人防工程結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵點探析

文/韋熙玲 廣州市人防建筑設計研究院有限公司 廣東廣州 510006

隨著社會逐步發(fā)展，科技不斷進步，建筑行業(yè)不斷優(yōu)化進步是必然的趨勢，而人防工程結(jié)構(gòu)設計的水平關(guān)系到整個建筑工程的質(zhì)量，所以要把人防工程作為一個重要環(huán)節(jié)深入研究，掌握人防工程結(jié)構(gòu)設計關(guān)鍵點，提高人防工程設計技術(shù)水平，才能確保建筑工程的質(zhì)量和安全。

1、人防工程

人防工程是戰(zhàn)時起防護保衛(wèi)作用的地下防護建筑工程。新時代的人防工程既要考慮戰(zhàn)時需要，也要考慮和平時期經(jīng)濟發(fā)展和人民生活需要。人防工程是建筑工程的一個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，建設人防工程要執(zhí)行嚴格的程序，無論是土建還是裝修都要把控好質(zhì)量關(guān)，人防工程的質(zhì)量會直接影響建筑的整體質(zhì)量。

1.1 人防工程發(fā)展歷程

20世紀60年代末、70年代初，單位、街道民眾在房子下挖開地道網(wǎng)，這些早期工程質(zhì)量差，范圍小。隨著社會發(fā)展，人防工程逐漸正規(guī)化、科學化。大批量的人防工程達到質(zhì)量高、面積大、效益高的平戰(zhàn)兩用工程。許多人防工程成為了城市建設的重點項目，一些地區(qū)城市的地下商場、商業(yè)街、地下城、停車場等給人們生活帶來多樣性選擇，豐富了城市生活，帶來了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.2 人防工程設計原則和等級劃分

人防工程結(jié)構(gòu)設計分甲乙兩類，甲類人防工程結(jié)構(gòu)能承受常規(guī)武器爆炸和核武器爆炸動荷載的分別作用，乙類人防工程結(jié)構(gòu)能夠承受常規(guī)武器爆炸作用。目前常見的大量的人防工程按抗力級別劃可分為核4級、核4B級、核5級、常5級、核6級、核6B級、常6級。按用途分專業(yè)人員掩護、醫(yī)療救助掩護、二等人員掩護、人防物資庫、人防汽車庫等。

1.3 人防工程和地下空間開發(fā)結(jié)合

城市開發(fā)建設中充分統(tǒng)籌考慮地利用地下空間，使人防工程不僅戰(zhàn)時作為防護需要，和平時期也為城市發(fā)展帶來效益。地下空間開發(fā)過程，要注意地下的自然條件，趨利避害，選擇轉(zhuǎn)入地下的工程能夠適應地下條件，達到功能適應性原則。發(fā)展地下空間是補充地上空間不足的缺點，把城市地下、地上空間建設有機結(jié)合起來，增強城市功能，地上、地下互補互利，美化城市環(huán)境，取得良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

2、人防工程結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵點分析

近年來發(fā)展較多的地下空間綜合體，地下街，都是在城市最繁華的地段開發(fā)的，因此，如何在寸土寸金的地段使人防工程合理地設計和施工，是設計的關(guān)鍵點。

2.1 人防工程頂板結(jié)構(gòu)布置

人防工程頂板一般采用梁板式和無梁樓蓋兩種結(jié)構(gòu)形式。當人防工程柱網(wǎng)區(qū)格內(nèi)長短跨之比大于1.5，以及頂板標高變化較多時，宜選用梁板結(jié)構(gòu)形式。當柱網(wǎng)比較規(guī)整時，宜選用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式。無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設備走管可以在無柱帽區(qū)通過，可以有效減小地下室的層高，且無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式比較適合逆作法施工。

2.2 人防工程的底板和基礎(chǔ)

一般單建式的人防工程只有一到兩層，上部自重較小，對地基承載力較低，因此大多數(shù)情況可采用天然基礎(chǔ)。若高抗力等級的單建式人防工程，其底板荷載大，要求厚度也較大，則設置筏板基礎(chǔ)。少數(shù)情況特殊地質(zhì)條件下可設置樁基礎(chǔ)。

2.3 人防工程的墻體平面布置

人防工程的墻體平面布置先對人防區(qū)和非人防區(qū)劃分，然后定出人防外墻、人防隔墻、人防門框墻和人防臨空墻等。人防墻體結(jié)構(gòu)的配筋計算是人防工程的重要部分，計算配筋主要依據(jù)以下幾點：1.根據(jù)不同的出入口形式取值臨空墻荷載。出入口的形式有：室內(nèi)出入口，室外豎井、樓梯、穿廊出入口，室外直通、單向出入口。2.一般情況下，人防臨空墻計算模型采用向上下傳力的單向板計算方式，當上部板厚較墻體厚度大時，上部為固端，當上部板厚比墻厚度小時，上端是簡支。3.人防工程外墻一般采用水土分算的靜止土壓力計算。

2.4 人防工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計要求

與非人防工程相比，人防工程的設計要求相當嚴格。在人防構(gòu)件計算時，有幾點特別注意：1.人防工程考慮平戰(zhàn)結(jié)合，人防工程的頂板、底板、外墻，應按平時荷載作用下裂縫計算配筋和戰(zhàn)時荷載作用下的計算配筋值取大值。2.確認混凝土等級，不同混凝土等級最小配筋率不一致，例如C35及以下最小配筋率為0.25%（無梁樓蓋頂板除外），但當混凝土等級為C40及以上時，最小配筋率為0.30%。3.人防工程密閉性要求高，注意地下室的抗?jié)B等級要滿足要求。4.人防頂板有最小防輻射要求，當頂板厚度不滿足防輻射厚度要求時，可在人防頂板上覆土，覆土厚度也有要求。5.人防工程縱向受拉鋼筋的最小錨固長度是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受拉鋼筋的錨固長度的1.05倍。

2.5 人防工程的施工方法

人防工程常用施工方法一般有：明挖順筑法、逆作法（又稱蓋挖法）、暗挖法（又稱礦山法）。明挖法是比較普遍的施工方式，地道式和坑道式人防工程采用暗挖法較多。但近年來很多單件式的人防工程位于城市繁華地段的地下空間，如何在較短的時間內(nèi)較快地恢復路面，減少對城市交通的影響，一般采用逆作法施工可以較好地解決這個問題。采用逆作法施工在設計階段就應該結(jié)合施工方式進行設計：1.一般采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式；2.由于先施工頂板，后將板下的土開挖掉再施工外墻，應考慮此時的受力狀態(tài)將頂板邊跨設計成懸構(gòu)件；3.地下有多層的人防工程，由于臨時支撐已不能承受主體傳下來的荷載，一般會采用包樁柱的豎向支撐形式，結(jié)構(gòu)設計時應在板柱節(jié)點處增加環(huán)梁設計，減小了因樁阻斷了中板和底板穿過柱截面中間的鋼筋的影響。4.由于工期緊，后澆帶要預留的時間較長，一般設置膨脹加強帶來提高混凝土的抗裂、抗?jié)B能力。

總結(jié)：

人防工程是建筑工程中重要的一部分，確保人防工程建筑質(zhì)量，完善人防工程結(jié)構(gòu)設計，提高人防工程結(jié)構(gòu)設計水平，加速人防工程建設行業(yè)的發(fā)展。