探讨某建筑防雷接地装置施工及预防措施
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【摘要】随着国民经济的高速发展，城市人口的不断增长，城市建设也日新月异。大量智能化、高精密设备营运而生，因此对建筑物防雷接地系统，要求越来越高。为提高建筑防雷接地的安全可靠，需要最大限度地降低雷击对建筑系统造成破坏，避免给社会带来严重的损失，就必须从基础接地的有效性抓起。本文介绍某建筑大楼特殊环境基础接地工程的施工方法。在基础防雷接地施工中，因地制宜，采取积极的预防性措施，使工程的箱形基础，在自然接地体埋地较浅，地质条件十分不利（电阻率大）的条件下，使大楼的防雷接地装置，达到设计要求。
【关键词】建筑大楼；防雷接地装置；接地电阻值；预防措施；
1 工程概况
某建筑大楼面积4.38 万m2，建筑高度65.3m，楼层19 层，其中地下2 层，地面17 层。楼宇建于开挖近15m 深下的中风化岩石层上，基础采用箱形结构，无桩基，防雷接地装置利用箱形基础底板主筋，通长焊做为接地体，防雷接地电阻设计值为≤1Ω。这种设计与福州某建筑大楼防雷接地装置相类似，鉴于后者基础完工后，测试接地电阻大于设计值，预估本工程也有可能出现这种不合格情况。分析原因，主要有以下两个方面的弱点。
（1）与其他（一般的）建筑基础相比，本建筑物没有桩基和承台，防雷系统中的接地装置减少了和大地的接触面、埋地深度，接地电阻必然较大，雷电的泄流效果会被严重削弱。
（2）一般土层电阻率在50- 100Ω・m，本建筑物倚山而建，基坑开挖达15m，箱形基础设在中风化岩石层（电阻率均在4000Ω・m 以上）上，处于岩石和土壤交界处，介质电阻率不连续，与大多数建筑物，建于普通地理环境（土壤电阻率较低）中不同，其防雷系统接地电阻值必然趋大。
为避免接地电阻达不到设计要求的状况，施工开始就做好相应的准备。第一阶段，一方面积极与设计方取得联系，将所担心事项及以往的经验与之沟通；另一方面做好充分的准备工作，从施工技术、人为操作以及新工艺三个方面，制订详实的施工方案。第二阶段，将施工组制定的施工方案，申报公司技术部门审批，并征得设计方、业主、监理认可。第三阶段，依据施工方案，指导施工；严格管理，精心操作；以弥补利用箱形基础钢筋做防雷接地装置的先天不足。
（1）箱形基础底板混凝土中，增埋人工接地极。根据本工程所处的地质特点，结合土建做法，决定：南北向参照相关规范，均沿箱基外侧（距3m 远），将- 50×50×5×3000 的镀锌角钢接地极（共11 根），深埋在箱基底- 14.3～9m 厚达5m 的混凝土层里。采用- 50×5 镀锌扁钢做母线连接，通长焊接形成接地体，并延长接地体的有效长度，首尾引出待用。
（2）回填土中，增埋人工接地极。因东侧相邻岩壁，混凝土结构空间小，施工方法无法同上，所以将人工地极（5 根）埋设在- 9～±0.00m 回填土层里（总体做法详见图1 和图2）。考虑到回填土内连接地极扁钢，因水土腐蚀，影响使用寿命，除焊接处做防腐处理外，水平段母线均刷两道热沥青保护。
（3）利用护坡锚杆做人工接地极。本建筑物西侧不到10m 有旧楼相邻，地下室土方开挖落差达15m 高，防止西侧护坡垮塌，影响附近居民楼，土建采用钻孔装锚杆加固护坡。为不影响工期，与土建专业协商，利用锚杆作为水平接地体，锚杆头焊接起来，按人工地极要求进行保护处理，合理利用现场有利条件，一举两得，形成可靠持久的自然接地体，既经济且有效。
上述做法，虽然施工工序繁琐，难度大，但依实际情况分析，有以下四点好处：①箱基基本处于电阻率高的风化岩层包围中，环境接地电阻已相当大，而基础又做了防水处理，使得接地电阻继续增大。图1、图2 的做法，增设人工接地体，延长防雷接地体的埋地深度，有效地缓解了这一缺陷。②一般地极埋在土壤里，受湿度影响大，寿命不如上述的做法长。③基础埋设地极，具有均衡电位效果，提高建筑物设备、人员安全。④人工接地极深埋，可以降低跨步电压；遭遇雷击时，可以更好地保护人身安全。
（4）化学药剂降阻法。接地电阻降阻剂，是由各种化学物质配置而成的，在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸、增加与其周围大地介质之间的接触面。同时，东侧再辅以WJ- III 型长效降阻剂，因而，在很大程度降低了接地电阻值。
（5）换土法。考虑整个基础与岩层相界，特别建筑物东侧为中风化岩石壁，电阻率更大，且人工地极，没有空间埋在-9m 下的混凝土层里，只可埋在±0.00～- 9.00m 回填土内。因此，选用电阻率较低的粘土、黑土（电阻率在60Ω・m 以下）进行回填，尽量改善箱基四周土壤环境，让人工接地极尽可能发挥大作用。
（6）控制施工环节的人为因素影响接地电阻值。防雷系统安装过程，时常由于操作人员责任心不强，焊接技术不熟练，立焊的操作技术差（常有夹渣、咬肉、虚焊、焊缝不饱满等瑕疵），引下线错焊等缺陷。此外，现场管理人员，对有关规定的交底不力等因素，直接利用对头焊接的主筋作接地网、引下线等等，这些施工通病的量变，到一定程度就会产生质变。多个薄弱环节叠加，使整个系统产生隐患，降低安全可靠性，一旦某个环节承受不了一定强度的雷击，后果不堪设想。针对这些担心，将全体施工人员的素质教育，贯穿于整个施工过程。
①从管理技术人员到生产班组成员，经常进行职业道德教育，增强管理人员和焊工的责任心。加强对焊工的技能培训，特别是对立焊、仰焊等难度较高的焊接进行培训。
②建立内部三道自检程序。首先，生产小组交叉互检，及时补焊不合格的焊缝，清除焊渣，焊缝进行防腐处理，引下线焊接好刷标记交下道工序，以免错焊；其次，每道工序完成班组长自检；再则，由管理人员进行综合检查。道道防止疏漏；最终向监理、业主申报进行隐蔽验收。
③建立合理的奖惩制。将“谁施工谁负责，谁操作谁保证”的原则，烙印在现场每个人员心中，这种责任分明、消除推诿现象，促进道道工序规范化。
3 效果分析
为准确掌握本工程防雷接地系统的实际情况，验证施工过程采取上述措施的有效性，邀请气象部门，分两次进行系统检查及防雷电阻测试（均测试10 处）。第一次，验证大楼原设计箱基地网自身效果。结果，正像初期担心的那样，防雷接地电阻值为1.7～2.4Ω，没有达到设计要求。将人工地极、被利用的加固锚杆，从东、西、南、北形成闭合环形人工接地装置，并入箱基地网。第二次再实测防雷接地电阻值。效果果然显著，接地电阻实测值比较均匀，各测试点的结果都