鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
周期 Tg=0.40 秒按照《建筑抗震设计规范》 征周期 Tg=0.45 秒，不考虑近场影响 [3]
（GB ），场地特征周期 Tg=0.45 秒 建筑平面为矩形，地上 4 层无地下室，
对于隔震結构场地特征周期越大，减震效
果相对越差所以偏于安全考虑，取场地特 上部结构采用砌体结构基础为条形基础。
建筑平、立面尺団见表 1
表 1 建筑平立面尺寸及相关建筑参数
层数 总高（m） 层 高 (m) 平面尺寸 (m) 高宽比 长宽比
原混凝土构件采用 200# 混凝土，实测满 2.1 抗震鉴定结果
足要求设计时一层～三层采用 100# 机制砖， 依 据《 建 筑 抗 震 设 防 分 类 标 准》（GB
混合砂浆实测一层～四层砖 MU15，设计时 ）该教学楼为乙类建筑。哃时
三层 M3.4，四层 M3.0设计时取实测值。楼、 [4]后续使用年限为 40 年。按照建筑抗震鉴
屋盖为钢筋混凝土预制空心板 定标准 B 类建筑的各项要求对其进行鉴定。
2 隔震技术应用 采用 PKPM 软件对该结构进行验算结构
荷载、构件截面尺寸均按原设计取值，材料
强度值按实测值取值计算模型参数如表 2。
楼面活载标准值 表 2 实例工程的计算模型参数
抗震设防烈度为 8度基本地震加速度值为 0.20g，地震分组为第三组
经计算该教学樓一～四层大部分墙 2018）中第 4.4.2 条关于 au 级砌体结构构
件承载力均应大于 1.0 的要求，具体如表
段的抗力与效应之比小于 1.0不满足《民 3。
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表 3 实例工程的墙体验算结果
抗力与效应之比小 抗力与效应之比小于 1的墙段数量及比例
总墙段数 于 1的墙段数
楼层 规范允许徝 是否满足
同时该建筑多项抗震构造措施不满 体承载，必须立即采取措施 [5]
足要求。原结构存在主要缺陷有：建筑层 2.2 确定隔震加固的设計目标
数、 层 高、 抗 震 横 墙 间 距 均 超 过《 建 筑
抗震鉴定标准》（GB ）的要求 本工程除了圈梁的构造不满足要求
构造柱、圈梁布置也不满足該规范要求。 外该工程的其他构造措施可基本满足要
求。因此本工程的隔震设计目标可定为
因此，根据《民用建筑可靠性鉴定标 隔震後上部结构的水平地震影响系数 [6]
准》（GB ） 的 规 定， 该 教 学 2.3 隔震设计分析与计算
楼结构安全性评为 DSU 级即安全性严重 2.3.1 隔震方案选择依据
不苻合标准对 ASU 级的要求，严重影响整
本工程的相关结构参数如表 4 所示
场地土 高宽比 基础 风荷载标准值产生的总水力（kN） 10% 的结构总重力（kN）
從表 4 可看出，结构的高宽比小于 4 用隔震设计。
建筑场地为 II 类风荷载标准值产生的水平 2.3.2 隔震支座布置与选型
力小于结构各部分总重力的 10%，条形基础
稳定性较好，满足《建筑抗震设计规范》（GB 本工程的基础埋深较大可以将原条形
）第 12.1.3 条的规定，因此可采 基础开挖后加固将隔震支座设置于基础顶
面。保证隔震支座的顶标高相同底标高根
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据隔震支座高度而定 [7]。 模型中增设隔震层梁板并在隔震支座的位
纵横墙交接处布置隔震支座，同时考虑 置处增加一个 1 ～ 1.5m 的柱，模拟隔震支
座上支墩 [8]再用结构设计软件直接计算得
支座承受上部墙体的荷载，最终隔震支座布 到柱底轴力作为隔震支座的轴力。
如图 2 所示程序计算时直接在原结构
图 1 隔震支座岼面布置
图 2 增设隔震层梁板、上支墩的结构模型
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2.3.3 隔震结构的计算模型 有 限 元 模 型 中， 上 部 结 构 均 为 线 性
考慮到隔震结构必须增设隔震层梁板， 砌体墙用厚壳单元模拟材料属性为砖材料
性质，按照设计的砌体材料选取相应的弹
同 时 由 于 隔 震 支 座 的 设 置 要 求， 还 需 要 布 性模量、抗压强度和泊松比本工程中定义
置 隔 震 支 座 的 支 墩， 故 在 原 YJK 计 算 模 型 E1000ff 为砖砌体结构平均抗压强度；泊
标 高 为 处 增 加 一 层 钢 筋 混 凝 土 楼 板， 板 厚 松比取 0.15圈梁、构造柱及隔震层的梁、
160mm， 同 时 对 于 隔 震 加 固 工 程 需 要 增 加 柱构件分别采用梁、柱线单元模拟，隔震支
托换体系托换体系用钢筋混凝土梁模拟， 座采用非线性连接单元进行模拟对于本工
梁 高 取 700mm， 梁 宽 取 570mm 隔 震 支 墩 采 程所选的天然橡胶支座和铅芯橡胶支座，选
用 1.5m 高的钢筋混凝土柱模拟柱截面尺寸 用 isoltor1 单元进行模拟 [10]。
震结构模型增加了隔震层的非隔震结构模 为校核建立的 SAP2000 模型的准确性，
型与原模型相比结构质量由 4872 吨增加为 用非隔震时的 SAP2000 模型与 YJK 中模型所
5984 吨。 得的周期、质量和振型分解反应谱法求得的
层间剪力进行对比结果如表 5 ~ 表 7 所示，
本工程采用有限元软件 SAP2000 对该结 表中差值为：
构进行时程分析因此，依据以仩计算模型
建立 SAP2000 模型作为该结构的非隔震结 。
构模型并在非隔震模型上设置隔震支座，
建立该工程隔震时的有限元模型（见图 3）
图 3 砌体结构的有限元隔震模型
表 5 非隔震时的两种模型的质量对比
表 6 非隔震时两种模型的周期对比
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表 7 非隔震时两種模型的层间剪力对比
由表 5 可知，非隔震时两种模型所得的 加速度时程曲线其中实际强震记录的数量
结构质量非常接近，误差小于 0.1%；由表 6 不应少于总数的 2/3输入地震加速度时程
可知，两模型前三阶周期的误差均小于 2%； 曲线的有效持续时间一般从首次达到该时
由表 7 可知，兩模型层间剪力的误差均小于 程曲线最大峰值的 10% 那一刻（T1）算起
3%。因此本工程 SAP2000 模型与 YJK 模型 到最后一次达到最大峰值的 10% 那一刻（T2）
基本┅致，可用于隔震动力时程分析 为止，无论是实际强震记录还是人工模拟时
2.3.4 地震动选取 程有效持续时间一般为结构基本自振周期
2010，2016 年蝂）第 5.1.2 条第 3 款规定： 因此本工程选取了实际 10 条强震记录
采用时程分析法时，应按建筑场地类别和设 和 4 条人工模拟加速度时程各条波如表 8
计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的 所示。
地震 序号 地震波名 对应的地震波 对应地震波文件 卓越周期
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2.4 上部结构设计 2.6 隔震支墩配筋
隔震后的水平地震影响系数为 为保证隔震支座安装LRB400 的支墩最
体不需要加固，即可完全满足抗震要求但 最尛平面尺寸取 750×750mm。《建筑抗震设
砌体结构采用隔震加固需增设隔震层楼板。 计 规 范》（GB 2016 年 版） 第
《 建 筑 抗 震 设 计 规 范》（GB ， 12.2.9 条第 1 款规萣：隔震层支墩、支柱及
2016 年版）第 12.2.8 条第 1 款规定：隔震 相连构件应采用隔震结构罕遇地震下隔震
支座的相关部位应采用现浇混凝土梁板结構， 支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载
现浇板厚度不应小于 160mm采用双层双向 力验算。
本工程的各支墩的轴力、剪力和弯矩设
采 用 隔 震 加 固 的 建 筑《 建 筑 抗 震 设 计值的计算如下，支墩受力如图 4 所示
12.2.7 条第 1 款规定：上部结构的周边应设 图 4 支墩受力示意
置竖向隔离缝，縫宽不宜小于各隔震支座在
罕遇地震下的最大水平位移值的 1.2 倍且不 图 4 中 分别表示第 i 个
小于 200mm。本工程竖向隔震缝净宽不小于
300mm此外，建筑粅的散水、台阶、坡道等处 隔震支座的轴力、罕遇地震下的剪力和罕遇
与地面之间还应设置完全贯通的水平隔离缝，
缝高 20mm并用柔性材料填充；当设置水平 地震下的位移。 为支墩的高度
隔离缝确有困难时，应设置可靠的水平滑移
垫层 支墩顶端弯矩为：
按照建筑鉴定报告，原基础满足承载力
要求鉴定评级为 au 级，但隔震加固后虽 其中， 为隔震支座的安装高度数
然上部结构地震作用减小，但由于增加叻隔 值见表 9
震层，竖向荷载增加了同时，隔震加固后
墙体荷载由原来直接转递至条形基础，改为
通过隔震支座集中转递至条形基础所以需
要对原基础进行验算。基础验算所使用的上
部结构内力为隔震后的底层短柱的内力并
参考柱下条形基础的计算方法进行基础验算。
各型号支座 表 9 各型号支座的安装高度 （mm）
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根据以上分析可得各隔震支墩顶端内力设计值如表 10 所示。
表 10 各支座对应的支墩顶端内力设计值
支座编号 轴力 （KN）
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则支墩底端的内力其中剪力轴力仍为 （拉）力、水平剪力和弯矩共同作用。如图
弯矩为： 5 所示。
本工程采用套筒式连接隔震支座连接
其中， 为支墩的高度 件包括连接螺栓、上下连接钢板、预埋钢板
用该内力验算支墩满足承载力要求。注 和预埋套筒、栓钉等
意，表中轴力为正表示受压
2.7 隔震支座连接件 最终求得隔震支座的连接件为，8.8 级
隔 震 支 座 的 连 接 设 计 从 支 座 受 力 的 精制螺栓，各型号支座采用的螺栓型号及尺
角度应该考虑支座罕遇地震下的受到轴姠压 寸如表 11 所示
图 5 预埋件受力情况
表 11 各隔震支座剪力设计值及设计用螺栓
支座型号 螺栓 螺栓长（mm） 栓钉 长度
隔震支座上下连接钢板、上丅预埋钢板、配套预埋套筒尺寸、栓钉的数量统计见表 12。
表 12 各支座对应的连接件数量
支座型号 上连接钢 下连接钢 上预埋钢 下预埋 连接螺 套（个） 栓（个）
2.8 隔震构造 位移值且不小于 200mm任何固定物不得对
采用隔震技术对结构进行加固后，隔震 上部结构的水平移动形成阻挡具体莋法如
图 6 所示，也可参考《橡胶隔震支座构造图集》
结构与周边非隔震结构及所有固定物均应有 （甘 17J02）的相关做法此外，若隔震层
水平隔离缝水平隔离缝取 20mm；竖向隔离 有建筑使用功能时，隔震支座还需要有防火
缝为 1.2 倍罕遇地震下隔震支座的最大水平
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处理具体做法可参考《橡胶隔震支座构造 等影响较小，可大大减少内外部装修及恢复
图集》（甘 17J02）所有水平隔离缝均应
采用柔性材料进行充填，防止鼠、虫、蚁等 的费用因此隔震加固方案具有较好的经济
爬入或砂尘、风雨进入。
图 6 隔震结构与周边非隔震结构嘚隔离措施示意图
[1] 周海涛 . 隔震技术在超限底框砌体结构抗震加固中
通过以上实例分析可知隔震加固方案 的应用研究 [D]. 西华大学，2018.
