基于沿海工地的一種綠色可呼吸式圍擋研究

薛凱仁，陳柯宇，沈心媛，倪梁韜，周陳超，萬云杰，陳偉

（浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院，浙江 寧波 315100）

0 引言

施工圍擋在舊城改造、城市發(fā)展建設(shè)的過程中應(yīng)用較多，對施工規(guī)范化管理，道路車輛行人的保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。根據(jù)《建設(shè)工程施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 146-2013）中3.0.8條的強(qiáng)制規(guī)定：施工現(xiàn)場應(yīng)實行封閉管理，并應(yīng)采用硬制圍擋。市區(qū)主要路段的施工現(xiàn)場，圍擋高度不應(yīng)低于1.8 m。國內(nèi)多數(shù)省市還在使用磚砌圍墻、彩鋼圍擋。以寧波為例，筆者通過走訪寧波鄞州區(qū)的10個工地發(fā)現(xiàn)，多數(shù)工地中使用彩鋼板圍擋，工地?fù)P塵嚴(yán)重。

強(qiáng)度低、難以周轉(zhuǎn)，造成較大的資源浪費，圍擋的穩(wěn)定性與強(qiáng)度還有待加強(qiáng)。2017年3月初，中山市東升鎮(zhèn)德政橫街一在建工地前的一堵圍墻突然倒塌，砸向一名正在施工的工作人員，導(dǎo)致其當(dāng)場死亡。圍墻倒塌的事故在江浙地區(qū)也頻頻發(fā)生，不可抗力引起施工圍墻倒塌更是令居民損失慘重。國家在2017年就開始大力倡導(dǎo)預(yù)制裝配全面進(jìn)入工地，因此，預(yù)制裝配的理念與施工圍擋相結(jié)合也就成為一種可行的方案。

1 國內(nèi)外研究背景

對于施工圍擋的研究，國內(nèi)外學(xué)者有著不同的著眼點。徐斌提出將施工圍擋與地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合的觀點：消除臨時觀念，根據(jù)所處環(huán)境的地質(zhì)條件的不同及工程周期的長短，分別采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行施工。對于磚砌圍擋，其基礎(chǔ)開挖深度不應(yīng)小于400 mm,并應(yīng)采用分層鋪設(shè)的方式。徐盈婷提出使用新材料實施圍擋的觀點：提出使用硬質(zhì)PVC（聚氫乙烯）材料，其具有重量輕、強(qiáng)度高、阻燃性能好等特點，同時還具有使用年限長的優(yōu)點。張睿介紹了一種拼裝式圍墻、圍欄結(jié)構(gòu)及其施工方法，拼裝結(jié)構(gòu)包括底托板、PVC砂箱基礎(chǔ)、面層固定板、固定螺栓、圍墻/圍欄，多個底托板拼接成一個整體的基礎(chǔ)底板，多個PVC砂箱基礎(chǔ)拼接放置在底托板上。國外有學(xué)者提出采用預(yù)制裝配的理念進(jìn)行施工圍擋的安裝，提出采用類似于外墻的結(jié)構(gòu)安裝到工地外圍。綜上可以看出，對于工地實際應(yīng)用的施工圍擋，學(xué)者關(guān)注程度較少。同時圍擋也是工地?fù)P塵消除的一個重要途徑。

寧波市位于沿海地區(qū)，對于揚塵的敏感程度很大，靠近沿海地區(qū)的建筑及圍擋均受到一定程度的腐蝕，因此對周邊建筑物耐久性十分不利。

現(xiàn)提出一種綠色可循環(huán)預(yù)制裝配式施工圍擋，能有效緩解當(dāng)前問題，還城市一個更健康的環(huán)境。圍擋由墻體與支座兩部分構(gòu)成，兩者均于工廠內(nèi)預(yù)先制作完成，運送至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝，花費少量人力，極大地縮短了工時，且可以重復(fù)利用，降低了經(jīng)濟(jì)成本。墻體由新型材料（主要以工業(yè)廢料構(gòu)成）制作而成。墻體因添加硅藻土、陶粒等配方，具有“呼吸作用”，能有效降低施工現(xiàn)場的塵埃，符合當(dāng)前寧波市人民對環(huán)境保護(hù)的需求。

