工程顶板范文（精选12篇）
工程顶板 第1篇
混凝土的浇筑按整个工程的流水段部位从一端开始按一个方向依次浇筑。采用φ50插入振捣器, 斜插振捣进行初振, 然后使用平板振捣。作业期间用插尺检测板的厚度, 用水平仪控制板面标高浇筑混凝土时应随浇筑随用木抹子搓平, 浇筑时安排木工看模板, 及时处理应急情况, 杜绝跑浆、烂根现象。混凝土浇筑时, 靠内外墙的地方用3m长靠尺找平, 用木抹子搓平, 保证模板的安装基点平整精度。顶板铁垫15mm厚木条保证下铁钢筋间距锯成豁口, 卡在下铁钢筋上, 上铁筋以上木板按上铁钢筋间距锯成豁口, 卡在上铁筋上。
2 水混凝土施工要点
2.1 施工要点
(1) 防水混凝土的浇筑部位, 应一次浇筑完成, 不得随便留置施工缝, 防止产生易渗水的通道、使防水混凝土的功能丧失。
(2) 浇筑混凝土前做好基坑排水准备, 严防地面水流入基坑造成积水, 影响混凝土正常硬化, 导致防水混凝土强度及抗渗性降低。在基础混凝土施工前, 首先做好基础垫层混凝土, 使其起到辅助防线作用。
(3) 模板固定采用螺栓拉杆, 在螺栓或套管上加焊止水环, 止水环必须满焊, 环数应符合设计要求。
(4) 钢筋采用塑料保护层控制卡以确保钢筋保护层的厚度要求。
(5) 模板表面平整拼缝严密, 结构坚固。浇筑防水混凝土前, 要将模板内部清理干净。
(6) 选定配合比时, 按设计要求的抗渗等级提高0.2N/mm2。
(7) 浇筑混凝土时, 入模自由倾落高度不得超过1.5m, 当超过时使用串筒溜管等辅助工具将混凝土送入, 以免造成石子滚落堆积现象。模板窄高、钢筋较密不易浇筑时, 从侧模预留口处浇筑。分层浇筑厚度, 不得超过振捣有效高度的1.25倍, 约45cm。
(8) 防水混凝土采用机械振捣, 振捣时间宜为10-20S, 以混凝土开始泛浆和不冒汽泡为止, 避免漏振, 欠振和超振。掺加气型减水剂时采用变频插入式振动器振捣。
(9) 防水混凝土要连续浇筑, 按后浇带留施工缝。
基础底板混凝土应连续浇筑, 不留施工缝, 不包括设计规定的后浇带。墙体留设水平施工缝, 按设计要求留在高出地梁上表面300mm的墙身上 (地梁上皮) 。水平施工缝的接缝采用3mm金属止水片进行密封防水处理。
(10) 在施工缝上浇筑混凝土前, 将施工缝处的混凝土表面凿毛, 清除浮粒、浮浆和杂物, 用水冲洗干净, 保持湿润, 再铺一层20～25mm厚与原混凝土配合比相同的同配比减石子水泥砂浆。
(11) 在防水混凝土结构中有密集管群穿过处, 预埋件或钢筋稠密处, 浇筑混凝土有困难时, 采用相同抗渗等级的细石混凝土浇筑。
(12) 固定设备用的锚栓等预埋件, 在浇筑混凝土前埋入。如必须在混凝土中预留锚孔时, 预留孔底部须保留至少150mm厚的混凝土。如预留孔底部的厚度小于150mm时, 采取局部加厚措施。
(13) 防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大, 因此当混凝土进入终凝 (约浇筑4～6h) 即应开始浇水养护。养护时间不少于14d。
(14) 防水混凝土不宜过早拆模, 拆模时混凝土表面温度与周围气温之差不得超过15～20℃, 以防温差过大使得混凝土表面出现裂缝。防水混凝土的拆模, 须向现场技术负责人提出申请, 待认可后实施。
(15) 防水混凝土浇筑后严禁打洞, 所有预埋件, 预留孔都要求埋设准确。
(16) 防水混凝土工程的地下结构部分, 拆模后及时回填土, 以利于混凝土后期强度的增长并获得预期的抗渗性能。回填土时, 严格控制回填土的含水率及压实密度指标。同时作好外墙防水收头处理的节点细部和标高, 作好基坑上口周围的散水, 防止回填土干裂, 避免地面水入浸, 一般散水坡横向坡度大于5%。
2.2 细部作法
防水混凝土结构内的预埋铁件, 穿墙管道处及结构的后浇带部位, 为防水薄弱环节, 采取措施, 仔细施工。
(1) 预埋铁件的防水作法 (图1)
用加焊止水钢板的方法, 可获得一定防水效果。施工时, 应注意将铁件及止水钢板周围的混凝土浇筑密实, 保证质量。
(2) 穿墙管道防水处理 (图2)
在管道穿过防水混凝土结构处, 预埋套管, 套管上加焊止水环, 要满焊严密, 止水环数量按设计规定。安装穿管时, 先将管道穿过预埋套管, 并将位置找准, 作临时固定, 然后一端用封口钢板将套管焊牢, 再将另一端套管与管道间的缝隙用防水密封材料嵌填严密, 并用封口钢板封堵严密。或者将套管与管道的止水环焊严, 彻底杜绝管道周围渗漏。
(3) 筏板中马凳的防水处理节点:
马凳的支腿下焊接水平钢筋, 放置底板下层筋之上, 避免渗漏。
3 浇带处理
本工程地下结构及基础均为超长设计, 按设计要求设置后浇带, 具体位置见分段图。
后浇带的留置方法:将双层钢板网安装在施工带位置, 并将相邻两片固定, 然后绑扎上铁, 用网片将构造缝隔离。网片安装由专业木工负责, 要求拉通线, 吊垂直, 保证后浇带的几何形状和尺寸, 网片安装后用挡板进行封堵。
后浇带留置以后, 为防止污物混入不好清理, 后浇带要遮盖密封保护, 后浇带留置以后, 为防止污物混入不好清理, 后浇带要遮盖密封保护, 为防止雨水锈蚀, 后浇带内的钢筋要涂刷108胶水泥浆, 进行防锈保护。浇筑后浇带的混凝土前, 派专人清理后浇带内部, 使用空压机变压吹风, 将垃圾、粉尘清除干净, 钢筋锈蚀的要除锈;然后浇水泥砂浆铺垫后, 浇筑比底板提高一个等级、掺补偿收缩外加剂的补偿收缩混凝土。混凝土终凝以后, 浇水养护3周。
基础底板施工的浮浆处理:在底板后浇带下设置10cm高的浮浆槽, 即在垫层施工时在后浇带的位置局部下沉, 形成凹槽, 用于容纳浮浆, 这是因为在浇筑两侧的混凝土时, 浮浆会渗出, 而浮浆无法清理干净, 由浮浆中凝固, 不会影响后浇带的截面, 可照常施工。浮浆槽在基坑清土时, 由放线工按照设计要求放好后浇带的位置线, 混凝土将局部土挖走, 浇筑混凝土垫层时以形成浮浆槽。
4 凝土布料杆的选型及平面布置
现场选用2台手动布料杆, 墙体施工时在顶板上搭设平台, 平台高度以超过模板为准。将布料杆放置于平台上。用φ48钢管搭设布料杆放置平台, 钢管不得直接与顶板模板接触, 应将站杆立于墙体上。
布料杆的平面位置以其半径覆盖范围尽可能大, 尽量少移动布料杆为原则。
5 凝土输送管道的架设
根据本方案的施工部署, 混凝土输送管道采用地上管道布置, 分为水平和垂直布置。
水平管道布置, 有场地时, 放置于地坪, 无条件时, 搭设“H”字架, 采用φ48管架搭设, 间距不大于3m, 架子之间采用φ48钢管拉结, 详见图3 (a、b) 。
垂直泵送管, 利用建筑物内部的预留孔搭铺管道, 至作业面后, 接至布料杆, 可全方位浇筑, 泵送管道沿建筑物垂直高度在每层顶板面处用φ48钢管固定。
作业面的水平混凝土输送管道, 可采用“H”型架管搭设, 也可采用“△”、布管设计。
5.1 标准层墙体混凝土施工方法:
根据本工程的总体部署, 工程分为七段 (西楼四段、东楼三段) , 混凝土申请坍落度为160±20mm, 浇筑时, 沿建筑物一角顺时针方向循环作业, 分层浇筑, 每一层浇筑厚度控制在450mm以内;保证措施:振动棒实际长度×1.25倍为最大分层厚度, 做好标尺竿, 分层厚度用不同油漆刷出来, 作为工人分层下混凝土的检查控制手段。允许间隔时间:保证浇筑上一层混凝土时, 下层混凝土未凝结;振捣棒移动间距不得超过30-40cm;浇筑时为防止烂根, 先浇筑一道5-10mm厚同配合比的减石子水泥砂浆, 然后将振捣器插入墙体底部, 再浇筑混凝土且随即开始振捣。倾落自由高度不得超过2米, 超过2米时需用溜槽和串桶;相同配比减石子砂浆厚度不得超过10公分。不同厚度顶板交接处, 用竹胶板做成凸型, 随后用振捣棒在模板外侧振一振, 避免上口混凝土松散。墙体混凝土强度达到7.5Mpa (同条件养护试块为准) 后方可拆模, 以保证口角质量, 拆模后及时涂刷养护剂。
5.2 标准层顶板混凝土施工方法:
浇筑顶板, 可以直接将泵管接至施工层, 架设泵管时, 在水平台层上方300mm处搭设简易支架, 放置泵管, 然后接至布料杆, 采用布料杆卸料, 要求布料杆搭设必须牢固、稳定, 不得直接放置于钢筋层上, 保证钢筋网片不变形。浇筑过程中, 采用塔吊配合, 移动布料杆。
标准层顶板按流水段进行浇筑, 混凝土申请坍落度为140±20mm。拉线找平, 特别是墙体根部20cm范围内应抹平, 保证大模板下口平整, 减少支模前抹找平层的工作量。浇筑完成后用木抹子搓两道, 防止混凝土表面裂缝。以同条件养护试块为准, 未达到1.2Mpa不得进行下道工序。12h后派专人浇水养护, 7天内保证混凝土表面湿润。
工程顶板 第2篇
庞节民
（贵州金黔矿业集团兴旺煤矿）
摘要：顶板事故是煤矿中最常见的事故，经常会影响到煤矿的正常生产，在煤矿井下事故中占有较大的比例。本文对煤矿顶板事故的形成条件及过程和顶板事故的原因作了分析，并从矿井的客观实际出发提出了各种针对性的防治措施和安全生产日常安全管理工作的重点。
关键词：煤矿顶板；事故；预防；安全管理
1、前言
矿井顶板事故是井巷掘进、生产过程中多发性的事故，这类事故的后果往往造成人员伤亡和较大经济损失，严重威胁矿井安全生产。实践证明，顶板事故的发生是有规律的，只要能用正确的理论和手段实现对顶底板的监测，掌握其活动规律，把顶板管理建立在科学的基础上，顶板事故是可以预防的。因此深入现场、总结和分析常见顶板事故原因和条件，加强顶板管理，杜绝或减少顶板事故，是做好矿井安全生产工作的重要任务之一。
2、煤矿顶板事故的形成过程
煤矿在地下开采，直接受上覆岩层压力的影响。因开拓、掘井或采煤，破坏了原有地层的平衡状态，造成矿山压力分布不均匀。这种分布不均匀的压力作用在巷道或回采工作面及四周的煤、岩体上，一旦超过巷道或顶板的支撑力，轻则会出现顶板沉降、片帮、支架回缩，重则就会发生底鼓、冒顶、断梁折柱、巷道压垮等现象。顶板事故形成与地质构造、顶板性质、支架支撑情况、推进速度、操作程度和生产现场管理都有直接关系。
3、煤矿顶板事故的原因
在局部矿山压力(多为直接顶或伪顶)作用下，由于局部空帮、空顶或支护不当、不及时支护造成煤、岩局部垮落而造成局部冒顶；由于矿山压力过大，主要是直接顶或老顶来压时，由于支护密度不够，支护可缩量小，顶板沉降不均衡造成支架断裂、垮塌。使采、掘、维修工作面顶板大面积垮落而造成大冒顶。
