防护设计

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防护设计范文第1篇

关键词：系留气球；防雷；系留缆绳；地面设施

1 概述

系留气球作为一种浮空器，通过气囊内部充灌升力气体（氢气或氦气），使得空气浮力（静升力）超过自身重力，从而升空工作，升空以后被系留缆绳约束在固定区域。一般工作在海拔4000米以下的空中，高空中气象环境比较复杂，系留气球系统停留在高空，遇到恶劣天气，遭受雷击的概率比较高。可靠的系留气球系统防雷保护是系统安全运行的前提。

2 系留气球防雷要求

2.1 常规系留气球组成

系留气球一般由升空部分（球体）、系留缆绳和地面系留设施组成。

升空工作时，球体通过系留缆绳与地面系留设施连接，定点停留在空中某一区域内。（如图1）

2.2 系留气球防雷要求

系留气球的防雷设计是一个综合性工程。对于系留气球，雷电防护设计应考虑4个部分：（1）雷电附着防护设计；（2）雷电直接效应防护设计；（3）雷电间接效应防护设计；（4）地面设备及人员安全防护设计。

文章主要探讨系留气球的雷电附着防护设计、雷电直接效应防护和地面设备及人员安全防护设计，雷电间接效应防护主要通过对设备和接口进行二次防雷设计实现。

参照系留气球的组成部分，整套系统的防雷需要从3个部分考虑：球体、系留缆绳、地面系留设施。

2.3 系留气球防雷设计依据

系留气球雷电防护没有专用的参照标准。因同时具备升空设备和地面设备，在进行防雷设计时，可以借鉴飞机雷电防护和地面建筑物雷电防护相关标准，常用的主要有：

（1）国标：GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》；（2）国军标：GJB 3567-1999《军用飞机雷电防护鉴定试验方法》；（3）IEC关于地面建筑雷电防护设计的相关标准。

3 球体防雷设计

3.1 球体在空中年遭雷击次数估算

3.1.1 估算方法

球体在空中遭雷击的次数n主要由环境因素、雷击有效面积和时间系数决定。可通过经验公式估算：

n=N・K・S （1）

式中：N为环境因素；K为时间系数；S为雷击有效面积。

3.1.2 环境因素

环境因素N反映的是系留气球所在地雷电发生频率。这一因素通常用该地区单位面积上年平均遭雷击次数来表示。对在空中的飞行器来说，雷击次数n是由一年中“云-地”雷电雷击总次数n云地、云间和云内雷电的雷击总次数n云云累加得到的。

由于系留气球工作高度一般在4000米以下，所以通常只考虑“云-地”雷电雷击总次数n云地。n云地与系留气球工作所在地的雷击天数D天或雷击时数D时有关，两者的关系式为D时=（2～3）・D天。D天和n云地之间的对应关系见表1。

表1 一年中“云-地”雷电雷击总次数与雷击天数对应关系

3.1.3 时间系数

时间系数K表示系留气球的使用率，计算公式为：

K=T滞空/T年 （2）

式中：T滞空为一年内气球滞留在空中的时间；T年为一年的总时间

3.1.4 雷击有效面积

雷击有效面积S取决于物体的几何和结构特征。雷击有效面积可通过经验公式计算：

S=100・L2 （3）

式中：L为系留气球的最大尺寸，一般指系留气球的总长。

3.2 防雷形式的选择

系留气球虽然也是一种飞行器，但与一般飞机完全不同。一般飞机都是全金属外壳，且具备大量金属骨架，具备理想的雷电防护条件，只要通过一些不太复杂的设计，就可以实现雷电流的泄放。当飞机遭遇雷电时，雷电流从一个尖端进入后，能快速从另一个尖端泄放，其金属骨架和外壳不但能够承受强大雷电流冲击，还能起到屏蔽作用，保护飞机内部的设备不受雷电流的电磁感应干扰。而系留气球的球体一般采用纤维材料，不具备导电性，防雷设计时就不能沿用飞机防雷的设计方法。

当系留气球的尺寸较小时，可以考虑采用避雷针的方式进行雷电防护，但是目前国内外具备长时间留空能力的系留气球产品中，都是体积和尺寸偏大，采用避雷针的防护方式很难对整个球体覆盖完全，所以对常规系留气球进行雷电防护设计时，要综合考虑球体尺寸、材料与防雷装置的布置安装。参照建筑物的防雷设计原理，选择笼式避雷网对整个球体进行雷电保护比较合适。采用笼式避雷网主要优点有：

（1）雷电防护范围可以对系留气球产品全面覆盖。（2）可以避免球体受到闪电侧击，雷击“绕击”的危险。采用避雷针、消雷器等方式不具有这种优点。（3）可以起到良好的屏蔽作用。笼式避雷网虽然难以完全隔离闪电的脉冲电磁场的侵入，但是能够非常有效地削弱雷电磁场，对球载仪器设备起到了保护作用。

3.3 防雷设计

3.3.1 避雷网的布置

笼式避雷网就是在系留气球外表设计一层金属网架。由于气球材料一般不抗雷电，雷电导致避雷网产生过热易损坏球皮，此外避雷网熔化物可能导致避雷网与电荷通路的基座接触从而损坏球皮，所以避雷网不能直接安装在球皮表面，需使用绝缘支座将避雷网支离球皮表面适当距离，距离大小根据球体大小和防雷电强度进行选择。这样避雷网可以使来自气球上方的雷电先行直接附着，从而保护暴露在球皮表面的金属件免于雷电直接附着。

