設施和工程項目的變化進行控制,并對其運行能力進行鑒定,以防止事故隱患的發(fā)生、發(fā)展。④建立符合國家和地方政府法規(guī)的事故上報、調查和結案的管理程序。
(3)加強原材料的質量的控制。為保證工程質量,每批材料進場時施工單位材料員、質檢員必須對進場材料的品種、規(guī)格、外觀等進行驗收。要求包裝完好,表面無劃痕及外力沖擊破損,整根管的外觀應光滑,無色澤不均現(xiàn)象,檢查管道的壁厚和圓度。查驗生產廠商出具的產品合格證、質量驗收報告及政府主管部門頒發(fā)的使用許可證等質量證。
(4)實行跟蹤監(jiān)理,加強過程控制。
①要求管理人員對每道工序均進行過程控制。在施工過程中,監(jiān)理人員要進行跟蹤監(jiān)控督促承包商堅持實行工序施工活動前的操作技術交底制度,向所有參與者明確施工質量要求,由全員自覺維護工程質量,提高質量水平;密切注意承包方在施工準備前各階段對影響施工質量的各方面的因素和是否發(fā)生了不利于保證工程質量的變化,以及工藝與操作情況是否始終符合要求等。
②總監(jiān)和總監(jiān)代表要督促專業(yè)工程師、監(jiān)理員認真執(zhí)行質量安全巡視檢查制度,質量控制部門至少每周進行一次大型巡查活動,要求專業(yè)工程師每天至少有6O%以上的工作時問用于現(xiàn)場巡查,發(fā)現(xiàn)和糾正承包商的錯誤做法,對使用不當材質、使用有缺陷的機械,要責令及時糾正,以免殃及工程質量。
③若發(fā)現(xiàn)承包方有違反合同、施工規(guī)范的行為,如材料質量不合格,施工工藝或操作不符合要求,現(xiàn)場上崗的操作工人、技術人員不符合要求等,監(jiān)理人員有權且應該予以處理。確保制定的各種制度得到實施,質量保證體系得到落實。同時由于環(huán)境也對質量產生影響,監(jiān)理工程師要加強對安全生產、文明施工的監(jiān)理力度。
參考文獻
關鍵詞:現(xiàn)階段;建筑;給水;排水;施工;對策
1我國建筑給水排水發(fā)展歷程日趨規(guī)范是建筑給水排水工程質量控制基礎
(1)初創(chuàng)階段,自1949年至1964年《室內給水排水和熱水供應設計規(guī)范》開始試行時為止。其主要標志是我國開始設置給水排水專業(yè),房屋衛(wèi)生技術設備被確定為一門獨立的專業(yè)課程。第一代通過專業(yè)培養(yǎng)的建筑給排水專業(yè)技術人員走上工作崗位,開始形成自己的專業(yè)隊伍。
(2)反思階段。隨著一批批建筑工程的建成并陸續(xù)投入使用,給水排水行業(yè)出現(xiàn)了一些不同程度的工程事故,并給社會生產和人們的生活帶來一些影響。這促使廣大設計人員開始對“一邊倒”的向前蘇聯(lián)學習的模式進行了總結和反思,并完成了諸如生活用水量觀測與定額制定規(guī)范等技術成果。在此基礎上,1964年6月1日制訂并頒布了我國自己的《室內給水排水和熱水供應設計規(guī)范》(GBJ15-64),與之配套的高等院校教材《房屋衛(wèi)生技術設備》、《給水排水設計手冊》陸續(xù)出版發(fā)行。填補了我國建筑給水排水專業(yè)工程設計無規(guī)范、無教材的空白,為確立我國建筑給水排水專業(yè)體系邁出了堅實的第一步。
(3)修訂階段。1966年—1970年,盡管我國基本建設比較緩慢,工程設計項目不多,但意氣風發(fā)的工程設計人員,積極研究和吸收世界各國的先進技術和理論,將一系列新產品和新技術成功地應用到了建筑工程中。為了適應民用建筑不斷發(fā)展的需要,建設主管部門組織力量以“民用建筑和工業(yè)建筑都能兼顧”的方針對《室內給水排水和熱水規(guī)范》GBJ15-64進行了較全面的修訂。第二版《室內給水排水及熱水供應設計規(guī)范》TJ15-74于1974年6月1日正式施行。此后高等工科院校以民用建筑為重點的教科書“室內給水排水工程”作為試用教材出版發(fā)行。
(4)發(fā)展階段,自1986年至今。1986年以來隨著建筑業(yè)的發(fā)展,建筑給排水專業(yè)迅速發(fā)展,成為給排水中不可缺少而又獨具特色的組成部分。在此階段,專業(yè)隊伍已具備經過專業(yè)培訓的設計、施工、安裝、管理人員;技術上積累了一定的實踐經驗,并借鑒了國外的新技術,專業(yè)技術有了明顯的突破和發(fā)展,組織上成立了全國建筑給排水工程標準技術委員會和中國土木學會、給排水學會、建筑給水排水委員會。
2技術控制
(1)針對地漏水封的設置?!督ㄖo水排水設計規(guī)范》(GBJ15-88)規(guī)定地漏的頂面標高應低于地面5-10mm。此規(guī)定目的就是防止水封被破壞后污水管道內的有害氣體竄入室內污染室內環(huán)境,但是在給排水設計說明中很少有人提及。建設及施工單位為降低造價,往往使用市場上價格低廉的地漏,這種地漏水封一般不大于3厘米,滿足不了水封深度要求。有的廚房內設置了地漏,由于長時間沒有補水,特別是冬季供暖時水封容易干涸。建議采用高水封或新型防返溢地漏。廚房內地面濺水很少,可以不設地漏。