采空区顶板垮落不好，悬顶面积大;回柱操作顺序不合理，如先回承压柱，引起周围破碎顶板的冒落，或大块岩石推倒支柱，使临近破碎顶板失去支托而造 成局部冒顶;工作面支护质量不好，支架密度不够。木支架、棚腿、顶梁以及点柱的坑木直径太小，初撑力不足;在遇到地质构造(如断层、褶曲、顶板松软、破碎等)时，没有采取针对性的有效措施也易造成局部冒顶;开采深度、煤层倾角、水、开采方式、断面大小等都会影响顶板的稳定性;炮眼要布置合理，装药量合适，防止放炮倒棚子;支护不及时，围岩暴露时间长，会因风化、变形及水的作用降低围岩强度，而引起围岩破坏、冒顶;管理不到位、违章作业，不坚持敲帮问顶、空顶作业等均会导致冒顶事故的发生。
4、煤矿顶板事故的预防措施 4.1、及时支护、不空顶作业
坚持使用前探梁。锚网喷巷道放炮之后，进行初喷砼或打锚杆，做为临时支护，减少空顶时间。联合支护要保证质量，锚杆要穿透岩层，垂直打入，锚杆的角度要不大于允许误差值，使锚固力达到设计要求。对采煤工作面，空顶距要符合《安全规程》及《作业规程》规定，爆破后要敲帮问顶并打好临时支柱、托棚或戗柱，移溜后及时挂梁支护，支柱要及时架设。工作面的上、下安全出口及上下顺槽的超前支护要及时，回临时柱要先支后回。发现支架有断梁坏柱要及时更换并运出。顶要背严、背实，对漏顶、片帮地段更应加强支护。
4.2、合理装药、放炮
放炮地点附近的支架放炮前要加强支护，炮眼的布置方式、深度、角度、位置合理，装药量适当。一次放炮数量和炮眼长度符合设计和作业规程要求，只有这样，放炮才不至于崩坏工作面设备和支架而引起冒顶事故。
4.3、措施得力、严格执行
根据现场实际情况制订安全技术措施，其措施要抓住重点，切实可行，并能根据现场情况及时修订、补充措施。特别是顶板管理，措施部分要行之有效，既要有经验理论数据，又要有科学依据，达到既经济又合理的目的。遇到工作面来压或地质变化时，及时采取相应的措施并迅速落实。
4.4、正规循环作业
坚持正规循环作业是预防冒顶的一项重要措施。如果工作面推进(掘进)速度缓慢，顶板裸露时间长，压力容易集中，支架受力大且不均匀，当顶板压力超过支架支撑力时，就会发生变形、下陷或压死，支撑作用迅速下降，造成片帮、2 冒顶事故。坚持正规循环作业，顶板裸露时间短，顶板压力小，支架不易变形、损坏，可以有效地控制顶板事故发生。
4.5、落实规章制度
为实现安全生产，要建立健全各项规章制度，对违反制度的人员要追究责任，减少或杜绝顶板事故发生。具体制度如下：
现场交接班制度。所有管理人员，尤其是班组长、安全员、瓦检员要进行现场交接班，特别是本班遗留工程中注意事项及不安全因素一定要向下一班交代清楚。
敲帮问顶制度。工作前和工作中坚持敲帮问顶，对地质变化地点及压力集中区次数要增多，一旦发现不安全因素立即处理。
验收制度。每班由队长或跟班区长、安全员对当班工程质量、安全状况及落实安全措施情况进行验收、评估。对存在问题提出解决方法并限期整改。
顶板情况分析制度。定期或不定期召开顶板情况分析会，总结推广好的顶板管理经验，指出存在的不足及采取的预防措施。
其它方面制度。如：岗位责任制度，梁柱检查制度，事故分析制度等等。4.6、掌握顶板活动规律．采取针对性措施
注意顶板观察，掌握顶板活动规律，做好顶板来压预报。从一些顶板事故经验中以及实际现场观察，绝大部分顶板事故发生之前是有明显预兆的。事实上，组织开展矿压监测管理工作，掌握片帮冒顶预兆的规律，进行顶板活动的预测预报，超前采取有效的预防措施，顶板事故是完全可以避免的。
4.7、加强安全教育，提高业务素质
坚持“安全第一、预防为主”的方针政策和“生产服从安全、不安全不生产”的原则，充分认识到加强顶板管理的重要性和必要性。搞好安全知识和技能培训工作，所有管理和施工人员都应认真学习和掌握顶板压力形成机理、过程和管理方法等，提高整体队伍的技术素质。加强安全检查、监督力度，及时堵塞漏洞，做到防患于未然。对新工人要特别注意加强培训教育，坚持帮带制度，做好思想工作，提高警惕，逐步学会分析、判断和处理顶板事故能力。
5、工作面日常安全管理的重点
日常顶板管理的重点是采取正确的支护方式，加强工程质量监督，保证工 3 程质量。加强安全巡查，发现异常及时采取措施。
5.1、支护密度和控顶方式的选择
根据工作面顶板岩性、采场周期性来压明显程度、来压强度以及来压前后顶板的变化情况等，确定支护密度和控顶方式。
5.2、生产过程中采煤与控顶之间的定时关系
周期来压不明显的采场，强调支护、采煤、控顶平行作业，尽可能缩小采煤、回柱放顶操作间的距离，以加快工作面推进度；周期来压较明显的采场，在来压前后采取不同的时控关系组织方案，来压前不宜采煤、放顶同时作业，来压后应当采用采煤、放顶保持最小错距平行作业。
5.3、采场来压前，加强支护质量管理
保证支柱有足够的支撑力，防止支柱倾倒。采煤工作面顶板日常管理的关键在于加强现场管理，支护要适应采场来压及顶底板变化情况，采取正确的辅助性支护措施，充分发挥控顶效果。
6、结束语
综上所述，为防止各类冒顶事故的发生，除应掌握顶板来压规律，采取针对性措施外，还要加强管理，提高管理人员和职工安全意识，采取正确的支护方式，加强支护管理，保证围岩稳定性。
参考文献
煤矿顶板破碎巷道掘进 第3篇
关键词：人工假顶；撞楔法；架棚整体性；安全距离；顶板观测
1 工程概况
工作面概况：1694W 工作面位于-600水平西大巷六采区9煤层第四工作面，工作面標高-522.0～-640.0，该工作面上有1684W工作面和1693W工作面，现均已回采完毕。顶底板情况：老顶为粉砂岩，厚度0～5.9m，平均3.1m，深灰色，局部含植物化石和炭化体。直接顶为泥岩，厚度0～2.5m，平均1.9m，深灰色，上部含菱铁质结核及黄铁矿散晶，下部质软易碎。直接底为细砂岩，厚度3.3～5.7m，平均4.8m，褐灰色，含大量的根部化石。老底为泥岩，厚度8.1～10.0m，平均9.0m，深灰色，在底部含少量炭质和腐泥质。煤层结构属于复杂结构，局部煤层底部有一层不稳定泥岩夹矸，厚度0～0.2m左右。煤层厚度为1～3m，平均煤厚为2.5m，煤层倾角15°-25°，平均倾角为20°，煤层走向在40°左右。受地质构造、顶板压力影响，造成煤层顶板破碎，掘进时破板、破底厚度加大，局部可能全岩，增大原煤灰分。支护形式采用GU29-10.4m2拱形支架支护，棚距为600±50mm。
2 顶板破碎支护工艺
①临时支护及构造假顶。由于巷道顶板异常破碎而且煤岩体自稳能力差，随着巷道的掘进，顶板及两帮的煤矸倾漏下来，为保证巷道的安全快速掘进，防止顶板冒顶事故的发生，必须要采取相应的支护和构造人工假顶。具体方法是：先在巷道迎头向上25°左右对顶板打眼，深度打入1.4m左右，然后将管缝锚杆打入迎头破碎顶板中，管缝锚杆在架棚上方呈均匀分散布置。形成向前的一个超前支护区域（人工假顶），再在超前支护区域上方填好木料。
②缩小棚距减少空顶面积。调整支护形式，加强支护强度，将棚距由原来的600mm缩小为500mm，从而缩短空顶距，减小整体的空顶面积，在一定程度上控制住不稳定的顶板。
③打点柱、卡铁道加强架棚整体性与支护强度。在顶板破碎地带的架棚支护下，用大板或者液压支柱加打点柱，点柱要打牢打实，并用铅丝连好，可以加大架棚支护的强度，然后用3m长铁道将破碎地带内的架棚全部连在一起，并用斜卡缆将铁道和架棚锁住，从而将架棚的整体性提高，加强了整体的支护强度。
3 现场安全管理措施
掘进使用GU29-10.4m2金属拱型支架支护，棚距为600±50mm（如顶板压力较大，架棚变形严重时必须缩小棚距为500±50mm），棚梁与棚腿间的搭接400-40mm，搭接处上好三个卡缆，卡缆扭矩达到150 N·m，正顶铺塑料网，网搭接不小于100mm，网与网之间用铅丝连好，铅丝要求双丝多扣，连网间距不超过200mm/道。正顶及两帮各使用一趟角铁支拉板，支拉板要求放成线，不回撤。正顶及两帮用木小板插背，间距不大于200mm/块，要求插严背实。每班开工前检查迎头往外15m范围的架棚卡缆紧固情况，使其扭矩均达到150 N·m，歪扭的棚子及时扶正并插背好。对迎头往外20米范围内的巷道杂物进行清理，保持后路畅通。对后路压力大地段的架棚进行加固，在上顶卡好一道铁道，卡缆紧固符合要求，使其扭矩达到150 N·m，两根铁道之间必须穿袖卡，穿袖长度不小于700mm，随掘进向前倒铁道，每班对其进行检查，发现卡缆松的及时重新紧固。对缩搭接比较严重的地段及时打好一梁三柱的托板，梁、腿均使用三米大板。过构造期间，如顶板冒落需做好超前支护，使用半圆或铁撞楔打好超前撞楔控制好顶板，铁撞楔间距不大于500mm，直接打到冒落区域里面边缘，吃住劲，上顶搭好影子板。铁撞楔末端用铅丝或者卡缆固定好，以免伤人。施工过程中认真作好敲帮问顶及找掉工作，严格遵循先外后里、先顶后帮的原则。使用专用的长钎子找掉，找掉时，一人找掉，一人观山，操作要由有经验的老工人进行，严禁在槽口同时进行其他工作。任何人不得进入空顶区内作业。如果顶空小于300mm，用木料插严背实，顶空大于300mm时，打木垛接顶，打木垛时打好影子板，并有专人观山；如果无法打木垛时，上顶填1.0m以上的乱料填实并用小板插严背实。如随掘进迎头末一架棚子能与煤壁贴实，继续向前掘进时必须提前使用风锤（或者风钻）打眼后安装超前管缝锚杆控制顶板。管缝锚杆间距300mm，每排打不少于6根。从末两架棚子间隙向斜上方打，角度比边眼掘进角度略大，管缝锚杆外露不超过300mm。过冒顶区期间必须保证迎头20m范围内断面高度不小于2.4m，且后路畅通，迎头工作人员精神集中，统一指挥，其余无关人员撤职迎头20m以外，施工过程中要安排专人进行观山。迎头前劈严重时，要在巷道内安全地点，采取向前加打锚杆措施，以控制前劈程度，打锚杆时，人员要在有支护的地点操作，并有专人观山。
4 结束语
1694W工作面采用打撞楔的方法进行临时支护和打点柱、卡铁道加强架棚整体性与支护强度的方案以后，加强了巷道的支护强度，也保证了顶板的整体性，从一定程度上来讲，解决了顶板破碎巷道的安全掘进难题，而且大大提升了工作效率，减少了顶板事故的发生，降低了成本的投入，这种施工工艺在以后的顶板破碎工作面的掘进工作中可以大量推广。
参考文献：
[1]高如林.浅析煤矿掘进巷道顶板事故预防措施[J].中国高新技术企业，2013（3）.