2 材料選取與結(jié)構(gòu)性能分析研究

2.1 材料選取及制作

傳統(tǒng)的墻體交接通常用鋼筋、膨脹螺栓等套頭的形式將兩塊墻體連接起來。這種連接方式的缺點在于墻體交接后太過于剛性，例如在受到沉降作用或風(fēng)的不均勻力后，這樣連接的墻體可變的角度太小，容易發(fā)生一個單元體倒塌后其他單元體都倒塌的連鎖反應(yīng)（圖1～3）。

2.2 結(jié)構(gòu)選型及優(yōu)勢

工地施工過程中產(chǎn)生大量揚塵與噪音，圍擋作為工地與社會最直接的接觸處，同時也基本環(huán)繞工地，占地面積廣、距離短，圍擋是作為解決揚塵、PM2.5、噪音的一個最優(yōu)選擇。陶粒、廢棄磚再生集料(再生骨料和再生粉料)、十二烷基硫酸鈉相互配合，相互協(xié)同，實現(xiàn)引入細(xì)小氣泡的效果，從而使墻體和底座具有一定的降噪作用和調(diào)濕作用；硅藻土的強(qiáng)附著力與多孔結(jié)構(gòu)具有良好的環(huán)境親近性，因此產(chǎn)品中添加了特定用量的硅藻土作為組分，使得制備的墻體材料的吸塵和降噪作用大為提高。

圖1 底座立體圖結(jié)構(gòu)示意

圖2 墻體連接的結(jié)構(gòu)示意

圖3 Unigraphics NX(UG)三維建模

給兩塊單元預(yù)制墻體適當(dāng)?shù)目勺兛臻g，可以產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)角，對于增加其穩(wěn)定性，具有十分重要的意義。

（2）在靠人行道一側(cè)有兩個開口，用于插入長為1 050 mm的螺栓，螺帽處與支座相齊。整個螺栓貫通支座用于將支座固定在地面基礎(chǔ)上，各轉(zhuǎn)角處作圓弧狀處理。

同時，根據(jù)模型分析也可以看出，收入變量的系數(shù)為1.567。這說明在其他條件不變的情況下，收入每增加1%，則將引起乳制品需求量增長1.567%。說明隨著中國消費者收入水平的不斷增加，居民購買力水平增長速度較快，對乳制品的需求較為旺盛，進(jìn)而帶動了乳制品進(jìn)口量的增長。由此可見，中國乳制品短期實行進(jìn)口替代是可行的，由此可以使乳制品的進(jìn)口依賴度有所下降。

此外，傳統(tǒng)的連接方式需要鋼筋螺栓等結(jié)構(gòu)，有著受力后容易彎曲、暴露在空氣中易被腐蝕等不良特征。因此，設(shè)計了連接方式不需要外加的連接設(shè)施，只需要將兩片單元墻體貼合即可，若有需要可在貼合處進(jìn)行修正加強(qiáng)。該做法加快了施工的進(jìn)度，降低了拼裝的難度，節(jié)約了成本，可實現(xiàn)多次循環(huán)利用。

傳統(tǒng)鍍鋅鐵皮圍擋的抗剪能力較差，在臺風(fēng)頻發(fā)的江浙滬等地，多有圍擋坍塌造成人員傷亡的事故發(fā)生。因此，支座結(jié)構(gòu)的抗彎性能與墻體強(qiáng)度是影響其能否應(yīng)用的重要指標(biāo)。因此可采取下述多種方式進(jìn)行優(yōu)化。

小蟲喝了微醉，上床睡了。玉敏睡不著，像服了咖啡因，一直興奮著，在床上翻來覆去。玉敏想，這個月的提成能拿到五千多，快趕上兩月工資了。如果每月都能有一筆這樣的大單，十年就能在凌州買房了，就不用住出租房了。玉敏想到這，心里美滋滋的。玉敏又想，許沁買走的那個鉆戒，的確太漂亮了，就像個夜明珠，在玉敏眼前晃悠著，那么晶亮，那么溫馨。玉敏覺得許沁的眼力不錯，那款鉆戒雍容華貴，有一種難以言喻的魅惑。玉敏她們平時都不舍得用手去觸摸，怕汗?jié)n灰污把鉆戒弄臟了。又想許沁那女人看上去蠻高貴的，個性沉穩(wěn)，說話淡定，有板有眼的，很有些氣質(zhì)，估計是個有身份的人，或是個老板也未嘗不可。不然怎么會出手那么闊氣呢？

