宜興地區不同地質條件下建筑物基礎防雷設計探討

臧舒

摘要：宜興位于江蘇省南端與滬、寧、杭三角中心，全市總面積2038.7平方千米，地勢南高北低，西南部為低山丘陵，東部為太湖瀆區，北部和西部分別為平原區和低洼圩區，素有"三山、二水、五分田"之稱，地形地質多樣。不同地質環境土壤的特性區別較為明顯，建筑物基礎防雷接地的做法也應該相應區分。本人根據幾年的防雷工作實踐，提出建筑物基礎防雷接地的設計方法，供大家參考。

一、現狀分析

目前建筑物防雷接地圖紙設計采用：電氣施工說明、基礎防雷接地平面圖、等電位接地大樣圖等。圖審中發現對建筑物基礎的防雷接地設計存在以下幾種現象：

a、有設計人員為了方便，對不同的建筑物的設計直接使用相同的防雷接地圖紙。

b、電氣施工說明中對做為接地體使用的建筑物基礎主筋規格的描述與基礎接地平面圖中標注的接地體規格并不一致。

c、有些建設項目位于丘陵地帶，沒有對于附近環境的地質勘探的考察，千篇一律地采用與平原土壤電阻率低的做法相同的設計圖紙，對于如果接地電阻不達標采取哪些相應措施降低接地電阻并不提及。

d、圖紙設計有對于包括防雷接地測試點、人工接地體、電纜井、總等電位、電梯、信息機房、衛生間等局部等電位的接地預留的設計模棱兩可、含糊不清。

上述種種問題的出現，需要一份宜興地區不同地質條件下建筑物基礎的防雷設計作為依據，使防雷工作人員能夠具體問題具體對待，提高防雷圖審工作和施工監督工作的效率，同時為建設單位和施工單位最大限度地節約人力、物力和財力。

二、宜興地區不同地質條件下建筑物基礎的防雷設計要點

1、平原地貌的建筑物基礎的防雷設計：

（1）接地裝置利用建筑物混凝土基礎內地梁鋼筋作為水平自然接地體，該自然接地裝置應利用基礎內至少2根Φ≥16mm或4根Φ≥10mm熱鍍鋅圓鋼或-40×4的熱鍍鋅扁鐵焊接起來，形成閉合回路。埋設深度h≥0.5m。

（2）建筑物基礎的角落處應伸出人工接地體的接地預留和距地面0.3m處設置防雷檢測接地預留，一般采用-40×4的熱鍍鋅扁鐵。

（3）如需專設接地裝置，其材料規格應符合GB50057-2010第5.4.1條的規定。利用建筑物混凝土基礎結構鋼筋做自然接地裝置，其材料規格應符合GB50057-2010第4.3.5條、第4.4.5條以及表5.4.1的規定。

（4）當建筑物內設備接地線要求不可太長時，應在混凝土基礎內設置接地網格，并就近引出接地線供建筑物內設備接地。該網格的尺寸：第二、三類防雷建筑物分別應10m×10m或12m×8m、20m×20m或24m×16m。

（5）電纜井、總等電位、總配電PE線接地、電梯接地一般就近從接地網鋼筋引出，設置規格為-40×4的熱鍍鋅扁鐵的接地預留；信息機房、衛生間等局部等電位的接地預留一般采用-25×4的熱鍍鋅扁鐵。

（6）作為接地體使用的金屬體之間的焊接工藝：如果是同種規格的圓鋼，雙面焊接時焊接長度不小于鋼筋直徑的6倍，單面焊接時不小于鋼筋直徑的12倍；如果是不同種規格的圓鋼，雙面焊接時焊長不小于大規格鋼筋直徑的6倍，單面焊接時不小于大規格鋼筋直徑的12倍；如果是扁鐵之間的焊接，應三面焊接，且焊接長度不小于寬度的2倍；如果是扁鐵和圓鋼之間的焊接，雙面焊接時焊長不小于鋼筋直徑的6倍，單面焊接時不小于鋼筋直徑的12倍。

（7）若基礎采用板形，該接地類型一般多應用于高層建筑以及地質不均勻沉降的地區的建筑。結合實踐，建議埋深宜選取1.5～3.5m，對于超高層建筑物可據土建施工的要求酌情增加埋設深度。

2、丘陵地貌的建筑物基礎的防雷設計：

（1） 丘陵地貌的建筑物基礎的防雷設計板形基礎優于條形基礎，一方面可以增加基礎鋼筋作為接地體使用的接觸面積，同時能夠承載較大建筑物荷載，整體性好，能很好的抵抗地基不均勻沉降。若自身的基礎接地可以滿足接地要求，其做法和平原地貌的建筑物基礎做法相同。

（2） 采取條形和板形基礎時，只要閉合成環形接地體，圖審和施工監督時，工作人員可以利用土壤電阻率的分布狀況，應用R≈0.6ρ/公式，約算出電阻值是否達到規范要求。若明顯達不到防雷設計的要求，需要礎接地電采用降低接地電阻和適當放寬接地要求相結合的方法。以下列舉采取適宜宜興丘陵地帶的降低基阻值的措施。

a、采用降阻劑。在接地極周圍敷設降阻劑，常用的有化學降阻劑，這種降阻劑以可導電的金屬類無機鹽類電解質為主體；有膨潤土降阻劑，這種降阻劑有頗為可觀的鉀、鈉、鈣、鎂等金屬氧化物，其吸水性和保水性較強，吸水后變成漿糊狀，保水性和抗旱能力強；有導電水泥，這種降阻劑不易隨流失而失效，長效性好，降阻性能穩定，對接地體的腐蝕性好。降阻劑用于小面積的集中接地、小型接地網時，其降阻效果尤為明顯。

b、引外接地。附近有低電阻率地區及不凍的河流湖泊，如宜興的油車水庫和橫山水庫等大面積水域附近，可采用此法。伸長水平接地體，根據宜興丘陵區域的土壤電阻率，確定水平接地體的有效長度應為30～40m。

c、增加埋設深度。在條件允許的情況下使用。這種方式對含砂石土壤最有效果。根據宜興丘陵地帶的土壤性質，是可以采取此種方法的。但是如果土方量大，巖石地帶，則工程造價高時，要綜合考慮。

d、利用水和水接觸的鋼筋混凝土體作為散流介質。充分利用水井、水池等以及其他與水接觸的混凝土內的金屬體作為自然接地體，可在鋼筋混凝土結構物內綁扎成的許多鋼筋網中，選擇一些縱橫交叉點加以焊接，與接地網連接起來。

e、采取污水引入。接地體采用鋼管，在鋼管上每隔20cm鉆一個直徑為5mm的小孔，使水滲入土壤中，從而降低接地電阻。

f、換土。置換范圍在接地體周圍0.5m以內和距接地體頂端的1/3處。這種方式需要綜合考慮人力和工時。

g、有條件時，還可采取深井接地。用鉆機鉆孔，把鋼管接地極打入井孔內，并向鋼管內和井內灌注泥漿。深井接地除了降阻外，還可以克服場地窄小而不便常規的水平敷設接地極的缺點。

三、結束語

本文的建筑物基礎的防雷設計要點適用于宜興地區的平原地貌和丘陵地貌，對其他區域的建筑物的基礎防雷接地設計不一定適用。筆者歸納羅列的防雷設計要點可以為宜興地區的建筑物基礎的防雷裝置設計審核、竣工驗收工作提供良好的參考，然而由于個人理論知識和工作實踐可能存在一定的局限性，對于要點的總結仍有待進步一完善。