地下室顶板景观工程的设计要点 第4篇
根据地下室顶板景观设计工程在施工过程中实现方法的异同, 将景观设计要点主要分为地形、水体、植物配置及景观构筑物。
1 地下室顶板景观的地形设计
地形是景观设计的骨架, 是空间的依托, 具有相对的独立性。荷载是其核心问题, 大多数的地下室顶板的荷载关系到顶板上每一个景观设计要素的实施, 在设计过程中时刻应把荷载条件是否满足需要考虑在内。因为有荷载的限制, 地形设计的最高点和最低点需要一个合理的范围, 如何在此合理的范围内塑造丰富的地形是地形设计的关键所在, 荷载对设计是否能达到预期的景观效果起决定性的作用。
其次顶板与建筑的关系、建筑与建筑的关系也会影响景观地形的塑造, 综合各种限制因素进行分析后, 结合设计理念形成合理又有特色的地形。
决定地下室顶板上的景观设计的因素除了景观设计美学上的需要外, 更多需要考虑的是客观条件的限制, 这就是已经形成的地下室顶板空间与周边地形、建筑及周围环境等的客观条件, 需要对这些不可更改的客观条件进行细致地分析、研究, 最后形成能最大程度地满足各方面需要的整体地形框架。
例如在东莞天骄峰景的设计中, 地下车库和人工湖开挖出来的土方被设计师合理地运用到了园景设计中, 天湖艺术园林中的植物种植均使用这些土方, 园中还多处采用土方进行地面堆高的处理, 在地形允许, 高度有限的情况下多运用微地形的处理手法对局部地形进行细化设计, 营造出绵延起伏的景观。多余的土方则被堆到了建筑北后方, 在原生山体之上营建了一个“后山”, 以绝少的人工痕迹为居住者创造了一处具有山林野趣的休闲空间。
2 地下室顶板景观的水景设计
水体元素包括了景观设计中的各种水体形式, 有动态水体、静态水体。不同的水体形态在实际设计中有不同的构造方法。
以东莞天骄峰景的人工湖为例, 人工湖的位置是建造在地下车库顶板上的, 这样做不只是为了人车分流, 更是为了社区景观的最大化。为了节约成本, 也是为了制造出别致的高差效果, 地下车库进行了分级设计, 地面上的部分则是进行了堆高处理, 车库顶板上部标高比区外市政道路的标高高出了好几米, 如此一来, 建在车库顶板上的人工湖就好似天上之水一样, 因此谓之“天湖”。设计师用珍贵的火山岩切割成片铺垫天湖之底、入口、叠水平台, 以调节水质, 优化园中空气湿度与生态, 使水清亦可养鱼, 清新而毫无繁杂噪音。
总体来说, 在顶板上进行水景设计时, 首先从水景的安全性及功能性出发, 在此基础上营造丰富而有趣味的水景形式, 引导大众接受多种形式的、更符合低碳社会的水景, 提高大众对景观水体的审美广度和深度, 使水景设计更安全化、舒适化和多样化。
3 地下室顶板景观的植物配置设计
植物配置主要从地下室顶板覆土的特殊性出发探讨植物配置的实现方法。地下室顶板景观设计中的植物配置工作的开展顺序与一般地面的植物配置有一定的区别, 大致分为以下几个步骤:
(1) 了解地下室顶板的情况。在开始进行植物配置工作之前, 首先要对地下室顶板的允许荷载进行充分的了解, 掌握顶板上土壤的平均覆土厚度以及局部允许增加的最大土壤厚度, 以便选择合适的植物品种进行配置。
(2) 其次要了解地下室顶板上是否有反梁, 如顶板上建筑的梁均为反梁则要根据建筑柱的跨度空间来考虑植物的空间布局;如是局部有反梁则在配置中避免把较大的乔灌木群布置在反梁上。
(3) 确定植物的空间布局。对地下室顶板的情况有了充分的了解之后, 则要根据景观设计方案的设计理念及设计风格对景观植物空间的营造进行分析。在进行植物空间整体营造时要配合顶板的覆土条件综合考虑, 避免在设计后期出现超载或成活率偏低的问题。
(4) 确定乔木的种植位置。乔木的种植对景观空间的营造起到举足轻重的作用, 乔木位置的确定构筑了景观植物空间的基本框架, 尤其是大乔木的位置往往是景观的视觉焦点。确定乔木种植位置除了从空间视觉效果及功能效果考虑以外, 更重要的是结合地下室顶板的具体情况, 大型乔木尽量位于允许荷载较大或是顶板的梁柱位置上。
(5) 进行植物空间配置。确定植物空间的主体框架之后, 以乔木空间为依托对灌木、地被植物进行空间配置, 营造丰富的景观植物空间、选择植物的规格、形态以及植物色彩的搭配。
(6) 选择植物品种。当植物的空间配置完成后, 植物的规格大小、形状、色彩搭配也基本上确定, 在此基础上进行植物品种的选择既可以保证景观植物的整体效果控制在一定范围内, 又可以在一定范围内选择适应性更强、更具有生态群落效应的植物品种。
(7) 植物配置的调整。在具体的实施过程中由于荷载不足、购买不到适合的植物品种等客观条件影响, 则需要对植物品种进行重新选择。这种调整一般在已定的植物配置空间的基础上进行, 这种调整一般会贯穿施工的整个过程, 直到施工结束。
4 地下室顶板景观的建筑小品设计
景观建筑小品如亭、廊、花架的柱将对地下建筑顶板形成一个较大的集中力, 如果这些柱没有落在结构梁或柱上, 地下建筑结构往往需要布置次梁来承受这个集中力, 从而对地下建筑结构布局体系造成较大影响, 增加了结构设计工作量, 增加了造价, 造成顶板结构不够整齐美观, 甚至与地下建筑上部空间的管线布局冲突。所以景观建筑小品的布局不能随意, 应注意以下几点;
(1) 亭、廊、花架等景观建筑小品尽量采用轻型结构而非钢筋混凝土或砌体结构, 如钢结构、木结构, 不仅重量轻很多, 而且环保、时尚。面对有些松软的土层, 木结构景观建筑对下部结构荷载影响很小, 布局的自由度很大。
(2) 不管采用何种结构材料, 都要尽量将景观建筑的柱网与地下建筑柱网对齐。比如, 布置四柱凉亭, 最好其中一个柱与地下建筑结构柱对齐, 另外两个柱位于梁上, 还有一根柱子需要结构布置次梁来承受。同时注意尽量采用与地下建筑柱网体系吻合度较好的方形或矩形平面来设计景观建筑小品。
(3) 结合地下建筑的人行出入口的地面构筑物布置挑廊、花架等, 比如利用出入口构筑物的墙面设挑廊, 增加的挑廊荷载可以与出入口构筑物一并考虑, 地面各类景观及功能构筑物的布局也比较简洁。
5 结语
地下室顶板景观设计符合可持续发展战略的要求, 它为节约土地提供了有效的途径, 促进城市与环境的和谐发展, 为改善人居环境做出巨大贡献。在实际的工作中, 要结合工程特点, 对不同的景观设计元素采取不同的设计及技术处理手法, 这样因地制宜, 才能建设精品工程, 造福人民。
摘要：随着我国城市地下室的面积增长迅速, 地下室顶板景观设计也成为了当今景观设计的重要组成部分。本文对地下室顶板景观设计工程中的几个要点做了简单的分析。
顶板裂缝处理方案 第5篇
方法二在顶部贴上一层接缝纸，接缝纸用白乳胶涂刷贴上;然后刮腻子刷面漆。如果缝隙较大，则用石膏将裂缝填平，再用接缝纸涂上白乳胶贴住;刮腻子刷上面漆即可。
一、顶板裂缝怎么处理?
1、先铲除漆膜，然后重新涂抹新的底漆，一定要确保底漆完全干透之后再涂一遍，如果温度低于5摄氏度的情况下就不用涂漆了。
2、在顶部贴上一层接缝纸，接缝纸用白乳胶涂刷贴上;之后刮腻子再刷面漆。如果缝隙较大，则用石膏将裂缝填平，再用接缝纸涂上白乳胶贴住;再刮腻子刷上漆面漆即可。
二、吊顶该如何选择材料?
1、吊顶骨架材料选择
选用轻钢龙骨骨架材料时严格根据设计要求和国家标准轻钢，选用木材做龙骨时注意含水率不超标，龙骨的规格型号应严格筛选，不宜过小。
2、吊顶饰面石膏板选择
目前市面上的石膏板有普通型、防水型、防火型、高强度性等多种，在吊顶设计时，可根据不同使用要求，不同地区和施工季节选择。现在装饰市场中的纸面石膏板质量良莜不齐，使用使应选用大厂家生产的质量较好的石膏板，强度高，韧性好，发泡均匀，边部成型饱满，从材料上解决裂缝问题。
纸面石膏板市面上一般有厚9mm和厚12mm的两个品种。很多人喜欢使用厚9mm的普通纸面石膏板来做吊顶，但是由于厚9mm普通纸面石膏板比较薄、强度不高，在多雨的`潮湿条件下容易发生变形，建议最好选用12mm以上的石膏板。同时，使用较厚的板材也是预防接缝开裂的一个有效手段。
三、如何防止石膏板吊顶开裂?
