人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)探析

文/韋熙玲 廣州市人防建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東廣州 510006

隨著社會(huì)逐步發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)不斷優(yōu)化進(jìn)步是必然的趨勢(shì)，而人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平關(guān)系到整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，所以要把人防工程作為一個(gè)重要環(huán)節(jié)深入研究，掌握人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)，提高人防工程設(shè)計(jì)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(shí)起防護(hù)保衛(wèi)作用的地下防護(hù)建筑工程。新時(shí)代的人防工程既要考慮戰(zhàn)時(shí)需要，也要考慮和平時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活需要。人防工程是建筑工程的一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，建設(shè)人防工程要執(zhí)行嚴(yán)格的程序，無(wú)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(huì)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(jì)60年代末、70年代初，單位、街道民眾在房子下挖開(kāi)地道網(wǎng)，這些早期工程質(zhì)量差，范圍小。隨著社會(huì)發(fā)展，人防工程逐漸正規(guī)化、科學(xué)化。大批量的人防工程達(dá)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(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，一些地區(qū)城市的地下商場(chǎng)、商業(yè)街、地下城、停車(chē)場(chǎng)等給人們生活帶來(lái)多樣性選擇，豐富了城市生活，帶來(lái)了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.2 人防工程設(shè)計(jì)原則和等級(jí)劃分

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dòng)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(jiàn)的大量的人防工程按抗力級(jí)別劃可分為核4級(jí)、核4B級(jí)、核5級(jí)、常5級(jí)、核6級(jí)、核6B級(jí)、常6級(jí)。按用途分專業(yè)人員掩護(hù)、醫(yī)療救助掩護(hù)、二等人員掩護(hù)、人防物資庫(kù)、人防汽車(chē)庫(kù)等。

1.3 人防工程和地下空間開(kāi)發(fā)結(jié)合

城市開(kāi)發(fā)建設(shè)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(shí)作為防護(hù)需要，和平時(shí)期也為城市發(fā)展帶來(lái)效益。地下空間開(kāi)發(fā)過(guò)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(yīng)地下條件，達(dá)到功能適應(yīng)性原則。發(fā)展地下空間是補(bǔ)充地上空間不足的缺點(diǎn)，把城市地下、地上空間建設(shè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)城市功能，地上、地下互補(bǔ)互利，美化城市環(huán)境，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

2、人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)分析

近年來(lái)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(kāi)發(fā)的，因此，如何在寸土寸金的地段使人防工程合理地設(shè)計(jì)和施工，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。

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(wú)梁樓蓋兩種結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)人防工程柱網(wǎng)區(qū)格內(nèi)長(zhǎng)短跨之比大于1.5，以及頂板標(biāo)高變化較多時(shí)，宜選用梁板結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)柱網(wǎng)比較規(guī)整時(shí)，宜選用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式。無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)備走管可以在無(wú)柱帽區(qū)通過(guò)，可以有效減小地下室的層高，且無(wú)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(duì)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(jí)的單建式人防工程，其底板荷載大，要求厚度也較大，則設(shè)置筏板基礎(chǔ)。少數(shù)情況特殊地質(zhì)條件下可設(shè)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(duì)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(mén)框墻和人防臨空墻等。人防墻體結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算是人防工程的重要部分，計(jì)算配筋主要依據(jù)以下幾點(diǎn)：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(jì)算模型采用向上下傳力的單向板計(jì)算方式，當(dāng)上部板厚較墻體厚度大時(shí)，上部為固端，當(dāng)上部板厚比墻厚度小時(shí)，上端是簡(jiǎn)支。3.人防工程外墻一般采用水土分算的靜止土壓力計(jì)算。

2.4 人防工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求

與非人防工程相比，人防工程的設(shè)計(jì)要求相當(dāng)嚴(yán)格。在人防構(gòu)件計(jì)算時(shí)，有幾點(diǎn)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(yīng)按平時(shí)荷載作用下裂縫計(jì)算配筋和戰(zhàn)時(shí)荷載作用下的計(jì)算配筋值取大值。2.確認(rèn)混凝土等級(jí)，不同混凝土等級(jí)最小配筋率不一致，例如C35及以下最小配筋率為0.25%（無(wú)梁樓蓋頂板除外），但當(dāng)混凝土等級(jí)為C40及以上時(shí)，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(jí)要滿足要求。4.人防頂板有最小防輻射要求，當(dāng)頂板厚度不滿足防輻射厚度要求時(shí)，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(zhǎng)度是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)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(lái)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(shí)間內(nèi)較快地恢復(fù)路面，減少對(duì)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(gè)問(wèn)題。采用逆作法施工在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該結(jié)合施工方式進(jìn)行設(shè)計(jì)：1.一般采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式；2.由于先施工頂板，后將板下的土開(kāi)挖掉再施工外墻，應(yīng)考慮此時(shí)的受力狀態(tài)將頂板邊跨設(shè)計(jì)成懸構(gòu)件；3.地下有多層的人防工程，由于臨時(shí)支撐已不能承受主體傳下來(lái)的荷載，一般會(huì)采用包樁柱的豎向支撐形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在板柱節(jié)點(diǎn)處增加環(huán)梁設(shè)計(jì)，減小了因樁阻斷了中板和底板穿過(guò)柱截面中間的鋼筋的影響。4.由于工期緊，后澆帶要預(yù)留的時(shí)間較長(zhǎng)，一般設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶來(lái)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(shè)計(jì)，提高人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，加速人防工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。