诱导缝在现浇综合管廊工程中的应用

2020-07-21柴志宏

山西水利 2020年12期

薛冬，柴志宏

（太原市市政工程设计研究院，山西太原 030002）

1 综合管廊概述

综合管廊是将电力、通讯、燃气、供热、给水排水等各种工程管线集于一体，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理的一种构筑物，它解决了管线规划中的“预留”问题，有利于城市的可持续发展。最近几年，国家把综合管廊提到相当重要的高度，出台了一系列文件，要求统筹城市各类地下管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题。截止2016年12月，全国147个城市、28个县已累计开工建设城市综合管廊2 005 km。[1]

现浇综合管廊为长条形的钢筋混凝土“箱体”结构在温差变化、地基沉降、干缩应力、混凝土施工工艺、钢筋应力等诸多因素影响下，必然会产生裂缝，当裂缝发展到一定宽度并内外贯通时，在外部高水头地下水体作用下会造成渗漏，严重影响管廊的正常使用与结构耐久性。因此，减少和控制混凝土裂缝宽度，是管廊达到二级防水等级要求与满足结构耐久性百年使用要求的关键[2]。

2 变形缝设计规范存在的问题

2.1 国内现行规范对变形缝设计要求

变形缝是防止现浇综合管廊裂缝渗漏的关键措施。《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）第8.6.1条，现浇混凝土综合管廊结构变形缝的最大间距应为30 m；变形缝的缝宽不宜小于30 mm。该条文说明：本条规定参照了国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）第8.1.1条。由于地下结构的伸（膨胀）缝，缩（收缩）缝、沉降缝等结构缝是防水渗漏的薄弱部位，应尽可能少设，故将前述三种结构缝功能整合设置为变形缝。该条文说明提到，采用低收缩混凝土材料、采用跳仓浇筑、后浇带、控制缝（指本文中的诱导缝）等施工方法，并加强施工养护，变形缝设置间距可适当加大，但不宜大于40 m。《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）第8.1.3条，采用控制缝（引导缝）后，伸缩缝的间距可适当增大，但没有提到不宜大于40 m间距要求。

2.2 现行规范在变形缝设计中存在的问题

《城市综合管廊工程技术规范》[2]将伸缩缝按沉降缝的要求设计，增加了现浇综合管廊永久断开缝的数量；条文说明中，将诱导缝作为施工措施，而非设计内容，不利于诱导缝的应用。

3 诱导缝设计对策与应用

3.1 诱导缝

诱导缝是通过减少钢筋对混凝土的约束等方法，在混凝土结构中设置的易开裂的部位，是利用“有限刚度”的设计原则，适当降低设缝处的结构强度和刚度，人为设计成结构的薄弱环节，使温度应力、地基不均匀沉降应力、干缩应力集中“诱导”到诱导缝处，是一种特殊的变形缝。

3.2 诱导缝设计

3.2.1 设计原理

诱导缝设计的关键是达到“有限刚度”的要求，通过减少现浇廊体纵向钢筋数量达到减小刚度的作用，通过中埋式橡胶止水带达到适应变形的能力。

3.2.2 设计思路

目前，现浇管廊变形缝的设计大多采用《给排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》（CECS117：2000）的做法，规范中变形缝未加传力杆及枕梁详见图1~4。由于变形缝抗地基变形差和施工工艺复杂，很多工程在变形缝处普遍出现渗漏水现象。

图1 现浇底板变形缝做法

本次设计参照国内地铁站及地下室诱导缝设计保证不渗漏前提下增长了永久变形缝设置间距，方便混凝土连续浇筑。

诱导缝既有后浇带和微膨胀加强带的作用，也有伸缩缝和沉降缝的功能，属于一种综合缝，能够达到多缝合并的目的。

国内许多地铁车站和民用地下室工程中使用了诱导缝，而现浇综合管廊作为“箱体”结构，大多不设梁、柱，更利于诱导缝的设计和应用。

图2 现浇底板变形缝做法

图3 现浇顶板变形缝做法

图4 现浇外侧墙变形缝做法

3.2.3 具体设计

现浇底板纵向钢筋全部贯通，中间加设钢边橡胶止水带，外侧布设外贴橡胶止水带，底部设置枕梁以达到控制变形的作用；现浇外墙及顶板纵向钢筋数量的1/3贯通，其余2/3诱导缝处截断，贯通纵向钢筋于诱导缝处2 m范围内加设塑料套管（管两端采用胶布封堵），并于套管内填满黄牛油以达到适应变形的能力；现浇内隔墙与现浇外墙纵筋设计相同，区别在于内隔墙取消中埋橡胶止水带，采用微膨胀橡胶止水条，并取消外贴橡胶止水带。

根据相关规范，参照国内地铁车站设计常采用的诱导缝做法，提出的现浇综合管廊中诱导缝的设计，详见图5~7。