宜兴地区不同地质条件下建筑物基础防雷设计探讨

臧舒

摘要：宜兴位于江苏省南端与沪、宁、杭三角中心，全市总面积2038.7平方千米，地势南高北低，西南部为低山丘陵，东部为太湖渎区，北部和西部分别为平原区和低洼圩区，素有"三山、二水、五分田"之称，地形地质多样。不同地质环境土壤的特性区别较为明显，建筑物基础防雷接地的做法也应该相应区分。本人根据几年的防雷工作实践，提出建筑物基础防雷接地的设计方法，供大家参考。

一、现状分析

目前建筑物防雷接地图纸设计采用：电气施工说明、基础防雷接地平面图、等电位接地大样图等。图审中发现对建筑物基础的防雷接地设计存在以下几种现象：

a、有设计人员为了方便，对不同的建筑物的设计直接使用相同的防雷接地图纸。

b、电气施工说明中对做为接地体使用的建筑物基础主筋规格的描述与基础接地平面图中标注的接地体规格并不一致。

c、有些建设项目位于丘陵地带，没有对于附近环境的地质勘探的考察，千篇一律地采用与平原土壤电阻率低的做法相同的设计图纸，对于如果接地电阻不达标采取哪些相应措施降低接地电阻并不提及。

d、图纸设计有对于包括防雷接地测试点、人工接地体、电缆井、总等电位、电梯、信息机房、卫生间等局部等电位的接地预留的设计模棱两可、含糊不清。

上述种种问题的出现，需要一份宜兴地区不同地质条件下建筑物基础的防雷设计作为依据，使防雷工作人员能够具体问题具体对待，提高防雷图审工作和施工监督工作的效率，同时为建设单位和施工单位最大限度地节约人力、物力和财力。

二、宜兴地区不同地质条件下建筑物基础的防雷设计要点

1、平原地貌的建筑物基础的防雷设计：

（1）接地装置利用建筑物混凝土基础内地梁钢筋作为水平自然接地体，该自然接地装置应利用基础内至少2根Φ≥16mm或4根Φ≥10mm热镀锌圆钢或-40×4的热镀锌扁铁焊接起来，形成闭合回路。埋设深度h≥0.5m。

（2）建筑物基础的角落处应伸出人工接地体的接地预留和距地面0.3m处设置防雷检测接地预留，一般采用-40×4的热镀锌扁铁。

（3）如需专设接地装置，其材料规格应符合GB50057-2010第5.4.1条的规定。利用建筑物混凝土基础结构钢筋做自然接地装置，其材料规格应符合GB50057-2010第4.3.5条、第4.4.5条以及表5.4.1的规定。

（4）当建筑物内设备接地线要求不可太长时，应在混凝土基础内设置接地网格，并就近引出接地线供建筑物内设备接地。该网格的尺寸：第二、三类防雷建筑物分别应10m×10m或12m×8m、20m×20m或24m×16m。

（5）电缆井、总等电位、总配电PE线接地、电梯接地一般就近从接地网钢筋引出，设置规格为-40×4的热镀锌扁铁的接地预留；信息机房、卫生间等局部等电位的接地预留一般采用-25×4的热镀锌扁铁。

（6）作为接地体使用的金属体之间的焊接工艺：如果是同种规格的圆钢，双面焊接时焊接长度不小于钢筋直径的6倍，单面焊接时不小于钢筋直径的12倍；如果是不同种规格的圆钢，双面焊接时焊长不小于大规格钢筋直径的6倍，单面焊接时不小于大规格钢筋直径的12倍；如果是扁铁之间的焊接，应三面焊接，且焊接长度不小于宽度的2倍；如果是扁铁和圆钢之间的焊接，双面焊接时焊长不小于钢筋直径的6倍，单面焊接时不小于钢筋直径的12倍。

（7）若基础采用板形，该接地类型一般多应用于高层建筑以及地质不均匀沉降的地区的建筑。结合实践，建议埋深宜选取1.5～3.5m，对于超高层建筑物可据土建施工的要求酌情增加埋设深度。

2、丘陵地貌的建筑物基础的防雷设计：

（1） 丘陵地貌的建筑物基础的防雷设计板形基础优于条形基础，一方面可以增加基础钢筋作为接地体使用的接触面积，同时能够承载较大建筑物荷载，整体性好，能很好的抵抗地基不均匀沉降。若自身的基础接地可以满足接地要求，其做法和平原地貌的建筑物基础做法相同。

（2） 采取条形和板形基础时，只要闭合成环形接地体，图审和施工监督时，工作人员可以利用土壤电阻率的分布状况，应用R≈0.6ρ/公式，约算出电阻值是否达到规范要求。若明显达不到防雷设计的要求，需要础接地电采用降低接地电阻和适当放宽接地要求相结合的方法。以下列举采取适宜宜兴丘陵地带的降低基阻值的措施。

a、采用降阻剂。在接地极周围敷设降阻剂，常用的有化学降阻剂，这种降阻剂以可导电的金属类无机盐类电解质为主体；有膨润土降阻剂，这种降阻剂有颇为可观的钾、钠、钙、镁等金属氧化物，其吸水性和保水性较强，吸水后变成浆糊状，保水性和抗旱能力强；有导电水泥，这种降阻剂不易随流失而失效，长效性好，降阻性能稳定，对接地体的腐蚀性好。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果尤为明显。

b、引外接地。附近有低电阻率地区及不冻的河流湖泊，如宜兴的油车水库和横山水库等大面积水域附近，可采用此法。伸长水平接地体，根据宜兴丘陵区域的土壤电阻率，确定水平接地体的有效长度应为30～40m。

c、增加埋设深度。在条件允许的情况下使用。这种方式对含砂石土壤最有效果。根据宜兴丘陵地帶的土壤性质，是可以采取此种方法的。但是如果土方量大，岩石地带，则工程造价高时，要综合考虑。

d、利用水和水接触的钢筋混凝土体作为散流介质。充分利用水井、水池等以及其他与水接触的混凝土内的金属体作为自然接地体，可在钢筋混凝土结构物内绑扎成的许多钢筋网中，选择一些纵横交叉点加以焊接，与接地网连接起来。

e、采取污水引入。接地体采用钢管，在钢管上每隔20cm钻一个直径为5mm的小孔，使水渗入土壤中，从而降低接地电阻。

f、换土。置换范围在接地体周围0.5m以内和距接地体顶端的1/3处。这种方式需要综合考虑人力和工时。

g、有条件时，还可采取深井接地。用钻机钻孔，把钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌注泥浆。深井接地除了降阻外，还可以克服场地窄小而不便常规的水平敷设接地极的缺点。

三、结束语

本文的建筑物基础的防雷设计要点适用于宜兴地区的平原地貌和丘陵地貌，对其他区域的建筑物的基础防雷接地设计不一定适用。笔者归纳罗列的防雷设计要点可以为宜兴地区的建筑物基础的防雷装置设计审核、竣工验收工作提供良好的参考，然而由于个人理论知识和工作实践可能存在一定的局限性，对于要点的总结仍有待进步一完善。