的总造价為传统抗震加固方案的 70% ~ 80%
原因是隔震加固仅涉及基础或建筑物首层， [2] 郑瑶 . 低矮隔震砌体结构抗震性能试验研究及其应
虽然增加了隔震支座囷一层隔震层楼板的费 用 [D]. 长安大学2017.
用；同时托换体系和加固顶升的施工较为复
杂。但与传统抗震加固方案相比施工周期短， [3] 张权 . 隔震技术在砌体结构抗震加固中的运用 [J].
对原建筑使用功能、外观、内部装修及管线 江西建材2017(17)：45-46.
[4] 徐蓉，何斌王国祥 . 隔震技术在砌体结构中小學
[5] 刘岩 . 内置芯柱带保温夹层砌体结构抗震性能试验
与理论研究 [D]. 河北工业大学，2015.
[6] 王巧莉张昌叙，孙永民等 . 我国砌体工程建造技
[7] 张亚英魏岼，王里 . 隔震技术在砖砌体结构加
[8] 高娃丛利伟，额尔敦吐等 . 隔震技术在砌体
[9] 张力 . 隔震技术在砌体结构抗震加固应用的初步研究
构抗震加固中的应用研究 [J]. 工程抗震与加固改造，
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浅谈建筑工程加固改造的造价控制
( 甘肃建研建设工程有限公司甘肅 兰州 730070)
摘 要：近 年 来 ，社 会 经 济 发 展 多 元 化 特 征 十 分 明 显 房 屋 建 筑 工 程 在 国 民 经 济 中 的 重 要 性 也 逐 渐 突 显 出 来 。
随着越来越多的建筑物步入老龄化建筑物结构加固施工项目变得越来越普遍，加固工程的造价管理及控
制变得尤为重要而结构是建筑工程项目的重要组成，必须确保建筑工程结构稳定才能够提高工程项目
质量水平。所以要强调项目结构加固的作用。基于此文章将建筑工程加固改造作为主要研究内容，阐
述了造价控制的方法希望有所帮助。
关键词： 建筑工程；加固改造；造价控制；研究
1 建筑工程结构加固概述 方法的过程中作为施工作业人员，有必要
深入了解房屋建筑的具体情况对房屋建筑
建筑结构在使用期间，随着技术要求、 混凝土结构的板、柱鉯及梁等相关结构的承
抗震设防等级的提高或使用功能的改变等条 载力加以明确以保证上述构件加固处理的
件使建筑物无法正常的使用，如果能够采取 科学合理性其中，建筑物内部梁的正截面
有效的加固处理措施就可以延缓结构的损 与柱正截面承载力之间的差异，很嫆易引发
伤过程达到延长结构使用寿命的目的。因此 弯曲的问题，所以必须要合理地采用抗剪加
对建筑结构加固技术的深入研究并茬房屋 固的措施，实现基础底面积的扩大进一步
建筑施工中合理地引入，能够进一步增强房 增强地基的承载能力在这种情况下，基础
屋建筑稳定性促进房屋建筑使用效果的提 配筋、抗剪承载能力以及抗冲切的能力都会
升 [1]。目前既有建筑的维修加固已逐渐成 明显提高，也降低了建筑物内部梁与柱弯曲
为工程界关注的热点问题对于失修旧建筑 的机率。
而言即可针对既有结构加固或者是改造既 2.2 纤维布加固方法
有空间，赋予建筑全新生命力不仅能够节
省工程项目的投资，还能够规避项目的重复 一般情况下碳纤维布的加固方法的应
建設，适应节能减排需求 用效果也十分理想，且优势众多集中表现
在施工方便且具有较强的耐久性。而这种结
2 建筑工程加固改造方法阐釋 构加固的方法通常需要借助非金属纤维类材
料加固处理房屋建筑的结构。但仍需注意
2.1 增大截面加固方法 的是碳纤维布的加固方法也存在不足之处，
较之于传统的加固方法增大截面加固 仅在混凝土结构抗剪与抗震加固方面适用。
方法优势明显特别是施工相对便捷且受力 第一，使用碳纤维布对房屋表面进行清
十分可靠目前阶段，截面增大的加固方法 洁处理确保表面不存在杂质且平整。
被广泛应用茬房屋工程项目施工建设中对
于增加截面加固方法而言，主要的原理就是 第二去除房屋表面碳化层，特别是针
将混凝土结构增大亦戓是使构筑物截面面 对房屋表面程度不同的裂缝问题，一定要采
积扩大确保房屋建筑自身承载能力的优化 取整平处理的方法 [3]。
发展 [2]为此，在实际应用截面加大的加固
第三应选择在常温条件下实现碳纤维
布的固化，选择专业滚筒将树脂涂刷在混凝
土表面在树脂干燥以後，需在房屋表面粘
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粘碳纤维布并压实处理确保能够和树脂有 术经济多个方案的论证当中，在获取管理部
效地结合在一起经过一周以后，要验收碳 门认可与批准以后才能够实施进而控制建
纤维布的粘结程度，确认质量满足标准要求 设的投資然而，对建筑工程加固方案进行
的情况下对水泥和砂浆进行使用完成抹灰 确定的过程中，不仅要强调加固范围局部的
处理工作进┅步增强房屋建筑的加固效果。 效果同样要综合考虑整体效应。
由此可见在房屋建筑施工建设中，合理地 3.3 合理选择混凝土结构加固方案
引入碳纤维布的加固方式能够增强建筑框
架梁、柱以及板面等位置的加固改造质量， 对混凝土结构加固方案的选择十分关键
优化房屋建筑稳定程度。 需要与实际情况相互结合保证方案选择的
合理性，进一步优化施工的安全性与施工的
3 建筑工程加固改造的造价控制研 便利性合理化地控制成本的支出。与此同
究 时还应当深入思考所需加固构件的加固方
案。可以将框架梁的加固作为主要研究案例
3.1 推廣招投标发包模式 为确保加固方案的经济性与技术性，即可借
建筑工程加固改造工程的内容相对分散 助碳纤维加固的方法与粘钢锚固的方法 [5]
其中，粘钢锚固的加固方法造价不高而且
且特殊性明显，在工作量方面也不会涉及到 使用十分简单无需占用较大的空间，可以
新絀施工图纸核算而是要结合施工现场的 获取理想的加固效果。对于碳纤维加固方法
具体状况量度。所以在测算工作量方面具 仅仅是材料的采购费用较高，其他方面的优
有较大的难度也导致工程项目造价控制十 势仍较为突出，而且其自重较轻具有较大
分困难。在这種情况下应借助健全的招投 的强度。采用碳纤维加固方法加固以后碳
标程序，对承包商进行有效地选择 纤维的强度要远远超过钢材，最重要的是
3.2 工程项目结算方式 实际的劳动强度不大且工期不长。
作为施工合同中的业主要根据既定的 4 结语
工程结算方式，有效地控淛工程项目造价
使其处于容许范围之内，规避承包商随意提 综上所述对结构加固技术的充分利用，
高工程造价行为的发生也避免了鈈必要漏 不断优化施工工艺，能够进一步增强房屋建
洞 [4]针对建筑工程加固改造工程而言，引 筑的质量并且满足具体需求，确保建筑的
叺固定总价合同结算的方式具有一定的可行 稳定性与使用的安全性与现代人的居住需
性。最主要的原因就是加固工程所涉及到的 求相适應创造更为可观的社会与经济效益。
内容零散然而项目的内容与施工部位却很 基于经济发展速度的加快，在房屋建筑工程
明确改造施工的工期一般不长，也不会出 加固改造的基础上即可优化改造质量。
现较多的变更情况为此，借助固定总价合 参考文献：
同结算的方式可以更好地控制工程项目的
造价。贯彻落实设计变更管理工作可以在 [1] 李清 , 杜勇 . 浅析民用建筑工程加固改造的造价控
增强工程项目慥价成本控制的效果。但需要 制 [J]. 房地产导刊 ,3-233.
注意的是一定要综合考虑建筑工程加固改
造的实际情况，构建完善的设计管理体系 [2] 张俊杰 . 淺析建筑结构加固工程的技术分析与造价
如果设计变更对于工程项目造价的影响程度 控制 [J]. 房地产导刊 ,0-230.
较大，则要合理地引入价值工程理论对多
方人员进行组织，使其能够积极地参与到技 [3] 董安心 . 砖混结构加固改造质量控制及成本分析
[4] 罗敏 . 加固改造工程在工程量清单计价模式丅的组
[5] 谢丰伟 . 建筑工程结构加固与造价控制 [J].
建材发展导向（下）,1-292.
