地铁车站中关于三缝的合理化设置

诱导缝诱导缝（inducing joint），通过适当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。

诱导缝与施工缝的区别是，在设计的诱导缝位置上埋设止水带和裂缝诱导物；减少30~50%的纵向配筋，施工时保持混凝土连续浇筑。

中文名诱导缝外文名inducing joint作用保持混凝土连续浇筑方法适当减少钢筋对混凝土的约束诱导缝与施工缝可以在功能上重合为一，此时新老混凝土面不需要进行凿毛处理（视为裂缝诱导措施）。

当纵向拉应力大到一定程度时，此缝拉开而释放混凝土结构纵向内应力，免于在其他部位开裂。

但诱导缝的设置要保证整个结构具有足够的强度和刚度。

诱导缝与变形缝，在功能上有相一致之处。

但从防水施工上分析，诱导缝处的混凝土可以连续浇筑；变形缝处则必须支撑模板，中止混凝土浇筑，待混凝土硬化后，拆除模板，方可继续结构混凝土施工。

变形缝的设置要比诱导缝复杂，工程造价高。

诱导缝的设置，可以减少变形缝条数，对整个工程来说，降低了成本。

诱导缝和伸缩缝的区别：伸缩缝，仅用于解决建筑物水平的变形问题，且规范要求，在地面以上必须将主体沿缝断开，地面以下可视情况决定其断与连的问题。

诱导缝，不仅可以用于解决建筑物水平的变形问题，而且可以用于解决建筑竖向变形不均问题。

它并不要求主体结构必需沿缝断开，也就是说，它可以用于解决局部的水平向及竖向变形差异问题。

所以其嵌材要求也与伸缩缝不同。

地铁车站中关于三缝的合理化设置摘要针对地铁车站中三缝设置，以工程实例为佐证，提出三缝设置的原则和注意事项，以及多地区、多形式的地铁三缝设置问题的经验总结。

关键词地铁车站施工缝伸缩缝诱导缝合理化设置目前，地下车站一般为现浇的狭长框架混凝土结构，具有尺寸厚、体积大的特点。

其作为普通的钢筋混凝土结构，又常年埋置于地下，不可避免的会因为施工工艺、地基沉降、内外温差等因素产生裂缝。

裂缝对地铁的危害性极大，会导致渗漏水，甚至会影响到车站的使用功能等等。

故如何控制裂缝的产生，一直是结构界讨论的话题。

本文主要依据笔者从事地下结构的设计经验，探讨目前地铁车站中三缝的合理化设置。

1 三缝的作用及区别地铁设计中常见的三缝主要包括施工缝、沉降缝、伸缩缝。

其中，设置施工缝主要是出于施工作业的需要，可以通过其实现分段浇筑，减少超长或大体积混凝土结构的收缩应力。

沉降缝则是为了适应不同地基或不同体量的构筑物差异沉降的需要。

而伸缩缝主要是为了适应大体积混凝土长期受内外温差影响产生变形的需要。

2 三缝的合理化设置2．1 施工缝的合理化设置车站施工缝主要包括环向施工缝和纵向施工缝。

一般由施工单位结合本工程的施工方案，根据当地设计经验而确定。

但必须遵循的原则是:( 1) 施工缝应留在剪力较小的部位，如1/4 ～1 /3柱跨范围内。

( 2) 施工缝应避开结构的薄弱环节，如车站楼扶梯等大孔洞处。

( 3) 施工缝一般位于结构的切平面内，并垂直于结构面法线方向。

( 4) 施工缝设置还要考虑施工方案的简便易行，在施工段数划分上应该考虑和伸缩缝合二为一。

间距是施工缝设置的主要问题。

目前明挖车站的施工缝，各地标准不尽相同。

如深圳地铁施工缝采用8 ～12 m 间距; 上海地铁因为设置有伸缩缝，故中间不再设置横向施工缝，缝间距24 m 左右; 北京地铁设置基本与上海相同。

不同实践表明，放坡开挖或采用复合式侧墙的结构，结构表面的干缩裂缝基本能够控制; 而采用叠合式侧墙时，则裂缝较多。

可见，施工缝与结构内外部的约束条件以及伸缩缝的形式、间距等关系密切。

除此之外，施工缝间距还有混凝土浇筑时的外部气候条件有关，有实践经验表明，冬季浇筑的地铁车站裂缝明显小于夏季。

