地铁人防工程变形缝做法研究

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年3月第8期   作者:柴巧利
[导读] 介绍地铁人防工程变形缝的设置部位、做法,并给出临空墙、
        柴巧利
        中国建筑标准设计研究院有限公司 北京市,100048
        摘要:介绍地铁人防工程变形缝的设置部位、做法,并给出临空墙、防护密闭楼板防护型变形缝的做法。
        关键词:地铁人防工程变形缝;临空墙及防护密闭楼板防护型变形缝
        1  研究背景
        根据国家规定,轨道交通工程应兼顾人防需要,在拟定的核武器、常规武器、生化武器袭击和袭击后的城市次生灾害作用下,保障工程内人员及设备的安全,并可作为城市人民防空疏散干道、紧急人员掩蔽部、或物资储备库。
        为提高城市整体防灾抗毁能力,地铁工程应在不影响平时使用的条件下,充分利用地铁工程的已有条件,兼顾人民防空需要,对关键部位、重要设施采用防护功能平战转换技术措施,在规定转换时限内达到防护标准及要求。在满足使用要求的情况下,尽量压缩投资,使设计满足"安全适用,技术先进,经济合理,使用、维修方便"的要求。
        近年来,随着轨道交通进一步建设与发展,地铁车站设计方案越来越复杂,地铁人防系统设计中不断遇到一些新的问题需要研究新的技术措施解决,人防专业需配合满足各专业平时使用功能的同时,又能满足战时防护密闭要求及快速平战转换要求。特别是涉及多线换乘车站及与周围地下空间一体化开发的车站,人防专业既要配合满足土建要求及各设备专业接口要求,又要满足车站本身设防要求。设计配合过程中不可避免出现新的技术问题,需要我们研究新的技术措施去满足实际工程需求。
        例如变形缝防护密闭问题,变形缝是人防工程在防护与密闭方面的薄弱环节,按照规范要求,在防护单元内不宜设置变形缝。在特殊情况下防护单元内必须设置伸缩缝或沉降缝时,应有可靠的防护密闭措施。当一体化车站防护单元内临空墙、防护密闭楼板设置防护变形缝时,变形缝的做法既要满足平时防水要求又要同时满足战时防护密闭要求。目前临空墙及防护密闭变形缝做法在设计行业尚无可参考的依据,本文论述现有地铁人防工程的变形缝做法,给出适用于核5常5级和核6常6级设防情况下的临空墙及防护密闭楼板防护型变形缝做法。
        2  地铁人防工程变形缝做法研究
        设置变形缝的目的是为了适应地下工程由于温度、湿度作用及混凝土收缩、徐变而产生的水平位移,以及地基不均匀沉降而产生的垂直变位,以保证工程结构的安全和满足密封防水的要求。
        变形缝是人防工程在防护与密闭方面的薄弱环节,按照规范要求,在防护单元内不宜设置变形缝。在特殊情况下防护单元内必须设置伸缩缝或沉降缝时,应有可靠的防护密闭措施。
        2.1 变形缝设置部位
        实际工程中,地铁工程变形缝宽度一般为20mm,主要分布在以下几个部位:
        (1)为了防止超长结构温度应力产生裂缝,根据车站长度设置变形缝,一般明挖当地铁车站主体长度超过200m时,在车站主体设置一道变形缝,但实际车站长度一般都比较固定,大约300m左右,故实际设计中,一般在车站中部一道20mm变形缝;
        (2)为防止不均匀沉降,在车站结构与出入口通道、风道等附属结构的结合部设置变形缝;
        (3)不同施工工法之间,比如暗挖区间和盾构区间设置变形缝;
        (4)暗挖区间施工竖井与区间结合部位设置变形缝。

图1  车站主体中间设置变形缝
        2.2 变形缝现有做法
        变形缝应满足密闭防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求【1】。
        目前,地铁工程变形缝做法主要参考规范《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)及国家建筑标准设计图集《地下建筑防水构造》(10J301)中相关要求及做法。工程设计人员按照地下建筑围护部位:包含底板、外墙、及顶板,根据建筑防水等级、设防要求、保温要求等,选用相应的构造做法及防水材料【2】。要求用于沉降的变形缝最大允许沉降差值不应大于30mm。变形缝的宽度宜为20~30mm【1】。
        2.3 临空墙及防护密闭楼板防护型变形缝的研究
        2.3.1 现有防护型变形缝做法
        防护区内的变形缝应当能抵抗土中压缩波作用,又能满足密闭要求。
        人防防护工程内的防护型变形缝做法,可参考《防空地下室建筑设计》(FJ01~03)图集,针对防护单元之外的变形缝及防护单元之内的防护型变形缝,图集中专门给出了相关设计要求及详细做法。但是对防护型变形缝的适用条件给出了限制。
        防护型变形缝适用条件【3】:
        (1)防护型变形缝应位于单建掘开式部分,即其上部必须有覆土;
        (2)采用中埋式止水带+内装可卸式止水装置+防水嵌缝材料多道复合防水构造形式;
        (3)变形缝宽采用6~10mm。
        2.3.2 临空墙及防护密闭楼板防护型变形缝做法
        参考已有的防护型变形缝的做法,本文给出地铁人防工程临空墙及防护密闭楼板变形缝做法,具体为:
        (1)空气冲击波一侧设置100mm混凝土防护挡板,取临空墙等效静荷载q=270KN/m2,混凝土防护挡板下部配筋为Ф14@150双层双向。
        (2) 临空墙及防护密闭楼板中部预埋钢边橡胶止水带,可以起到密闭作用。
        (2)本节点适用于核5常5级设防及核6常6级设防。

图2  临空墙及防护密闭楼板变形缝做法
        
图3  变形缝预留凹槽构
        3  结论
        (1)地铁人防工程围护部位(顶板、底板及侧墙)的变形缝可直接参考国家建筑标准设计图集《地下建筑防水构造》(10J301)中的相关做法,变形缝能直接承受土中压缩波作用,又能满足密闭要求;
        (2)本文给出的临空墙及防护密闭楼板防护型变形缝做法,适用于核5常5级及核6常6级地铁人防工程,满足防护密闭要求。
参考文献
[1] 《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008).
[2] 《地下建筑防水构造》(10J301).
[3] 《防空地下室建筑设计》(FJ01~03).
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