唐海明
【摘 要】人防工程是一类比较特殊,具有预定防护功能的工程构筑物,是防护建筑与结构以及为保证完成工程所担负的战时职能的其他系统(如通风空调、给排水、发供电、防毒、防辐射、防电子脉冲、工程伪装及隔震等系统)的总称。建造分为:人防工程设计阶段、人防工程其特殊构造措施、工程建设阶段、底板浇筑、侧墙浇筑、顶板浇筑、中间结构验收、粉刷及设备安装调试、人防专项验收等。
【关键词】人防荷载 构造措施 底板浇筑 侧墙浇筑 顶板浇筑
1 在人防工程设计阶段
人防荷载有别于其他荷载。首先人防荷载来源于核爆炸冲击波和常规武器爆炸冲击波,作用时间很短,1秒钟左右;作用次数一次(整个结构寿命期内一次);是突加快卸的瞬时动力荷载;且同时、均匀、满布,由于核爆动荷载是偶然性荷载,钢筋混凝土构件又允许开裂,因此比之静荷载作用下构件的安全度可适当降低;人防结构可靠度要求比工民建结构低。钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计,材料设计强度可提高。
人防结构结构设计特点:(1)防空地下室的主体结构、出入口部、孔口和防护设备等应根据防护要求和受力情况做到各个部位抗力相协调,防止出现由于局部破坏而影响主体结构的防护密闭性能。(2)可考虑塑性内力重分布。(3)充分保证结构的延性,“强柱弱梁(板)”、“强剪弱弯”。一些设计者在进行结构设计时,往往将框架柱截面设计得过于小,虽然从计算结果看各个指标都能满足要求,更让建筑设计师和业主满意。但如果从“强柱弱梁”的角度来看,就显得有些不合理。如某人防建筑柱距8m、层高4.0m,框架柱截面为500x500,而四周框架梁高都做到1000甚至1100,梁的线刚度大于柱的线刚度好几倍。再加上梁柱节点处梁端配筋往往较大,造成柱的实际承载能力远小于梁,从而变成了“强梁弱柱”,与抗震目标背道而驰,这一点在现有的震害中已有不少此类情况发生。因此,笔者认为框架柱截面设计在兼顾建筑使用和各个计算指标的同时,要考虑到避免“强梁弱柱”的出现。如框架柱截面由500x500增大至600x600,对建筑使用空间影响很小,而柱的线刚度却比原来增大了约一倍。
防空地下室结构选型应根据防护要求、使用要求、上部建筑物结构类型、工程水文地质条件以及材料供应和施工条件等因素综合分析确定。既要满足作为上部建筑基础的要求,又要满足战时作为防护结构的要求。防空地下室常用梁板结构、板柱结构以及箱型结构等。
2 人防工程相对于其它工程,有其特殊的构造措施
(1)人防地下室双层双向配筋的底板、顶板、侧墙均应设置直径≥Φ6,间距≤500mm的梅花型拉结筋。人防地下室结构设计主要考虑抵抗空气冲击波,防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波的超压和负压作用,而对于侧壁和底板,因空气冲作用于地表,压迫土体并使其产生运动,上层土体受压后连续向下 传递压力,这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播,当遇到侧壁或底板的阻挡后,则会产生超压、动压和负压作用。由于有负压的存在,故人防的顶板,底板、墙是双向受力,故需用拉结筋。
(2)采光窗、战时封堵部位:临战转换措施应该设计、施工(预埋件)一次到位;竣工验收时,封堵构件应该预制、摆放到位。
(3)战时主要出入口的加强:主要出入口一个单元就一个;主要出入口就是带简易洗消间或淋浴洗消的口;踏步板、平台板厚度一般取200mm;配筋:双面对称,并加拉结筋。
3 工程建设阶段
(1)人防地下室在浇筑底板混凝土前,建设单位应通知人防设备厂,并按厂家要求做好预留等措施;
(2)人防构件(包括门框、预埋件等)安装就位后,在封模前进行隐蔽验收。主要内容如下:1)穿管、套管的预埋密闭处理;2)门框墙的配筋、洞口的加强筋;3)门框的安装、锚构件数量、长度、焊缝等是否符合要求;4)防爆波地漏、防爆波活门安装;5)其它预埋件的安装就位。
4 底板浇筑
(1)根据底板荷载主要系由下向上承受水压力、人防等效静载等荷载,底板板面的上层钢筋一般从底板梁上层的第一层主筋下穿越。见下图1。