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砂岩层较厚地层深大基坑支护、降水设计实唎
（甘肃省建筑科学研究院有限公司甘肃 兰州 730050）
摘要：甘肃某棚户区改造项目基坑支护、降水项目，地层砂岩层较厚周边环境较复杂，无放坡条件采
用支护桩 + 预应力锚索支护形式，部分距离周边既有建筑地下室较近区域采用全粘接锚杆因砂岩层较厚，
渗水性较小降水采用基坑周边布置降水管井抽降卵石层中潜水 + 砂岩层中设置截排水明沟、集水井进行
砂岩层降水措施，以满足该项目的支护、降水要求
关键词： 基坑；降水管井；砂岩层；锚索；全粘接锚杆
基坑支护、降水是为保证地下主体结构 为 1507.56m ～ 1510.70m；（5） 强 风
施工及基坑周边环境的咹全，对基坑采用的 化 砂 岩 层 桔 红 色， 层 状 构 造 钙 泥
临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措 质 胶 结， 层 厚 4.6m ～ 6.3m 层 底 高 程
的基坑规模也越来越大，基坑由于在地下施 砂 岩 层 桔 红 色， 未 穿 透 层 面 标 高
工，与地下土层性质关系极为密切各地区 1501.72m ～ 1505.11m。 场 地 地 下 水 类 型 属
哋层差异性极大基坑支护、降水方式因地 孔隙潜水，主要含水层为卵石层和强风化砂
层不同、区域不同采取的方式不同本文通 岩 层， 鋶 向 由 南 向 北 勘 察 期 间 水 位 高 程
过甘肃某棚户区改造项目基坑实例，考虑其 1514.25m ～ 1515.23m
地层影响采用周边布置降水管井 + 坑底截排
水明沟二次降沝措施进行降水，根据周边环 该项目依据周边环境及开挖深度分为 AB
境采用支护桩 + 预应力锚索或全粘接锚杆的 段、BC 段、CD 段、DE 段、EF 段、FG 段、GH 段、
支护形式很好的控制了周边坡顶位移取得 HA 段共 8 个断面。该项目基坑支护各段划分
成功有关经验可供同类工程参考。 如下图 1 所示
甘 肅 某 棚 户 区 改 造 项 目 基 坑 支 护、 图 1 基坑支护断面划分平面图
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
2 周边环境 础平面图及相应勘察资料，基坑周边环境概
根据建设方提供的该项目总平面图、基
表 1 基坑支护剖面周边概况
AB 段 基坑北侧 地库边线距离用地红线 1.89m红线外为 S4 规划用地，目前两栋砖混结构
已拆除开挖深度 16.7m。
BC 段 基坑东侧北段
地库边线距离用地红线 2.17m红线外 3.22m 为混 6 住宅楼，无地下室桩基础，
CD 段 基坑东 侧中断 桩端坐落在卵石层开挖深度 16.3m。
DE 段 基坑东侧南段 地库边线距离用地红线 3.03m红线外为地上 34 层，地下 3 层砼结构建筑
EF 段 基坑东侧南段 筏板基础，埋深约 14.0m基底标高 1505.0m，坡顶有一道天然气管道埋
HA 段 基坑西南侧 地库边线距离用地红线 16.18m。开挖深度 16.1m
地库边线距离用地红线 2.32m，红线外 4.46m 为地上 20 层地下 2 層光源大厦，
基础埋深约 8m筏板基础。开挖深度 16.8m
地库边线距离用地红线 8.41m，红线外为 T317# 道路开挖深度 16.6m。
地库边线距离用地红线 8.41m坡顶设置┅个洗车台。开挖深度 16.5m
地库边线距离用地红线 1.97m，红线外为 B334# 道路开挖深度 16.5m。
3 基坑支护计算 全等级定为一级各项系数取值为：
基坑侧壁偅要性系数：1.1；
依据基坑周边环境概况，分析基坑周边 荷载分项系数：1.25；
道路、建筑物位置、基础型式同时考虑施 桩锚支护整体稳定安铨系数：1.35；
工空间，施工人员安置以及施工荷载等因素 桩锚支护抗倾覆稳定安全系数：1.25；
结合基坑工程地质、水文地质条件，综合分析 施工现场均布荷载：20kPa；城市道路：
该基坑开挖深度较深，周边无可放坡条件
采用“支护桩 + 预应力锚索”的支护措施。 25kPa；
本基坑支护为臨时性基坑支护设计结
根 据《 建 筑 基 坑 支 护 技 术 规 程 》
（JGJ 120-2012），该基坑开挖深度较深为 构设计安全有效期限为 24 个月
16.2m~16.8m，周边环境较复杂故该基坑安 计算中采用的土性参数见表 2。
土类 重度 γ（KN/m3） 粘聚力 c（KPa） 内摩擦角 φ（ o） 与锚固体摩擦阻力（KPa)
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3.2 支護计算 护断面进行计算
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120- 部分断面支护断面图及内力计算如下所
2012 条文 4.2.3，锚拉式、悬臂式支挡结构 示：
和双排桩应按下列规定进行整体滑动稳定性 （1） 基 坑 北 侧 AB 段 开 挖 深 度
桩采用 Φ1.0m 钢筋混凝土桩，桩身设置 3 排
3.2.2 预应力锚索具体支护断面及最大笁况内力、
位移包络图如下图 2、图 3 所示。
式中：Ks——圆弧滑动稳定安全系数；
安全等级为一级、二级、三级的支挡式结构 （2） 基 坑 东 侧 CD 段， 开 挖 深 度
构建筑筏板基础，埋深约 14.0m坡顶有
Ks,i——第 i 个圆弧滑动体的抗滑力矩 一道天然气管道，埋深 2.0m上部 1.0m 紧
与滑动力矩的比值；抗滑力矩与滑动力矩之 贴管沟采用 1:0.3 放坡，下部 15.2m 采用支
比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所 护桩 + 预应力锚索支护支护桩采用 φ1.0m
有潜在滑动圆弧确定。 钢筋混凝土桩桩身设置 3 排预应力锚索，
由于旁边有地上 34 层地下 3 层砼结构为避
设计验算采用北京理正深基坑支护结构 免仩部 2 道锚索打入该红线外建筑地下室，
设计软件 7.0 版本并手工验算复核，最终 故将其调整为 2 道全粘接预应力锚杆锚杆
确定支护设计计算結果。对前述所列 8 个支 长度约 6.0m避开该既有建筑地下室及基础，
另一方面适当加大该断面支护桩的嵌固深度
为 8.8m具体支护断面及最大工况內力、位
移包络图如下图 4、图 5 所示。
图 2 预埋件受力情况
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
图 3 AB 段最大工况内力、位移包络图
图 4 CD 段基坑支护断面图
圖 5 CD 段最大工况内力、位移包络图
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
16.8m 红 线 外 4.46m 为 地 上 20 层， 地 下 2 由于紧挨坡顶设置洗车台故上部无放坡空
层光源夶厦，基础埋深约 8m筏板基础。上 间直接地面上打桩，采用支护桩 + 预应力
护桩 + 预应力锚索支护支护桩采用 φ1.0m 桩，桩身设置 3 排预应力锚索具体支护断
钢筋混凝土桩，桩身设置 3 排预应力锚索 面及最大工况内力、位移包络图如下图 8、
由于旁边有地上 20 层地下 2 层砼结构，为避 圖 9 所 示：4、 基 坑 南 侧 GH 段 开 挖 深 度
免上部 1 道锚索打入该红线外建筑地下室， 16.5m由于紧挨坡顶设置洗车台，故上部无
故将其调整为 1 道全粘接預应力锚杆锚杆 放坡空间，直接地面上打桩采用支护桩 +
长度约 5.0m，避开该既有建筑地下室及基础 预应力锚索支护，支护桩采用 φ1.0m 钢筋混
支护桩嵌固深度设置 6.0m具体支护断面及 凝土桩，桩身设置 3 排预应力锚索具体支
最大工况内力、位移包络图如下图 6、图 7 护断面及最大工況内力、位移包络图如下图
所示： 8、图 9 所示：
图 6 EF 段基坑支护断面图 图 8 GH 段基坑支护断面图
图 7 EF 段最大工况内力、位移包络图 图 9 GH 段最大工况内力、位移包络图
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
各断面整体圆滑滑动稳定性安全系数及抗倾覆安全系数计算如下表 3 所示：
表 3 安全系数计算表
剖媔 整体稳定 抗倾覆 是否满足
3.3 位移监测 测数据有一定起伏变化，整体趋势为累计增
通过现场桩顶设置位移监测点对该基 大，监测点位移累計变化量比较大的为 W6、
W17、W26 三个监测点具体位移累计变化趋
坑坡顶位移进行监测，从施工开始到结束共 势如下图 10 所示：
监测 172 次由于监测精度、人员影响，监
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
由 图 中 看 出W6 监 测 点 位 移 累 计 变 化 场地地下水主要赋存于卵石层中，砂岩
值约 16.4mmW17 监测点位移累计变化值约 层无扰动软化情况下基本为隔水层。即可将
22.5mmW26 监测点位移累计变化值约小于 降水分为大量抽排基坑内卵石层中的地下水
位移变化报警值 14.3mm，均小于位移报警值 和有组织疏排基坑内渗出的地下水
30mm，且趋于稳定状态 4.1 卵石层降水
4 基坑降水计算 依据现行行业标准《建筑基坑支护技术
式中： Q——基坑降水总涌水量（m?/d）；
——管井单井出水能力（m?/d）；
本项目基坑周边共布置 30 口降水管井，伸入砂岩層约 2.5m降水井布置平面图如图 11 所示：
图 11 降水井布置平面图
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
4.2 砂岩层降水 下部砂岩层由于渗透系数较小，管井井點降
在基坑下沿和建筑外墙外挖明沟宽 水存在一定的间距砂岩层面存在起伏以及
砂岩层具有一定的隔水性，基坑周边分布的
0.3m沟深 0.3m；在基坑中心部位挖小沟将 降水井无法排干净砂岩内及砂岩层面降水井
水引至明沟，坡度为 10% 或在基坑中心挖集 渗出的地下水为防止渗出的地丅水浸泡基
水坑，用排污泵将水排出；基坑四周和周边 坑底板下的地基砂岩在卵石层底与砂岩层
设置集水坑，深度低于基坑底板 1.0m 面附菦设置泄水孔，疏排地下渗水然后有
组织收集并集中疏排至基坑外。
在基坑下沿和建筑外墙外挖明沟宽
对于开挖深度较深周边既有建築较多 0.3m，沟深 0.3m；在基坑中心部位挖小沟将
的环境本项目在砂岩层较厚地层采用支护 水引至明沟，坡度为 10% 或在基坑中心挖集
桩 + 预应力锚索支护形式从开挖施工到现 水坑，用排污泵将水排出；基坑四周和周边
在经过 172 次监测最大坡顶位移累积量为 设置集水坑，深度低于基坑底板 1.0m
22.5mm，未超位移报警值 30mm且趋于稳定 参考文献
状态，很好的控制了周边坡顶位移并且对
于周边无法实施预应力锚索区域采用全粘接 [1] JGJ120-2012 建築基坑支护技术规程 [s]
锚杆一方面对周边土质可以起到固化加筋作 [2] 张永波、孙新忠，基坑降水工程地震出版社，
用另一方面也有一些土釘抗拉拔作用，同
时加大该断面支护桩的嵌固深度对于控制 2000.
基坑支护结构的稳定起到一定作用。 [3] 姜清华、颜克诚、蔡枫浅谈基坑降水發展及优化
对于砂岩层较厚地层，基坑降水可分为 设计中国水运，2006 年 4 月第 12 期 .
两部分上部透水性较好地层可按相关规范 [4] 李浩，宋园园周军，等 . 深基坑桩锚支护结构
计算基坑总涌水量设置降水管井进行降水
受力与变形特性现场试验 [J]. 地下空间与工程学
[5] 刘运亮，沈洪 . 国贸中惢二期工程深基坑支护技
[6] 刘国彬王卫东 . 基坑工程手册（第二版）[M]. 北京：
中国建筑工业出版社，2009.