1、木龙骨容易热胀冷缩引起开裂，最好用轻钢龙骨来吊顶。
2、接头处采用双层石膏板，且不能接龙骨，要把接头处和龙骨错开。
3、吊顶转角处用七字形封板法(整块)，可以防开裂和保稳固。
4、石膏板吊顶接缝处易开裂，要做以下处理。两张石膏板间的缝隙留5mm以上，还可以做成V字型缝隙。用专用的嵌缝膏(或混合白乳胶的找平石膏也可以)进行缝隙填补。在接缝处涂上白乳胶，贴上牛皮纸带。最后再挂上一张50公分宽的网格布。
煤矿顶板冒顶事故分析与控制 第6篇
【关键词】煤矿顶板；冒顶事故；分析；控制
由于我国煤矿资源丰富，煤矿产业发达，就造成许多投资者目光转向煤矿，解决煤矿安全问题便成了主要问题，一是要坚决贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，加强煤矿法治管理，即“法制”。二是必须依靠科技进步、科技创新，大力发展煤矿安全科学技术研究，通过掌握矿井灾害的基本性质、发生条件和规律预测各种灾害或事故发生的可能性，采取相应的科学手段防治灾害。
一、煤矿顶板冒顶事故的主要原因
（一）煤矿开采区地质条件较复杂
我国目前虽然煤矿储量很大，但是大部分煤矿开采区地质条件极为复杂，导致目前相关单位对顶板冒顶管理难度加大。煤矿区大多采用单一煤层对其进行开采，倾斜薄煤层，煤层赋存不稳定，存在极易冒落的复合顶板，顶板破碎底板松软。同时还存在着许多孤岛煤柱和边、角、余煤开采，这样极易造成应力集中，并易受强冲击载荷影响，使得煤矿的顶板威胁程度增大。这些煤矿地质条件给顶板管理增加了更多环节和难度。
（二）煤矿开采缺乏技术和高水平装备
许多中小规模煤矿企业为了减少自己的投入而增大经济效益，因此忽略了安全因素的重要性。在开采方式上，他们为了加快开采进度，常采用巷道式采煤工艺，而很少使用壁式开采方式，同时在进行采掘工作时常采用爆破方式对煤矿洞进行挖掘，这样很容易造成地质土层的松动，而在掘进的巷道中采用木桩进行支护，由于木质的抗压强度等许多物理性质不是很好，很难承受巷道上层土层的作用力而造成巷道大面积坍塌，增加人员伤亡率。
（三）大部分煤矿安全技术管理薄弱
在我国大部分煤矿企业中存在着煤矿安全技术管理薄弱，安全规程措施常出现更改现象，使得内容极为混乱，许多矿上作业人员很难看懂，于是造成他们安全意识薄弱，经常出现违章作业。由于煤矿开采现场常发生变化，而制定的作业规程无法适用，并没有认真分析并编制符合本矿实际情况的底板管理意见，常常矿工们凭着自己的经验和感觉对其进行施工，导致其存在巨大的安全隐患。同时技术人员匮乏， 技术队伍水平低， 技术管理人员、熟练工人流动性大， 矿井整体技术管理水平不稳定。
（四）顶板管理手段缺乏科学性、创新性
由于我国许多煤矿企业对顶板管理的手段缺乏科学性和创造性，使其不能有效开展矿压观测，在进行煤矿开采工作时的面支护方式、支护强度缺乏科学性。缺少顶板离层动态监测仪，顶板离层状况做不到及时掌握。尚未实施支护质量检测，金属摩擦支柱支撑力、单体液压支柱初撑力大小不清楚。
二、煤矿顶板冒顶事故的控制措施
（一）严格基础管理工作，加强现场采掘管理
在对煤矿进行开采时一定要收集各方资料，尤其是煤矿以及煤矿周围的地质资料，然后仔细商定出方案设计，并在煤矿开采过程中相关人员一定要严格按照技术规范和标准指导采掘方案进行作业。仔细分析矿压显现规律是防止初次来压和周期来压造成大面积冒顶事故的有效途径，必须搞好初次放顶和周期来压期间的顶板冒顶管理，摸索和掌握来压步距，在来压前采取加强支护的措施。同时煤矿开采企业还应当建立并实施采煤、掘进管理程序，消除和控制采掘系统和作业的危险源。
（二）积极开展技术改造，引进机械化装备
随着我国的科学发展和机械化的进步，相关部门也就早已开发出适合煤矿开采的高新技术和机械设备，它们能够有效的减少顶板冒顶事故的发生，但是由于煤矿开采企业为了维护自己的利益而忽略技术改造好装备机械化设备，因此煤矿开采企业必须明确安全生产重于天，要与时俱进改造技术，并对相关技术进行仔细研究总结随后选择优秀的并适合自己的技术进行积极推广。同时煤矿开采企业还应当淘汰老旧的支护设备，积极引进先进的机械化装备，并对矿工进行教育培训，使其能够更好的了解机械设备的原理和使用方法，相关煤矿开采企业还得结合矿区的实际情况，进行采用合理的支护方式和煤矿采掘方法，大力调整采掘布置，以此来调整矿区的应力分布。并做好煤矿安全质量标准化建设，开展好技术攻关，制定专门的技术措施，彻底改变煤矿顶板冒顶管理薄弱的状况。
（三）注重安全监督管理，加大安全培训工作
煤矿企业应当制定严格的安全制度，并建立安全监督管理部门严格查处违法矿区的安全规章制度的矿工，在发生顶板冒顶事故时，一定要以严格的手段按照“四不放过”的原则，认真分析，严格追查和严肃处理煤矿和相关责任人员，吸取经验教训，严格制定措施，避免这样的事故在此发生而造成经济和人员损失，该部门还要加大奖惩力度，并且要求其赏罚分明，充分调动矿区作业人员的工作积极性和安全意识。同时煤矿企业还应当花费一些精力和时间对矿区作业人员进行安全教育培训，使他们的安全意识能够得到提高，并且积极预防顶板冒顶事故的发生。
三、结束语
只有煤矿企业加强管理，才能有效的控制顶板冒顶事故的发生，因此就需要煤矿企业接受新的管理理念并和传统管理理念相结合，同时解放煤矿企业的思想，使其能不断进行理念和方法创新，这样才能为煤矿企业带来更多的经济利益，还能为煤矿企业走续发展的道路创下良好环境。
参考文献：
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[3]孙超.矿顶板事故的发生因素与防治对策分析 技创新导报，2011.
[4]窦林名，岑传鸿等.煤矿顶板控制及监测 中国矿业大学，2005.
工程顶板 第7篇
根据施工需要, 某住宅楼需在地下车库顶板上1-13轴~1-15轴/1-A轴~1-B轴安装一台型号为SC200/200型施工升降机, 安装高度63 m。其中, 单个吊笼的重量为1 080 kg, 标准节自重172 kg。
基础坐落在地下车库顶板上, 车库层高4.4 m, 车库顶板板厚160 mm。原车库顶板配筋为Φ10@180双层双向, 钢筋通长设置。混凝土强度等级C35, 车库梁为井字梁, 施工升降机处梁截面为250 mm×600 mm和500 mm×800 mm。
基础厚330 mm, 混凝土强度等级C30, 基础内预埋标准底座。基础配筋Φ8@220双层双向, 基础尺寸3 600 mm×4 500 mm, 基础中心线离建筑物2.5 m。基础四周砌筑240 mm厚、450 mm高挡墙。
接地装置预埋两根Ф48×3.0钢管, 长度2.7 m, 与升降机金属联通并确保接地电阻不大于4Ω。按图1进行控制。
施工升降机基础位于地下车库顶板上1-13轴~1-15轴/1-A轴~1-B轴间, 按图2进行控制。
2 钢管脚手架施工方法
2.1 钢管脚手架支撑加固方法
由于施工升降机基础直接坐于车库顶板上, 故对基础作用范围内的车库顶板进行加固, 采用在板底增设扣件式钢管脚手架支撑的方法。加固范围为5 m×5.6 m, 支撑支设于基础防水板上, 钢管底部垫50 mm厚木板。
经计算:脚手架立杆纵距0.5 m, 横距0.5 m, 步距1.5 m, 立杆与水平杆交接处采用双扣件拧紧。板底支撑次龙骨采用40 mm×70 mm木方, 间距200 mm, 主龙骨为Ф48钢管。按图3控制。
2.2 钢管脚手架支撑计算书
将施工升降机及其基础的自重折算成板厚进行脚手架支撑的计算, 荷载包括活载自重、吊笼自重、标准节的自重及混凝土基础和车库顶板自重等。
1) 可变荷载。
活载自重:2×2 000×1.4×10=56.0 k N。
2) 永久荷载。
吊笼自重:2×1 080×1.2×10=21.6 k N。
单个标准节自重:单个荷载172×10=1.72 k N。
电梯安装总高度63 m, 标准节高度1.5 m, 共需标准节数量:63÷1.5=42节。
总标准节自重:1.72×42=72.24 k N。
混凝土基础自重:3.6×5.8×0.33×2 500×10=172.26 k N。
永久荷载: (72.24+172.26+21.6) ×1.2=319.32 k N。
3) 总荷载。
总荷载=56.0+319.32=375.32 k N。
考虑动力系数1.1, 375.32×1.1=412.85 k N。
4) 折算板厚。
混凝土基础面积:3.6×5.8=20.88 m2。
顶板上总荷载:412.85÷20.88=19.77 k N/m2。
按混凝土顶板考虑其厚度:19.77÷2 500×1 000=791 mm。
板总厚:791+160=951 mm (考虑增加车库顶板厚160 mm) 。
顶板厚按960 mm考虑计算。
3 主要施工方法
3.1 混凝土基础
1) 钢筋加工:钢筋进场后, 按要求进行见证取样, 钢筋试验合格后, 方可进行钢筋加工, 钢筋表面要洁净, 凡有油污、浮锈, 使用前清理干净, 钢筋切断应根据钢筋编号、直径、长度和数量, 长短搭配, 先断长料后断短料的下料。成型后的钢筋按配料单的编号分别进行堆放, 用标识牌进行标识。
2) 钢筋安装:钢筋绑扎前画好底板钢筋的位置线, 并摆放下层钢筋, 绑扎钢筋时, 纵横方向钢筋相交点应绑扎牢固。绑好底层钢筋后, 摆放钢筋马凳与支架, 开始绑扎上层钢筋网片的定位筋, 将上层钢筋铺在马凳上。马凳每平方米设置一个, 并在上层定位钢筋上画线, 然后摆放纵横方向钢筋, 纵横方向钢筋相交点绑扎牢固, 上下层钢筋安装完成后, 在塔基基础底板底层钢筋支垫专用混凝土垫块, 每平方米设置一块, 呈梅花形布置。
3) 基础模板:基础直接坐于地下车库顶板上。基础模板面板采用多层板, 40 mm×70 mm木方做次龙骨, 间距为200 mm, 48钢管作主龙骨水平放置, 用钢管斜支撑加固模板牢固。
4) 基础预埋螺栓安装:根据基础平面图预埋螺栓的位置、标高进行预先临时固定, 然后检查准确无误后用钢筋头与预埋螺栓固定牢固, 用黄油涂抹螺栓丝头, 用塑料布包裹预埋螺栓进行保护。
