誘導縫在現(xiàn)澆綜合管廊工程中的應用

薛 冬，柴志宏

（太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002）

1 綜合管廊概述

綜合管廊是將電力、通訊、燃氣、供熱、給水排水等各種工程管線集于一體，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計、統(tǒng)一建設和管理的一種構(gòu)筑物，它解決了管線規(guī)劃中的“預留”問題，有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。最近幾年，國家把綜合管廊提到相當重要的高度，出臺了一系列文件，要求統(tǒng)籌城市各類地下管線規(guī)劃、建設和管理，解決反復開挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題。截止2016年12月，全國147個城市、28個縣已累計開工建設城市綜合管廊2 005 km。[1]

現(xiàn)澆綜合管廊為長條形的鋼筋混凝土“箱體”結(jié)構(gòu)在溫差變化、地基沉降、干縮應力、混凝土施工工藝、鋼筋應力等諸多因素影響下，必然會產(chǎn)生裂縫，當裂縫發(fā)展到一定寬度并內(nèi)外貫通時，在外部高水頭地下水體作用下會造成滲漏，嚴重影響管廊的正常使用與結(jié)構(gòu)耐久性。因此，減少和控制混凝土裂縫寬度，是管廊達到二級防水等級要求與滿足結(jié)構(gòu)耐久性百年使用要求的關(guān)鍵[2]。

2 變形縫設計規(guī)范存在的問題

2.1 國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范對變形縫設計要求

變形縫是防止現(xiàn)澆綜合管廊裂縫滲漏的關(guān)鍵措施?！冻鞘芯C合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50838-2015）第8.6.1條，現(xiàn)澆混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)變形縫的最大間距應為30 m；變形縫的縫寬不宜小于30 mm。該條文說明：本條規(guī)定參照了國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB 50010-2010）第8.1.1條。由于地下結(jié)構(gòu)的伸（膨脹）縫，縮（收縮）縫、沉降縫等結(jié)構(gòu)縫是防水滲漏的薄弱部位，應盡可能少設，故將前述三種結(jié)構(gòu)縫功能整合設置為變形縫。該條文說明提到，采用低收縮混凝土材料、采用跳倉澆筑、后澆帶、控制縫（指本文中的誘導縫）等施工方法，并加強施工養(yǎng)護，變形縫設置間距可適當加大，但不宜大于40 m?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB 50010-2010）第8.1.3條，采用控制縫（引導縫）后，伸縮縫的間距可適當增大，但沒有提到不宜大于40 m間距要求。

2.2 現(xiàn)行規(guī)范在變形縫設計中存在的問題

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》[2]將伸縮縫按沉降縫的要求設計，增加了現(xiàn)澆綜合管廊永久斷開縫的數(shù)量；條文說明中，將誘導縫作為施工措施，而非設計內(nèi)容，不利于誘導縫的應用。

3 誘導縫設計對策與應用

3.1 誘導縫

誘導縫是通過減少鋼筋對混凝土的約束等方法，在混凝土結(jié)構(gòu)中設置的易開裂的部位，是利用“有限剛度”的設計原則，適當降低設縫處的結(jié)構(gòu)強度和剛度，人為設計成結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，使溫度應力、地基不均勻沉降應力、干縮應力集中“誘導”到誘導縫處，是一種特殊的變形縫。

3.2 誘導縫設計

3.2.1 設計原理

誘導縫設計的關(guān)鍵是達到“有限剛度”的要求，通過減少現(xiàn)澆廊體縱向鋼筋數(shù)量達到減小剛度的作用，通過中埋式橡膠止水帶達到適應變形的能力。

3.2.2 設計思路

目前，現(xiàn)澆管廊變形縫的設計大多采用《給排水工程混凝土構(gòu)筑物變形縫設計規(guī)程》（CECS117：2000）的做法，規(guī)范中變形縫未加傳力桿及枕梁詳見圖1~4。由于變形縫抗地基變形差和施工工藝復雜，很多工程在變形縫處普遍出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。

圖1 現(xiàn)澆底板變形縫做法

本次設計參照國內(nèi)地鐵站及地下室誘導縫設計保證不滲漏前提下增長了永久變形縫設置間距，方便混凝土連續(xù)澆筑。

誘導縫既有后澆帶和微膨脹加強帶的作用，也有伸縮縫和沉降縫的功能，屬于一種綜合縫，能夠達到多縫合并的目的。

國內(nèi)許多地鐵車站和民用地下室工程中使用了誘導縫，而現(xiàn)澆綜合管廊作為“箱體”結(jié)構(gòu)，大多不設梁、柱，更利于誘導縫的設計和應用。

圖2 現(xiàn)澆底板變形縫做法

圖3 現(xiàn)澆頂板變形縫做法

圖4 現(xiàn)澆外側(cè)墻變形縫做法

3.2.3 具體設計

現(xiàn)澆底板縱向鋼筋全部貫通，中間加設鋼邊橡膠止水帶，外側(cè)布設外貼橡膠止水帶，底部設置枕梁以達到控制變形的作用；現(xiàn)澆外墻及頂板縱向鋼筋數(shù)量的1/3貫通，其余2/3誘導縫處截斷，貫通縱向鋼筋于誘導縫處2 m范圍內(nèi)加設塑料套管（管兩端采用膠布封堵），并于套管內(nèi)填滿黃牛油以達到適應變形的能力；現(xiàn)澆內(nèi)隔墻與現(xiàn)澆外墻縱筋設計相同，區(qū)別在于內(nèi)隔墻取消中埋橡膠止水帶，采用微膨脹橡膠止水條，并取消外貼橡膠止水帶。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，參照國內(nèi)地鐵車站設計常采用的誘導縫做法，提出的現(xiàn)澆綜合管廊中誘導縫的設計，詳見圖5~7。

圖5 現(xiàn)澆底板誘導縫做法

3.3 誘導縫的優(yōu)點

現(xiàn)澆綜合管廊，采用誘導縫代替設計規(guī)范[2][8]中的部分變形縫，從而增加變形縫的間距，有以下優(yōu)點：

（1）設計規(guī)范[2][8]中的變形縫要求縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)完全獨立，給綜合管廊的使用帶來不便。

（2）誘導縫處混凝土可連續(xù)澆筑，也可作為施工縫，給綜合管廊施工帶來方便。

（3）在設縫處出現(xiàn)滲漏情況下，誘導縫較變形縫容易處理。

圖6 現(xiàn)澆外側(cè)墻、頂板誘導縫做法

圖7 中板、中隔墻誘導縫做法

（4）誘導縫抗不均勻沉降優(yōu)于變形縫。

4 結(jié)語

結(jié)構(gòu)誘導縫可用于解決超長地下結(jié)構(gòu)的收縮裂縫問題，使混凝土應力釋放，既有后澆帶和微膨脹加強帶的作用，也有伸縮縫和沉降縫的功能。目前，國內(nèi)地鐵車站和民用地下室結(jié)構(gòu)設計中誘導縫已大量采用，現(xiàn)澆綜合管廊采用誘導縫可增大變形縫的間距，提高了管廊的防滲漏和使用功能，也方便了施工，節(jié)省了工程造價。