中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司 湖北襄陽 441104

1 市政地下綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算

1.1 結(jié)構(gòu)上的作用

永久影響：土壓力，結(jié)構(gòu)主體和圍護(hù)管道重量的影響，混凝土收縮和蠕變，預(yù)應(yīng)力和地基沉降的影響。

可變影響：地面車輛載荷，人群載荷，水壓，凍脹力，建筑載荷。

1.2 荷載組合

荷載組合地震荷載采用：恒載+活載，荷載分項(xiàng)系數(shù)：構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算為土壓力取1.27（有利時取1.0），結(jié)構(gòu)自重取1.2（有利時取1.0），水壓力取1.4，汽車荷載取1.4，地面超載取1.4（地面超載與汽車荷載取大值）。構(gòu)件裂縫寬度及變形驗(yàn)算：土壓力取1.0，結(jié)構(gòu)自重取1.0，水壓力取1.0，汽車荷載取1.0，地面超載取1.0（地面超載與汽車荷載取大值）?；詈奢d組合系數(shù)取0.9。準(zhǔn)永久值系數(shù)：土壓力取1.0，結(jié)構(gòu)自重取1.0，水壓力取1.0，汽車荷載取0.4，地面超載取0.5。

1.3 荷載計(jì)算

建設(shè)于步道之下的綜合管廊，為了滿足將來車道的拓寬或者用于停車場，應(yīng)按考慮汽車荷載作為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在管廊的交叉點(diǎn)之外的綜合管廊以及車輛的施工方向是一致的，因此，對于汽車的前后車輪進(jìn)行分析研究。對于單輪的豎向壓力計(jì)算公式如下可知：

式中：σ 為單個車輪的輪壓，kN；a 為一個車輪的著地分布長度，m；b 為一個車輪的著地分布寬度，m；h 覆土厚度，m；μd 為動力系數(shù)，見表1。

表1 動力系數(shù)

在多個輪壓作用時，應(yīng)考慮輪壓擴(kuò)散荷載疊加的情況；當(dāng)覆土厚度較小時，應(yīng)將輪壓轉(zhuǎn)換成等效均布荷載進(jìn)行計(jì)算。

（1）地面超載。地面超載取10kN/m2，不與汽車荷載同時組合，兩者取大值。

（3）結(jié)構(gòu)頂板自重。頂板厚度為c，混凝土重度25kN/m3，結(jié)構(gòu)頂板自重：Q=25c。

1.4 配筋計(jì)算及裂縫驗(yàn)算

（1）現(xiàn)澆混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)中，應(yīng)對彎距較大的截面進(jìn)行混凝土正截面抗彎承載力計(jì)算。矩形截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：

式中：m 為計(jì)算截面彎距設(shè)計(jì)值；fc 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；As、A’s 為受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積；截面寬度和高度分別為b 和h；混凝土受壓區(qū)高度為x；受拉區(qū)、受壓區(qū)普通鋼筋抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy 和f'y；受拉區(qū)、受壓區(qū)普通縱向鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉、受壓邊緣的距離分別為as、a's。

（2）裂縫寬度驗(yàn)算。按荷載作用的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度，即：

公式：α 是構(gòu)件的受力特性系數(shù)，ψ 是裂縫之間的縱向拉伸鋼筋的不均勻應(yīng)變系數(shù)；ρte 是根據(jù)有效抗拉混凝土面積計(jì)算出的縱向抗拉鋼筋比；如同在張力區(qū)的普通鋼筋截面一樣；Ace 是有效抗拉混凝土截面積；γ 為縱向拉伸鋼筋的表面特性系數(shù)，變形鋼筋為0.7，光面鋼筋為1.0。Cs 是最外側(cè)縱向受拉鋼筋的外邊緣到受拉區(qū)域底部邊緣之間的距離；σs 是鋼筋混凝土構(gòu)件的縱向抗拉鋼筋的應(yīng)力，是根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)荷載組合計(jì)算得出的[1]。

