郝民
(南京金宸建筑设计有限公司，南京 210000)
人防工程的建设对于保卫人民的生命财产安全和保持国家的战争潜力有着重大的意义，是我国的重要战略设施。由于资金、政策等各方面因素的影响，很多工程未施工完成便搁置，年代久远，工程再次启动时，国家政策和规范有了新的变化，设计需要重新调整方案。对于已建成的人防工程，则需要进行改造和加固，使之具备预定的人防功能要求，这样既可以节约资源，也可以缓解城市人均掩蔽面积严重不足的现状。研究如何根据相关的国家规定和标准，把已建的人防地下室结构改造成符合国家新规范要求的人防地下室，更好地服务于大众，具有很大的实际意义。某已建人防改造工程中，根据工程的抗力级别、工程的使用功能等情况，同时结合施工，节约资金等因素，柱采用的加大截面法和外包型钢法，梁采用的粘贴钢板法等，板采用的粘贴纤维复合材料加固法。同时，新材料新技术也在此项目中得到了应用。
某大型商业建筑位于秦淮区，工程总面积13.7 万m2，地下两层6.7 万m2，地上4 层7 万m2。
地下室施工自2015年10月至2016年8月，人防负二层(2.6 万m2）结构部分已施工完毕，之后一直处于停工状态。2019年项目又重新启动，由于时间跨度较长，建筑结构规范及防空地下室建设行政许可等的调整，已施工的负二层人防区域需要做局部调整，原人防面积31 017 m2，现人防应建面积26 420 m2，实际配建26 607 m2。负二层配建25 554 m2，负一层及夹层配建1 053 m2。负二层比原方案减小981 m2。共16个人防分区，原有12 个人防分区及口部需要改造。
由于业主对使用功能的调整，人防办重新审批，人防面积有所变化，人防口部需要调整，需要对人防负二层进行加固及改造。在改造之前，已将项目分为4 个区域，对原结构构件、构件截面尺寸、材料强度、混凝土裂缝及外观缺陷等进行检查和检测。检测的目的：一是为了解现场混凝土结构的质量情况，二是为后期的改造加固提供依据。
检测结果如下：
1）现场抽检的负二层梁、板、墙、柱混凝土抗压强度、钢筋保护层厚度、钢筋间距均满足设计图纸要求。
2）现场抽检的钢筋原材料力学性能所检参数符合设计及规范要求。
3）现场抽检的混凝土墙、板最大裂缝宽度为0.46 mm，超过GB 50010—2010 《混凝土结构设计规范》(2015年版）第3.4.5 条规定“对允许出现裂缝的钢筋混凝土结构构件，最大裂缝宽度限值0.30 mm”的要求。这主要是因为负二层人防顶板施工完成之后，未做防水等措施，长期风吹日晒，造成顶板裂缝，混凝土墙体亦同。
3.1 加固改造内容
人防负二层部分，改造的主要内容包括：(1）因建筑方案调整，结构整体抗浮不足，需增加配重。(2）根据建筑方案，负二层新增客梯3 组，电梯坑需在负二层高度范围内解决，基础底板需要进行相应的改造。(3）因人防设计调整，原有已施工人防墙部分需拆除，部分需加固改造，部分需新建。(4）因建筑方案调整，负一层存在22 根转换柱，并因上部结构荷载的变化，经过结构计算复核，负二层已施工框架柱有大部分需进行加固才能满足承载要求。(5）因负一层柱转换导致负二层出现较多转换梁，负二层部分人防墙的拆除导致板面荷载重分布。经过结构计算复核，负二层局部已施工框架梁需进行加固。(6）负二层部分人防墙的拆除导致楼板跨度变化、荷载重分布等因素，经过结构计算复核，负二层局部已施工楼板需进行加固。(7）根据建筑及其他专业提资要求对现有墙体的洞口进行复核，保留现仍需要使用的洞口，对因使用功能和规范要求增加的洞口进行新增，并提供新增洞口加固方案。综上所述，此项目需要拆改的面积不多，但是由于在人防区、口部的调整，需要预留的孔洞较多，所以需要改造的点相对校多，是典型的综合改造工程。
3.2 设计思路
首先根据业主提供的原审图合格版施工图，采用PKPM软件进行建模，从计算结构可知，原结构模型的整体指标与计算书基本吻合，均能满足规范的要求。由于多个规范的改版和增加的新规，需要对PKPM 模型进行调整，以满足各专业提供的最新条件。通过整体计算，同时以现场实际检测为依据，找出构件内力和配筋不足的区域，有针对性地对其进行加固改造。
4.1 基础部分的改造设计
本项目基础及负二层已经施工完毕，基础方案为灌注桩+承台+防水板；
因上部建筑方案中庭位置和范围的调整，及局部区域荷载的变化，经设计复核有约45 处存在桩基抗拔不足。提供增加抗拔桩方案和增加配重方案两种方案：(1）增加抗拔桩则需要破基础底板。由于地下水位取室外地面0.5 m，底板破坏后，由于水压比较大，对后期施工造成很大的困难，施工质量不以保证。(2）增加配重可通过混凝土配重或钢配重。经过计算，共计有13 处增加混凝土配重(275.4 m3），总重量约6900 kN，若改为钢材压重，可减少2/3 占量，但成本增加2000 万元。综合比较，最后采用增加混凝土配重，混凝土配重回压高度至梁底或板底。