(2)適當增設單體建筑戶外控制閥門。傳統(tǒng)的住宅給水設計是在每一根立管的底層出地面處設切斷閥門,而戶外小區(qū)內則是一個建筑樓群組共用一個地下控制閥門。筆者認為立管底部的給水閥門不可少,其目的主要是為了當?shù)讓幼舭l(fā)現(xiàn)下水管堵塞引起地面冒水時,可以及時關閉給水總閥,減少排污量,從而有效地阻止“事態(tài)的進一步擴大”。而小區(qū)內多設閥門的目的則是為了物業(yè)管理部門在對樓上某住戶的管道進行維修時,能方便地從樓下戶外將水源關閉,從而減少對一樓住戶的干擾。事實上,下水道堵塞和管道維修均在所地免。筆者認為以停水范圍不超過100戶時設室外總控制閥為好。
(3)管道噪音問題。
①給水管道壓力超過0.3~0.4MPa且管徑≤20mm及管路較長時,管道會產生嘯叫和振動,這主要由高速水流動力與管道系統(tǒng)產生共振所致。綜合防治措施有適當加大管徑、采用曲撓橡膠接頭、支架與管道接觸處加橡膠墊以及加裝減壓閥等。但注意減壓閥本身也有噪音,要經反復調試,使噪音減至最小。
②排水管道噪音問題。排水管的水流呈不充盈和重力流狀態(tài),噪音難免,且受管道材質影響。試驗資料表明,DN100管當流量為2.7L/s時鑄鐵管噪音值為46.5dB,PVC—U管噪音值為58dB,故在要求安靜的高檔房間內(睡房除外),宜選用柔性連接鑄鐵管。新產品芯層發(fā)泡隔音PSP管,隔音效果好,價格略貴,也可選用。3管理控制
(1)建筑給排水施工圖審查要點。施工圖會審是施工管理工作中施工準備階段的一項重要技術工作。是建設的基本要求。目的是減少施工圖的差錯。確保工程質量和施工順利進行。降低建設資金。有關各專業(yè)技術人員在接到施工圖以后。應認真學習圖紙。熟悉圖紙的內容、要點和特點,弄清設計意圖。掌握工程情況。了解建筑結構。以便采取有效的施工方法和可行的技術措施。在審核圖紙時。盡量全面地發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題。以便設計人員對審圖時所提出問題做出修改和補充。
(2)抓好安全文明施工。安全生產文明施工的控制程序貫徹ISO9000標準,實施安全生產文明施工控制程序。①明確建筑企業(yè)各級安全管理的方式及控制的重點,保證對安全生產運行起作用的各個場所能得到有效控制的文件及相應的落實措施。②認真的搞好施工前的安全控制工作,包括承發(fā)包施工合同條款中的安全保證措施與安全目標的制訂,對施工現(xiàn)場勘察和施工隊伍營地的確定,施工組織設計中具體安全防護措施的審批,實施施工過程中的“安全控制”。③建立并保持施工生產過程中控制安全生產的安裝,生產過程的程序,使施工現(xiàn)場布置規(guī)范,為安裝生產設備與人員提供良好的工作環(huán)境;作業(yè)行為符合有關標準和規(guī)定;施工組織設計方案、技術參數(shù)、安全防護措施、設施和工程項目的變化進行控制,并對其運行能力進行鑒定,以防止事故隱患的發(fā)生、發(fā)展。④建立符合國家和地方政府法規(guī)的事故上報、調查和結案的管理程序。
(3)加強原材料的質量的控制。為保證工程質量,每批材料進場時施工單位材料員、質檢員必須對進場材料的品種、規(guī)格、外觀等進行驗收。要求包裝完好,表面無劃痕及外力沖擊破損,整根管的外觀應光滑,無色澤不均現(xiàn)象,檢查管道的壁厚和圓度。查驗生產廠商出具的產品合格證、質量驗收報告及政府主管部門頒發(fā)的使用許可證等質量證。
(4)實行跟蹤監(jiān)理,加強過程控制。
①要求管理人員對每道工序均進行過程控制。在施工過程中,監(jiān)理人員要進行跟蹤監(jiān)控督促承包商堅持實行工序施工活動前的操作技術交底制度,向所有參與者明確施工質量要求,由全員自覺維護工程質量,提高質量水平;密切注意承包方在施工準備前各階段對影響施工質量的各方面的因素和是否發(fā)生了不利于保證工程質量的變化,以及工藝與操作情況是否始終符合要求等。
②總監(jiān)和總監(jiān)代表要督促專業(yè)工程師、監(jiān)理員認真執(zhí)行質量安全巡視檢查制度,質量控制部門至少每周進行一次大型巡查活動,要求專業(yè)工程師每天至少有6O%以上的工作時問用于現(xiàn)場巡查,發(fā)現(xiàn)和糾正承包商的錯誤做法,對使用不當材質、使用有缺陷的機械,要責令及時糾正,以免殃及工程質量。
③若發(fā)現(xiàn)承包方有違反合同、施工規(guī)范的行為,如材料質量不合格,施工工藝或操作不符合要求,現(xiàn)場上崗的操作工人、技術人員不符合要求等,監(jiān)理人員有權且應該予以處理。確保制定的各種制度得到實施,質量保證體系得到落實。同時由于環(huán)境也對質量產生影響,監(jiān)理工程師要加強對安全生產、文明施工的監(jiān)理力度。
參考文獻