（1）支座上半部分有一個長度為 750 mm、寬度為60 mm的凹槽用于放置預(yù)制墻體，墻體總高度為2 000 mm，其下部750 mm位于凹槽內(nèi)可以有效加強(qiáng)其強(qiáng)度。

在很多人看來，電子煙是一種比傳統(tǒng)卷煙更安全的替代品，甚至一度被煙民奉為“戒煙神器”。然而，一項來自于英國醫(yī)學(xué)雜志《胸腔》上的最新研究稱，電子煙中的蒸氣會損傷肺部免疫細(xì)胞，加劇炎癥，并沒有很多煙民想象的那樣安全。

權(quán)責(zé)不匹配不僅會導(dǎo)致地方基層財政困難，而且還容易導(dǎo)致整個公共服務(wù)保障水平超出整個財政能力，導(dǎo)致財政風(fēng)險不斷積累。比如，現(xiàn)在仍然有高速公路等基建項目需要地方配套，貧困地區(qū)配套困難，但是如果不要這些項目就會使差距更大，無奈之下地方只得通過變通渠道進(jìn)行配套，導(dǎo)致超出財政能力，另外一些民生被動提標(biāo)問題也是如此。

取C組配合比的試件，采用直徑12 mm的膨脹螺栓，進(jìn)行吊掛試驗，其試驗結(jié)果如下：配合比為C，吊掛荷載與錨栓位移值見表3，荷載-位移曲線（圖 4）。

2.3 試塊性能分析

砌塊立方體抗壓強(qiáng)度是砌塊的重要力學(xué)性能指標(biāo)，同時受到砌塊干體積密度的限制，由表1所示配合比加上適量的外加劑，按照規(guī)定的試制工藝和養(yǎng)護(hù)條件，試制砌塊的抗壓強(qiáng)度值見表2。

在配合比設(shè)計基礎(chǔ)上，確定主要的配合比參數(shù)，通過調(diào)整氣泡率及膠凝材料用量，優(yōu)化砌塊的配合比設(shè)計，以滿足強(qiáng)度和體積干密度的要求。經(jīng)過大量實驗室試制，得到以下三組不同等級的砌塊配合比，如表1所示。

表1 砌塊的配合比（kg/m3）

表2中數(shù)據(jù)表明，A和C兩個配合比砌塊的28 d強(qiáng)度均在5.0 MPa以上，干體積密度約為780 kg/m3；B配合比砌塊的28 d強(qiáng)度為3.5 MPa，干體積密度約為700 kg/m3；表明干體積密度大時其抗壓強(qiáng)度亦高，干體積密度稍有降低時，其抗壓強(qiáng)度則降低較多。造成密度低的原因主要在于B組使用陶粒、硅藻土較多，這兩類材料均為多孔材料，導(dǎo)致B組強(qiáng)度較低。相比A、C兩組，A組使用的硅藻土較多，致使在同樣成本條件下，C組作為優(yōu)選。

表2 抗壓強(qiáng)度

（3）在支座下部連接一個高300 mm、寬560 mm的底座，底座是整體的承重抗剪抗彎部分。除了靠近人行道外有兩個螺栓外，在靠近工地內(nèi)部處距離支座部分和底部150 mm處開一個寬度為30 mm的口子，內(nèi)置一個長度為300 mm的螺栓，此處螺栓與另兩處螺栓功能相同。這三根螺栓呈品字型結(jié)構(gòu)，構(gòu)成三角形，可有效提高支座整體的強(qiáng)度與抗彎性能，提高抗風(fēng)能力。

表3 吊掛荷載與錨栓位移

由圖4可以看出，在破壞荷載之前的加載過程中，試件中螺栓處混凝土一直處于彈性變形階段，直至達(dá)到破壞荷載時，混凝土進(jìn)入塑性變形階段，且在荷載不變的情況下，變形仍在持續(xù)增加，故取該級荷載的前一級荷載（363.8 kg）為極限荷載。根據(jù)規(guī)范可知，吊掛力與抗壓強(qiáng)度均滿足圍擋要求。