5) 基础混凝土施工:基础混凝土浇筑时, 先使混凝土充满模板内边角, 然后浇筑中间部分, 采用插入式振捣器振捣混凝土, 要快插慢拔, 均匀布点振捣。混凝土振捣时间为10 s~30 s, 以混凝土泛浆及无气泡为准, 避免过振跑浆, 并在20 min~30 min后对其进行二次复振。混凝土浇筑后应根据标高对混凝土表面进行找平, 用2 m刮杠找平, 木抹子搓平后混凝土表面覆盖塑料薄膜养护。
3.2 加固支撑安装要点
1) 架体选用Ф48×3.0的钢管, 钢管表面应平直光滑, 不应有裂纹、分层、压痕。扣件不得有裂纹、气孔、砂眼等锻造缺陷, 扣件的规格应与钢管相匹配, 贴和面应干净, 活动部位灵活, 夹紧钢管时开口处最小距离不小于5 mm。
2) 搭设前应对钢管进行保养。
3) 采用可锻铸铁制作的扣件, 符合现行国家标准, 无裂痕、变形、缩松、滑丝。扣件与钢管贴面必须严格整形, 扣紧时接触良好, 扣件表面有防锈处理, 扣件螺栓拧紧扭力矩达60 N·m时不破坏, 应经实验证明其质量符合国家标准的规定。
4) 构造要求。
a.同一步纵向水平杆必须四周交圈。
b.在南、北和西立面的两端转角处均设一组剪刀撑, 斜杆与基础防水板间的角度为45°~60°。
c.扣件安装:扣件规格与钢管外径相同, 螺栓紧固力矩为40 N·m~50 N·m为宜。
d.立杆步距、纵距、横距有变化时, 应进行验算。
e.加固的架体应悬挂标识, 定期由安全员进行检查, 看是否有松动的迹象, 如发现异常情况应及时进行调整加固。
f.脚手架必须设置纵、横向扫地杆, 纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距钢管底端不大于200 mm处的立杆上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
g.支撑架的可调底座、可调托撑螺杆伸出长度不宜超过200 mm, 插入立杆内的长度不得小于150 mm。
3.3 加固支撑拆除要点
1) 脚手架拆除作业的危险性大于搭设作业。在进行拆卸作业前, 一定要先由工长进行拆除安全技术交底;拆除前应全面检查脚手架的扣件连接、支撑体系等是否符合构造要求。
2) 拆除作业必须由上而下逐层进行, 严禁上下同时作业。
3) 拆除过程中, 应作好配合、协调工作, 避免出现安全事故。
4) 严格禁止不按程序进行的任意拆卸。
5) 拆卸现场应作可靠的安全围护, 严禁非施工人员进入拆卸作业区内。
6) 严禁将拆卸下的杆部件和材料向地面抛掷, 并按品种、规格随时码堆存放, 保持现场文明。
4 安全措施
1) 搭拆脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
2) 安拆人员必须是经考核合格的专业架子工, 架子工应持证上岗。
3) 浇筑混凝土时由专人看护模板, 模板拆除时模板要及时清运, 模板或方木上的钉子应及时拔出或用锤子敲平, 防止钉子扎脚。
4) 混凝土浇筑前, 应对振捣器进行试运转, 振捣器操作人员应穿绝缘靴、戴绝缘手套;振捣器不准挂在钢筋上, 湿手不准接触开关。
5) 地埋螺栓安装完毕要清理干净基础内剩余的材料和工具等物品。
6) 基础四周形成坡势, 排水畅通, 不得有积水。
7) 脚手架的安全检查由安全员定期检查。
摘要：结合某工程顶板上设置升降机基础的实际情况, 从工程概况、施工方法、安全措施等方面详细阐述了该工艺的施工方法, 对需要在顶板上设置升降机基础的项目有一定的借鉴作用。
工程顶板 第8篇
种植顶板往往因面积较大、施工时间长、构造层次多的特点, 反而更容易渗漏, 我们在地下结构中往往设计为防水混凝土, 但防水混凝土的设计, 并不能完全起到防水作用, 单靠混凝土车库顶板无法抵御地下水及地表水在泛滥时所产生的压力, 随之在压力作用下, 顶板所存在的人为施工缝、设计施工缝、设计后浇带、预埋管件、混凝土振捣中出现的毛细孔, 都会造成车库顶板的渗漏。
在现实生活中, 我们也遇到过很多设计不合理的案例, 并做出了优化, 今天我们就将其中一个典型的案例拿出来, 与大家一同探讨。
工程概况, 辽宁营口某公租房项目, 设计如下:
问题一:首先聚苯板的使用, 就出现了问题, 在设计之初, 对与聚苯板的设计是考虑保温的作用, 当种植土达到800mm以上可考虑不使用保温板, 而经过核实, 将回填1700mm的种植土, 因此保温层的使用也就失去了意义。
问题二:如果聚苯板没有发挥作用, 40mm厚的细石混凝土保护层也就发挥不了作用反倒增加成本, 因此也可予以删除, 即使使用了该设计, 混凝土保护层内部的水分也会渗入到保温层内部, 造成保温层含水, 失去保温功能, 后期一旦完成防水施工, 将会造成顶板的渗漏。
问题三:最薄30厚粉煤灰找坡问题就比较大了, 我们在施工过程中, 为了方便施工, 减少粉尘, 而往往会在粉煤灰上洒水, 以方便压实, 这就是一个实际问题, 就会造成粉煤灰内部大量含有水, 部分水份长期无法排出, 所以后期出现渗漏的水也有一部分是粉煤灰所造成的。而且由于车库顶板远低于地表种植土, 因此设置找坡层也就失去了意义。当种植顶板低于周边土壤, 并且与周边土壤相连, 可不设置找坡层。
问题四:上部又采用了20mm厚的1:3的水泥砂浆找平层, 结果问题就来了, 目前多数工地较大, 往往施工一年无法完成, 并且因施工未完成, 种植土未回填, 而下部的粉煤灰及找平层内部含水, 经历冬季, 结果就出现了由于找坡层内部含水较多, 以及水分结冰, 造成平层粉化, 因此整个防水层就成了直接做在沙子上的防水层。
问题五:1:3的水泥砂浆找平层由于无人监管, 同时为了避免砂浆开裂的问题, 多数则使用1:5甚至1:6的水泥砂浆, 这也是为什么找平层出现起砂的一个原因。
问题六:上部设置40mm厚钢筋混凝土保护层, 由于下部的松散, 上部的保护层也失去了保护效果, 在回填陶粒土及种植图的过程中, 设备的来回碾压, 也就彻底破坏了防水层, 造成了卷材大面积撕裂。
问题七:在早期的种植顶板设计中, 则多采用了卵石层, 卵石层的设置出于两方面考虑, 一方面起到滤水作用, 另外一方面则可以代替土壤, 起到降低成本的作用, 卵石层具有良好的滤水作用, 但施工困难, 同时因配有卵石层, 防水层上部需配置40mm厚细石混凝土保护层, 因此整个工程下来, 非但没省钱, 反倒是费了钱。
我们通过上面的设计发觉, 人们对于种植顶板越来越重视, 但是由于设计复杂, 前后考虑不到位, 导致后期施工对原有防水层造成了巨大的影响。
因此我们根据上述问题, 进行了如下设计:
优化后的设计
我们在设计中选用2.7mmTPO单面自粘复合防水卷材, 1.2mm厚的TPO层具有良好的耐根穿刺效果和防水效果, 采用热风焊接, 施工快捷环保, 使用年限长。
而下层的1.5mm无胎自粘防水卷材具有优异的防水效果和锁水效果, 当与混凝土结构层形成实粘后, 可与结构层形成整体式防水。由于结构基面较差, 因此我们对结构层进行了刮涂, 结果TPO单面自粘防水卷材、非固化橡胶沥青防水涂料同结构层完美的粘接成一体。
而在防水层施工完毕后, 我们可以在防水层上, 直接铺设排水板及无纺布, 起到保护防水层的作用, 并且具有良好的排水效果。
该工程在竣工后, 均达到了优异的防水效果, 同早起的防水设计相比, 无论是施工时间和施工质量均有明显的提升, 但造价方面, 每平米就节约了成本100余元。
同时该工程也仅限于非商住群种植顶板工程, 而如果为商住群种植顶板工程则不能进行该项设计, 我们对于商住群也进行了专项的设计。
首先请看这张图片, 但是该小区为了节省土地, 提高土地的利用价值, 则形成了, 高层建筑、多层建筑及地下车库, 这样对土地利用率较高, 但实际则存在较大的渗漏问题。虽然也设置防水层及找坡层, 但因为大量雨水无法从顶板排出, 也就形成了顶板长期含水长期蓄水的问题, 并且因为无法排出, 水份变臭, 导致部分小区有发霉变质的味道, 后期对防水层也造成了影响。因此我们针对商住群进行了专项设计, 针对封闭的建筑群体, 则可以采用该设计。
做为防水公司我们针对地下工程始终遵循“防排结合, 刚柔相济, 因地制宜, 综合治理”的原则, 因此我们也具有针对性的研发出了万年牢种植顶板防水体系, 并在工程中得以应用, 并得到了较好的印证。
设计原则
1、设计遵循“防排结合, 刚柔相济, 多道设防, 因地制宜”的原则, 针对多数地下工程“防排结合”则显得尤为重要。
2、种植顶板, 应为一级防水, 并且上一道防水层应具有耐根穿刺性。
3、针对人防工程不能对结构打眼破坏, 但需在车库顶板上设置排气孔, 以便于水流动, 避免形成死水。
4、地下排水体系的设置, 设置诸如排水板或蓄排水板。
5、做在结构层上的1:3砂浆找平层应予以删除。
6、地下防水完全依靠单纯的防水层, 较难达到长期稳定的防水效果, 应当考虑防排结合, 在车库顶板上安装地漏。
7、顶板水、冷凝水、车库内的生活用水, 并不能通过简单的集水, 还需要考虑集水、排水, 及水处理等问题。
而该防水设计则对传统设计进行了升级, 去除找平层找坡层等不合理的设计, 引入集水装置, 达到了排水及水分利用的特点。
1、取消找平层:找平层的设置, 主要是针对目前的实际情况而设计的, 因为工地现场在浇筑混凝土顶板过程中很难形成一个平整的可以进行防水施工的基面, 因此在早期设计中, 我们设置了找平层, 但是就目前所出现的大量的自粘类的防水卷材则并不适用, 因为自粘防水卷材所提出的要求, 则是做在结构层上, 依靠着结构层形成整体式防水。而且找平层所使用的砂浆还存在其他一些问题, 出于成本控制, 我们在设计中多采用1:3的水泥砂浆, 但是实际情况则多为1:5甚至1:6的水泥砂浆, 这种砂浆无裂缝, 但是存在强度低起砂等现象, 一旦发生渗漏, 反到成为了窜水层, 造成顶板的大面积渗漏, 因此我们在设计的初期就将找平层予以删除, 充分发挥了自粘防水层的特性, 因此在地下结构中自粘防水层起到了防水和锁水的优异效果, 如果因基面过于潮湿, 我们则采用湿铺法, 使防水层同结构层形成一体。如果顶板长期未施工, 就会造成因材料摆放或脚手架拆除, 而造成顶板的凹凸不平, 我们则采用非固化橡胶沥青防水涂料, 在结构层进行喷涂或刮涂, 形成一层长期的非固化的防水层, 再配上TPO单面自粘防水卷材, 达到了优异的防水效果。
