防空洞設(shè)計(jì)的若干問題

防空洞設(shè)計(jì)的若干問題

一、保留原有防空洞在舊城改造的實(shí)際設(shè)計(jì)中，尤其是在舊城改造項(xiàng)目中，施工場地上通常存在的東西預(yù)防孔，需要由防洪部門保護(hù)。此類問題,若處理不當(dāng),將會(huì)造成投資浪費(fèi)或不能保證上部建筑及防空洞的使用安全,必須綜合考慮總體與單體、地上與地下、建筑與結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)之間的關(guān)系,選擇合理方案加以解決。二、調(diào)整設(shè)計(jì)方案1.建筑、建筑小品在總平方設(shè)計(jì)中,將主要建筑避開防空洞位置。為充分利用土地資源,可在防空洞上方布置一些小型建筑或建筑小品。以下具體方案可供參考:(1)與街道小型建筑相結(jié)合,如布置商店等;(2)與居住小區(qū)室外工程結(jié)合,如布置兒童滑梯等;(3)與辦公生產(chǎn)區(qū)附屬建筑相結(jié)合,如布置大門、宣傳欄等;(4)與園林建設(shè)小品相結(jié)合,如布置藤蘿架等;(5)與城市廣場建筑小品相結(jié)合。2.調(diào)整房屋的平面形狀當(dāng)主要建筑必須壓在防空洞上時(shí),應(yīng)設(shè)法改變房屋平面形狀,調(diào)整房屋開間、進(jìn)深、跨度和柱距,使房屋少壓防空洞,盡可能使房屋四角、柱子等不壓在防空洞的承重薄弱處(防空洞轉(zhuǎn)角處和交叉處)。3.構(gòu)建布局方案(1)改變結(jié)構(gòu)配置方案增減柱列,移動(dòng)柱或墻的位置,將防空洞上部的墻體取消或移到相鄰軸線上。(2)改變結(jié)構(gòu)承受程度將橫墻承重改為縱墻承重,將壓在防空洞上的承重墻改為非承重墻,對(duì)非承重墻采用輕質(zhì)空心材料。三、土層壓力的確定防空洞屬地道式結(jié)構(gòu),一般為單層、單跨直墻拱,由拱圈、直墻和底板構(gòu)成,洞體強(qiáng)度驗(yàn)算的關(guān)鍵在于土層壓力的確定。首先,假定土層為均質(zhì)連續(xù)的松散介質(zhì),根據(jù)“松散體理論”,劃分淺埋、深埋兩種情況,分別計(jì)算出垂直層壓力和側(cè)向土層壓力,再采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的一般分析方法,近似計(jì)算出內(nèi)力,在此基礎(chǔ)上,區(qū)別洞體材料,依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,便可驗(yàn)算洞體的強(qiáng)度是否滿足要求。1.[a/2+hman/fk1式壓力拱高度h0=[a/2+htan(45°-《/2)]/fkh0=[a/2+htan(45°?《/2)]/fk(1)式中a、h——洞室寬度和高度《、fk——土層內(nèi)摩擦角和堅(jiān)固系數(shù)當(dāng)覆土層厚度H<(2.0～2.5)h0時(shí)為淺埋,當(dāng)H≥(2.0～2.5)h0時(shí)為深埋。2.平坦土層壓力根據(jù)土柱模型進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算簡圖如圖1所示。(1)根據(jù)洞頂附加壓力公式計(jì)算土壤溫度q=(γΗ+q1){1-(Η+q1/γ)tan《tan2(45°-《/2)a+2htan(45°-《/2)-2c[1-2tan《tan(45°-《/2)]γ[a+2htan(45°-《/2)]}(2)q=(γH+q1){1?(H+q1/γ)tan《tan2(45°?《/2)a+2htan(45°?《/2)?2c[1?2tan《tan(45°?《/2)]γ[a+2htan(45°?《/2)]}(2)式中γ——土層容重q1——洞頂附加壓力,可根據(jù)彈性力學(xué)中關(guān)于彈性半空間理論進(jìn)行計(jì)算《、C——土層內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力(2)天氣形勢分析e=[γ(Η+y)+q1]tan2(45°-e=[γ(H+y)+q1]tan2(45°?《/2)-2ctan(45°-《/2)(3)3.土層深壓根據(jù)壓力拱模型進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算簡圖如圖2所示。(1)垂直地板壓力q=γh0+q1(4)(2)向土層壓力e=[γ(Η0+y)+q1]tan2(45°-《/2)-2ctan(45°-《/2)(5)四、處理措施1.孔隙或擾動(dòng)土防空洞防空洞的成孔方法有兩種,分別為大開挖成孔和掏土成孔,施工完畢,在洞體周圍一般有空隙或擾動(dòng)土,特別是在防空洞轉(zhuǎn)角處和交叉處范圍更廣,承載力極低,需要加以處理。較為有效的處理方法是采用壓力灌漿。壓力灌漿是利用液壓、氣壓原理,通過注漿管將漿液均勻地注入土層中,使土體密實(shí),并形成復(fù)合地基,有效地加強(qiáng)洞體周圍土層的強(qiáng)度。2.上基的調(diào)整(1)基礎(chǔ)壓力擴(kuò)散角不上傳防空洞通過加深基礎(chǔ),調(diào)整基底標(biāo)高,使上部建筑基礎(chǔ)壓力按壓力擴(kuò)散角擴(kuò)散后不傳給防空洞。按洞距柱的遠(yuǎn)近不同采用不同的柱基埋深,為不改變柱的計(jì)算長度,加深部分宜采用長頸基礎(chǔ)。(2)基礎(chǔ)規(guī)模通過增大基底面積,減少上部建筑傳遞給防空洞的附加壓力。對(duì)于框架結(jié)構(gòu),當(dāng)柱距較近時(shí),可將獨(dú)立基礎(chǔ)改為連續(xù)基礎(chǔ)。(3)防空洞壓在墻下的布置通過設(shè)梁跨越防空洞,以減小或避免上部建筑對(duì)防空洞的影響。當(dāng)防空洞壓在墻下,洞室走向與墻平行時(shí),可用主次梁跨越的方法進(jìn)行處理。當(dāng)洞室埋深較大,并且有進(jìn)行灌注樁施工的條件時(shí),宜優(yōu)先選用灌注樁加梁跨越的方法進(jìn)行處理。3.洞室洞身加固當(dāng)需要利用防空洞本身強(qiáng)度,但經(jīng)驗(yàn)算洞體強(qiáng)度不能滿足要求時(shí),可對(duì)洞室洞身進(jìn)行加固處理。當(dāng)洞內(nèi)空間較大時(shí),可在洞內(nèi)加砌內(nèi)襯,并采取可靠的構(gòu)造措施,使新舊洞體形成整體,共同抵抗外加荷載。五、設(shè)計(jì)人員基本原則和解決方案以上,從調(diào)整設(shè)計(jì)方案、驗(yàn)算洞體強(qiáng)度和采取處理措施等方面,闡述了在舊有防空洞上進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)的基本原則和解決方案,以期對(duì)設(shè)計(jì)人員解決此類問題起到一定的指導(dǎo)和幫助