避雷网结构主要由支座和避雷索组成，球体上布置要求是能使整个球体处于避雷网的保护之中。因为系留点处汇流环是一个现成的避雷装置，所以避雷网的分布主要考虑球体上部。用于支撑避雷网的支座数目根据球体尺寸和其表面张力大小确定。系留气球防雷设计典型布置如图2所示。

3.3.2 避雷索的设计

（1）材料选择

避雷索材料选择要求：避雷索由于雷电电流通过而产生的过热与单位能量 i2dt（J/？赘）成比例，过热不应使其温度高于极限温度，避雷索不会由于过热导致其熔化、软化或失去机械硬度。

铜、钢、不锈钢等材料制成的金属索都可用做避雷索，选取时还需综合考虑其外部使用环境和机械性能。建议使用不锈钢或带抗腐蚀涂层的钢作为避雷索。

（2）避雷索直径的计算

将导电过程视为绝缘的，避雷索的横截面面积必须满足下式要求：

（4）

式中，？籽为电阻率，单位为？赘・mm2/m； i2dt为单位能量，单位为J/？赘；a为密度，单位为g/cm3；c为比热容，单位为J/g・K；T为允许的过热度，单位为K。

4 系留缆绳防雷设计

4.1 系留缆绳结构形式

系留缆绳是系固气球和向球载设备供电的关键设备，对拉力、重量、防雷等方面有很高的要求。主要功能有：承受系留载荷、电力传输、防雷击保护（提供雷电泄放通路）；还可以内含光纤提供通信通道。

4.2 系留缆绳年雷击次数估算

计算雷击缆绳次数时也只需考虑“云-地”雷击。参照公式（1），环境因素N、时间因素K的计算选择与球体相同，为了计算雷击缆绳的有效面积S索，假设雷击缆绳集中在边长为A和B的长方形面积上。

S索=A・B （5）

式中，边长A由缆绳长度和气球工作高度决定；边长B等于气球最大半径的100倍。

代入公式（1），就可估算出系留缆绳年雷击次数。

4.3 系留缆绳泄雷设计

一般系留缆绳都将雷电泄放线设计成网状结构，其截面积大小根据防雷要求、雷电泄放线材料特性和系留缆绳允许过热可以计算得到。

雷击系留缆绳时，由于电流经过雷电泄放线会引起过热，雷击处雷电泄放线将被侵蚀，过热取决于单位能量：

（6）

式中，im为雷电电流；tm为电流持续时间。

参照雷电泄放线材料特性和系留缆绳允许过热，即可计算出最小截面积要求。

5 地面系留设施防雷设计

地面设施防雷设计相对比较简单，就是需要做好接地设施，主要注意事项如下：

（1）建立良好的接地系统，使接地电阻尽量小，地电位衰减尽量平坦。

（2）雷电泄放线必须经电缆绞盘良好接地，中间不允许有任何断裂和缝隙。

（3）地面工作舱必须是金属外壳，并良好接地，形成法拉第屏蔽，使舱内电位为零，保证工作人员安全。

（4）雷雨天气工作人员必须呆在工作舱内。如必须走出舱外，则应注意雷击时跨步电压的伤害，尤其不允许站在地面上而手却接触到车上已接地的金属体，必要时可在舱外铺设金属板形成等电位通道。

6 结束语

系留气球的雷电防护系统用来接收雷电并通过系留缆绳的泄雷网将其传递到地面系留设施的接地回路中，以保证球体和缆绳结构免受损伤，保证球上设备和地面设备的正常工作。此外，它还起到保护气球系统免受静电影响的作用。

根据上述设计思路，对实际情况加以分析、计算，基本上可以为所设计的系留气球设计出满足使用要求的雷电防护系统。

同时，由于雷电具有很大的不确定性，从安全性考虑，应尽量避免设备遭受雷击，在系留气球的使用过程中，可以通过气象预报避免在雷暴天气升空、地面采用避雷塔保护等措施，降低设备遭受雷击概率。

参考文献

[1]机械工业部.GB50057-94（2000年）.建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2000.

[2]国防科学技术工业委员会.GJB3567-1999.军用飞机雷电防护鉴定试验方法[S].北京：航空工业部第三一研究所出版社，1999.

[3]国际电工委员会IEC/TC81防雷技术分会.IEC61024-1-1990.建筑物的雷电防护[S].1990.

防护设计范文第2篇

关键词：防护栏杆可踏部位设计

中图分类号：TU2 文献标识码：A

随着人民生活水平不断提高，人们对建筑装饰提出了更高的要求。作为建筑装饰一大亮点的建筑护栏也一改往日的单一形式而变得多姿多样，已由过去传统的木质、型钢、铁艺栏杆发展到不锈钢、玻璃、PVC、尼龙钢芯结合等等材质各异、造型优美的各式栏杆。但栏杆的千变万化首先都应是否有安全感为前提，故国家颁布的相关设计规范对其强度、高度、间距都有严格的要求。

一、对建筑可踏部位防护栏杆的规定

1.防护栏杆的强度规定

日常生活中，栏杆常会被人依靠或推压，因而，《民用建筑设计通则》规定：栏杆应以坚固、耐久的材料制作，并能承受荷载规范规定的水平荷载。因此，设计人员应慎重选择栏杆材质并详细注明构造做法，满足规范的强制性规定的要求。

