1、    變形縫對地下地鐵結構的影響    溫群昊 丁輝【摘要】近些年，我國地鐵結構的建設規模不斷的擴大，地下結構的性能的研究也更加引起重視。與地上結構相比，地下結構在地下由于空間上受到四周土體的影響而變得更為復雜，因此，對于變形縫對地下結構的影響研究存在必要性。本文對地鐵設計條例的相關內容進行分析，對變形縫對地鐵結構的影響進行相應的討論。【關鍵詞】變形縫；地下地鐵結構隨著國家經濟建設的發展，地下空間開發成為當今建設的主題，它不僅能滿足人們生活的需要，如地下停車場、地下商場等，而且在一定程度上緩解了地上交通壓力，比如地鐵。這些地下結構具有建設成本高、施工要

2、求標準嚴格等特點，一旦遭受破壞會造成巨大財產損失，嚴重的會影響到人類的生命安全。1、地鐵設計條例關于變形縫設計的主要內容關于地鐵主體結構的變形縫地鐵設計條例中已經有了十分明確的規定【1】。首先，地下地鐵結構變形縫的設置要考慮溫度變化的因素。縫的間距可以根據地鐵的施工工藝、使用要求、圍巖條件以及地鐵在運營中的溫度等影響因素，參照類似的工程經驗進行確定。其次，地下鋼筋混凝土結構的伸縮縫要求要符合下表中的規定：鋼筋混凝土結構伸縮縫的最大間距標準 m結構類型 室內或是土中 露天排架結構 裝配式 100 70框架結構 裝配式 75 50現澆式 55 35剪力墻結構 裝配式 65 40現澆式 45 30擋

3、土墻、地下室墻壁等類結構 裝配式 40 30現澆式 30 20最后，如果地鐵結構出現下列情況的，伸縮縫的最大間距可以適當的增加：1、施工方式為在混凝土澆筑中使用后澆帶分段施工；2、有專門的預加應力措施；3、實施了可以減小由溫度引起的混凝土收縮的措施。當增大伸縮縫間距時，也要考慮溫度的變化和混凝土收縮對地鐵結構的影響。分縫的距離需要建立在一定工程經驗情況下來確定【2】。2、變形縫的作用和種類2.1變形縫的作用一般來說，混凝土結構易受溫度、濕度、施工條件或自然災害的影響而相互擠壓破壞。在實施過程中，除了提升結構本身的強度來保證結構的變形和附加應力產生一定的抵抗之外，另一種比較常用的方法是在結構長度

4、上去解決問題，即結構長度達到一定時設置縫隙，通過這種方法降低附加應力對結構的破壞，一般我們把這種縫隙統稱為變形縫。2.2變形縫的種類結構為了避免熱脹冷縮而引起的破壞設置的縫叫伸縮縫，也叫溫度縫，它的設置能使結構本身因溫度變化而引起的熱脹冷縮自由伸縮，使得結構不會出現相互擠壓的現象。一般結構中的伸縮縫寬度為2030mm。沉降縫是在建筑物基礎出現不均勻沉降的情況下設置的，目的是為了避免建筑物地基的土質不均衡或建筑物負荷不平衡出現的沉降現象而引起的結構破壞。沉降縫一般要根據建筑物的情況設置，同時還要考慮建筑物的高度和地基的影響。縫寬一般為3070mm，且基礎也應該斷開。防震縫主要是針對結構比較復雜或

5、不規則的結構以利于結構抗震而設置的縫。目的是將大型結構分割成抗震性能好的較小單元，讓它們形成相對對立的防震單元，避免因地震造成建筑物整體震動不協調而引起破壞。縫寬一般取5070mm。3、變形縫在地下地鐵結構中的應用3.1北京地鐵施工經驗地鐵結構變形縫的影響因素包括溫度、材料、施工、地震、地基等方面。北京地鐵建設通常采用橫向伸縮縫，即沿建筑物長度方向每隔一定距離預留縫隙，將建筑物從屋頂、墻體、樓層等地面以上構件全部斷開，建筑物基礎因其埋在地下受溫度變化影響小，不必斷開。伸縮縫的寬度一般為23cm，縫內填保溫材料。地鐵車站的長度一般在一百多米到六七百米不等，混凝土受溫度變化的影響有收縮和膨脹的現象

6、。施工中所規定的具體內容有：在明挖法施工的車站主體結構中，伸縮縫的間距一般在80m以內。在受條件限制時，伸縮縫最大間距不應超過120m，但對施工工藝、施工材料等提出了更高的要求。地鐵結構設置橫向伸縮縫的方法很好的釋放了混凝土收縮和溫度變化在結構中產生的縱向力。該施工方法的缺點在于施工要求比較高，在接縫處容易出現滲漏問題。此外，由于伸縮縫的影響，一般情況下在縫的兩側做成雙柱或調整柱距，這在一定程度上影響了車站的建筑布置的靈活性。3.2上海地鐵施工經驗上海地鐵施工中車站通常設置橫向誘導縫，即通過適當減少鋼筋對混凝土的約束等方法在混凝土結構中設置的易開裂的部位。在可能會產生混凝土收縮裂縫的部位，在不

7、影響結構內力的情況下人為的削弱結構截面，具體的做法是誘導縫處將鋼筋斷開一部分，使鋼筋的強度比其它不削弱截面稍低。裂縫的寬度需要符合外貼防水層和建筑裝飾層允許拉伸的范圍內，且不能貫穿整個截面。在施工中，誘導縫最佳做法是24m的間距，如果遇到樓板開孔較大、側墻上有通道、風道口等處不可設置時，縫的間距可以適當的增加，而且通常把施工縫和誘導縫合并在一起。當誘導縫設在1/31/4跨度時，頂板縱梁兩側的1m范圍內鋼筋全通，該區域要適當增加加強鋼筋，而中板和側墻的縱向鋼筋通過全截面的三分之一。通過這種方法設縫使該處結構強度降低。4、變形縫的設置原則及混凝土裂縫控制在施工過程中首先要控制分段長度，其目的在于把

8、結構分為許多小段，減小結構的溫度應力。在各地地鐵施工段的長度控制數據中上海地鐵誘導縫間距為24m；廣州地鐵在1624m；北京地鐵在伸縮之間增加12道施工縫。一般在結構受力較小的位置設置后澆帶。后澆帶的作用是為了擴大伸縮間距，將大部分的約束應力釋放，待澆筑的混凝土達到一定強度時，用強度較高的混凝土填充后澆帶，以此來抵抗殘余的收縮應力。混凝土開裂基本上可以分為三個活動期，入槽后的混凝土在一到兩天內達到溫度峰值，隨后逐漸降低達到和周圍環境差不多的溫度，在此期間混凝土會出現一定的收縮，在以后的36個月完成大部分收縮，一年后完全實現收縮【3】。控制裂縫的施工措施主要包括有以下內容：混凝土在入模時的溫度要在32以下，但是一般情況下都要高于50；混凝土的中間和表面的溫度差要控制在20內；在夏季時盡量在夜間進行混凝土澆筑。控制裂縫的設計措施主要有：采用高性能的混凝土，從水化熱和抗裂性的角度進行考慮；使用外加劑，如減水劑，早強劑等；設置變形縫，保證混凝土具有預壓應力；最后是合理配筋【4】。本文主要討論了變形縫是地下地鐵結構中常用的手段，概括了地下車站中的變形縫作用及機理，探討了解決混凝土開裂的方法，在采取必要的工程措施，例如設置后澆帶、間隔跳開施工、用膨脹帶加強、補償收縮混