2、选区TPO作为耐根穿刺防水层
选用TPO作为耐根穿刺防水层, 则是基于TPO具有优异的耐根穿刺效果, 以及TPO对植物无害, 不会对植物的生长造成任何影响。
3、选取自粘层作为防水层
因为自粘防水层具有优异的防水和锁水效果, 能够有效避免一旦防水层破坏, 而造成大面积窜水现象, 同时配以非固化橡胶沥青防水涂料, 则使防水效果成倍提升。
4、为了便于水分排出, 我们设计了排水板及排气管, 以方便空气流通, 将有利于水分快速排出, 并且空气流通更加有利于植物生长, 该设计不但适合北方地区, 南方地区同样适用。
车库顶板与人防顶板设计方案的讨论 第9篇
取如下分隔的车库顶板作比较。采用两种布置, 板跨均为8.4×8.1, 各方向均为3跨 (A) 为采用普通主次梁板式结构, 在跨中两个方向各设置一根次梁, 成为十字交叉梁 (B) 为采用框梁及大板结构, 不设置次梁。
1 结构布置
主梁截面500×1 000, 次梁截面350×800, 周围为混凝土挡土墙, 具体见图1。
2 经济性分析及比较
1) 消防车荷载作用下比较。
a.荷载确定:恒载取相同两个方案均为20 k N/m2 (考虑覆土厚度为1 m) 。
根据GB 50009-2012建筑结构荷载规范表5.1.1消防车荷载为:当板跨大于6×6双向板20 k N/m2, 上部覆土厚度为1 m, 根据附录B表B.0.2折减系数为1.0, 计算梁配筋时根据规范5.1.2.1.3规定荷载可取0.8折减系数即16 k N/m2;板跨为4.2×4.05时可根据表5.1.1附注4进行在35和20之间内插, 荷载可取30 k N/m2, 再根据附录B.0.2表进行折减, 可取折减系数0.85, 最后取值25.5, 计算梁配筋时再折减0.8即20.4 k N/m2。由上可知采用A方案与B方案的活荷载取值相差较大, A方案比B方案活荷载大27.5%。考虑组合时A方案比B方案大12.9%。
b.计算。
采用PKPM进行分析比较, 混凝土标号采用C30, 关闭地震作用及风荷载计算, 梁和板采用不同的荷载分别计算, 得出结果分别统计钢筋及混凝土的用量 (计量采用PKPM的STAT-S模块) , 楼板均采用塑性方法进行计算, 并严格控制裂缝宽度 (人防顶板0.3 mm, 车库顶板0.2 mm) 及挠度满足规范要求, 根据荷载规范消防车荷载及人防荷载为偶然荷载准永久组合系数取0, 故当进行挠度裂缝计算时将活荷载调整为人防层4.0 k N/m2, 车库顶5.0 k N/m2准永久组合系数取0.5。
c.计算结果。
钢材及混凝土用量见表1。
由表1可见, 两种方案所用的混凝土量相差很小, B方案略小, 自重略轻。钢筋含量差异较大, B方案的梁中钢筋远小于A方案。且在施工中, 由于无次梁模板面积将减少很多, 施工措施费用B方案也会小于A方案。B方案的造价将远低于A方案。
2) 人防荷载作用下比较。
a.荷载取值:恒载均取2.0 k N/m2, 活载4.0 k N/m2, 人防荷载采用考虑上部结构为55 k N/m2。
b.计算:参数同消防车计算。
c.计算结果见表2。
由此可见两种方案所用的混凝土量相差很小, B方案略小, 自重略轻。钢筋含量差异较大, B方案的梁中钢筋远小于A方案。且在施工中, 由于无次梁模板面积将减少很多, 施工措施费用B方案也会小于A方案。B方案的造价将远低于A方案。
3 结论及原因分析
1) 在车库的顶板及人防顶板设计时因为防水要求, 板厚至少需要取250 mm, 故设计中采用大板时取300 mm (8.1 m的板跨板厚与跨度的比值为1/27) 时与采用次梁小板时板厚区别不大。根据前边比较也可看出两者混凝土用量 (即自重) 接近, 但是采用小板次梁结构体系时由于板跨较小, 板厚相对很大 (板厚与跨度的比为1/16.6) , 楼板配筋均为构造控制, 此时板的承载能力富裕度非常大, 不能有效发挥结构材料的作用, 故采用较大跨度板时更有利于钢筋发挥作用。
2) 采用次梁薄板时由于在主梁跨中增设了次梁, 板的荷载传递时有更多荷载传至主梁的跨中, 这时对主梁来说相同荷载不同的分布形式将带来更大的弯矩, 故这种布置从客观上来说更不利。
3) 消防车荷载是根据对不同消防车在板上的不利布置时的等效弯矩确定的, 所以板跨越大荷载取值可越小, 采用8×8跨度时所用的荷载远小于4 m×4 m时, 由于荷载差异很大, 也带来了配筋的巨大差距。
4) 采用大板结构时由于板的跨度与板厚比值较大, 挠度与裂缝控制尤为重要, 必须予以控制。
4 结语
在荷载较大, 规范要求对最小板厚做出限制时 (如人防顶板, 车库顶板0.000楼板等) , 采用大板结构将可以减少配筋量, 并且减少了空心板结构中需要额外增加的箱模以及较为复杂的施工工艺, 更为经济。建议大家在设计车库人防等结构时可采用这种体系将带来较好的社会效应, 为节约型社会贡献一份力量。
摘要：主要讨论了采用大跨实心楼板对车库顶板与人防顶板进行设计的做法, 对比分析了这种做法与传统的主次梁加楼板的经济性, 指出在人防或消防车荷载作用下, 采用大板加主梁结构体系更为经济。
关键词：主梁,楼板体系,经济性
参考文献
工程顶板 第10篇
1 工作面概况
某矿煤层厚度变化大, 平均煤厚3.75m, 平均倾角18度。基本顶为细砂岩, 厚度2m~3m, 黑灰色, 中厚层状, 层理发育;直接顶为粉砂岩, 厚度2m~4m, 黑灰色薄层状, 水平层理、节理、裂隙发育;伪顶为碳质粉砂岩, 厚度0~0.4, 黑灰色, 松软, 易垮落;直接底为粉砂岩, 厚度4m~11m, 黑灰色, 薄层状, 节理裂隙发育;老底为粗砂岩, 厚度约5m, 深灰色, 厚层状, 胶结致密, 暗色矿物较多。
工作面采取区内后退, 俯倾斜长壁或走向长壁悬移支架放顶煤采煤法。工作面铺设金属网假顶, 用悬移顶梁液压支架进行支护, 机头机尾用单体液压支架配合π形钢梁齐梁齐柱式支护。
2 基本顶来压的理论计算
某矿基本顶垮落考虑为固定梁的情况, 计算公式为:
其中:σt—为抗拉强度极限, 6.77Mpa;h—基本顶岩层的厚度, 2.5m (q2) 1—作用在基本顶上的均布载荷, 80.62k N/m2;
代入数值计算得L1=32.40m;
由基本顶断裂形式知基本顶岩层应按“板”进行计算, 此时a/b可认为32.4/50=0.648<0.7此时, 基本顶得初次断裂步距就必须按照如下的公式进行计算 (修正公式) 。
将数值代入, 可得L=36.89m, 所以某矿的基本顶极限垮落步距为37m左右, 一般的可以近似认为是极限跨距是周期来压步距的2.45倍, 所以某矿基本顶的周期来压即可近似认为为12.36m。
以上计算是在理想条件下进行的, 由于长壁工作面推进是连续的, 当工作面自开切眼开始推进, 必然要达到使基本顶形成断裂的极限跨距。此后岩梁就成为断裂成块状的组合体, 由于地质构造原因, 基本顶岩层内部原先就存在有节理、裂隙等弱面或者其他开采的影响基本顶的完整性。这些都会使基本顶提前垮落, 所以实际会比计算中的小。
3 工作面顶板运动规律的物理模拟实验
3.1 相似材料模型制作
本模型采用捣固模型, 在捣固模型时岩层和煤层的层理和节理根据实际情况用人工制作, 并在界面上放云母粉或石英砂。该模型模拟范围, 走向长120m, 倾斜方向20m, 垂深120m, 其中煤层底板30m, 煤层顶板60m, 60m上至地表采用液压加载, 制作模型见图1。
该模型为测出煤层顶板岩层的变形移动规律, 共布置5条测线, 每条测线布置4个测点, 共计20个测点。模型开采, 根据现场作业规程, 24小时进尺3m, 由相似准则换算模型开采为48分钟采1cm。模型开采走向长100cm, 倾斜长20cm。
3.2 试验结果
(1) 模型由开切眼开始沿煤层走向开采, 48分钟采1cm, 在工作面推进过程中, 伪顶随采随冒, 见图2。
(2) 当工作面推进20m时, 直接发生冒落, 冒落高度4.5m, 基本顶出现裂隙, 见图3。
(3) 当工作面推进到42m时, 基本顶大面积来压, 顶板发生大面积冒落, 冒落高度为7m。工作面推进52m时, 基本顶出现离层, 最大离层高度为0.8m, 离层在冒落带上方高达5m。随后直接顶和基本顶发生冒落, 见图4。
(4) 工作面推进到62m时和74m时, 直接顶和基本顶都出现垮落, 冒落高度为15m, 在工作面推到终点100m过程中, 工作面每推进10m或12m时, 顶板出现周期性垮落, 冒落高度在15m左右, 裂隙带高度为13m左右, 见图5。
基本顶初次垮落步距42m左右, 周期来压步距10m~12m, 工作面推进到100m时, 冒落带高度15m左右, 裂隙带高度13m左右。通过计算机模拟, 实验室模拟及理论计算分别得出某矿轴14槽基本顶来压步距和周期来压步距, 现对比如下 (见表2) 。
由以上分析可知, 某矿轴14槽基本顶来压步距40m左右, 周期来压步距为12m左右。
4 结论
(1) 理论计算周期来压步距37m, 周期来压步距12m;实验室模拟基本顶来压步距42m, 周期来压步距10m~12m。
(2) 用确定的矿压显现规律指导工作面矿山压力控制, 保证了工作面顶板的稳定。开采实践证明, 研究确定的矿压参数与工作面实际矿压显现规律是一致的。
参考文献
[1]李洪, 马全礼.复合顶板运动规律及控制研究[J].矿山压力与顶板管理, 2004, 01:54-56+59.
[2]周安伟.复合顶板采场关键层结构力学分析与支架工作阻力确定[D].安徽理工大学, 2015.
[3]陈涛, 等.复合顶板垮落特征数值分析及合理支护参数设计[J].煤矿开采, 2006, 02:52-53+56.
