14某地下人防工程结构检测与分析（20121127修改稿）.doc

某地下人防工程结构检测与分析 魏常宝，王正东 （甘肃土木工程科学研究院 甘肃兰州，730020） 摘要：为了分析某地下人防结构在地面新建、改建建筑物后的结构安全性，对该人防结构进行结构检测，并应用结构力学知识对其承载力进行了分析。现场测试与结构计算分析表明，该地下人防结构承载力不能满足新建、改建建筑物后的承载要求。 关键词：人防工程，结构，承载力，检测，分析 引言 地下人防工程是为了在战时掩蔽人员和物资，并进行医疗救护而修建的地下防护建筑，具有保护人民生命财产安全，进行人防指挥等作用。由于在早期修建的部分人防工程上部地面建筑物改扩建、新建等原因均可能使人防工程结构的安全性降低，甚至人防工程影响上部建筑的安全。因此，为了明确人防工程的安全性，对人防工程结构的进行结构检测已成为现阶段明确人防工程安全使用的重要问题。本文结合某人防工程上部地面增建车站站房前进行人防通道结构的检测与分析，为增建建筑提供人防通道的处理建议，同时给同类工程提供参考。 工程概况 某地下人防工程建成于上世纪七十年代初期，为备战修建。原设计使用功能为战时地下候车室、售票室、指挥部及通道等。人防工程位于拟建建筑及建筑广场地下，与建筑以外的人防工程相连通。地下人防通道由入口逐渐向下延伸，经过拟建建筑下方并一直通向拟建建筑以外。 该地下人防工程为门形半圆拱式通道，通道侧壁为卵石砌筑，局部为砖砌，上部采用砖砌拱顶及预制混凝土拼接式拱顶，地面为水泥砂浆地面。 地下人防工程检测 岩土工程及地质调查 工程所在地区位于河西走廊东部的武威凹陷盆地内，是祁连山山前断陷带的组成部分。地形东南高、东北低，地势平坦。人防工程所在位置地貌情况单一。场地范围内地层主要为第四系全新统人工填筑土及第四系上更新统冲、洪积卵石土。 人工填筑土的厚度为0.90～4.70m，分布于地表，分为杂填土与素填土。 第四系上更新统冲、洪积卵石土卵石土颗粒成分主要为粗粒花岗岩，其余为砂岩、石英岩及少量的混合岩等，级配较好，厚度较大。 人防工程结构检测 结构形式调查 通过对拟建建筑范围内的地下人防工程进行检测，发现地下人防工程结构型式为门形半圆拱顶地下通道。位于现有建筑及建筑前广场地面以下。经现场调查，通道侧壁为卵石砂浆砌筑，个别位置为砖砌侧壁，顶部为砖砌半圆拱及预制混凝土拼接拱。混凝土拱采用两片预制素混凝土现场拼装而成，拼接接缝位于跨中拱顶。 工程环境及不良地质条件调查 经现场检测发现，地下通道内环境潮湿，对砖砌体及砌筑砂浆有侵蚀作用。局部侧壁出现较为严重的渗水现象，渗水对通道侧壁及地面形成冲刷作用，局部在地面形成泥沙淤积。 人防通道内有多处预留但未开挖的洞口，未进行支护，天然卵石层直接暴露于通道内，多处洞口出现塌落现象。局部区段内通道内无衬砌支护，侧壁及顶部均为天然地层，卵石层直接暴露于表面，周围地层稳定性较差，具有坍塌隐患。 结构几何尺寸检测 对人防地下通道断进行汇总，分为以下两种断面，断面示意图如下图所示。 图1 断面类型1(砖拱) 图2 断面类型2(混凝土拼接拱) 砖砌拱跨度900mm～1500mm，砖拱厚度120mm，混凝土拱跨度1200mm～1400mm，厚度140mm～160mm。卵石砌筑的侧壁厚度200mm～250mm，砖砌拱顶厚度120mm，混凝土预制拱圈厚度140mm～160mm，单片拱圈宽度320mm～360mm。根据检测结果，选取其中比较典型的两个断面进行以下计算示例。结构计算几何参数如表1。 表1 结构计算数据 断面 类型断面高程 （拱顶） m覆土 厚度 m荷载作用高度 m基础 宽度 mm基底计算荷载 kPaL mmH1 mmH2 mm类型一1571.147.965.9615004009001600450类型二1569.569.547.54150040014001000900备注砖拱厚度120mm，卵石砌筑侧壁厚度250mm，混凝土拼接拱厚度150mm，卵石砌筑侧壁厚度250mm。材料强度检测 采用回弹法对混凝土拱圈、砖砌体拱圈进行检测，混凝土强度推定值在9.6MPa～18.0MPa之间，砖强度在MU5～MU10之间，砂浆强度平均值在1.1MPa～1.5MPa之间。同时对抽测构件表面外观质量进行抽检，未发现抽测构件混凝土表面存在明显的破损、裂缝、孔隙、孔洞、蜂窝麻面，严重侵蚀等现象，砖表面情况良好，表面无缺损现象，但因砖砌体长期处于潮湿环境中，均出现受潮现象，砂浆与砖粘结性较低，饱满度较差。 结构构造与连接检测 该防工程结构型式为半圆拱顶地下通道，通道顶拱截面型式分为两类，砖砌半圆拱与预制素混凝土拼接拱，通道侧壁均采用卵石砂浆砌筑。通道结构构造单