(2)封堵凹槽设置。对外出入口门式封堵在封堵外侧有封堵槽,见下图2,防护单元间连通口的内封堵FMDB系列有封堵框自带的140×130凹槽,见下图3。
底框标高宜与建筑标高平。若底板后浇面层砼厚小于150,则须对底板结构须做局部凹槽结构处理,如将底板按地沟形式局部降低并配筋加强;若大于150,则可在后浇面层内设置凹槽。凹槽角部宜用焊锚固钩的角钢加强处理。
(3)在防空地下室底板浇筑前埋好对外出入口临战封堵底框须整体制作安装,不可分开。若底板上砼后浇找平层厚大于150,则可在浇侧墙前与防护门框一起安装。
(4)门槛底框钢筋应设置。非活置式人防门中,钢筋砼人防门槛建筑标高一般为150。活置式门槛要求底板找平层厚在150以上,这样门框底框角钢才能埋得下,若未达100厚,垫层须做局部抬高处理。此时防护门、活门门框墙每角3根16螺纹钢长度1200须预埋。
(5)防爆地漏、呼唤铵钮及下水管预埋。若地下室底板后浇垫层在150以下,建议施工单位对防爆地漏一起与Φ80钢管接好预埋到设计标高后再浇筑底板砼。另外战时水箱、战时干厕处地漏及排水管注意不能漏埋。
5 侧墙浇筑
(1)防护门门框墙水平筋为受力筋,应配置在外侧,这点和其它墙体一般水平筋为辅筋设在内侧有所区别,且门框墙受力筋宜封闭。
(2)安装钢筋混凝土人防墙体模板、防护单元分隔处的混凝土梁模板时,不得采用带套管的穿墙螺栓,应采用设止水翼环的一次性螺栓,避免在墙体和梁上造成孔洞。
(3)通风、给排水、电气有关预埋套管不能漏埋,各专业应及时作复核,且一般均突出墙面,具体做法详各专业大样图;设备、电气等专业管道穿外墙和口部防护密闭墙/密闭墙时加固定密闭环。
(4)人防门门框角筋宜相互拉开50。人防门按总参图集选用,人防门两边均各设有两个闭锁盒(贴于门框角钢侧),为防止门框闭锁盒门框墙角部竖向钢筋碰到,绑扎钢筋时宜将此根钢筋拉离门框50以防止人防门装不进而将该钢筋割掉,或即使挤进了也极易引起门框与墙体钢筋网一起位移而倾斜。
(5)门槛砼不能漏浇。浇侧墙时,人防门、临战封堵框门槛下砼务必要一同浇好,否则门框下留空极易在施工中因搬运东西而将门框角钢压弯变形,待别是设有垫层的临战封堵框其下砼务必先行浇筑。
(6)共用门框墙的防火门安装。若设计因空间所限将防火门与防护密闭门一起装在人防门框墙上,此时需注意,考虑人防门设有闭锁装置,突出人防门约100,为保证人防门在平时能正常开启,并有利于防火门开启,防火门应沿门框角部内侧安装,从而防护、防火两不误。
(7)排风口部防密门开启侧防爆呼唤铵钮须在浇筑侧墙前预埋到位。
(8)受力钢筋锚固长度须满足,依据《全国民用建筑工程设计技术措施-防空地下室》第3.6.4条要求,抗爆结构受拉钢筋锚固长度取laB=1.05la,纵向受拉钢筋搭接长度取llB=1.05ξ1la。
(9)防护密闭门、密闭门和活门门框墙、临空墙、水库挡墙必须整体浇筑,不留水平施工缝。
(10)侧墙防爆电缆井请注意不要漏掉施工。
6 顶板浇筑
(1)顶板吊钩预埋。各人防门、临战封堵在顶板内预埋吊钩土建施工单位不能漏埋,吊钩位置主要有三种:防护门埋在门开启侧门洞中,距门框墙边钢筋砼门200(其中活置式人防门为400)、钢结构门400;对外出入口的外封堵在封堵框内侧居中距门洞边300;防护单元间的内封堵在封堵侧每一米中居中设一只,距门洞边100。
(2)在进风口部顶板内超压测压装置DN15镀锌钢管须预埋。
7 中间结构验收
要求:底板、侧墙、顶板干燥,无渗漏;人防门门框安装符合精度要求,无大的偏差;各预埋套管、管道、铁件、吊钩等施工到位,无漏埋。
8 粉刷及设备安装调试
设备须按施工图设计安装到位,并有调试报告。
9 人防专项验收
建设单位会同施工单位整理有关报验的施工技术资料,搞好平战功能转换方案,填写《人民防空工程专项验收申请表》,在总验收前上报人防办进行人防专项验收,人防办于5个工作日内进行专项验收,并出具人防专项验收初验意见,待有关问题整改合格,并将有关人防专项验收资烊报送齐全后,出具人防专项验收核定,关于门框墙设计。
对门框墙的计算,反映出很多问题:
(1)对公式中的参数取值不清楚,其中Pc要按表3.4.9查取,门扇搭接长度一般取100mm;
(2)门框墙出现悬臂过长问题。
建议:1)参照通用图配筋;2)加暗柱或暗梁,壁柱或壁梁,减小悬臂长度。