故夏天施工的车站，施工缝间距还有必要较之冬季缩短。

以西安地铁春季施工的车站为例，该车站长约130 m，框架高约20 m，施工分段方案如图1、图2 所示。

车站结合诱导缝设置横向施工缝，将车站分成五段，每段间距26 m 左右。

纵向施工缝又将车站分成4 层，每层每段混凝土方量不超过900 m3。

施工时外界温度13°左右，施工期间采取正常养护措施，截止目前一直没有出现裂缝迹象。

2．2 沉降缝的合理化设置车站沉降缝一般设置于车站主体和附属之间，释放因体量大小的不同和地基承载力不同造成的差异沉降。

沉降缝的设置要注意以下几点问题:( 1) 沉降缝将结构物从上至下分开，缝宽一般为20 mm。

( 2) 沉降缝偏离主体侧墙外皮的距离一般不小于1 200 mm 且不宜过大，1 200 mm 是根据150 mm的围护结构施工外放量+ 甩筋长度35 d 确定的。

( 3) 沉降缝两侧要满足防水加强层和接水槽的施工要求，故两侧500 mm 范围内不能有突出板面的梁等。

( 4) 沉降缝一般设置为水平缝，不能设成转折而造成应力集中，且有利于预埋钢板的防水施工。

( 5) 图3、图4 是根据工程经验列举2 种沉降缝设置的正误对比。

2．3 伸缩缝的合理化设置伸缩缝的设置是出于控制大体积混凝土温度应力的考虑，故一般在车站主体设计中经常遇见。

伸缩缝又分诱导缝和变形缝，根据各地的水位和地质情况不同，其适用范围也各有不同。

如深圳、合肥、西安、杭州等地车站主体结构都采用诱导缝，北京、青岛等地车站主体结构均采用变形缝，而郑州和长沙标准站车站主体结构不设缝等等。

前者诱导缝，为一种顶板、中板不完全断开而底板连通的缝，常用于在地质条件差、水位高的地区。

后者变形缝，为一种贯通结构整个横断面的断缝，常用于地质条件好、水位低的地区。

其中变形缝类似沉降缝做法，诱导缝的设置则需要注意以下几点:( 1) 诱导缝设置有两种形式: 一种设置在柱中间即( 双柱式) ; 一种设置在纵梁跨距1/3 ～1/4 处。

前者与后者比较，立柱钢筋容易与橡胶止水带相碰，施工较为困难，故通常采用后者。

( 2) 诱导缝间距: 诱导缝间距不宜过大或过小。

间距过大会加大诱导缝裂缝，如果超过橡胶止水带的张拉能力则会产生漏水; 间距过小，则会增加施工难度。

一般诱导缝间距在24 m 左右为宜。

( 3) 诱导缝的配筋: 当设计确定了诱导缝间距后，可以通过诱导缝中的钢筋配筋量来控制裂缝宽度W。

目前，诱导缝的纵向钢筋一般为正常截面钢筋量的30% ～40%。

( 4) 诱导缝的防水做法各地基本相同，唯一不同的是各地防水材料的选用不同。

以西安地铁为例，介绍一下诱导缝处防水的基本，见图5。

( 5) 合理的诱导缝设置还要避开一些重要孔洞和设备基础，以避免诱导缝处开裂后对设备的影响。

3 结束语本文主要归纳了地铁车站中三缝的设置原则及注意事项，通过对实践经验的总结，探讨如何通过合理化设置三缝，来达到有效控制地下结构混凝土裂缝的目的。

当然除了设计上采取合理设缝外，还需要采取多种针对性技术措施，如施工单位精心施工、严格养护条件等等，才能从多角度防止地下结构裂缝的产生。

杨高路车站诱导缝间距一般为25~32米，从裂缝宽度计算结果分析，主要是顶板裂缝宽度较大，达3.5mm，侧墙与底板均小于1.0mm，通过对顶板诱导缝进行配筋计算比较，控制诱导缝中的纵向钢筋，使缝中的钢筋抗拉强度<混凝土强度（As·fy≤Ac·fc），由计算得As=41.3cm2，其含义就是当诱导缝中设置了这些面积的钢筋，正好达到混凝土的强度，杨高路车站顶板纵向实际配筋量为Φ22@150，顶板诱导缝中贯通的钢筋量约16.72cm2，是需通过量的40%，这样就确保了诱导缝的开裂。