车库顶板绿化排水系统设计探讨 第11篇
关键词：车库顶板；绿化排水；系统设计
中图分类号： TU985.12+5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-193-2
0 引言
科学技术的迅速发展给人们的生产和生活都带来了很大的方便，再加上国家对城市基础设施建设的力度也逐渐加大，汽车的使用数量迅速地增加，而汽车数量增加的同时也给城市用地提出了很大的挑战，因为土地资源的限制，为了有效地节省土地资源，设计人员开始把车库的设计转向地下，而且为了置换环境，在地下车库的顶层还会进行景观设计。
1 工程概况
某住宅小区位于山东省济宁市高新区崇文大道南，东临小屯片区，西临原九九集团片区，总规划用地15.8万m2，建设用地14.4万m2，容积率2.69，绿地率30.2%。该小区的景观设计突出“三季有花，四季常绿”这一主题，因此充分利用资源，将地下车库顶板设计为种植屋面，面积约为2.46万m2，其园林景观采用借景、组景、点景、障景等造园技法，创造个性的园林景观。
2 种植顶板的构造与选材
2.1 防水与阻根
对于地下车库种植顶板来说，不仅要考虑防水防渗的技术难题，还要关注一些具有较强穿刺能力的植物根系是否会对防水层造成威胁。该项目防水设防等级为一级，结构自防水采用抗渗等级为P8的钢筋混凝土，普通防水层选用3mm厚SBS改性沥青防水卷材，耐根穿刺防水层选用4mm厚铜胎基SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材。该耐根穿刺卷材具有物理、化学双重阻根功能，既防根穿刺，又不影响植物的正常生长。
2.2 找坡
因为地下车库种植顶板具有一定的特殊性，因为不管种植的土层的厚度是多少，其排水系统都会长期处于水环境中，所以在对车库顶板进行绿化设计时一定要对其进行科学地设计，虽然通过找坡能够对排水坡度进行设计，但是积水形成的水利坡降也能够实现排水的效果，而且还经济安全，所以在车库种植顶板设计时可以不进行找坡。
3 车库顶板排水系统设计
3.1 排水板方法排水
①成品排水板。成品排水板是用有固定支撑点的夹板做出的中间有空隙的材料，中间空隙的作用是至关重要的，其能够将水排出，一旦水势过大，也不会形成渗漏。除此之外，排水板的性能一般会通过其与过滤层的配合来进行增强。成品排水板的优势是十分明显的，其借助于中间的固定支撑点，会形成很强的抗压能力；由于夹板的空间较大，那么中间空隙的排水能力也会较强。另外，成品排水板还具有运输方便、安装简单的优势。②复合排水板。复合排水板的材料较为复杂一些，聚醋纤维无纺布需要布置两层，与一层结构的三维土工网芯进行组合，从而形成复合排水板的结构形式，复合排水板兼具排水和隔离的功效，隔离主要借助于聚醋纤维无纺布，这种材料的隔离过滤性能是十分优良的，另外网芯的排水能力极强，两种性能相互结合，形成良好的排水隔离效果。复合排水板的优势也是十分明显的，首当其冲的便是其优良的排水能力，这种排水能力可与1m厚的陶粒、砾石结构的排水能相媲美。而且还有提升隔离效果的作用。
3.2 陶粒、砾石方法排水
①陶粒。陶粒是较为常用的排水方法，其原材料也十分易得，一般为粘土或者淤泥，通过高温烧制，使其发生一定的膨胀，陶粒是一种优质的排水材料，其排水优势突出，具体表现在轻质量、高硬度和强保温方面。②砾石。砾石也是良好的排水材料，原材料依然十分易得，路基底部的小碎石一般作为砾石的原材料，并且对这种碎石的要求不高，建筑施工中，小碎石一般是被用作垫层的，还有些时候也在混凝土中进行添加，用作某类加固材料。
3.3 导流疏水管加排水干管组合
①对输水管材料的选择。通常在对输水管进行选择时需要依据当地土壤的实际情况和气候条件进行材料的选择，比如南方和北方在材料选择上是有很大差别的。通常在北方，一般会选择钻孔PVC-U管，而南方则会用双壁波纹滤水管。②制作方法：首先，在对输水管进行制作时，提坡度一般会按i=0.003进行计算，并且在输水管的外面包一层无纺布。其次，多孔输水管的规格一般为DN100支管，并且需要在管的两侧每隔150mm的地方开设直径为40mm的孔。
4 细部节点处理
4.1 卷材收头处理
立墙部位施工时，在卷材自重和自然条件的影响下，仅仅依靠热熔粘接是达不到要求的，应采用收头压条加密封胶密封的处理方法。卷材的收头处理见图1。
4.2 周边角部处理
周边角部要设置盲沟及砖砌护角，利于排水和避免防水材料遭到破坏。周边角部处理示意图见图2。
4.3 搭接缝处理
卷材搭接时，应使熔融沥青从边端挤出，形成宽度约8mm的匀质沥青条，见图3。
4.4 水落口处理
水落口是雨水集中部位，处理不好容易引起渗漏。因此，水落口周围交接处应作密封处理，并要求密封胶伸入水落口内50mm，以防止翘边开缝，并且水落口构件必须安装牢固。
5 应注意的施工质量问题
5.1 卷材搭接不良
在进行卷材搭接施工时，因为卷材的形式和长短边的搭接宽度比较小，而且接头处的粘接也不是非常结实，所以在施工的时候容易初选损坏，所以在施工中需要严格按照标准进行施工，并且要齐线铺贴，同时卷材搭接的长边大于100mm，短边大于150mm.
5.2 空鼓
因为卷材的基层比较潮湿，而且不是很平整，在施工中容易出现窝气或者空鼓情况，所以在卷材施工时必须要保证基层的干燥，并且铺贴要均匀压实。
5.3 管根处防水层粘贴不良
在管道根部的防水层进行粘贴时一定要把基层清理干净，并且严格按照规范进程操作，把卷材进行压实处理，不能出现翘边、褶皱等情况。
5.4 渗漏
在卷材施工中，尤其是在转角或者根部变形处进行施工时如果处理不当就会出现渗漏情况，所以施工时必须对附加层进行注意，卷材要紧密压实，并做好防水。
总之，持续良好的车库顶板的绿化景观，是与科学的排水系统密不可分的，在对顶板上环境进行整体设计之前，应根据项目的具体情况先确立一整套完善、科学、适当的绿化排水形式，减小雨水对顶板结构层的损坏。
参 考 文 献
[1] 陈跃生，郝晓钦.小区车库顶板景观排水设计[J].中国园林，2011（02）：68-70.
[2] 荆丹娟，潘良.浅析居住区车库顶板种植区渗排水设计[J].金陵科技学院学报，2014（01）：36-40.
工程顶板 第12篇
煤巷顶板岩层赋存特征对巷道稳定性具有重要影响, 进而决定着其适合的支护结构与支护参数。在地下工程理论研究和工程实践中, 人们十分重视煤巷顶板赋存特征及其力学结构稳定性的研究。薛亚东、康天合[1]通过对西山、汾西、霍州等矿区9个煤矿21个主采煤层的钻孔及采掘面地质资料的调查统计, 将回采巷道顶板按岩层结构分为多层薄层顶板、复合顶板、厚层整体顶板和厚煤层顶板4种类型。陈炎光、陆士良[2]指出巷道顶板具有层理特征、存在镶嵌型围岩结构特征、岩层节理裂隙特征, 这些构成了巷道冒顶的自然地质因素。杨建辉[3]采用现场调查法重点分析了层状结构顶板工程地质特征和稳定性特点, 认为层状结构是煤巷常见的顶板岩体结构类型, 层理面是它的主要结构面, 节理面是次要的结构面。学者们也注意到原生性构造裂隙对巷道稳定性的影响[4,5], Bieniawski在节理岩体的岩石分类中, 分析了节理走向和倾角对隧道稳定程度的影响[6];蒋爵光探讨了在不同构造应力作用下的节理岩体隧道稳定性[7];李新平研究了裂隙分布对地下硐室稳定性的影响[8];贾蓬, 唐春安, 杨天鸿, 等研究了不同倾角结构面对巷道稳定性的影响[9]。
上述分析表明, 人们对煤巷顶板赋存特征与力学结构稳定性做了一定的研究, 但大都是定性分析, 特别是对规则块状赋存岩层结构的稳定性缺乏深入分析, 不能为巷道支护提供理论指导, 本文拟通过对煤层露头的地质调查, 揭示煤巷顶板岩层赋存特征, 并分析了弱面对其承载能力与稳定性影响。即:什么样的构造与赋存状态的岩层能够形成自稳结构, 利于巷道围岩稳定;什么样的构造与赋存状态的岩层不易形成稳定结构, 致使巷道围岩变形破坏范围大, 不利于巷道围岩支护、控制。本文采用东北大学的RFPA2D分析软件[10,11], 重点研究受垂直层面节理切割而成块体结构顶板稳定问题, 对具有不同弱面特征的顶板岩层的变形破坏过程进行数值计算, 探讨弱面尺寸和相对巷道位置对顶板围岩稳定性的影响。
1 煤巷顶板岩层赋存基本特征
煤系岩层由于沉积环境、条件变化和漫长的地质作用过程, 存在着各种地质构造和弱面, 如不整合、褶皱、断层、节理、裂隙等, 其中具有代表性的结构面 (弱面) 是层理和节理, 是岩体的重要组成部分, 在岩层力学效应中占有主导地位, 所以可以把岩层视为一种多裂隙体, 其强度与稳定能力随节理裂隙切割的结构块体尺度和相互搭接状况的不同而异。图1为某矿煤系地层露头, 尽管由于受地面风化作用, 与井下巷道顶板岩层结构并不完全一致, 如裂隙大小等, 但不难推断露头结构是由其原生裂隙发展而形成, 因此, 露头岩层结构在一定程度上可以反映出煤巷顶板岩层主要结构特征, 如图1所示, 煤巷顶板岩层有两个显著的基本赋存特征。
1.1 层状赋存
煤矿巷道顶板多为大致连续沉积的水平层状岩层, 主要由各种粒度的粉砂岩、砂岩、石灰岩、页岩以及泥岩等沉积岩层组成。在沉积过程中, 由于沉积环境变化、矿物成份不同、造成煤系地层中的各岩层物理力学性质差别很大, 形成明显的层理面和分层面 (见图1) 。各分层岩体的强度、弹性模量以及所含有的矿物成份不同, 各分层之间相互连接之处还存在层与层之间的薄弱夹层, 造成各层之间的粘结力小, 几乎不能承载。正是由于煤巷围岩为差异性很大的非均质层状岩体, 采区巷道开挖以后, 在围岩应力作用下, 其层状顶板往往会出现离层、冒落, 近表面围岩难以形成承载结构, 还有时伴有强烈的两帮移近、片帮及整体下沉, 导致煤巷顶板下沉而离层破坏, 并且顶板、两帮变形相互作用, 造成巷道围岩地进一步破坏, 直至遇到厚硬岩层形成的稳定结构。
1.2 受节理裂隙面切割成为不同尺度的块体
成岩后经历的地质构造运动不同, 岩层被节理裂隙等弱面切割成为不同尺度的块体。这种力学介质随着被节理裂隙切割的结构块体相互接触状况、岩块几何尺寸与工程规模的对比状况、主结构面方位的不同, 它表现的力学效应也不同。
