济南市天桥区地下人防竖井工程设计

济南市天桥区地下人防竖井工程设计

1地质条件及地质资料该项目位于济南天桥区，地下一层，地上四层。下层有车库和设备，高度为4.80米。地板分为南北两层，顶层为北楼，楼层为14.20轴，高度为4.50米、3.90米和3.60米。屋面为管桁架钢结构屋面,屋面顶标高为23.00m。本工程平面及剖面图详见图1、2,地质资料详见表1。地下水:勘察期间从钻孔内测得地下水静止水位理深1.39~3.58m,标高20.99~21.74m,丰水期水位标高可按22.50m,抗浮水位按22.50m,相对标高-3.300m,±0.000m的绝对高程为25.800m。本工程基础采用独立基础加防水底板,以第3层粉质黏土为持力层,基础底标高-6.300。2井位设计基槽开挖时经现场查看,基础范围内发现三个防空洞竖井,两条贯通场区的地下人防干道。建设单位、施工单位积极收集了各种资料,依据济南市人防重点工程指挥部提供的《标山工程图》,勘察单位提供的《地下防空洞雷达探测成果报告》及施工单位提供的现场测量图纸,确定人防竖井及地下通道具体位置详图1。本人防工程于1979年竣工,竖井均为砖砌井壁。竖井1位于在18~19轴交F~1/F轴间,井口标高-4.10m,洞内水位标高-4.40m,井外壁直径4.80m,井深约14.0m;竖井2位于12~13轴交F~1/F轴间,井口标高-3.18m,井外壁直径4.470m,井深约14.0m;竖井3位于6~7轴交F轴间,竖井外壁直径4.90m,内径约3.90m,井内水位标高-5.500m,竖井3为人防出入口,内部设有螺旋楼梯。两条地下人防干道位于18~19轴间及F~1/F轴间,贯通整个场地,人防干道宽2.0m,高3.00m,洞顶标高-14.00m,侧壁为370砖墙砌筑,洞顶为半圆形三铰拱,根据地质报告,人防干道位于第6层强风化辉长岩中。建设单位与济南市人防办积极协商后,人防办要求人防干道及作为人防出入口的竖井3必须保留且竖井3须设人员出入口,不允许破坏及填埋。施工单位对竖井内进行长时间降水,水位标高变化不大,经调查后认为人防干道分布范围较广,在地下相互连通,干道及竖井内的水已与地下水溶为一体,在不损坏人防干道及竖井出入口的情况下,竖井内水位无法降低。3基础处理措施经以上分析,本工程采用基础跨越人防工事的原则进行处理。现分别介绍人防干道及竖井的处理措施。3.1基础、地地面计算结果本工程采用独立基础,基础底标高为-6.30m,人防干道顶标高-14.00m,独立洞顶与基底间的距离约为8.00m。单柱荷载标准值F=3300kN,基础宽度5.20m,自然地面标高-2.00m,地下水位标高-4.00m,地下室地面标高-4.800m,经计算,基础底附加压力约为129kPa,传至人防空洞顶的附加压力为11kPa。此压力已很小,且人防干道位于第6层强风化辉长岩内部,故认为人防干道是安全的。为安全起见,将独立基础连成条形基础横跨人防干道,使人防干道顶三铰拱受力均匀,并将防水底板的厚度由250mm改为350mm,以加强基础的刚度。3.2基础梁高分析竖井1,2的位置不影响框架柱,且基本位于四根柱中心位置,故将此三跨基础改为筏板基础,筏板厚度500mm,基础梁高800mm×1600mm。经计算,筏板底总压力为84kPa,在均匀外力作用下,圆形竖井壁为轴心受压构件,侧壁砂浆按M2.5计算,经计算竖井的承载力满足要求,处理剖面图详见图3。3.3砖砌防空洞出入口筒体的加固措施6轴交F轴框架柱与竖井3井壁重叠,框架柱无法生根,另一方面,井壁四周压力极不均匀,井壁不再是轴心受力构件,问题非常复杂,需进行专门的研究,为此建设单位组织省内知名专家对此问题进行了讨论,处理意见如下:(1)地下室6轴至7轴,E轴至1/F轴范围内的砖砌防空洞出入口筒体保留,并需采取防水加固措施。(2)在6轴上,E轴至1/F轴范围设置钢筋混土剪力墙,此剪力墙支撑6轴交F轴框架柱,形成托柱转换,故此剪力墙按深梁及框支梁的相关要求进行设计。(3)在F轴上5轴至6轴范围设开洞墙(建筑功能要求开洞),悬臂端与上述托柱转换的深梁相交,起到分担竖向荷载及增加转换深梁平面外稳定的作用。(4)人防出入口筒体周边相邻的基础基底必须设在强风化辉长岩上(由勘察报告可知,此处辉长岩埋藏较浅,基槽开挖后局部已露出辉长岩),超挖部分采用C15毛石混凝土回填至设计标高。根据以上意见,地基处理详见图4,基础平面布置详见图5,剖面图详见图6。上部结构按要求重新进行设计。4主副井结构基础形式设计本工程场区内存在两条贯通场区的人防干道及3个竖井,在满足建设单位提出的不损坏人防工事的前提下,人防干道、竖井1、2采用“跨越”原则并经过详细的计算后,将独基改为条形基础、筏板基础等加大基础面积及刚度的形式进行处理,对竖井3,采用剪力墙做为托柱转换构件,将剪力墙按深梁进行计算并按深梁的构造要求进行设计,并通过深梁将荷载