2.防护栏杆的高度规定

阳台、外廊等临空处栏杆高度应超过人体重心高度，才能避免人体靠近栏杆时因重心外移而坠落。因此，1980年根据有关单位对我国14个省人体测量结果，国家规范对防护栏杆高度设置作出如下规定：临空高度在24m以下时，栏杆高度不应低于1.05m,临空高度在24m及24m以上（包括中高层住宅）时，栏杆高度不应低于1.10m；

规范还要求栏杆离楼面或屋面0.10m高度内不宜留空；并且注解中还明确规定，栏杆高度应从楼地面或屋面至栏杆扶手顶面垂直高度计算，如底部有宽度大于或等于0.22m,且高度底于或等于0.45m的可踏部位，应从可踏部位顶面起计算。上述栏杆高度的规定，是指其净高，设计时应掌握这些关键数据及地面材料做法的高度，防止因做法变换使厚度增加导致栏杆高度实际降底的情况。应当还看到，随着我国国民经济的发展，人民生活水平的提高，尤其是青少年的身高有普遍增加的态势，因此，2009年新版《全国民用建筑工程设计技术措施》中就要求幼儿园、中小学及儿童专用活动场所的阳台和屋顶平台防护栏杆的高度不低于1.2m,故设计人员在设计时，要将用于一般场所使用的栏杆高度规定作为一个最低值来控制，适当提高栏杆的高度，是基于这一发展状况的体现。

3.防护栏杆竖向杆件净距的规定

住宅、托儿所、幼儿园、中小学及少年儿童专业活动场所的栏杆必须采用防止少年儿童攀登的构造，当采用垂直杆件做栏杆时，其杆件净距不应大于0.11m；文化娱乐建筑，商业服务建筑、体育建筑、园林景观建筑等允许少年儿童进入的场所，当采用垂直栏杆做栏杆时，其净距也不应大于0.11m,。规范的这两款规定是为保护少年儿童生命安全。因近几年，在商场等建筑中，有的杆件垂直杆件间的净距在0.20m左右，时有发生儿童坠落事故，因此，设计时要将此“

小节”作为重要问题对待。

二．可踏部位防护栏杆的设计建议

设计者在设计可踏部位防护栏杆时，应从实际使用角度出发，为确保安全，区分建筑种类，并考虑不同人体的需求，以满足对现代

建筑使用性、针对性、安全性的要求。下面以住宅设计为例谈谈安全防护栏杆设计。

1.窗户的安全防护问题

没有邻接阳台或平台的外窗窗台，如距地面净高较低，容易发生儿童坠落事故。故《住宅设计规范》（GB50096-2011）中5.8.1条规定当窗台距楼面、地面的净高低于0.90m时，应设置防护设施（构造做法见图1）。

规范对设置凸窗的住宅作了如下规定：窗台高度低于或等于0.45m时，防护高度从窗台面起算不应低于0.90m；可开启窗扇洞口底距离台面的净高低于0.90m时，窗洞口处应有防护措施。其防护高度从窗台面起算不应低于0.90m；从以上规定中可以看出窗户的安全性能除了取决于窗户的材质本身外，还取决于窗户的高度，所以就要求我们在设计中要重点考虑。

2.住宅阳台栏板或栏杆的安全防护设计

关于阳台，《住宅设计规范》规定：阳台栏板或栏杆净高，六层及六层以下不应低于1.05m；七层及七层以上不应低于1.10m。封闭阳台栏板或栏杆也应满足阳台栏板或栏杆净高要求。七层及七层以上住宅和寒冷、严寒地区住宅宜采用实体栏板。近年来阳台封闭现象比较普遍，一些工程在设计阶段就按照封闭阳台设计，如寒冷、严寒地区住宅的阳台几乎都设计成封闭阳台，并且阳台采用实用栏板，主要可以防止冷风从阳台灌入室内，还可以防止物品从过高处的栏杆缝隙处坠落伤人。现在严寒地区生活阳台采用低栏板的住宅越来越多，主要考虑与其相邻的客厅或起居室采光，通风效果更好，因此，这就要求设计人员在低栏板的扶手上加设防护栏杆来满足设计规范的要求（构造做法见图2）

。

3.住宅阁楼晒台的安全防护设计

对于上人屋面的安全防护问题也同样要考虑到栏杆和女儿墙的净高度要求和净距离要求，尤其是屋面的做法厚度比较高，更是要注意满足净高的要求。因此，设计人员在设计时，应该是扣除掉构造做法的厚度，保证规范要求的高度（如图3所示）。

4.住宅楼梯的安全防护设计

对于楼梯的安全防护来说主要从栏杆的高度和梯井的宽度来考虑的。规范规定：扶手高度不应小于0.90m；楼梯水平段栏杆长度大于0.50m时，其扶手高度不应小于1.05m；楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于0.11m；楼梯井净宽大于0.11m时，必须采取防止儿童攀滑的措施。

三．结束语

在设计建筑护栏时要充分考虑护栏的美观、成本和安全性。由于护栏的设计种类很多，不可能对每种情况作出具体规定，设计人员应该从实际情况出发针对不同的建筑结构和所使用的人群，合理计算可踏部位，科学有效地设计护栏结构，从根本上有效地解决护栏带来安全隐患。