1) 当岩层厚度较大, 节理不发育, 很少有断层, 即没有或仅有轻微构造运动, 节理裂隙面间距相对于巷道尺寸很大, 可认为是均质、连续介质, 视为整体板状赋存 (见图1 (b) ) 。
2) 当节理裂隙面呈现明显的单组特征, 即只在一个方向发育, 结构面间距较小, 可视为整体梁状赋存 (见图1 (c) ) 。
3) 当近水平或倾斜状厚层、中厚层比较坚硬岩层经历中等构造运动, 发育两组基本垂直、间距相近的正交构造, 在垂直层理面方向, 块体有接近一致的尺度时, 可视为规则块状赋存 (见图1 (d) ) 。通常由岩性单一或强度相近的岩层组合而成, 相对于巷道断面应视为非连续介质。
4) 受强烈构造变动后产生严重变形和破裂的岩层可视为碎裂体。此类岩层节理裂隙多组且交角多样化, 分割成的块体形状复杂, 在巷道断面平面内天然相互铰接、咬合。
在这类岩体中, 褶皱、断层、层间错动、节理十分发育, 而且断层与节理经常互相切割, 使岩层完整性受到强烈破坏, 所以属于非连续介质或似连续介质 (图1 (e) ) 。
5) 经受十分剧烈的构造变动后由断层泥、岩粉、压碎的岩石碎屑、碎块等所组成的岩体及强风化带中的岩体可视为松散体。它往往出现在大断层交汇处, 形成破碎带, 沿走向和沿倾斜的厚度变化极不规则。此外, 近代未经胶结的松散沉积岩如砂卵石层等也属于松散岩体 (图1 (f) ) 。这类岩体的结构体呈细粒状、碎屑粉状、角砾状, 属于非连续介质。
同时, 从力学角度分析, 岩层较为明显的力学基本特征有:
1) 非均质性。由于弱面方向、分布、密度及组成岩层的物质成分和组合状况变化, 岩层应认为是非均质体。
2) 各向异性。由于弱面分布有方向性, 随方向不同, 岩层表现出不同的物理力学性质。
3) 非连续性。由于被各种弱面切割, 岩层总体上说属于非连续介质。不考虑岩层力学结构的变形破坏特点、稳定性与承载能力, 那么岩层力学结构的型式只与岩层赋存的几何特征和结构面与巷道的相对位置有关, 即由岩层的结构和构造特点这些赋存特征和结构面与巷道的相对位置所决定[12]。
2 岩层赋存特征与稳定能力分析
整体板状赋存岩层的特点是比较完整, 其变形、破坏基本不受岩层结构面的控制, 应力-应变曲线与其组成岩石的应力-应变曲线一致, 在跨度较大的巷硐顶部可能产生弯曲折断, 而处于两帮的岩体可能臌出及张裂。这类岩层在厚度较大时, 本身有很高的力学强度和抗变形能力, 岩层的整体强度接近于岩石的强度, 因而常具有极好的自稳性能。在岩层较薄时, 一般出现较大范围的呈层状整体冒落的破坏形式;其上赋存的软弱岩层将一起冒落。
对于整体梁状赋存的岩层, 由于巷道轴向长度远远大于断面尺寸, 这类岩层作为巷道顶板时的变形、破坏特点与整体板状赋存岩层基本一致, 厚度较大时, 与整体板状赋存类似, 具有极好的自稳性能。在岩层较薄时, 一般呈层状整体冒落。
碎裂体的岩块强度一般属于中等偏下, 岩层整体稳定能力差, 受力后的变形、破坏受结构面控制, 一般认为是结构面的压缩和滑移变形。此种赋存特征的岩层在巷硐中悬露时经常会发生片帮、冒顶和底鼓等现象。如果碎裂岩体中泥质含量较高时, 也可以呈现与时间效应有关的塑性变形。受节理裂隙影响, 破坏形式多为局部露冒, 继而抽冒, 难以保持自身稳定, 如不及时控制将最终形成冒落拱。
松散体受力后的变形、滑移, 主要取决于散粒体之间的摩擦阻力和泥质物的控制作用, 故常呈现明显的塑性或流变性。这类岩体的整体强度极低, 悬露时极不稳定, 一般在掘进巷道时, 如不进行超前支护, 会立即冒落, 甚至在掘进以后, 巷道中还会出现片帮、底臌现象, 而且来压既快又强烈, 持续时间较长, 往往产生连续的变形破坏, 几乎没有自稳能力。
规则块状赋存岩层的岩块强度一般属于中等或坚硬, 根据构造变动程度, 可认为是连续介质或非连续介质。岩层的变形、破坏受结构面影响, 对这一结构的稳定能力缺乏清晰认识, 对其稳定性研究不多, 有必要对其稳定性及其力学结构特征进行研究。
3 块体赋存顶板稳定性
块状赋存顶板岩层特征为顶板被垂直层面弱面 (节理、裂隙面) 分割, 块体大小相近, 为研究块状赋存顶板稳定性, 采用数值模拟方法, 考察不同弱面密度对岩层自身及整个顶板围岩稳定性的影响及其稳定结构特征。弱面密度通过弱面间距来实现, 弱面间距系指相邻弱面 (节理、裂隙面) 之间的垂直距离。弱面间距决定了岩层被弱面切割而成的岩块的几何尺寸大小。
采用东北大学的RFPA2D分析软件, 以焦煤集团古含山矿井下层状顶板岩层为例, 其各层岩石力学参数见表1。
模型沿水平方向取20m, 沿垂直方向取22m, 巷道断面4.0m×3.0m。模型单元划分为100×110=11000个单元。采用Weibull分布, 通过调整Weibull分布函数的参数改变材料的非均匀性, RF-PA中以均质度来表示不同岩石的性质差异性, 来表示不同单元力学性质同平均值间的关系, 符合正态分布规律, 均质度取值范围多从1.5取值至100, 均质度值越大, 岩石材料力学性质越平均。弹性模量和岩石单轴抗压强度的均质度为5, 泊松比与岩石容重的均质度为100。采用修正的库仑判据作为单元破坏准则, 设准则中基元材料的拉、压强度比为1/10。
水平方向位移约束, 约束值设为0;垂直方向初始加载0MPa, 每步加载0.5MPa, 平面应变模型。通过在模型中添加节理来模拟弱面, RFPA中的节理或裂隙实际上是一种特殊性质的介质材料, 与岩石单元相比, 具有均质度极低、力学性质极差、不能承受拉应力的特点。节理单元的强度0.5MPa、弹模20MPa、泊松比0.45、拉压比1/20、拉应变10、压应变50, 改变节理面数量和位置以建立不同隙跨比i模型, 隙跨比即弱面 (节理或裂隙) 间距与巷道跨度之比, 计算结果均为剪应力图, 单位为MPa。
岩层无弱面时, 计算模型如图2所示, 运算到35步时顶板泥岩层下位0.6m破坏, 之上泥岩层中应力降低, 并出现拉应力, 成为承载结构, 能够稳定。隙跨比i为2时, 计算模型如图3所示, 模型运算到35步时, 顶板泥岩层下位有0.8m破坏, 之上应力降低, 并出现拉应力, 形成承载结构, 保持自身稳定。对比可知, 此种弱面间距和相对巷道位置对巷道稳定性影响较小。
隙跨比i=1.0 (弱面位于跨中) 计算模型如图4所示, 模型运算到2步, 即顶板泥岩层开挖即破坏, 且破坏范围大。其上页岩层中出现压应力集中, 形成承载结构维持自身稳定。说明隙跨比为1、弱面位于跨中对自身和顶板稳定性影响十分明显。隙跨比i=1.0 (弱面位于帮角) 计算模型如图5所示, 模型运算到27步, 泥岩层破坏, 丧失承载能力, 且具有剪破坏特征, 易发生整体滑落失稳。说明, 此种弱面尺寸和位置比影响也比较大, 但优于弱面位于跨中位置。
隙跨比i=0.5计算模型如图6所示, 模型运算到24步, 泥岩层下位0.4m破坏, 丧失承载能力, 其上出现压应力集中, 形成承载结构, 维持稳定状态。与i=1相比, 表明岩层被弱面切割为此类情况易于形成块体铰接承载结构。隙跨比i=0.25计算模型如图7所示, 模型运算到24步, 直接顶泥岩层没有破坏, 出现压应力集中, 因块体相互挤压而形成了图8外形似梁实际是拱的多块体岩梁。与i=0.5相比可知, 块体梁的块度或者巷道跨度范围内的块体数量对承载能力影响不大;与i=1.0的两种情况相比, 随着块体数量增加, 块体梁更易于形成结构, 具有较大承载能力;但与无弱面相比承载能力降低仍很明显。
即弱面尺寸和相对于巷道位置的不同对岩层本身和巷道围岩整体的稳定性有很大的影响。当弱面间距与岩层悬露跨度相近时, 弱面位于巷道跨中位置影响最大, 岩层和巷道围岩整体的稳定性最差, 位于帮角时次之;当弱面间距远小于岩层悬露尺寸时, 影响相对较小, 岩层和巷道围岩整体比较易于形成如图9所示的多块体铰接平衡岩梁而保持稳定。
通过前面分析, 表明规则块状赋存岩层的岩块强度一般属于中等或坚硬, 根据构造运动程度, 可认为是连续介质或非连续介质。这类岩层在外界载荷作用下, 回转变形过程中, 岩块间由于相互挤压, 易于形成相互铰接的多块体平衡岩梁结构而稳定, 属于易于稳定岩层, 通过对其稳定能力、承载能力的进一步分析将会为锚杆支护参数设计提供理论参考。因此, 得出煤巷顶板岩层力学结构形式及稳定性如表2所示。
4 工程应用
根据葛泉风井区轨道、皮带石门揭露和钻孔岩芯资料分析, 该区-150轨道大巷顶板大青灰岩致密坚硬, 上部分层厚大于1.9m, 发育一组贯层裂隙, 多被方解石充填, 与巷道轴向夹角大于70度, 裂隙间距 (即梁宽) 1.0m~1.4m;下部分层厚度0.45m~1.8m, 也赋存一组节理, 与巷道轴向夹角较小, 使得巷道顶板被分成4~5个块体, 并与其上大青灰岩分层间夹泥岩夹层。因此, -150轨道巷道顶板大青灰岩所形成的力学结构, 如表2所示:中、上部为固支岩梁, 跨长4.47m;泥质夹层以下受沿巷道轴向节理面切割成间距1.0m~1.4m多块体岩梁。根据分析结果进行了支护参数设计, 实现了巷道稳定, 又节约了支护成本。
5 结论
1) 煤系岩层由于沉积环境、条件变化和漫长的地质作用过程, 存在着各种地质构造和弱面, 煤层巷道顶板岩层有两个显著的基本赋存特征:一是层状赋存;二是受节理裂隙面切割成为不同尺度的块体。
2) 规则块状赋存顶板易于形成相互铰接的多块体平衡岩梁结构, 属于易于稳定岩层, 其中弱面间距与岩层悬露跨度相近情况下, 弱面位于巷道跨中位置, 岩层和巷道围岩整体的稳定性最差, 位于帮角时次之;当弱面间距远小于岩层悬露尺寸时, 影响相对较小, 岩层和巷道围岩整体比较易于稳定。
3) 根据煤层顶板赋存特征, 煤巷顶板可形成整体板状、整体梁状和规则块状力学结构, 一般易于稳定, 而碎裂岩体和松散岩体则难以稳定力学结构。
4) 根据相邻巷道施工揭露和钻孔岩芯资料, 对-150轨道巷道顶板大青灰岩所能形成的力学结构进行分析得出, 其顶板中、上部为固支岩梁, 下部为多块体岩梁。
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