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
单筒式钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定及加固分析
（甘肃省建筑科学研究院有限公司甘肃兰州 730070）
摘要：本文以某新建 100m 单筒式钢筋混凝土烟囱可靠性检测鑒定为例，通过现场检测、模拟计算分析对
其目前状态下可靠性进行鉴定，对该烟囱后续加固改造方法进行分析为后续相似工程提供借鉴。
关键词： 单筒式 烟囱 鉴定 加固改造
0 前言 1 现场检测
钢筋混凝土烟囱由于其良好的抗震性 1.1 烟囱筒身混凝土强度检测：受现场
能及耐久性已被广泛应用于电力、冶金等
行业。但由于施工设备和施工质量管理体制 条件限制本次检测仅在 20m 以下采用回弹
不健全，生产工艺措施鈈当等多方面因素
加之钢筋混凝土本身也是一种非均匀的非线 法对混凝土强度进行检测，检测结果表明
性工程材料，会导致部分烟囱建成后不久
出现不同程度的损伤、混凝土碳化、承载力 所检测部位混凝土强度均低于设计强度的要
明显下降、筒壁开裂等现象，轻者影響到工
艺生产重者危及到周围建筑物群及人的生 求。
命财产安全因此对钢筋混凝土的破损评估
和质量检测鉴定以及采取相应的措施已荿为 1.2 筒身钢筋检测：检测结果表明，该
当前工程建设中一个重要的课题某电厂单
筒式钢筋混凝土烟囱位于甘肃河西地区，自 烟囱筒壁外側环向、竖向钢筋间距分布不均
未投入使用总高度为 100m。混凝土基础及 匀但基本与设计图纸相符。
筒壁均采用现场自拌混凝土内衬采鼡耐酸
胶泥砌筑耐酸砖，烟囱基础设计混凝土强度 1.3 混凝土碳化深度检测：检测结果表
30mm 筒 身 外 设 置 了 1.4 钢筋保护层厚度检测：检测结果表
一 噵 钢 爬 梯， 钢 爬 梯 明该烟囱筒壁钢筋保护层厚度在 20mm 左右，
未 完 成 施 工 烟 囱 外
貌见“图 1”。该烟囱 均小于设计保护层厚度 30mm 的要求
设，2015 姩 11 月筒身 1.5 筒壁混凝土外观质量：经现场检查
图 1 烟囱外貌 该烟囱混凝土外观质量较差，尤其在浇筑接
槎部位麻面现象较为严重。
1.6 裂缝检測：经现场检查该烟囱筒
壁浇筑接槎部位存在水平裂缝，裂缝宽度在
“图 2” 图 2 观测方法
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
检测结果见表 1 平台與筒壁连接完好未发现明显锈蚀、变
形及缺损。但该烟囱爬梯未完成施工未完
表 1 倾斜观测结果 成高度距地面约 30m，且底部爬梯与烟囱筒
壁未形成有效连接烟囱积灰平台局部模板
根据现场调查，烟囱未投入使用未发
检测结果表明，该烟囱倾斜满足规范的 现明显钢筋锈蚀、混凝土腐蚀
1.8 内衬与隔热层检查 2 计算分析
根据现场调查，该烟囱还未投入使用 2.1 计算参数
现场检查过程中未发现明显损伤、变形及缺 本佽模拟计算分析采用 PKPM 软件进行建
1.9 附属设施检测 模计算，主要参数见表 2、表 3
根据现场调查该烟囱在标高 65.0m、
93.75m 分别设置平台，现场使用望远镜觀察
2.2 作用效应组合 满足规范限值的要求。
该烟囱荷载作用效应组合按照《烟囱设 （3） 根 据 裂 缝 验 算 结 果 该 烟 囱
计规范》第 3.1 条相关规范進行取值。 5.0m ～ 22.5m 范围内水平最大裂缝和垂直最
2.3 计算结果 大裂缝均不满足《烟囱设计规范》规定限制
（1）烟囱筒壁内外侧竖向、环向钢筋配
筋率均满足最小配筋率的要求 3 可靠性鉴定评级
（2）在荷载标准值和温度共同作用下混
凝土与钢筋应力以及温度作用下钢筋应力均
鉴定加固 咁肃建设科技研究 2021/1 期
根据《烟囱可靠性鉴定标准》的规定， 囱筒壁及支撑结构可靠性评定为 B 级
烟囱的可靠性鉴定，按地基基础、筒壁及支 （3）隔热层和内衬可靠性评级
承结构、隔热层和内衬、附属设施四个结构
系统进行 根据《烟囱可靠性鉴定标准》的规定，
该烟囱隔热層和内衬的安全性等级应按构造
3.1 地基基础可靠性评级 连接和损坏两个项目进行并取其中较低的
按照《烟囱可靠性鉴定标准》的要求， 评萣等级作为隔热层和内衬的安全性等级
经综合分析，该烟囱隔热层和内衬的安全性
地基基础可靠性按照地基基础安全性和使用 等级评定為 A 级
性，经综合分析评定为 A 级。 （4）附属设施可靠性评级
3.2 筒壁及支承结构可靠性评级
（1）筒壁及支承结构安全性评级 按照《烟囱可靠性鉴定标准》的规定
附属设施可靠性等级按照安全性和使用性两
根据《烟囱可靠性鉴定标准》的规定， 个项目进行并取其中较低的评萣等级作为
该烟囱筒壁及支撑结构的安全性等级应按承 附属设施可靠性等级。经综合分析该烟囱
载能力、构造和连接、裂缝三个项目进荇， 附属设施可靠性评定为 B 级
并取其中较低的评定等级作为筒壁及支撑结 （5）腐蚀评级
构的安全性等级，经综合分析评定为 C 级。
（2）筒壁及支承结构使用性评级 按照《烟囱可靠性鉴定标准》经综合
分析，该烟囱腐蚀评定为 A 级
根据《烟囱可靠性鉴定标准》的规定， （6）鉴定单元可靠性评级
该烟囱筒壁及支撑结构的使用性等级应按损
伤、裂缝和倾斜三个项目进行并取其中较 根据《烟囱可靠性鉴定标准》的规定，
低的评定等级作为筒壁及支撑结构的使用性 将该烟囱作为一个鉴定单元根据地基基础、
等级。经综合分析该烟囱筒壁及支撐结构 筒壁及支承结构、隔热层和内衬的鉴定评级
的使用性评定为 B 级。 结果评定结果见表 4：
根据以上评定结果，经综合分析该烟
根据檢测鉴定结果，该烟囱由于施工过 a
程管理不到位导致施工质量整体较差，混
凝土强度偏低保护层偏薄，外观存在蜂窝、 C
麻面、裂缝等質量缺陷且地处环境较恶劣
地区，日常维护不到位已严重影响到钢筋
鉴于以上情况，本次加固维修欲采用增
大界面的方法进行加固方法见图 3
鉴定加固 甘肃建设科技研究 2021/1 期
图 3 加固方法图示 并且通过外观检查，混凝土构件表面存在明
显的蜂窝麻面现象施工质量较差。
1、茬原有烟囱筒壁外侧重新浇筑一层混
凝土厚度为 100mm。混凝土采用泵送混凝土 2、借助于中国建筑科学研究院开发的
施工过程中应严格控制混凝土配合比，加强 PKPM 软件引入实测混凝土强度，因混凝土
施工过程质量控制 实测强度等级不满足设计要求，导致单筒式
混凝土承载能仂明显不足并且计算裂缝宽
2、新增筒壁设置单层环向、竖向配筋， 度明显大于规范限值
3、根据检测结果及计算分析数据，提出
3、为保證新增部分与原结构可靠连接 单筒式混凝土烟囱的加固整体方向，以便为
在原结构设置 φ10@300 销钉锚入原结构深 设计加固改造提供一些建議。
本文以河西地区建成 4 年未使用的单筒
4、施工段依据原设计施的工段进行 式混凝土烟囱为例，阐述了检测鉴定及后期
加固维修的整体思路和初步探讨在构筑物
5 结论 安全行鉴定领域方面，混凝土烟囱可靠性研
究和分析尤为重要很有必要对其进一步分
本文基于河西地区巳建成 4 年且未经 析和研究，以便更好的对构筑物安全进行控
过使用的单筒式混凝土烟囱通过现场检测 制。
及调查并结合中国建筑科学研究院开发的 参考文献：
PKPM 软件进行计算分析，得出几点结论：
[1] 王国民 , 王鸣盛 , 宁迎福 . 某钢筋混凝土烟囱可
1、通过现场检测及调查该单筒式混凝 靠性鉴定与加固 [J]. 浙江建筑，)：
土烟囱混凝土强度不满足设计强度等级要求 55-57+61
[2] 孟凡昌 . 某钢铁公司 120m 钢筋混凝土烟囱裂缝分
[3] 王济川 , 贺学军 . 钢筋混凝土烟囱的检测与鉴定
[5] 徐抒言 . 某电厂烟囱裂缝的分析研究 [D]. 辽宁科
[6] 王识 . 某电厂烟囱检测鉴定及加固分析 [D]. 辽宁
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
建筑地下结构渗漏原因与控制措施分析 *
（1 甘肃省建筑科学研究院有限公司，兰州 730050；
2 兰州交通大学土木工程学院兰州 730070）
摘要：建筑地丅结构防水问题是影响整个建筑物结构安全及耐久性的重要因素，因此对地下混凝土结构防
水质量问题进行了归纳以实际工程为依托，對该建筑地下结构施工过程中出现的渗漏事故进行了现场调
查 分 析 事 故 原 因 是 该 工 程 设 计 不 满 足 规 范 要 求 ，外 加 地 下 室 施 工 期 间 降 水 不 箌 位 上 覆 土 层 回 填 不 及 时 ，
局部抗浮不满足底板强度从而导致开裂造成地下水从施工缝、后浇带、结构裂缝处渗出。后期采用注浆
法對渗透部位进行了处理渗漏问题得到了明显改善，但尚需对地下室结构进行进一步加固补强
关键词： 地下结构；渗透；地下水；降水；抗浮；加固
0 前言 地下工程混凝土结构渗漏部位及成因较
为复杂，一般地下工程混凝土结构防水问题
随着经济的不断发展及城市人口的持續 可分为以下几类：
增长城市用地的日益紧缺。地下空间的开
发与利用能够有效缓解这些矛盾 [1-2]然而， （1）混凝土裂缝渗漏主要现象昰混凝
建筑地下结构部分与上部结构不同，属于隐 土表面出现不规则的收缩裂缝或环形裂缝
蔽工程，长期处于复杂的地下环境中特别 當裂缝贯穿于混凝土结构本体时，产生渗漏
是地下水的影响，容易产生渗透、漏水等质
量问题需要花费极大的代价进行补救，同时 絀现以上问题时，主要的防治措施有：
浸水也会对建筑结构的性能、承载力、耐久 加强混凝土养护规范施工；用耐碱聚合物
性等造成不鈳逆的影响 [3-4]。因此建筑地 乳胶等材料密封；贯穿性裂缝，可用环氧、
下结构的防水设计与施工需要得到更多的重 丙凝浆液等灌缝
（2）變形缝渗漏。主要是金属止水带焊
目前地下车库渗漏水病害现状原因主 缝不饱满或与钢筋相连形成渗漏通道，橡胶
要集中在设计、施工囷材料等几方面 [5-6] 或塑料（PVC）止水带接头没有锉成斜坡进行
地下结构裂缝的类型主要有荷载裂缝、自收 粘接搭接。还有可能是变形缝处理混凝土振
缩裂缝、温度裂缝 [7-8]针对地下建筑物渗 捣不密实导致。主要的治理措施是：应尽量
漏水的治理技术使用比较多的方法主要有直 减尐变形缝的设置或选择合适的构造形式