参考文献：

防护设计范文第3篇

关键词：城市绿地系统规划;防护绿地;城市公园;生态设计;骨干植物

在我国快速城市化的进程中,原有城市绿地系统规划的防护绿地随着城市扩张,其周边用地性质会发生改变,其绿地的防护功能会相应转变为其他绿地功能,如公园绿地、生产绿地、附属绿地等[1]。其中最主要的是改建为公园绿地,从而增加城市公园绿地面积、人均公园面积等指标,使城市绿地更好地服务于城市居民[2]。

城市绿地系统规划的防护绿地一般为单一树种林,如杨树、柳树、槐树等,在公园改建过程中,主要面临着低成本、快速成型、如何利用现状、整体建设的可实施性等特殊问题。在公园设计的行业规范中,城市公园中,建筑占地不超过5%,道路广场不超过10%,绿地不小于65%等。在防护林中,因其特殊性,大多数是临主干道、河流、铁路等区域。因此,改建的费用主要是地形和植物,地形和植物的设计在防护林改建中占主要的地位。

1城市防护绿地改造的作用与意义

1.1提升城市绿地系统的效率

在城市化的进程中,原有城市绿地系统规划的防护绿地会随着城市扩张而改建为公园绿地、附属绿地等。因此,新的城市绿地系统规划的空间布局、结构会在新的城市总体规划下进行更合理的布置、构筑,从而使其更有效、更合理地服务于城市居民。

1.2提升城市绿化水平

由于城市防护绿地改为公园绿地等,这样增加了城市公园绿地面积,扩大了公园服务半径范围,提升了人均公园绿地面积。

1.3美化城市景观

改建中增加树木的种类和品种,有各种观赏树木和花草的组合,形成美丽的景观,在美化城市景观上作用显著。

1.4提升周边价值

在当今城市土地资源愈加稀缺的情况下,公园绿地的价值无疑更加宝贵。一定面积的公园绿地可以改善居住和投资环境,使公园周边的不动产升值。

2城市防护绿地改造的设计原则

根据城市园林设计理论,城市防护绿地改造为公园绿地的设计,必须从公园的综合功能要求、环境质量要求和游人活动休憩要求出发,既要保证良好的环境生态效益,又要达到人工艺术美与天然美的和谐统一[3]。其设计原则主要为:

2.1低碳经济和节能可持续的思路

在低碳经济、可持续经济发展的背景下,可持续和低成本的园林是未来的趋势,作为城市基础设施的城市绿地更应采用生态节能、可持续发展的设计,符合时展的要求。

2.2符合生态园林的思路

随着科技的飞速发展,人们日益面临着工业化和城市化所带来的生存环境危机,客观上要求公园设计必须符合生态园林的思路。

2.3满足人们休憩游乐的需要

城市公园作为城市公共绿地的重要组成部分,其主要功能之一就是满足市民休憩游乐的需要。

2.4符合园林美学原理

城市公园的景观设计必须同园林美学相一致,园林美主要包括单体美和群体美2个方面。

3北京顺义新城中心公园景观设计分析

3.1公园入口景观设计

公园的入口包括主要入口和次要入口,北京顺义新城中心公园南邻顺义减河,北邻顺义新城政府行政中心,东临潮白河森林公园,西临过境铁路。在设计中,入口采用与周边环境无缝对接的方式,采用主入口和多次入口组合的方式来满足城市居民不同层次的需求。主入口分布在人流量大的顺安路两侧和区政府行政中心南侧;其他的为次入口,与周边的道路和场地无缝对接。主入口景观设计采用大地艺术、景观雕塑、花镜和轴线等设计方式和手法,彰显顺义蓬勃向上、与时俱进的发展精神风貌;次入口主要起辅助作用,便于附近居民和小批量游人入园,这类入口的景观营造以高大的乔木为主,配以美丽的观花、观叶灌木和花卉,营造出一个郁密、优雅的小环境,给游人清新、幽静之感[4]。

3.2园路景观设计

园路是公园的重要组成部分之一,承担着引导游人和连接各区等方面的功能。按其作用及性质的不同,分为主要道路、次要道路和散步小道3种类型:

主要道路是公园道路系统的主干,依地形和地势的不同而做不同形式的布置。北京顺义新城中心公园以活力环道为主园路,园路宽4m,兼消防通道。

次要道路是主路的一级分支,联接主路,是各分区内的主要道路,一般宽2~3m。次要道路的布置既要利于便捷地联系各分区,沿路又要有一定的景色供观赏。

散步小道是最

能细腻体现公园风景变化的园路,分布于全园各处,一般宽1.5m左右。散步小道或沿湖布置,或蜿蜒入密林,或穿过开阔草坪。

3.3生态与节能设计

地形设计是公园设计的基底,合理的地形是形成公园内部空间结构、经济合理、美学提升、生态性的重要基础。北京顺义新城中心公园在分析原地形排水、积水等问题的基础上,通过计算机模拟分析设计地形,使其场地内达到无积水、土方平衡、土方量最低等,从而实现低成本建设和运营,体现生态、节能的设计理念。

3.4骨干植物设计

城市公园设计中,骨干植物是园林树木的乔木部分,是公园的核心和空间骨架,是景观生态栖息地。如杭州花港观鱼设计中,大草坪中的雪松及周边乔木是公园的骨干植物,是组成场地空间的主要构成元素。