根据建筑方案调整，负二层新增客梯3 组，电梯坑深1 300 mm 需在负二层高度范围内解决，前期进行改造方案比选，提供2 种方案：(1）电梯厅上抬1 300 mm；
(2）电梯厅上抬1 000 mm+底板开槽300 mm。考虑电梯厅的净高要求，保证商业品质，经专家评审及结合项目实际情况，建议采用方案(2），即电梯厅标高抬高1 000 mm 的情况下，需底板开槽300 mm，槽底铺设20 mm 钢板并与原底板配筋有效连接，并采用C40 灌浆料浇筑，如图1所示。
4.2 人防墙体、柱的改造加固设计
人防墙体改造主要分为拆除墙体、新增墙体及因标高变化引起的先拆后增这几种情况，设计过程中根据各种情况不同采取不同的改造设计。对于新增的人防墙体，人防墙体上部钢筋当锚入梁中时采用植筋，其他情况对应墙体两侧400 mm范围板混凝土凿除，按照《防空地下室设计荷载及地下室结构构造》(07FG01）做法绑扎钢筋，清洗凿毛后再用C40 浇筑。
人防负二层框架柱的加固主要采用增大截面法。增大部分混凝土强度等级较原柱提高一级，采用C45 微膨胀混凝土浇筑，并确保浇筑质量。增大截面又分为单边扩大和全截面扩大。因考虑增加截面对车位的影响，部分框架柱还采用增加钢板箍的方式进行结构加固，角钢和缀板采用Q355B。
4.3 梁、板构件的改造加固设计
根据现有建筑要求及布置对原有部分梁进行拆除和增补，以满足现有使用功能和战时防护要求。框架梁的加固主要采用增大截面法。增大部分混凝土强度等级采用C40，并确保浇筑质量。部分框架梁支座还采用粘钢的方式进行结构加固，钢板采用Q355B。粘钢遇柱需上翻600 mm[1]。
根据计算结果对原构件进行复核，对强度不满足现设计要求的板进行加固，楼板的加固主要采用碳纤维加固法，采用碳纤维复合材(高强度I 级）加固，经验算，加固后的梁、板均满足使用要求[2]。
4.4 人防套管封堵专项设计
根据图纸比对 (改造前原项目设计图纸与本项目经过图审的图纸）及项目巡场了解，目前项目现场设备预埋管改造情况分为3 种情况。
1）废弃套管封堵。因现有设计方案的调整、层高关系变动、局部夹层风道影响、口部移位等因素影响，部分原有预埋管无法满足实际使用，需封堵。封堵按废弃套管封堵节点做法及套管孔口封堵节点做法进行施工。主要出现在口部调整的区域及人防区域的顶板。
2）沿用原有墙体预留、预埋套管。考虑本项目为改造项目，人防区域进行改造时遵循“在满足规范条件的前提下，尽量沿用原项目遗留下来的预留、预埋管，非必要不得重新开洞”的原则。考虑现场原施工情况不明朗，实际沿用情况需结合现场实测进行[3，4]。
3）现场新开洞套管。现场新开洞的情况主要是以下几点：(1）新增墙体上的预留、预埋管，此类预埋管直接按正常预埋做法施工，与墙体一体浇筑。(2）原有口部局部调整引起的新增预埋管，这类预埋管是由于口部局部调整，原有预埋管废弃，为保证实际使用，需新增的预埋管，施工时按穿越人防墙板单孔改造节点做法及水电套管人防专业开洞做法处理。(3）原项目施工时遗漏预埋的套管，为满足现行规范的要求，仍需新增预埋管。(4）本项目现有功能的变更以及伴随着施工情况深入原有土建结构不满足现在设计要求而出现的方案性调整，进而引起的新增预埋管。具体表现为现有方案考虑商业使用，新增多处隔油提升间、污水间，此区域涉及多处新增水电预埋管。配电以及竖井变更，风道调整导致的局部口部层高调整，原有预埋管无法使用，需新增套管。(5）因本项目为改造项目，原有暗敷的火灾照明等线缆现在全部改为明敷(因现场无法提供准确的暗敷套管位置，若发现可以利用的套管尽量利用，以减少后开洞增加套管），导致增加了很多套管。(6）根据规范要求，有部分套管预留做后期备用。
人防区封堵改造根据设备专业提供的管径不同，提出以下两种方案。
1）设备管径小于150 mm，原有墙体预埋套管或孔洞废弃不用，采用专利封堵材料填充封堵；
新增预埋套管采用标准组件封堵。采用材料为国家人防办科技成果JS-RF-1&2 防护堵料、人防孔洞封堵标准化组件。
2）设备管径大于150 mm，采用如图2、图3所示方案处理。
本文针对某人防地下室如何改造做具体论述。人防地下室是一项投资颇大的工程，人防改造更是耗资巨大，因此，在设计中应根据各构件的受力要求进行精心计算和设计。加固改造设计根据实际情况，不同位置的人防构件采用了多种加固处理的办法，如加大混凝土断面、外部粘钢加固、钢筋种植及新技术——国家人防办科技成果JS-RF-1&2 防护堵料、人防孔洞封堵标准化组件的应用等，施工简单方便，可操作性强，真正实现了尽量减小对原构件的破坏，也尽可能在满足设防要求的同时，做到减少投资，使该项设计做到既经济又合理。此项目可为同类人防加固改造工程提供参考。
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