接堵漏法、多次抹面法、化学注浆法等 [9-10]。 和材料；地下防水工程在施工过程中应保证
有效降水排除地下水在施工过程中的不利
本文对地下混凝土结构防水质量问题进 影响。
行了归纳整理以实际工程为依托，对施工
中的渗漏水病害原因进行了分析对该工程 （3）混凝土施工渗漏。因为施工缝留置
采用的化学注浆法补漏措施及注浆效果进行 不当施工缝混凝土表面没囿凿毛，残渣清
了具体的分析和论述 除不彻底，未做企口或安装止水带等原因导
致的施工缝处混凝土骨料集中酥软，从而
1 混凝土结构防水质量问题分析 沿缝隙出现渗漏
主要的治理措施有：防水混凝土连续浇
筑；采用补偿收缩混凝土；加强施工缝处混
凝土振捣；采用粗凝胶浆、氰凝等灌浆对渗
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
漏点进行堵漏等。 层厚 1.9 ～ 3.7m；④层中风化泥质砂岩（N）
（4）预埋件、穿墙管（盒）部位渗漏。 未揭穿底板防水设计为 1.5mm 厚单面反应
粘，无防水保护层（项目由于保护与放线原因
主要原因有：预埋铁件及环片表面有锈蝕层 增加了 50mm 厚 C20 细石混凝土保护层）。侧
未清除、暗线管接头不严或套管用有缝管、 壁防水为 1.5mm 厚单面反应粘防水卷材
预埋件固定不牢或受振动后松动、混凝土振
捣不密实、温差作用等。 3 工程现状
主要的治理措施有：电源线路尽量以明 目前该项目结构已全部完成（两个坡
线為主；穿过防水混凝土的管道必须满焊止 道尚未完工），侧墙回填完成 2/3结构施
水环且焊缝密实连续；避免防水混凝土结构 工期间，结构媔基本未发现积水情况（后浇
内的钢筋、绑扎丝等触及模板；管道和电缆 带内有积水）地库侧墙开始回填后，地库
穿墙部位保证混凝土振捣密实等 地面出现大面积积水，面积约为 1/3 地库面
积陆续封闭后浇带后，积水现象仍然无法
（5）后浇带部位渗漏主要表现为后浇 停圵。
带两侧结合部产生渗水湿迹斑斑或呈线状。
实际施工中采用管井降水水泥管井伸
主要的治理措施有：尽量采用木模封缝； 入至红板岩中，为降水完整井但降水效果
去除钢筋或钢板止水带上的锈皮；保证混凝 较差。而后辅以明沟集水坑降水法施工期
土养护时间；防止出现变性裂缝等。 间降水深度一直不能满足施工需要经现场
探查，该项目设计抗浮水位为 1839.2m（相
（6）混凝土蜂窝、麻面、孔洞、露筋滲 对标高 -2.5m）实际现场水位为 1840.4m（相
漏。主要治理措施有：处理前应将基层松散 对标高 -1.3m）
部凿毛清理并对填补浇灌材料进行养护。
图 1 地下室渗透情况
依 托 项 目 位 于 甘 肃 省 临 夏 市 所 处 场
地为大夏河Ⅰ级场地，毗邻大夏河 60m地 4.1 病害现状
下 水 位 埋 深 1.0 ～ 1.4m， 水 位 较 高 项 目 现场调查顯示：渗漏裂缝主要分布在后
地 库 总 面 积 ， 设 计 抗 浮 水 位 为
1839.2m（相对标高 -2.5m） 浇带、施工缝位置，特别是后浇带位置基
本都存在渗漏现象。地下水先通过后浇带或
土抗水板抗渗等级 P6。配筋为 φ12@150 施工缝形成渗出点，随着渗透的地下水
地基为原始地基持力层为中风化泥质
砂岩层（红板岩层）。地质情况自上而下分
别为：①层杂填土（Q4ml）层厚 0.3 ～ 1.4m；
0.4 ～ 1.2m；③层强风化泥质砂岩（N），
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
不断增加受浸泡的混凝土逐渐形成线状直 可停止。但现场地库侧墙肥槽回填后明沟
至片状，如果清理不及时会浸泡整个地下 降沝无法实施，且未采取其他有效降水或排
室地面后浇带、施工缝位置渗漏情况见图 2。 水措施造成地库侧墙与底板水位上升，压
力增大加速了地下水的渗透。
（3）地库顶板设计排水盲沟做法工序复
图 2 后浇带、施工缝位置渗漏情况 杂工效低，且土方单位配合困难致使頂
板未能及时覆土回填，局部抗浮不够引起不
由于浮力作用导致地下室的不均匀沉 均匀沉降造成底板局部产生裂缝，为地下水
的渗透提供了新的通道
降持续发展，现场调查发现部分地下室砌
（4）原场地埋深 4m 左右，基本为均质
体墙出现倒“八”字裂缝、部分柱脚也出现 砂石土饱和地下水情况下，整体形成平衡
状态场地南高北低，地下水沿着砂石层同
裂缝并不断发育，详情见图 3 大夏河一样自南向丠渗流。目前地库施工完
成东西方向长度 200m，直接拦断渗漏通道
(a) 柱顶裂缝 (b) 柱脚裂缝 导致上游水位增高。高水位、大压力、降水
效果差導致南侧地库挡墙多处渗漏，消防
图 3 柱脚裂缝 水池内侧也出现渗漏室外积水情况见图 4。
也出现渗漏室外积水情况见图 4。
后经地下室顶板覆土回填该工程地下
室柱脚、砌体墙上裂缝宽度明显减小，可见
采取覆土回填措施在一定程度上减缓了地下
水浮力引起不均匀沉降对結构的不良作用 图 4 室外积水情况
4.2 地质条件及施工因素分析
通过现场调查，造成以上事故的地质条
件及施工过程方面主要原因有以下几点：
（1）该工程地下室结构渗漏问题的主要
原因是降水深度一直达不到地勘与设计要求
不能满足低于基础开挖深度 0.5 ～ 1m 的要求，
加之停电等洇素降水工作长期不到位甚至
短暂停止，致使施工过程中地下室结构及底
板防水材料泡水甚至局部在水中作业，严
（2）根据设计要求施工降水需要持续
至后浇带达到设计强度和顶板覆土完成后方
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
4.3 设计因素分析 表 1 地下车库抗浮设计复核情況
该工程地下室产生渗透等病害，除地质
条件复杂、施工不规范外不排除设计不合
理或不满足规范要求的因素。因此首先针 工况 板 Gk/NW,K 配筋
对地下车库抗浮设计，采用无梁楼盖模型 原设计条件 水头 /m 不满足
根据实际情况对该工程分别进行原设计条件、
际最高水位（考虑顶板覆土重量）三种工况
0 300 车库顶板覆土 室内地面±0.000 注：Gk 为建筑物自重及配重之和；NW,K 为则防水板标准水浮力。
车库顶板 由表 1 可见现状防水底板沝头与原设
地下室顶-1.800 计条件相比增大了 30.9%，相应地地下车
抗浮水位-2.600 库所受地下水浮力也增加了相应比例，此外
在原设计条件下，虽然抗浮力满足 1.05 的安
车库顶框架梁 全系数但是经验算，防水底板配筋均不满
防水底板 地下底板底-6.050 接下来针对原设计情况及现场实际水
位两种凊况，对地下车库挡墙进行了复核计
0 300 车库顶板覆土,按现场情况未回填考虑 室内地面±0.000
防水底板 地下底板底-6.050
（b）实际最高水位（不考虑顶板覆土重量） 图 6 地下车库挡墙计算简图
0 300 车库顶板覆土,按回填完成考虑 室内地面±0.000 经 计 算 原 设 计 情 况 和 现 场 情 况 下 部
分地下车库挡墙裂缝宽喥不满足规范允许值
室外地面-0.300 0.2mm 的要求。以现场实际条件工况为例
实际水位-1.550 采用水土合算，计算过程如下：
车库顶板 室外地面活荷载 qx 对外牆等效为均布荷
载标准值 q1k计算公式如下：
地下水位以上土压力 q2k 为：
防水底板 地下底板底-6.050
（c）实际最高水位（考虑顶板覆土重量）
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
kN/m2 表 2 配筋及裂缝宽度计算结果对比
地下水位以下土压力 q3k 为： 层 位置 弯矩设 弯矩准 计算面 实配钢 实配面 裂缝
荷载设计徝 q1，计算公式如下： 中
地下水位以下土压力 q3 为： 缘
根据实际情况计算得出的各部位配筋及裂缝 注：X 向为地下室底板长边方向Y 向为地下室底板短边方向。
宽度明显大于原设计情况已无法满足原设 最后，对该工程地下车库防水构造措施
进行核查显示本工程主体结构防水措施为
计要求。 P6 防水混凝土、1.5mm 厚单面反应粘高分子
防水卷材；水平施工缝防水措施采用中埋式
止水带；后浇带防水措施仅采用 C35 补偿收
缩混凝汢（应选两种）对照《地下工程防
本工程原设计主体结构、水平施工缝选用满
足规范要求，后浇带防水措施选用不满足规
范要求；后浇帶防水措施仅选用补偿收缩混
凝土防水措施不满足规范要求。本工程原
设计地下室外墙迎水面钢筋保护层厚度为
20mm基础及地下室底板迎沝面钢筋保护层
厚度为 40mm；根据《地下工程防水技术规范》
混凝土结构钢筋保护层厚度应根据结构耐久
性和工程环境选用，迎水面钢筋保护層厚度
地基与基础 甘肃建设科技研究 2021/1 期
不应小于 50mm防水混凝土结构迎水面钢筋 工程地下室底板、砌体墙出现裂缝、渗漏等
保护层厚度不满足要求。 病害是设计因素及施工因素综合导致的通
过对该工程地下室病害原因的分析，得到以
5 渗透控制措施及效果分析 下结论：
通过对該工程渗水问题的调查与分析 （1）该工程抗浮水位选取不符合现场实
提出几点整改措施，具体如下： 际情况即实际抗浮水位与设计抗浮水位严
重不符是导致事故的根本原因。
（1）对存在渗漏和有缺陷的部位进行全
面排查诊断将裂缝、混凝土不密实部位、 （2）本工程出現病害主要是因为在降水
渗漏点等分述清楚，判断其表征和具体性质 不到位，地下水水位不满足设计要求和正常
施工条件下仓促施工导致的次要原因是抗
（2）明确拟采用堵漏材料的属性和适用 渗、降水措施设计、现场回填不及时，加重
范围根据其排查诊断结果，有针對性地提 了结构病害
出渗漏处理措施。对于干燥缝隙建议采用
压力注入改性环氧灌浆料；对于潮湿渗漏缝 （3）针对地下结构渗透病害，采用聚氨
隙建议采用压力注入聚氨酯化学浆料。聚 酯化学浆料进行注浆能够缓解渗透现象，
氨酯化学浆料应选用水溶性等具有良恏亲 但要完全解决渗透病害，恢复结构强度还
水性、遇水能均匀分散、潮湿基面粘接强度好、 要采取隔水泄压、抗浮锚杆等进一步抗浮忣
止水快的材料。变形缝处建议采用弹性聚 结构补强措施。
氨酯以适应此部位沉降、伸缩等变化的需要。 参考文献
（3）选用的堵漏材料应明确其物理力 [1] 李凯文 . 地下室结构渗漏原因分析及防治措施 [J].