园林绿化观赏效果和艺术水平的高低,在很大程度上取决于园林植物的选择和配置。因此,要搞好园林植物造景设计,必须合理地进行园林植物配置,这是建设好园林绿地的关键。

北京顺义新城中心公园在骨干植物空间处理设计上,采用正负形空间处理手法,公园西侧是由现有防护林改建而成的,因此将在现有密闭的林下空间改造成开放、半开放的多功能空间体系;而公园东侧由骨干植物围合出各种不同类型的空间,如大草坪、观赏植物专类园、运动场地、休闲广场等空间。各类空间主要有骨干植物围合和分割,这样方便分期建设,公园前期完成对骨干植物的施工,其整体性的效果就可以显现;后期分区进行各项功能性空间建设,其主体结构由骨干树种定型,从而解决了公园效果快速成型、整体建设的可实施性等问题。

4参考文献

[1] 朱祥明,孙琴.英国郊野公园的特点和设计要则[j].中国园林,2009(6):1-5.

[2] 阳慧.开放式公园景观设计——以杭州市钱江新城市民公园为例[j].河北农业科学,2009(6):70-73,75.

[3] 姜来成.论防护绿地的规划建设[j].防护林科技,2002(1):33-34.

防护设计范文第4篇

【关键词】建筑边坡 框格梁预应力锚杆 挡土墙

中图分类号：S611文献标识码： A

1 工程概况

该幼儿园项目属于某山区下山移民安置区内的配套项目，拟建教学楼及综合用房等共5幢，地上1-3层，拟招生人数110人。设计±0.000标高387.60m，场地已按设计标高平整开挖，且场地后侧形成边坡，边坡高度5.0～23m不等，分二级放坡，下方坡率约1:1.0，上方坡率约1:0.75～1:1.0，中间平台标高约400.14～406.58m。将开挖的边坡按平面划分为四段：AB、BC、CD、DE段，见平面布置图。

图1 平面布置图

2 边坡地质条件及地震

2.1地形地貌

原始地貌属剥蚀残丘地貌单元和山间坳地。边坡高度5.0～23m不等。

2.2气象、水文

属亚热带季风气候，温暖湿润、四季分明。雨量充沛年降水量1721.3毫米。无地表水。地下水主要为基岩风化裂隙水，水位不稳定，无统一地下水位，主要受季节性降水补给影响。

2.3地震

地震基本烈度为6度，学校为重点设防类工程，建筑物应按7度设防。挡土墙工程分别按6度和7度验算。

2.4地层岩性

边坡体出露地层简述如下：

②粉质粘土：砖红色，流塑状，很湿～饱和，粘性强。

③-1全风化凝灰岩：灰黄色、砖红色，软塑～流塑，很湿～饱和。

③-2强风化凝灰岩：灰黄色，中密，破碎，岩芯呈砂土状、碎石土状。

③-3中风化凝灰岩：灰黄色、灰青色，岩石坚硬，有一定硅化。较破碎～较完整，节理发育。

3 边坡现状稳定性分析与评价

3.1滑坡体分析评价

坡体东北角为一处老滑塌，经调查访问，滑塌时间2～3年前，后缘直立，沿中间平台有三处错台，错台高差0.3～1.5m不等，张开宽度0.2～1.5m不等，裂缝深度0.5～1.8m；坡面不平整，表部沿裂缝有雨水冲刷形成的冲沟(见照片附后)；坡脚前缘明显，最大剪出距离约5.0m；中部鼓胀现象十分明显，滑塌体平面投影面积约880㎡，塌方体平均厚度5～7m，塌方体估计方量约5000m3；塌方体主要为全风化凝灰岩，滑动方式为圆弧滑动，滑动类型为推移式土质滑动。

坡顶钻孔在埋深6.0～7.2m，钻进速度快，标贯击数5击，软塑～流塑状，含水量较高，属软弱土层，推测为滑带土。

根据边坡体所处地形特征、气象水文、各岩土层构成、钻孔情况等综合分析，滑塌体诱因为地表水常年下渗，降低了土体的抗剪强度，为典型的土质边坡圆弧滑动。

3.2边坡体稳定性分析评价

后方边坡体除东南侧发生滑塌外，其余段边坡体以全风化～强风化岩为主，坡脚出露强～中风化岩，坡面较平整，表部有雨水冲刷痕迹，顶部有浮土撒落现象，但目前整体稳定性尚好，无不良地质作用发生。由于边坡体高度较大，若坡面无防护，长时间暴露或受地表降水影响，顶部可能会发生小坍塌等，影响下方建筑物和人员安全。下方场地建设将开挖一部分坡脚，影响边坡整体稳定性。

3.3稳定性计算

3.3.1计算公式

根据边坡体的岩土构成、工程地质条件等，可能的破坏模式为圆弧滑动，按《建筑边坡工程技术规范》中重力式挡土墙的抗滑稳定性验算公式和抗倾覆稳定性验算计算公式分别验算。

3.3.2岩土技术参数

根据勘察时所取的10组土工试验结果按天然含水量进行分类统计，见下表：

边坡岩土层抗剪强度按天然含水量统计表表3.3.1

从以上分类统计分析，组成边坡的土体普遍含水量偏高，平均含水量30-40%，表部坡积土含水量超过50%，深部土体含水量小于30%。土质粘性较好，保水性较好，随着土体内含水量增加，体积略有膨胀，土颗粒之间空隙变大，土体重度相应降低，孔隙比急剧增大，其凝聚力稍有增加，内摩擦角却在下降。因此地表水下渗是造成土体抗剪强度下降的根本原因，也是造成局部形成滑坡的主要原因。