另一方面，为了有效地控制诱导缝裂缝的开展，做到裂而不漏，一般要求诱导缝在实施中不人为设缝宽，接缝表面新、老混凝土不作特殊处理，但需设置内、外止水措施，确保接缝不漏水或少渗水。

3）诱导缝结构构造本车站钢筋混凝土结构纵向诱导缝的设计除了必须的控制裂缝宽度计算、诱导缝间距计算和钢筋数量计算外，还需要根据车站具体部位、使用要求和受力状况进行针对性的构造设计。

(1) 对于底板结构车站底板不允许出现挠曲变形和剪切位移，以确保列车的正常运行，所以诱导缝设计就必须以保持底板结构的整体性为前提，在缝中设置凹凸槽，以防止出现剪切位移，同时底板纵向钢筋全部贯通，保证底板受力均匀（见图3）。

图3 底板诱导缝半部分(2) 对于侧墙结构诱导缝构造（指双层衬砌）分中楼板以上和以下，从地铁车站结构诱导缝开裂的原理分析，由于地下混凝土结构越接近地面部分，其内外温差较大，故一般顶板裂宽度大于底板裂缝宽度，同样侧墙上半部分裂缝宽度大于下半部分裂缝宽度。

根据这一特点，侧墙下半部分诱导缝设计为剪切杆形式，其主要功能是在设放结构纵向应力的同时，还帮助控制车站竖向的剪切变形；而对于上半部分，诱导缝则设计为剪力筋形式，使其既有抗剪作用，又能起到部分抗弯和控制裂缝宽度的作用（见图4a、b）；a. 上半部b. 下半部图4 侧墙诱导缝构造(3) 对于顶板结构诱导缝的设置主要是控制混凝土裂缝的开展，由于顶板混凝土在硬化过程中受温差影响较大，容易产生不规则裂缝，造成渗漏，所以顶板诱导缝处的纵向钢筋全部断开，只考虑设置一定数量的连通钢筋（见图5）。

(4) 对于中楼板结构其处于车站内部，受外界温度变化的影响较小，一般缝中不考虑连通钢筋。

4）诱导缝的防水措施诱导缝中除了设置必要的钢筋外，一旦出现过大的裂缝还必须考虑设置止水措施，故一般在顶板、侧墙及底板中设置成环、封闭的内外橡胶止水带，只有通过多道设防，才能真正做到诱导缝裂而不漏。

图5 顶板诱导缝五、车站结构防水要点1．顶板防水对于地铁车站顶板结构，控制混凝土温差显得尤为重要，杨高路车站顶板厚度800mm，在混凝土浇捣过程中，内外温差较大，特别是在夏季施工，白天与夜间的温差大于25℃，超过了诱导缝间距范围内允许出现的温差而产生收缩裂缝，对此必须以减少顶板混凝土的温差来控制混凝土的开裂，故一般要求顶板混凝土采用补偿收缩防水混凝土、同时适当控制混凝土的坍落度、混凝土浇捣尽可能避开高温季节或将浇捣时间安排在夜间进行以及顶板混凝土养护采用蓄水养护等。

另外在车站顶板与侧墙的结合部位也是结构混凝土最容易开裂的薄弱环节，根据混凝土施工工艺要求，一般顶板与侧墙混凝土同时浇捣，在混凝土结硬过程中，顶板与侧墙转角部位，因周边约束条件不同，顶板混凝土收缩相对比较自由，而侧墙混凝土受到外侧地下墙的约束，使混凝土收缩受到限制，而造成这部分混凝土容易出现开裂现象。

所以，有条件最好使两者隔开或将诱导缝位置设在地下墙接缝处，以减少相互影响。

2．侧墙防水从结构防水、防渗漏角度分析，具有双层侧墙的地下车站结构的纵向受力整体性较好，地铁杨高路车站纵向长度达到600米左右，车站上部又有不同类型的地下、地面建筑物与其相结合，地铁车站纵向刚度变化较大，由此而生成的结构不均匀变化所引起的结构开裂更为突出，采用双层衬砌，增加了车站结构的纵向刚度，减少了车站结构纵向的不均匀沉降。