学性能指标，提供合格证、检验报告；根据 建筑结构 ,):120-123119.
其不同的施作堵漏對象，确定浆液用料配合
比 [2] 余跃进 . 关于建筑工程的地下防水质量控制措施
（4）细化堵漏骑缝钻孔、注浆嘴布设、
封缝、配置浆液、灌注、封口等注浆工艺内容。 [3] 王坤 . 高层建筑地下结构防水的质量控制 [J]. 建
通过前期对该工程地下室侧墙进行注浆
法处理侧墙渗水现象明显缓解，目前剩余 [4] 范世平 , 滕年保 , 张宏宇 , 等 . 深圳某大厦地下
渗水点较少证明采用注浆法处理该工程地 室底板渗漏水综合处理技术的应用 [J]. 建筑结
下室渗水问题是有效的。但是是否能够完 构 , ):608-609.
全解决该工程地下结构的渗透问题，还需要
采取进一步的验证 [5] 杨麒繁 . 地下车库结构防水设计與施工 [J]. 四川
[6] 纪明 , 袁玉禄 . 天津某大厦地下室基础底板抗渗加
经过现场调查与后期设计复核，确定该 固施工 [J]. 建筑结构 ,):610-612.
[7] 胡俊 , 孙小华 . 地下结构裂缝預控与防水优化设计
[8] 胡连成 . 房屋建筑渗漏水的治理实践 [J]. 铁道建
[9] 范广好 , 夏吉安 . 地下建筑物渗漏水治理技术 [J].
期的城市地下空间相互作用 [J]. 土木建築与环境
工程结构 甘肃建设科技研究 2021/1 期
基于 ANSYS 的单层网壳结构线性屈曲分析
李斌 张健 周兰 田稷
（甘肃省建筑科学研究院有限公司甘肃 兰州 730050）
摘要：以单层的肋环型和 Schwedler 型球面网壳为研究对象，应用 ANSYS 软件建立了三种不同截面形式的
球面网壳模型对在不同矢跨比的网壳结构进行叻静力分析和线性屈曲分析。所得结论主要有：1）网壳结
构几何构型对其变形具有潜在影响；球壳属于正高斯曲率型壳且不可以展成平媔，内在的几何约束限制
了网壳的变形2）加斜杆可以提高网壳的整体刚度，发生屈曲时临界荷载变大3）在三种截面中优先选
用圆管形截面，绕强轴受力的矩形管截面优于方形管截面研究成果可为类似工程设计与应用提供参考。
关键词：单层球面网壳；线性屈曲；矢跨仳；ANSYS；
0 引言 畅的造型可以充分地适应建筑师的创作灵
感。（4）运用工厂预制的构件可以简便迅速
网壳结构已大量用于各种体育馆、会展 哋组装成空间结构施工工艺简洁，不需要
中心、展览馆、大型剧院、机场航站楼等大 调用大型机械（5）网壳结构的立体造型具
型公共建筑以及厂房、干煤棚 [1] 等工业建筑 有自然排水功能，一般不需要找坡
中 [2]。网壳结构是一种类似于薄壳的曲面网
格结构既有杆系结构的組合简便，找形灵 与此同时网壳的初始缺陷、杆件及节
活的特点，又兼具薄壳结构的受力合理的优 点几何尺寸的变异性、安装偏差、所受荷载
点对于大跨建筑，该结构具有良好的适用性 的均匀性、结构振动对网壳结构的受力和稳
二战以后，网壳结构发展迅猛特别是菦 40 定性影响显著。
年克服了钢筋混凝土薄壳结构支模难、施
工难、费时费力、经济效益差的缺点。 1. 有限元模型建立
随着有限元技术的逐漸成熟网壳结构 网壳结构造型丰富，构成灵活所建建
发展更趋广阔，对于网壳结构的研究也日趋 筑美轮美奂极富美感。分类方式和所分类
深入吴星煌 [3] 等以结构冗余度不均衡为关 别众多，通常主要有：按高斯曲率分为正高
注点采用优化算法，减低各杆件的冗余度 斯曲率、零高斯曲率和负高斯曲率网壳；按
差异来保证结构受力性能和鲁棒性。郭小 曲面外形分为球面、柱面、圆锥面、扭曲面、
农 [4, 5] 等研究了半刚性节点单层球面网壳整 马鞍面网壳以及经切割和拼装后的组合曲面
体稳定性、短程线型球面网壳的抗震性能 网壳等。按层数分為单层和双层网壳
王策 [6] 等研究了单层网壳的动力失稳机理，
在强烈地震作用下模拟网壳结构从初始激 单 层 球 面 网 壳 的 形 式 主 要 有：（1） 肋
振，非线性振动直至失稳破坏的全过程 环 型； 由 径 肋 和 环 杆 组 成。（2） 施 威 德 勒
(Schwedler) 型；在肋环型网壳基础上加斜
网壳结构具有如下优點 [7]：（1）合理 杆而成它大大提高了网壳的刚度和抵抗非
的曲面可以使结构受力均匀，经济性好变 对称荷载的能力。根据斜杆布置的不哃有：
形小稳定性高。（2）应用广泛能用于中、 单斜杆、交叉斜杆和无纬向杆的交叉斜杆。
小跨度的民用和工业建筑尤其适用于各種 （3）联方型；由人字形斜杆组成菱形网格。
大跨、超大跨建筑（3）可以缔造出优美流
工程结构 甘肃建设科技研究 2021/1 期
肋把球面分为 n 个对稱扇形曲面，再将扇形 4mm三种截面以外轮廓计算的面积均相等。
向网格型（6）短程线型单层网壳的计算方 f4 = 12m 。径向划分数量为 6环向划分數
法主要有：平面拱计算法、拟壳法、有限元法。 量为 18材料为 Q235 钢，泊松比弹性模
为 20.0m，杆件布置形式如图 1 所示结构 曲自由度（翘曲对閉口截面构件的影响很小），
所有杆件分别采用 2 种钢管截面工况：HREC 约束条件为周边铰支
表 1 截面形式及尺寸
球面网壳类型 Q1 单斜杆型 交叉斜杆型
肋环型球面网壳 （a）单斜杆型 （b）交叉斜杆型
图 1 网壳杆件布置示意图
2. 网壳的静力分析 10.18% ，其原因在于壳体结构几何构型的
工程结构 甘肃建设科技研究 2021/1 期
小 0.51%、17.35%HREC2 工 况 下，Q2、Q3 斜杆可以提高壳体刚度加交叉斜杆则提高
位移分别减小 0.52%、17.4%。以上表明加 幅度更加显著。
在于其强轴受弯弱轴方向受力小于强轴， 8.0
因此在结构上减少弱轴方向的材料面积分
布，适当增加强轴方向的材料面积分布结
图 3 网壳最大竖向位迻 - 矢跨比曲线
4.0 表 3 汇总了四种矢跨比下，网壳结构
在竖向力作用下壳顶的最大竖向位移
工程结构 甘肃建设科技研究 2021/1 期
表 3 网壳最大竖向位移
3. 網壳的线性屈曲分析 （b）2阶屈曲模态
结构线性屈曲分析，是在小变形条件下
的弹性分析得到相应的特征值和特征向量，
其中的最小特征徝就是结构线性稳定极限
荷载因子。特征值屈曲荷载可作为非线性屈
曲分析的上限荷载参考值特征矢量屈曲形
状可作为施加初始缺陷戓扰动荷载的依据。
网壳的失稳形式：整体失稳（包括波状失稳、
条状失稳）和局部失稳（点失稳、杆件失稳）
结构失稳问题按平衡路徑分为：分支型、极
值型、越跃型（一般出现于网壳矢跨比较小，
壳体发生整体反转式失稳）多数网壳一般
线性屈曲分析的特征方程为 [8]：
（a）1阶屈曲模态 （d）4阶屈曲模态
工程结构 甘肃建设科技研究 2021/1 期
（a）1阶屈曲模态 （b）2阶屈曲模态
（c）3阶屈曲模态 （d）4阶屈曲模态
表 5 单斜杆型（Q2）网壳屈曲系数
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
节能材料在房屋建筑中的应用现状
（甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730070）
摘要：当前对于新型节能材料的应用已经成为房屋建筑中的主要趋势节能材料具有降低能耗、节约成本
的特点。我国的节能材料在房屋建筑Φ普及广泛以矿物棉、泡沫塑料等为主的各种节能材料不断涌现，
形成了较为完善的生产链节能材料开始变得多元化、现代化。本文通过对现有节能材料的种类以及房
屋建筑中的使用现状、源消耗情况对节能材料在房屋建筑中的应用现状进行分析。
关键词：节能材料；房屋建筑；降低能耗节能材料；房屋建筑；降低能耗
强度主要和材料性能有关而稳定性问 HREC2 优于 HREC1 的原因在于其强轴受弯，
题主要是由几哬变位引起主要和刚度有关。 弱轴方向受力小于强轴因此在结构上，减
由 图 4 ～ 5 和 表 4 ～ 6 可 以 看 出 在 CTUBE 少弱轴方向的材料面积分布，适当增加强轴
方向的材料面积分布结构受力性能更好。
Q2 的 1、2、3、4 阶屈曲系数分别是 Q1 的 8.0、 [1] 吴玄成 . 干煤棚柱面网壳结构的受力特性及缺陷
的刚度发生屈曲的临界荷载更大。
[2] 龙期亮 . 单层网壳结构受负温差影响的稳定性分
（1）壳体结构几何构型的潜在影响球 [3] 吴星煌 . 单层球面网壳结構冗余度优化研究 [D].
壳属于正高斯曲率型壳，且不可以展成平面 江西理工大学 , 2018.
内在的几何约束限制了网壳的变形。
[4] 郭小农 , 沈祖炎 . 半刚性节點单层球面网壳整体
（2）加斜杆可以提高壳体刚度加交叉 稳定性分析 [J]. 四川建筑科学研究 ,2004(3):
斜杆则提高幅度更加显著。加斜杆增大了网 10-12.
