基于人防地下室结构设计中常见问题探讨

潘喜德

摘 要：近年来，随着我国高层建筑人防地下室建设数量和规划面积的不断增加，从而给人防地下室的设计工作带来一些难度和挑战，同时在设计中也暴露出许多问题和弊端。文章主要通过笔者的工作总结，主要针对人防地下室结构设计中常见问题进行了探讨。

关键词：人防地下室；结构设计；常见问题

1 引言

众所周知，人防地下室结构设计包括平时和战时两种结构设计。平时要求进行承载力极限状态和正常使用状态下的计算，战时要求进行战时承载力极限状态的计算。相对于一般工程的结构设计而言，人防地下室结构设计涉及到的规范、图集更多，因此，给人防地下室结构设计带来了一些难度，以至于在设计中也容易出现一些问题及不足。鉴于此，本文结合笔者的工作实践，主要论述人防地下室结构设计过程中的常见问题，以供大家参考。

2 防空地下室结构选型不合理

防空地下室结构的选型，应根据防护要求、平时和战时使用要求、上部建筑结构类型、工程地质和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。而在实际设计过程 中往往存在结构选型不合理，造成人防地下室设计出现浪费，结构构件布置过于复杂，地下室不利于“平战结合”。

3 结构漏荷载或取值偏小

3.1 漏平時使用情况下的荷载

如漏底板上的水池自重荷载，漏顶板设备用房（如变配电房）活载和隔墙自重荷载，漏顶板施工通道、消防车道等活载；顶板局部覆土较厚处，荷载取值不足。在满足抗浮要求的情况下，顶板覆土很厚时，覆土内宜增设轻质材料（如硬质泡沫、加气混凝土砌块等），而不一律用土覆盖。

3.2 人防构件等效静荷载取值偏小

在满足外墙“考虑上部建筑影响”条件的情况下，核武器作用下外墙等效静荷载取值应按《人防规范》表4.8.3查取后再乘以放大系数，例如核6级时放大系数取1.1；

漏出入口人防通道顶、底板的人防荷载（特别是该人防通道设置在非人防区）。人防结构构件等效荷载标准值若是查表，取值要注意其适用条件，不符合查表条件时应按规范公式自行计算。

3.3 底板荷载取值不正确

有桩基的工程，《人防规范》表 4.8.15的底板等效静荷载取值，不仅与地质情况有关（饱和土或非饱和土），还和桩的计算受力类型有关。表中所指的“端承桩”是指不计摩擦力的纯端承桩，其它的桩都应按“非端承桩”查表；当水反力大于结构自重，使用 JCCAD桩筏有限元进行底板计算时， 水反力未按实际水头输入， 造成底板所受水土反力小于实 际情况；没有注意用PKPM 按倒楼盖方式计算时，底板水反力在平时和战时两种情况下的输入值是不一样的，这是因为 PM 里输入的水反力是恒载标准值，该值与人防荷载组合时，软件会自动考虑 1.2的恒载分项系数，所以实际输入时，应考虑该系数的有利作用，否则可能造成浪费。

4 底板计算模型及基础设计问题

4.1 底板计算模型

没有人防工况下的计算（反向）；没有正向荷载下的计算（底板卧置在原状土上和筏板类基础除外）；没有取以上计算的控制条件作为设计依据。

4.2 基础设计

仅按竖向荷载作用进行布桩，未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力。不符合《建筑桩基设计规范》（JGJ 94-2008）第5.2.1 条的要求。抗拔桩身配筋量仅按强度要求进行计算，缺少裂缝宽度验算，按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量。采用预制桩作为抗拔桩时，往往只注意桩身的抗拉强度要求，桩基与承台间连接钢筋的强度要求接桩段的裂缝宽度要求经常被忽视。抗裂计算应取上部荷载的准永久组合值，而不是设计值或标准值。两桩承台宜按深梁计算，两桩承台上面承受可能产生扭矩的荷载，如布置L形墙肢，至少应在构造上考虑扭转影响（即按梁式配置箍筋）。对桩筏基础均按 JGJ 94-2008 第5.2.5条考虑承台效应，忽视了可考虑承台效应的首要条件必须为摩擦型桩基。

桩身正截面受压承载力计算缺漏（尤其是大直径灌注桩），或桩身正截面受压承载力计算未计入人防荷载，或承台设计时未进行人防工况下的强度验算。人防工况和平时工况应分别进行计算，取其控制条件作为设计依据。

天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层，有的工程既不进行沉降验算，又不作软弱下卧层地基承载力验算；当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物（如地下室车道、地下水池等）存在上浮问题时，未进行抗浮验算。地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响等。

5 人防地下室外墙配筋问题

人防地下室外墙为一侧与室外岩土接触，直接承受土中压缩波作用，另一侧为防空地下室内部的墙体。顶板与外墙之间二者刚度接近时，外墙上部可近似按固定端与铰支之间的支座情况考虑；底板刚度远大于外墙时，外墙下部支座可视作固定端，各构件之间支座条件应相互协调一致，需注意配筋及构造应与实际受力状况相符。当地下室内部横隔墙较多或上层建筑的柱子沿外墙向下直通到基础底板，外墙可按支承在内部横墙（柱子）与楼板上的双向（单向）板计算； 当地下室内部横隔墙较少或无横隔墙时可考虑上下两端支承，按下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算。即地下室外墙按受弯构件计算，这与外墙所受平面外水平荷载（爆炸等效静荷 载、土压力、水压力等）的作用特点是一致的。这样计算得到的配筋是受力主筋，即竖向分布筋。对于单向板或双向板而言，受力主筋应布置于墙板外侧，而非受力的水平分布筋布置于墙板内侧。这与一般剪力墙分布筋的排列方式不同。但很多设计中外墙钢筋按一般剪力墙的排列方式布置，这将造成墙体的有效厚度减小。

（1）防护墙体的厚度局部削弱。人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙（临空墙）由于设备（消防栓、配电箱、接线盒等）暗装，导致防护隔墙局部不满足防护与密闭要求的厚度。《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）中强制性条文都对防护墙体的厚度作出了明确规定。

（2）门框墙上挡墙加强梁的设置位置。当防护密闭门上挡墙较长时，往往需在挡墙下端设置加强梁，作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。

（3）防倒塌措施。城市地下空间结建式人防工程的开发，多是以经济利益为主，常常忽略人防工程的出入口防倒塌问题，多数出入口设置在建筑物倒塌范围之内，有的甚至没有采取防倒塌和堵塞措施，也没有进行战时防倒塌和堵塞的转换设 计。这些对战时人防工程出入口构成了安全隐患，需要设计时合理布局出入口。

6 其他问题

出入口防护密闭门、消波活门等位置设置不合理，有条件设置为单向式却设置成直通式； 防毒通道、密闭通道附近的积水无法排除；封堵问题；施工缝的布置；不满足最小配筋率；设备管线直接接入人防地下室，缺少密闭措施等。

7 结语

总之，人防地下室设计是在上部建筑方案确定的基础上进行设计，所以设计周期短、工作量较大，同时加上地下工程要求考虑水和土的各种情况，所以，人防结构设计要求设计人员概念清晰，对规范、图集里的相关条文和计算公式非常熟悉，还要求对专业知识、经验有一定的掌握和积累，这样才能在紧张的设计任务下，做好人防结构设计。

参考文献

[1] 《建筑桩基设计规范》（JGJ 94-2008）.

[2]《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）

[3]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）.

[4] 徐谨.人防地下室结构设计和施工中若干问题的讨论[J].建筑科学与监理.2011（3）.