高层建筑接地装置的设计

高层建筑接地装置的设计在高层建筑接地装置的设计中，设计人员首先应考虑利用钢筋混凝土基础中的钢筋作为接地装置。这种接地装置称为自然基础接地装置（或称基础接地网）。当基础接地网的接地电阻值无法满足设计要求时，应设计人工接地装置。不管是利用钢筋混凝土基础内钢筋作为接地装置，或者是设计人工接地装置，均应满足强电、弱电及防雷共用接地电阻≤1欧姆的要求。通常情况下，高层建筑基础形式大多采用箱形基础加桩基础，但也有采用箱形基础的高层建筑。高层建筑基础接地网是由箱形基础和桩基础内的钢筋组成的。为了满足共用接地电阻≤1欧姆的电阻值要求，必须要确保基础内的钢筋与柱及承台内的钢筋焊成一体；承台内上、下两层各两根主筋与相对应的地梁上、下两层各两根主筋焊成一体；承台内上、下两层两根主筋与桩基础内钢筋连成一体。详见图1。注：1、本图适用于现场浇注的桩基、承台及柱子。2、桩基钢筋内的所有纵向钢筋与螺旋箍筋至少焊接两处。3、通过连接导体将桩基内纵向钢筋与承台及柱子内钢筋连接（焊接）不少于两根。4、通过连接导体将承台内上、下两层各两根主筋与相对应的地梁上、下两层各两根主筋焊成一体。5、钢筋的焊接长度≥6D。6、连接导体选用≥Ø10mm圆钢或≥24×4扁钢。7、承台及柱子内的主筋采用≥Ø16mm圆钢。8、当柱基为预制桩基时，预制桩基就位后，一般在顶端打掉一定长度的混凝土，将外露的钢筋按本图施工。当不能采用焊接时，可采用螺栓紧固的卡夹器连接，具体做法见《03D0-3》国标图集第45页。从箱形基础加桩基础示意图（图2）中可以较清楚的看出按地梁与地梁之间的间距连成方格形状的接地网。上述连接使基础接地网形成一个良好的电气通路，并构成了较理想的等电位接地网。当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%的条件下，这种连接形式钢筋混凝土箱形基础（无防水层）和桩基础内的钢筋完全可以作为接地装置。这是因为钢筋混凝土内成千上万条钢筋，加上几十根、一百几十根或数百根，长达十几米或者几十米的灌柱桩内的钢筋与大地紧密接触，形成良好的电气通路，因此完全可以利用该箱形基础及桩基础内的钢筋作为接地装置。即便是箱形基础内的钢筋，也能满足共用接地电阻≤1欧姆，为此可以将它作为接地装置。当高层建筑物为箱形基础，同时采用橡胶塑料类等材料做防水层时，由于它们的运行效果和特性不清楚时，此时不应利用钢筋混凝土内钢筋做接地装置，而应设计人工接地装置。注：1、所有地梁上、下两层的两根主筋按地梁与地梁之间的间距。通常焊接或通过连接导体焊成方格形状。2、本图为一承台一桩基形式，若为一承台多桩基形式，所有桩基内纵向钢筋与承台内钢筋连接（焊接）不少于两根。3、钢筋的焊接长度≥6D。4、连接导体采用≥Ø10mm圆钢或≥24×4扁钢。5、地梁内的主筋选用≥Ø16mm圆钢。6、周边柱内钢筋应连成一体。7、接地网的间距也可加大，但不应小于20m×20m，同时还应满足强电、弱电及防雷共用接地电阻≤1欧姆的要求。为了避免基础接地网的接地电阻满足不了要求，可在建筑物外墙四角钢筋混凝土柱子内引出两根主筋与距地0.5~0.8米处的本柱预埋接地端子板焊接，作为使用测试和连接追加接地体之用。当能利用结构基础内的钢筋作为接地装置时，接地装置的底层平面图见图3。注：1、a柱内防雷引下线一端与屋顶避雷带焊接，另一端与基础接地网焊接；2、b柱内总等电位连接线一端与基础接地网焊接，另一端与总等电位环行接地带焊接；3、柱内主筋为两根≥Ø16mm圆钢；4、防雷引下线的间距根据建筑防雷等级确定；5、预埋接地端子板见《99501-1》国标图集第2-22页。当不能利用结构基础内的钢筋作为接地装置时，应在箱形基础外四周敷设一条扁钢或圆钢作为接地连接带。详见图4。人工接地装置施工完成后，在箱形基础外四周回填土之前，通过接地电阻测试卡对接地装置的电阻进行测试，实测满足不了要求时，应追补接地极，直至满足接地电阻≤1欧姆为止。注：1、a柱内防雷引下线一端与屋顶避雷带焊接，另一端与基础接地网焊接；2、b柱内总等电位连接线一端与基础接地网焊接，另一端与总等电位环行接地带焊接；3、接地连接线及引出接地连接线均采用≥24×4扁钢或≥Ø10mm圆钢。4、接地连接线、接地极及引出线均为热镀锌件。5、柱内主筋为两根≥Ø16mm钢；6、防雷引下线的间距根据建筑防雷等级确定。7、所有标头a柱防雷引下线外引做法均相同。8、接地带、接地极的连接方式及安装要求见《03D501-4》国标图集第9~11页注：1、无防水层柱内总等电位连接线外引线做法与有防水层防雷引下线外引做法相同。2、预埋接地端子板见《99501-1》图标图集第2-22页。总等电位环形接地带可供强电设备、弱电设备、公用设施的金属管道及建筑物金属构件等总等电位联结之用。不管是利用结构基础内钢筋作为接地装置，或是设计人工接地装置均应设置基础接地网（图2）。由于基础内钢筋连接采用了焊接方法从而构成了良好的电气通路及较理想的等电位接地网，为此，从底层平面图（图3）中可以看出，所有柱子的柱内主筋均可以与基础接地网连成电气通路。总等电位联结有多种方法，设计人员可以根据工程情况确定所需要柱子的柱内主筋作为总等电位联结的接线端子。本文阐明了设计人员应首先考虑利用高层建筑基础接地网作为接地装置。在什么条件下可以利用它作为接地装置；什么条件下不可以利用它作为接地装置。同时阐明了当不能利用基础接地网作为接地装置时，应该设计人工接地装置。