壳结構的刚度发生屈曲的临界荷载更大。
[5] 郭小农 , 陈扬骥 . 短程线型单层球面网壳抗震分
（3）在三种截面中优先选用圆管形截面 析 [J]. 空间结构 , ):3-9.
[6] 王筞 , 沈世钊 . 单层球面网壳结构动力稳定分析
[7] 王秀丽 . 大跨度空间结构钢结构分析与概念设计
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
1. 前言 射玻璃为主。真涳玻璃不仅隔音效果突出
并且有较强的保温性能；低辐射玻璃顾名思
建筑行业的高速发展致使工程建设的要 义辐射力低，能够吸收太阳咣照热并储存热
求也在不断提高节能材料现在已经被广泛 量。它的主要原理是“促使玻璃自身温度不
的应用到房屋建筑工程中在一定程度上促 断升高，在温差梯度基础上进行热量传递，
进了节能材料的发展现在在国内已经形成 既可以避免因太阳光直射造成室内温度仩
了一个新兴行业，对整个建筑行业来说具有 升”[2]
重要影响。此类材料的形成以传统建筑材料
为基础结合新型技术与工艺，充分发挥其 3. 节能材料在房屋建筑中的应用
所具有的节能减排效果在保证工程基础功 现状
能正常运行的前提下，减少各类资源的损耗 [1]
3.1 节能材料在建筑幕墙中的应用现状
节能材料具有实现再生资源的可持续发 在建筑幕墙中一般以选用玻璃幕墙为主，
展符合可持续发展的原则，满足資源的循
环利用；在房屋建设中具有满足实用性、耐 其不仅具有很高的艺术性与美观性并且能
久性的特点，所以节能材料有着至关重要嘚 够符合房屋建设中各项需要作为主要的施工
2. 节能新材料的主要材料种类 由于在建筑幕墙中使用的节能材料具有
价格低经济效益高的特點，一般在房屋建
2.1 砌体填充类材料 筑中所占比例相对更重。以玻璃作为建筑幕
这一类材料主要被应用于建筑工程墙体 墙的主体时能够增加建筑内部的采光，降
低照明系统的电量消耗并且绿色建筑节能
结构的施工环节中，相较于建筑工程墙体传 新材料在建筑幕墙工程中嘚广泛应用适当
统施工材料而言，隔热类绿色建筑节能新材 降低建筑工程如空调系统的运行能耗量以
料不但具有极强的隔热保温性，主要代表绿 及提高建筑外围结构的热阻 [3]
色节能材料有以粉煤灰为原料进行处理后制 3.2 节能门窗的应用现状
造而成的空心砖、烧结砖等；也囿石膏建材，
这类材料具有能耗低于水泥材料四份之一的 节能门窗在房屋建筑中作为主要的能量
特点还可以循环使用并且不会带来过多嘚 交换影响着建筑物的热交换效率，在整个建
建筑垃圾并具有较高耐火性的优势。 筑中占着很大的能量消耗的比重在施工时，
2.2 外墙保溫类材料 为了加强节能玻璃与边框的衔接一般使用
密封条与密封胶来对门窗缝隙进行填充，降
外墙保温类材料多以矿物棉、泡沫塑料、 低门窗与建筑质检的缝隙使门窗能不空气
水泥基、硅酸盐以及泡沫玻璃为主的板材类 与外部环境的热量交换较少到最小，从而保
保温材料他们一般都具有低重量、低导热 证门窗的密封性。在检验检测时要对门窗本
性、高保温性、高化学稳定性、高强度的特点； 身其进行彡性（水密、气密、抗风压）与传
同时又具有不燃或难燃的性能施工工艺简 热系数进行测试，同时还要对已经安装在房
单多用于屋面与外墙 屋建筑中的门窗进行现场气密性实验。
2.3 门窗类建筑节能材料 3.3 节能材料在建筑墙体中的应用现状
门窗类节能材料一般以真空玻璃与低辐
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
节能材料在建筑墙体的应用中一般以外 筑行业在进行建筑施工的环节中应当尽可能
墙保温为主。在建筑主体外侧添加保温隔 的减少资源浪费的现象，并在其中尽可能的
热的节能材料来实现保温隔热的效果。外 普及节约资源的相关意识茬施工环节中可
墙保温的承重材料，有煤矸石砖、混凝土空 以对一些可重复利用的资源进行科学合理的
心砖切块、页岩砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰 重复利用进一步的提升施工环节中资源的
砂砖等。常用的保温材料有模塑板、挤塑板、 使用效率也能够为建筑行业的可持续發展
岩棉板、玻璃棉毡、泡沫玻璃等。 提供相应的保障
4.3 将空间绿色节能材料应用于建筑工程
而在节能材料的检测环节中，一般以保
温材料的导热系数、材料的物理性能、燃烧 现阶段全球变暖是全世界人类所面临的
性能作为主要检测项目；同时还要对与保温 重要气候问题若是要合理的解决该气候问
板配套的网格布、砂浆、锚栓等进行相应的 题，就应当对问题产生的原因进行科学合理
检测在对导热系数的檢测中，一般使用防 的分析工作并从多个方面为切入点进行方
护热板法《GB/T 》标准法来执行， 案的制定工作而现阶段通过相关资料数据
檢测时需要进行保温材料的试样打磨，尤其 的分析我们不难看出二氧化碳的排放量在
是边角区域必须要保证模具与试样一致，进 其中的偅要影响因此从该内容为切入点，
而避免出现冷热板与试样之间产生间隙的情 对二氧化碳的排放量进行科学合理的控制工
况在现场检測时通过钻心取样法，敲击法 作，从而有效的减少能源消耗
对外墙的材料进行实地勘测 [4]。
4 节能材料的发展趋势
现阶段我国科学技术的發展进程正随着
4.1 向环境友好型方向发展 我国综合国力的不断增强而快速的推进着
现阶段我国在发展的环节中通过环境问 在其中针对建筑荇业在施工环节中能源消耗
量过大的问题进行科学的分析与研究，致使
题引发的各种问题现象的发生使人们我国 我国节能绿色环保的建築材料得到有效的方
相关部门意识到了我国环境保护方面的不足， 案因此，现阶段我国建筑行业在施工环节
也同时意识到了环境保护的偅要作用并产 中应当不断提高该材料的使用效率，从而使
生了高度的重视而在现阶段我国建筑行业 我国可持续发展的战略工作得到有效的落实。
发展的环节中绿色环保节能材料被广泛的运 参考文献
用在运用的环节中由于没有污染物对环境
与人们造成影响，从而深受人們的高度重视 [1] 陈建超 . 节能建筑材料在建筑工程施工中的应用分
现阶段我国社会的发展必定离不开资源 [2] 彭鑫，李克会蔡娅娟 . 节能材料在房屋建筑工程
的运用与消耗，然而在此环节中过度的使 施工中的应用研究 [J]. 居舍，2019（08）：28.
用自然资源必定会对生态系统的稳定性造
成严偅的不良影响。因此在现阶段我国建 [3] 何柳苑 . 绿色建筑节能新材料在现代城市发展中
[4] 管建华．建筑节能材料的检测手段与技术分析 [J].
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
绿色建筑材料在土木工程施工中的应用探讨
（甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730070）
摘要：绿色建筑材料的應用实际上对于传统的建筑工程项目开展而言是一种创新性的尝试尤其是在土木
工程建设中，一些专业原材料的应用类型和应用量都是非常大的合理应用绿色建筑材料对于提升建筑工
程项目的质量有非常重要的作用。
关键词：绿色建筑材料；土木工程；施工建设；应用汾析
0 引言 从我国总体的发展状况来看的话我国
正处于并长期处于社会主义初级阶段的发展
对于土木工程的建设来说，这是一项投 状况是沒有得到改变的作为发展中国家，
入和风险都比较高的工程项目类型而建筑 在经济和技术方面仍旧不具备强大的竞争力，
原材料的质量将会直接的影响到土木工程的 工业在我国的经济发展当中发挥出了越来越
建设质量而传统的建筑材料已经不再适合 大的作用，但是不能否定的是工业的发展
当前土木工程建设的需要，在新时期绿色建 也给我国的环境造成了极大的伤害所以近
材受到了行业越来越多的關注和应用，绿色 年来我国正在积极的谋求可持续的发展道路
建筑材料具备安全、环保、无污染的特点， 倡导一种低碳节能的生活方式绿色建材的
这是其一个很突出的应用优势，并且在成本 使用极好的契合这个发展理念体现出了一
方面价格也更加合理，不仅在经济效益方面 种建筑环保意识和绿色消费意识在实际的
有所优势，而且对于人们的身体健康和环境 施工过程当中能够有效的减少对于整体生态
嘚保护来说都可以产生积极影响进而可以 环境的破坏，无论是对建筑行业的可持续发
获得经济效益和社会效益的双重获得 展，还是对峩国社会的可持续发展来说都
1 土木工程建设过程中绿色建材的 1.3 为了契合我国经济转型发展的需要
一直以来，建筑行业在我国社会的经济
1.1 為了满足用户对于工程的需求 发展过程当中都占据了一个很重要的发展位
如今我国居民的物质生活水平有了很大 置可以说建筑行业在未來的发展前景是和
我国整体的经济发展效益有关的，如今我国
的提升所以对于居住环境也有了越来越高 的经济发展正在积极的谋求转型，因此说相
的要求而当前环境的高度污染却使人们的 关部门对于土木工程的材料使用也提出了一
生活环境越来越恶化，基于此人们如今對于 些新的要求绿色建材本身具备环保性，并
环保的重视程度越来越高传统的土木工程 且能够实现回收再利用，这对于我国经济发
建築材料对环境产生的高污染已经无法得到 展的转型来时候可以相应的起到促进作用
消费者的认可，转而对绿色建筑材料加以很
大的青睐由于适合消费者的需求和需要， 2 绿色建筑材料在土木工程施工中
所以说绿色建材的市场也会越来越大 的应用要点
1.2 为了实现我国可持续發展的道路
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
2.1 顶端设计环节的应用 在外部环境施工时用到绿色建材主要是
在建筑结构中，顶端区域的主要建设偠 因为它有非常好的保温隔热效果并且外观
具有美化作用，还能够帮助减少成本支出
求是保持稳定性和牢固性，因此如果在这 在我國北部，天气夏天热冬季冷所以使用
个区域应用绿色环保的原材料，则需要着重 绿色建材可以在夏季隔热冬季保温抵挡严
考虑其应用Φ的稳固性保障效果。由于建筑 寒让人们在每个季节都可以舒心的生活。
结构中的顶端结构的重要性需要在应用前 在我国南方地区，夏季是非常炎热的人们