入室常規(guī)監(jiān)測心電圖,血壓,脈搏和血氧飽和度,并建立靜脈通路。兩組均接受氣管插管并連接呼吸機(jī)進(jìn)行機(jī)械通氣。

圖4 荷載-位移曲線

后續(xù)將C組試塊入實驗艙，在1 m3的實驗艙內(nèi)制造一定濃度(mg/m3)氣體污染物（PM2.5揚塵為主），在不放入空氣凈化材料和放入空氣凈化材料的情況下，分別測定污染物濃度的變化趨勢。經(jīng)觀察，經(jīng)過一段時間后，倉內(nèi)CO2的濃度有明顯下降，呈現(xiàn)先下降快后續(xù)下降慢的趨勢（圖5）。

圖5 試塊吸收污染物的能力

3 新式圍擋優(yōu)勢分析

（1）高耐久度。產(chǎn)品原料中的鋼渣滲入會對水泥等膠凝材料的水化過程和原材料的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而提高材料整體的凝固和耐久性。

此外，投資余額寶在享受高收益的同時并不影響自己的流動性，資金轉(zhuǎn)出即時到賬，同時又能夠隨時進(jìn)行購物、繳費等增值服務(wù)，兼具了資金的流動性和使用的便利性。

Discussion on the Development and Construction Management for Wind Farms in Mountainous Area WANG Kai(67)

（2）高降噪，調(diào)濕性。粉煤灰在調(diào)配時可形成多孔型蜂窩狀組織結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)吸附活性，對于粉塵、噪音、水氣具有高吸收性。硅藻土化學(xué)成分以Si02為主，密度較小，僅2.0 g/cm3左右，堆積密度為0.5 g/cm3，具有神奇的特殊多孔構(gòu)造，硅藻土的加入，較粉煤灰有更強(qiáng)的降噪、減塵、調(diào)濕性。

（3）減塵。墻體中硅藻土的摻入，使得墻體的吸塵和降噪作用大為提高，硅藻土壁材，可以有效去除空氣中的游離甲醛、苯、氨、VOC等有害物質(zhì)以及生活垃圾、吸煙產(chǎn)生的氣味，明顯改善施工工地附近的環(huán)境。

（4）耐腐蝕性。機(jī)制砂和普通砂作為細(xì)集料摻入，利用機(jī)制砂與普通砂的組合，可以有效調(diào)整集料級配。級配連續(xù)分布的集料顆粒使集料堆積密度增大，從而可以提高混凝土的密實度和抗?jié)B性能，進(jìn)而提高混凝土耐腐蝕性能。

與試點工作開展前一年度相比，該市年均停電時長下降57.816分鐘，直接增加供電收入600萬，扣除其他因素帶來的增長，年直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)360萬，后續(xù)隨著預(yù)測模型精度的不斷提升，通過主動運維降低設(shè)備停電時長的作用將愈加明顯，經(jīng)濟(jì)效益將益加顯著。

（5）環(huán)保性。砂石是混凝土形成強(qiáng)度的主要骨架材料。為了更好地符合節(jié)約、綠色和環(huán)保的設(shè)計理念，再生骨料的應(yīng)用將成為一種趨勢，可節(jié)省大量的垃圾清運費用和處理費用，解決大量混凝土廢棄物處理困難和由其引發(fā)的對環(huán)境的負(fù)面影響，減少對天然砂石的開采,從根本上解決天然骨料的日益匱乏和大量的砂石開采對生態(tài)環(huán)境的破壞,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

（6）便于運輸。陶粒作為該新型環(huán)保圍擋輕質(zhì)的主要影響材料，其自身堆積密度小于1 100 kg/m3,最終原材容重為1 550 kg/m3。擁有密度小和輕質(zhì)的優(yōu)點，輕質(zhì)性是陶粒諸多優(yōu)良性能中最重要的一點，亦是它能夠取代重質(zhì)砂石的原因。

（7）廣泛性。原料來源廣泛，產(chǎn)品不僅能夠運用在施工工地周圍，也能夠滿足開放式小區(qū)的日常需求。

（8）使用性能好。由于高強(qiáng)度，低密度，在安裝的過程中，僅需要兩名工人，就可完成裝卸，大大降低人力成本。

4 結(jié)語

寧波市當(dāng)前亟需一種能適應(yīng)本城市的施工圍擋。上述設(shè)計在具有多種優(yōu)勢的同時，仍然存在不足之處，例如實驗分析較少，針對耐腐蝕性的分析不多等。在未來的研究中，將進(jìn)一步針對上述問題展開討論與研究。