防空洞设计的若干问题

防空洞设计的若干问题

一、保留原有防空洞在旧城改造的实际设计中，尤其是在旧城改造项目中，施工场地上通常存在的东西预防孔，需要由防洪部门保护。此类问题,若处理不当,将会造成投资浪费或不能保证上部建筑及防空洞的使用安全,必须综合考虑总体与单体、地上与地下、建筑与结构、地基与基础之间的关系,选择合理方案加以解决。二、调整设计方案1.建筑、建筑小品在总平方设计中,将主要建筑避开防空洞位置。为充分利用土地资源,可在防空洞上方布置一些小型建筑或建筑小品。以下具体方案可供参考:(1)与街道小型建筑相结合,如布置商店等;(2)与居住小区室外工程结合,如布置儿童滑梯等;(3)与办公生产区附属建筑相结合,如布置大门、宣传栏等;(4)与园林建设小品相结合,如布置藤萝架等;(5)与城市广场建筑小品相结合。2.调整房屋的平面形状当主要建筑必须压在防空洞上时,应设法改变房屋平面形状,调整房屋开间、进深、跨度和柱距,使房屋少压防空洞,尽可能使房屋四角、柱子等不压在防空洞的承重薄弱处(防空洞转角处和交叉处)。3.构建布局方案(1)改变结构配置方案增减柱列,移动柱或墙的位置,将防空洞上部的墙体取消或移到相邻轴线上。(2)改变结构承受程度将横墙承重改为纵墙承重,将压在防空洞上的承重墙改为非承重墙,对非承重墙采用轻质空心材料。三、土层压力的确定防空洞属地道式结构,一般为单层、单跨直墙拱,由拱圈、直墙和底板构成,洞体强度验算的关键在于土层压力的确定。首先,假定土层为均质连续的松散介质,根据“松散体理论”,划分浅埋、深埋两种情况,分别计算出垂直层压力和侧向土层压力,再采用结构力学的一般分析方法,近似计算出内力,在此基础上,区别洞体材料,依据混凝土结构或砌体结构设计规范,便可验算洞体的强度是否满足要求。1.[a/2+hman/fk1式压力拱高度h0=[a/2+htan(45°-《/2)]/fkh0=[a/2+htan(45°−《/2)]/fk(1)式中a、h——洞室宽度和高度《、fk——土层内摩擦角和坚固系数当覆土层厚度H<(2.0～2.5)h0时为浅埋,当H≥(2.0～2.5)h0时为深埋。2.平坦土层压力根据土柱模型进行计算,计算简图如图1所示。(1)根据洞顶附加压力公式计算土壤温度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——土层容重q1——洞顶附加压力,可根据弹性力学中关于弹性半空间理论进行计算《、C——土层内摩擦角和内聚力(2)天气形势分析e=[γ(Η+y)+q1]tan2(45°-e=[γ(H+y)+q1]tan2(45°−《/2)-2ctan(45°-《/2)(3)3.土层深压根据压力拱模型进行计算,计算简图如图2所示。(1)垂直地板压力q=γh0+q1(4)(2)向土层压力e=[γ(Η0+y)+q1]tan2(45°-《/2)-2ctan(45°-《/2)(5)四、处理措施1.孔隙或扰动土防空洞防空洞的成孔方法有两种,分别为大开挖成孔和掏土成孔,施工完毕,在洞体周围一般有空隙或扰动土,特别是在防空洞转角处和交叉处范围更广,承载力极低,需要加以处理。较为有效的处理方法是采用压力灌浆。压力灌浆是利用液压、气压原理,通过注浆管将浆液均匀地注入土层中,使土体密实,并形成复合地基,有效地加强洞体周围土层的强度。2.上基的调整(1)基础压力扩散角不上传防空洞通过加深基础,调整基底标高,使上部建筑基础压力按压力扩散角扩散后不传给防空洞。按洞距柱的远近不同采用不同的柱基埋深,为不改变柱的计算长度,加深部分宜采用长颈基础。(2)基础规模通过增大基底面积,减少上部建筑传递给防空洞的附加压力。对于框架结构,当柱距较近时,可将独立基础改为连续基础。(3)防空洞压在墙下的布置通过设梁跨越防空洞,以减小或避免上部建筑对防空洞的影响。当防空洞压在墙下,洞室走向与墙平行时,可用主次梁跨越的方法进行处理。当洞室埋深较大,并且有进行灌注桩施工的条件时,宜优先选用灌注桩加梁跨越的方法进行处理。3.洞室洞身加固当需要利用防空洞本身强度,但经验算洞体强度不能满足要求时,可对洞室洞身进行加固处理。当洞内空间较大时,可在洞内加砌内衬,并采取可靠的构造措施,使新旧洞体形成整体,共同抵抗外加荷载。五、设计人员基本原则和解决方案以上,从调整设计方案、验算洞体强度和采取处理措施等方面,阐述了在旧有防空洞上进行建筑物设计的基本原则和解决方案,以期对设计人员解决此类问题起到一定的指导和帮助