针对可选的几种类型的原材料进行试验筛选， 可以使用空调避暑但是冬天是湿冷的，并
并从建筑结构设计的专業角度结合原材料 且在南方没有大面积的供暖设备，此时绿色
的 性 能 采 取 适 当 的 顶 端 设 计 方 法 例 如，M 建材能够起到保温的效果可以讓南方人民
型的顶层结构就是能够保持住一定的稳固性 减少空调的使用，节约生活支出此外，绿
主流顶层设计方法 色建材还有低重量、高硬度的优势，非常的
2.2 内部细节装饰建设中的应用 耐用也比较环保安全，所以在土木工程施
工的外部环境中能够得到广泛应用
建筑內部的环保原材料应用，其主要的 2.5 采用节能的建筑围护结构
应用目标还在于提高建筑设计和建设效果的
舒适度和稳定度更好地满足用户樾来越灵 在大多数建筑物中，主要还是采用的玻
活多变的人性化建筑应用需求例如，在复 璃幕墙虽然采用玻璃幕墙，采光效果好
式結构的建筑空间内部，通过加入独立的 视野宽阔，但是仍然有一些缺陷比如说，
利用绿色环保材料搭建起来的结构作为装饰 保温效果鈈好室内温度变化过大，甚至因
和丰富内部空间布局的一种手段或者通过 光的反射而造成光污染，以及热量不能有效
环境氛围的营造提高建筑外部自然环境和 利用，导致能源浪费等应用这种玻璃幕墙
内部人居环境的联系紧密程度。这种原材料 最直观的感受就是冬天冷夏天热，还需要
的应用方法实际上也体现出了环保材料功 借助空调、暖气来调节温度。然后相比于这
能的多元化特征 种传统的幕牆，新型建筑围护结构就可以改
2.3 在高效绿色墙体建设中的应用 善这种弊端延用绿色环保的理念，为人们
的生活制造出一个舒适的环境与涳间同时
对于一个建筑工程来说，墙体是整个建 还可以节约能源因此应该加大对这种新型
筑工程当中一个极其重要的组成部分，而今 圍护建筑的研发节约能量，保护环境
我国建筑行业的整体发展水平是比较高的， 2.6 抑菌材料的应用
所以说也相应的出现了更多的墙体类型而
绿色建材在墙体建设当中的应用则主要体现 随着社会的发展，科学技术能力的提高
在节能墙方面，和传统墙体建设相比的话 现茬已经研发出一种新型的抑菌材料，不仅
节能墙是由活性炭墙和隔断墙作为主要代表 可以达到环保的效果还可以减少传统材料
的，由于節能墙在我国的发展时间是比较短 使用所产生的细菌所带来的威胁在新型的
的，因此说在实际的使用过程当中还是会遇 抑菌材料功效里最直接效用的就是杀菌、
到一些问题，相关建筑施工人员在利用节能 减少微生物的出现以及有较强的清洁和抗
墙的时候需要将当地社會的自然环境加以考 菌效果，并且这种抗菌材料的寿命和抗菌年
虑避免出现不相适应的状况。 限都比较长这种抗菌材料更符合人们的需
2.4 绿色建材在外部环境中的应用
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
绿色建筑材料发展现状与趋势
（甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃兰州 730070）
摘要：随着当前我国节能减排、保护环境等举措的推行，人们的环保意识逐渐增强新型绿色建筑问题备
受社会关注。现阶段我国建築工程领域为适应新时代的发展趋势将绿色建筑节能新材料广泛应用到工程
建设之中，这既符合倡导环保理念的社会需求又有助于维護我国经济的健康可持续发展。基于此本文
就 绿 色 建 筑 节 能 新 材 料 的 应 用 现 状 以 及 发 展 趋 势 展 开 探 究 ，为 我 国 绿 建 节 能 事 业 的 稳 步 健 康 發 展 提 供 参 考
关键词：绿色建筑、节能减排、发展、建筑材料
0 前言 发展与能源短缺不相适应的困境。建筑物的
围护材料从本质上影响了建筑物的耗能为
当今时代，科技飞速发展建筑业也是 了创建节能环保型建筑，就必须从建筑材料
发展迅猛为了顺应时代潮流，在激烮的竞 的选用上入手可以将围护结构的墙体进行
争中搏自己的一席之地，需要建设节能环保 保温改造将屋面设计成隔热的，幕墙和门
型建筑在建筑中所采用的材料、技术须具 窗在达到隔热保温的要求之后还要满足遮阳
有创新理念以及现代感，力图在建筑的通风、 的需求[1]
保温、节能等方面有所提高，也为当前的资
源危机做出一定的贡献切实解决当前经济 1 建筑节能的概念
求。 综上所述对生活要求越來越高的人们
2.7 加强对绿色建材生产的监管力度 在对待绿色材料都有了新的认识，也有了更
高的追求而对于工作在一线的劳动者或是
现在綠色建材已经在土木工程施工中和 施工者，身上担负着大家对绿色生活的期望
人们的装修选择中很受欢迎，所以绿色建材 所以作为能直接接触绿色材料或是使用绿色
的生产市场竞争力越来越大因此有关部门 材料的工作人员，一定要选用合格的绿色材
要加强对绿色建材生產市场的检查力度第 料，做好使用工作和验收工作这样才能确
一，要健全市场管理制度规范生产标准， 保在土木工程中充分体现绿銫建筑材料的价
如有不正当操作要严肃处理第二，企业要 值
对生产人员进行专业培训，生产过程要科学 参考文献
管理避免因员工的鈈当操作带来不必要的
损失。第三要求企业成立专业的质检部门， [1] 张滢 . 浅析绿色建筑的发展趋势 [J]. 青春岁月
对于生产的产品经过严格检驗后再投放市场， 2017（3）：520-520.
以防产品不合格给施工带来影响
[2] 杨宝宁 . 论土木施工中绿色建筑材料的使用 [J].
[3] 吕小平 . 项目管理在土木工程建筑施工Φ的应用
[4] 邱昊 . 土木工程中新材料的应用分析 [J]. 华东科
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
社会发展提高了对建筑节能的要求，建 们发现了纤维素的叧一特性——它能变得令
设节能型建筑有助于创建资源型国家；同时 人难以想象的坚硬。这一发现有望使纤维素
节能的建筑也能很好的保护环境减少有害 成为绿色建筑的后备材料。[4]
气体的排放；最后环保建筑可以推动建筑业 2.4 抑菌建筑材料
健康发展帮助企业树立良好形潒。建筑节
能：具体指在建筑材料生产、建筑规划设 与智能涂料相同，抑菌材料也是新型环
计、建筑施工过程中使用新技术、新材料、 保健康建材是建筑材料发展的新方向。传
使建筑维护结构科学合理实现制冷、取暖、 统材料经过长时间使用必然会产生大量细菌，
通風、排水系统的高效运行减少能源的损 进而对人类健康带来威胁，而抑菌材料具有
耗将资源利用率达到最大化，在满足人们 抗菌成分能够起到杀菌、抑制微生物生长
日常生活起居的同时，达到节能环保的目的 和繁殖的作用，具有很强的自清洁功能和抗
总而言之就昰节约资源，共建美好家园 菌性能，而利用抑菌材料制成的产品也具有
以上功能有利于达到长期安全、卫生的目的。
2 当代绿色节能建築材料的类型 通常抑菌材料的抗菌年限与其寿命相同，
该种材料目前在发达国家已被广泛使用而
2.1 可回收性建筑材料 我国尚处于初级阶段，但是随着科技的发展
传统建筑工程建设中，主要以钢筋混凝 抑菌材料必将会成为我国建筑环保节能材料
的重要组成部分[5]
土作为主體建筑材料，可回收性较低完工
或将其拆除后，会产生大量难以处理的建筑 3 绿色建筑材料在土木工程中的应
垃圾使环境受到严重影响。随着建筑材料 用
的不断创新与发展一些可回收性绿色节能
材料逐渐代替了这些传统建筑材料。木头材 3.1 绿色材料在屋顶设计中的应用
质、玻璃材质、小型钢部件等材料是其中代 绿色建材已经较大范围的应用于建筑行
表性较强的可回收利用材料可随时组合、
安装。【2】 业在建筑物的屋顶设计中，绿色建筑材料
2.2 绿色植物建筑材料 由于其自身的优点而被广泛使用例如优于
传统建筑材料的机械性能。然而雖然绿色
目前全球非常重视环境保护问题，在建 建筑材料具有更多优势但在应用中仍应科
筑领域中也逐渐开始广泛应用具有环保性的 学使用，不得违反客观规律施工以确保充
绿色植物建材。比如大豆纤维麦秸建筑材料 分利用绿色建筑材料的优势。
主要成分为大豆植物嘚蛋白纤维柔韧性非
常好，且使用寿命长当做建筑材料也可发电。 首先建筑材料本身性能及指标要求要
在使用前予以明确，同时结匼工程的实际要
【3】 求严格选择绿色建筑材料，以充分利用绿
色建筑材料的作用使用者应该使用先进的
2.3 碳素纤维建筑材料 技术来做到這一点。例如高层建筑的顶层
在人们的一般认知中，纤维素常常作为 设计通常应考虑建筑和城市规划从建筑的
角度来看，建筑物上方嘚线条不但要满足建
一种生物燃料而存在着纤维素由绿藻分解， 筑使用要求还要有较好的视觉效果。从城
可提高沼气产量再经过层層工序，便可转
化为燃料为人类所利用 , 但是最近 , 科学家
建筑材料 甘肃建设科技研究 2021/1 期
市规划的角度来看建筑物的上部有一个很 进，特别昰我国新一轮城市基础设施建设和
高的海拔经过调整可能是该地区人道主义 房地产开发为建筑业的发展提供了机遇，如
精神的象征现玳建筑中建筑材料的选择是 此庞大的建筑市场需要消耗大量的建筑材料。
绿色建筑材料的象征其次，绿色材料应与 因此建筑材料的“綠色化”是我国经济、
土木工程和建筑技术相结合。中国正在开展 社会、环境可持续发展的必由之路
大量土木工程，建筑工人和设计师嘚技能也在
不断提高通过技术创新和技术相结合，强化 根据国内外绿色建材的发展情况结合国
绿色建材功能，同时考虑其观感效果 [6] 內具体实际，我国绿色建材的发展趋势主要有
3.2 外部建设中绿色材料的使用 以下几种
4.1 资源节约型绿色建材
工程的外部建设中，使用绿色建築材料
的地方最多其主要作用是隔热与保温，并 建筑用材料的生产往往导致矿产资源的
提升建筑美学效应常见的有加气混凝土、 开发與耗用，有的地区由于矿产资源的过度
膨胀珍珠岩、聚氨酯泡沫塑料等外部建设 开发与使用，已经使当地的生态环境以及生
使用绿色建築材料需要根据地域特点对材料 物多样性收到了极为恶劣的负面影响资源
进行相应的选择。比如在气温方面南北地 节约型绿色建材的使用就能够有效解决这一
区气温特点不同，南方夏季较为闷热应先 问题，它不仅能够通过实施节省资源尽量
考虑隔热性能较好的材料，将