根据野外判别结合地区经验，提出边坡岩土技术参数，见下表。

边坡岩土层技术参数表表3.3.2

3.4稳定性计算结果

选择滑坡地段和边坡地段两个代表性地质断面进行对比分析，工况条件为自然条件，计算方法为简化Bishop法，滑动面为圆弧滑动。剖面具置见平面布置图，计算采用理正软件进行计算并用SLIDE5.0软件复核，结算结果见下表：

稳定性计算结果 表3.4.1

3.5稳定性评价

始地表植被发育，坡体主要为风化凝灰岩，经过场地开挖平整后，边坡体主要以全风化凝灰岩为主，坡脚为强风化岩，坡率1:1.0，坡面平整，总体稳定性较好，自然状态下可保持暂时稳定。但暴露时间太长或遇暴雨季节，土体抗剪强度下降后，边坡体将会发生坍塌。因此需要对该边坡体进行防护，以保证工程安全和人员安全。

4 设计方案

根据工程重要性、边坡高度和边坡出露地层的工程地质特性，以及坡顶红线限制等因素，利用工程经验类比法和工程地质类比法，遵循动态设计和信息化施工原则，在广泛听取业主意见，综合咨询不同专家意见后，按照“安全第一、设计合理、造价经济、环境美观”的思路，对不同方案进行对比和优化后，最终采用下部重力式挡土墙+上部按1:1.0削坡后+框格梁+喷播绿化的防护方案。

根据各段挡土墙的地质条件、墙高，结合工程重要性等因素，综合评定本工程挡土墙安全等级为二级，边坡稳定安全系数1.25。施工质量控制等级为B级。

5 设计技术要求

5.1 重力式挡土墙

①AB段挡土墙顶宽1.2m，高度4.5m，墙顶标高390.32m。墙面坡率1:0.25，墙背坡率1:0.15，墙底坡率0.1:1。墙踵宽度500mm，高度300mm。

②CD段挡土墙顶宽2.0m，高度8.5m，墙顶标高392.32m。墙面坡率1:0.25，墙背坡率1:0.15，墙底坡率0.1:1。墙趾高度500，宽度300，斜率1:0.00。墙踵宽度500mm，高度300mm。

③BC、DE段挡土墙顶宽1.8m，高度6.5m，墙顶标高392.32m。墙面坡率1:0.25，墙背坡率1:0.15，墙底坡率0.1:1。墙趾高度500，宽度300，斜率1:0.00。

挡土墙墙身C20毛石混凝土砌筑，墙底采用天然地基，持力层为强或中风化岩。基底埋深为室外地坪标高(387.30m)以下：AB、BC、DE段均为1.48m；CD段为3.48m。每隔10米设一道沉降缝，缝宽2-3厘米。墙体设置Φ60的泄水孔，间距2.0米，上下排交错设置,最下面一排置于地面以上0.2m。端部设反滤层。

5.2框格梁

墙顶以上按1:1.0削坡后采用框格梁防护。框格尺寸3m×3m，节点处采用Φ32预应力锚杆防护，长度：BC段、CD段、DE段南侧9米；AB段、DE段北侧5米。框格中间客土喷播绿化。

①格梁采用C25混凝土现浇。保护层厚度25mm。格梁与斜托相接时，钢筋需焊接。斜托采用C25混凝土现浇。斜托箍筋间距为50mm，钢筋层间距为100mm。钢垫板尺寸180mm×180mm×20mm。

②采用Φ32mmHRB400高强精轧螺纹钢筋.高强精轧螺纹钢筋抗拉强度必须大于930MPa.螺纹钢筋之间必须采用厂家提供的标准连接件，不得焊接。要求保证锚杆的保护层厚度，对中器绑扎定位。锚筋自由段防腐采用涂黄油、外套高密度聚乙烯等多层防腐措施。所涂脂应为通用锂基脂，禁止采用钠基脂等抗水性差的脂。注浆材料为水泥浆，要求浆体强度不低于25MPa。

③框格内客土喷播绿化。

5.3客土喷播

施工工艺流程：边坡修整挂网锚固采用高压机械喷土播种，基质材料的喷射厚度不小于10cm，采用2次喷射。第一次喷播不含种子的基材混合物(8cm)，第二次喷播含种子的基材混合物(2cm)覆盖养护。

①铁丝网采用14#镀锌钢丝，网孔为50mm×50mm，网与网之间采用平行对接法。铺网时网必须拉紧，网间搭接宽度≥5cm，并用Φ2的铁丝绑扎牢固。挂网前须清除坡面浮石。采用Φ10锚钉固定，长度300，注意网边须压入地梁。

②植被种子在使用前应做发芽试验，发芽率达90％以上方可使用，对难发芽的植被种子在使用前应做催芽处理。

③喷播基材后，盖上无纺土工布，进行喷水，水宜喷透，但不能流失水分。

④养护管理：分前、后期养护，前期养护60天左右，以喷灌水为主，经常保持土壤湿润。后期靠自然雨水养护。在养护期，注意病虫害的防治。

5.4排水工程

①受用地红线控制，在坡顶附近设一道截水沟，断面尺寸为：上口0.8m，下口0.4m，高0.4m，迎水面直立，背水侧按1:1.0开挖，两侧板和底板用C15素砼浇筑，厚150mm。

②墙体设置Φ60的泄水孔，间距2.0米，上下排交错设置,最下面一排置于地面以上0.2m。端部设反滤层。

③在墙脚与地面交接处、墙顶以及中间平台设排水沟，断面尺寸为：宽0.3m，高0.3m，两侧板和底板用C15素砼浇筑，厚100mm。

防护设计典型断面图如下：

图2 防护设计典型断面图

6 稳定性验算

6.1 锚杆稳定性计算公式

本节内容校验锚杆锚固段长度。

《建筑边坡工程技术规范》中单根锚杆水平拉力计算：

公式1：Ntk=ξ1πD*frb*la*cosα(考虑锚固体与地层作用)

公式2：Ntk=nξ3πd*fb*la*cosα/γO(考虑锚固体与钢筋作用)

计算说明：

1．锚杆倾角α为20°，锚杆钢筋直径为32mm；

2．锚固直径为100mm，长度取9m计算。

计算结果为公式l单根土层锚杆水平拉力Ntk=136.4KN，公式2单根土层锚杆水平拉力Ntk=856KN。

9m长直径32mm的HRB400级钢筋极限抗拉强度标准值为321.6KN，所以单根土层锚杆设计抗拔力为136.4KN。

6.2重力式挡土墙稳定性计算公式

按《建筑边坡工程技术规范》中重力式挡土墙的抗滑稳定性验算公式和抗倾覆稳定性验算计算公式分别验算。其他地基应力及偏心距验算、墙底截面强度验算公式参见各规范或者标准。挡土墙分别按6度和7度抗震区复核验算。

6.3稳定性计算结果及评价

选取典型边坡防护设计断面，利用多种计算机辅助软件进行挡土墙承载力、抗滑移、抗倾覆、偏心、下卧层、墙身结构等稳定性验算。计算过程中的参数采用表4.2.1中参数。按正常工况计算整体稳定性和墙顶以上局部稳定性，计算过程详见附近计算报告，整体稳定性和局部稳定性验算结果如下表：

各部位挡土墙整体和局部稳定性验算结果表8.3.1

从以上计算结果分析，经过设计后的挡土墙结构尺寸合理，地基承载力、抗滑移、抗倾覆、偏心距、下卧层等验算满足规范要求，墙顶以上按1:1.0削坡后采用框格梁防护能满足稳定性要求。

7 结论

幼儿园是学校建设的重点对象，是祖国未来的花朵。园区建设必须考虑有足够的安全性和长远性。山区地形地貌复杂，地质变化大，低山丘陵开挖后形成的建筑高边坡，需要进行合理安全的边坡防护措施，本工程采用下部重力式挡土墙+墙顶以上1:1.0放坡后框格梁防护+框格梁内客土喷播绿化的综合防护措施，方案合理，施工可行，能够有效阻止边坡体不良地质作用的产生，为园区建设和生命财产安全提供保障。

参考文献：

[1]《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）（北京：中国建筑工业出版社，2009）；

[2]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330－2002) (北京：中国建筑工业出版社，2002） ；

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）(北京：中国建筑工业出版社，2011）；

[4]《岩土锚固技术手册》(中国岩土锚固工程协会)(人民交通出版社，2004)；

[5]《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005)(北京：中国计划出版社，2005)；

防护设计范文第5篇

【关键词】 建筑设计； 防灾防护； 一体化设计； 要点分析

一、前言

在我国的大多数地区，遭遇极端自然灾害的概率在逐年上升，如何提高城市建筑的防灾防护能力，提高城市规划的有效性和整体性，不但要从城市规划的实际做起，还要结合城市规划的具体案例，积极采取防灾防护措施，实现城市规划的合理性和科学性。为了实现这一目的，我们要积极引入防灾防护一体化理念，应从城市规划的角度出发，在城市规划的具体过程中，积极优化城市规划方法，将防灾防护一体化设计贯彻到位，使城市规划设计取得积极效果，满足城市防灾防护的实际需要。

二、现阶段防灾和防护的基本概念以及一体化概念

防灾防护的主要包括生命线系统防灾措施、生产（科研、教学）系统防灾措施、防止地震直接灾害措施、防止地震次生灾害措施、防止地震人为灾害措施、避震疏散、震前应急准备、震时自救互救和震后抢险救灾等方面的内容。

抗震防灾规划主要分为以下层次：区域综合防御体系；城市抗震防灾规划：单位抗震防灾规划；单位抗震防灾对策；人流集中场所及特殊行业的抗震防灾应急预案。

一体化的概念：城市抗震防灾规划包括地震危险性分析、场地区划、建筑工程震害预测及防灾对策四部分以及震后恢复重建、规划的实施与管理等。前三者是基础性工作，是编制规划和对策的依据，抗震防灾规划的重点是防灾对策。

三、现阶段防灾防护一体化存在的问题

1、认识片面

虽然防灾防护一体化的重要性毋庸置疑，但是在实际实行过程中，相当一部分人对防灾防护一体化的重要性认识不足，并且存在认识片面的问题，导致了防灾防护一体化工作的效果没有得到全面发挥。

2、法规滞后

目前来看，在防灾防护一体化实行中，法规滞后导致了防灾防护一体化未得到有效执行，使防灾防护一体化没有达到预期效果。

3、体制脱节

在当前防灾防护领域，在防灾防护一体化的贯彻执行过程中，缺乏完善的体制保障是主要问题。所以，体制脱节问题如果不得到切实解决，将会危害防灾防护一体化的实行。

四、防灾防护一体化要点分析

1、防灾防护一体化设计要具有较强的针对性

在防灾防护一体化设计中，要想取得积极效果，就要使整个设计方案具有较强的针对性，具体应做好以下几个方面工作：

（1）防灾防护一体化设计需要根据城市规划的实际需要制定方案

在防灾防护一体化设计中，每一个城市的实际情况都不一样，因此防灾防护一体化设计的方案也是不同的，要想保证防灾防护设计取得积极效果，提高防灾防护设计的针对性，就要根据城市规划的实际需要制定方案，保证方案的合理性满足实际需要。

（2）防灾防护一体化设计应因地制宜确保合理性

防灾防护一体化设计除了要重视方案的针对性之外，在具体设计过程中，还要采取因地制宜的原则，认真分析城市建筑的实际需要，并在城市规划中引入防灾防护一体化设计理念，保证城市防灾防护一体化设计能够成为主要的城市规划思路，为城市规划提供有力支持。

2、防灾防护一体化设计要充分考虑成本因素

在防灾防护一体化设计中，我们要充分考虑成本因素，使得防灾防护一体化设计方案能够有较为低廉的成本。结合城市规划实际，防灾防护一体化设计的成本考虑应注重以下几个方面内容：

（1）防灾防护一体化设计应合理设定成本控制指标

为了保证防灾防护一体化设计能够在成本控制上取得积极效果，我们应在防灾防护一体化设计中，合理设定成本控制指标，并对成本控制指标的落实情况进行跟踪，确保成本控制指标能够发挥积极作用。

（2）防灾防护一体化设计应优化设计流程，减少不必要的环节

在防灾防护一体化设计中，设计流程越复杂、设计环节越多，所耗费的资源就越多，整体建设成本也就越高，对城市规划的影响就越大。所以，在防灾防护一体化设计过程中，努力优化设计流程是十分必要的。

（4）防灾防护一体化设计应积极树立成本意识

对于防灾防护一体化设计而言，成本意识是推动防灾防护一体化设计的重要因素，只有树立成本意识，制定健全的成本控制措施，才能保证防灾防护一体化的设计成本和城市规划建设成本得到有效降低。

3、防灾防护一体化设计要实现资源的充分利用

考虑到防灾防护一体化设计是城市规划中的重要手段，要想发挥防灾防护一体化设计在城市规划中的重要作用，就要实现资源的充分利用，使得防灾防护一体化设计能够实现城市规划中各种资源的有效整合。结合当前防灾防护一体化设计实际，要想实现资源的充分利用，就要做好以下几个方面工作：

（1）防灾防护一体化设计要与建筑周边的环境搭配起来考虑

防灾防护一体化设计并不是单纯的在新建的建筑物上设计，有时考虑到成本因素和提高建筑群的防灾防护能力，需要对某一个区域进行综合考虑。所以，防灾防护一体化设计要与建筑周边的环境进行合理搭配，充分利用现有资源。

（2）防灾防护一体化设计要尊重城市规划的整体性规律

由于防灾防护一体化设计是城市规划的重要组成部分，考虑到城市规划的现实需要，在防灾防护一体化中，只有尊重城市规划的整体性规律，才能保证防灾防护一体化设计取得积极效果，达到提高资源利用率的目的。

（3）防灾防护一体化设计要实现资源共享和利用

考虑到防灾防护一体化设计实际，在具体的设计过程中，应结合城市规划实际，对城市规划中涉及到的资源进行统筹安排，做到资源的共享和充分利用，提高防灾防护的整体效果，满足城市规划的实际需要。

4、防灾防护一体化设计要实现整体功能的优化

城市灾害的发生一般都不是孤立的，如自然灾害和人为灾害、原生灾害和次生灾害、地面上部空间灾害和地下空间灾害等，它们之间都存在着一定的内在联系。随着自然、社会条件的变化，灾害越来越多的以综合形式出现，一灾多果或多灾一果的现象日益增多。这便要求城市的防灾减灾措施不能单独针对某一种灾害，而应考虑到主要灾害与可能引发的其它灾害之间的关系，采取综合防治措施，以提高城市对各种灾害的预测和预警能力、防御能力和快速应变能力以及灾后的自救能力和恢复能力，增强城市的总体防灾能力。

五、结论

通过本文的分析可知，在城市规划和建设过程中，为了提高城市的抗灾能力，满足城市规划建设需求，需要对防灾防护一体化设计有足够的了解。结合本文的分析，防灾防护一体化设计作为城市规划中的重要理念，对促进城市规划和建设发展具有重要作用。为此，我们要重视防灾防护一体化设计对城市规划的重要作用，从城市规划实际出发，掌握防灾防护一体化设计要点，做好防灾防护一体化设计工作。

参考文献：

[1] 李春雨；唐劲峰；张萍；；日本防灾体系对我国城市防灾减灾基础设施规划的启示[J]；安徽建筑；2009年02期

[2] 唐进群；；城市防灾与北京绿地规划建设[J]；北京园林；2010年01期