2 市政地下綜合管廊結(jié)構(gòu)工程防水施工工藝

2.1 基層處理工藝

為了保證結(jié)構(gòu)的防水效果，在正式施工之前，必須嚴(yán)格按照要求對每個結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)層進(jìn)行處理，主要包括結(jié)構(gòu)層，表面裂縫和細(xì)化節(jié)點(diǎn)。組織人員進(jìn)行現(xiàn)場檢查，除去表面上不平坦的部分，然后用高級水泥砂漿將其弄平，直到基層表面光滑，無皮或沙為止。對于表面上松散的泥土或建筑垃圾，請使用鏟子將其清除，并清除混凝土表面分離縫中的碎屑和砂漿。在建造防水層之前，必須將管道配件牢固地安裝在墻上，且沒有任何松動。如果混凝土表面裂縫的寬度大于2mm，應(yīng)采用灌漿的方法及時修復(fù)，并在合格后進(jìn)行防水施工[2]。

2.2 頂板與側(cè)壁防水施工及混凝土澆筑

在對頂板和地板外側(cè)進(jìn)行表面的防水工作完成后，再澆筑混凝土保護(hù)層，其厚度為5cm，混凝土等級為C20。完成側(cè)壁外面防水材料施工任務(wù)后，噴射5cm 厚的C20 細(xì)石混凝土保護(hù)層，3d后強(qiáng)度可達(dá)10MPa。加強(qiáng)C20 細(xì)石混凝土原材料質(zhì)量控制，做好檢測和驗(yàn)收工作，一般選用42.5＃普通硅酸鹽水泥，細(xì)石混凝土石子粒徑控制在5-10mm 之間。同時嚴(yán)格混合料配合比設(shè)計(jì)，做好試驗(yàn)研究工作，最終得到的配合比為水泥:石子:砂=1:2:2（質(zhì)量比）。施工完成后，為提升結(jié)構(gòu)防水效果，要堵漏混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。一般在結(jié)構(gòu)變形和沉降穩(wěn)定后進(jìn)行，按規(guī)范要求選擇強(qiáng)度好、性能優(yōu)良的環(huán)氧樹脂漿液封堵混凝土結(jié)構(gòu)。

2.3 施工縫防水施工

施工節(jié)點(diǎn)和變形節(jié)點(diǎn)等詳細(xì)節(jié)點(diǎn)是項(xiàng)目防水的薄弱環(huán)節(jié)。為了解決施工問題，通常采用復(fù)合防水設(shè)計(jì)以進(jìn)一步提高防水施工的效果。過去，在凸節(jié)，凹節(jié)和階梯節(jié)的防水結(jié)構(gòu)中，通常使用橡膠止水帶或鋼板。這種傳統(tǒng)處理方法的原理是延長滲流路線并增加混凝土厚度。盡管它可以達(dá)到一定的效果，但其局限性也非常明顯，目前不建議使用。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)處理方法的不足，最好采用外置止水與嵌入式鋼制止水的復(fù)合方法。其中，最好的效果是將水溶脹性橡膠條和嵌入式鋼板止水帶結(jié)合使用。通常使用鋼板來達(dá)到最佳的防水效果。需要說明的是，在施工過程中不能設(shè)置豎向施工縫，可以進(jìn)一步提高防水效果，降低綜合管廊滲水的可能性[3]。

減少垂直和水平施工縫的數(shù)量。水平施工縫的防水結(jié)構(gòu)見圖1。為了獲得最佳的防水效果，水平施工縫中通常使用鍍鋅鋼止水劑和二組分聚硫密封劑的組合。將鋼板電鍍鋅至10μm 的厚度。為了確保良好的防水效果，鍍鋅鋼板通過搭接焊接。

圖1 施工縫防水處理（單位：mm）

3 市政地下綜合管廊防水材料

3.1 高分子防水材料

對于市政地下綜合管廊的防水施工的發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中，聚合物型防水材料的使用是比較多，同時它的防水性能也是比較優(yōu)異的，進(jìn)一步加快的施工的效率。例如，HDPE 自粘膜防水膜可以有效地與混凝土混合，從而極大地增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，最大程度地避免了層間水通道的現(xiàn)象，并增強(qiáng)了整個防水系統(tǒng)的堅(jiān)固性。TOP 自粘防水卷材本身具有很好的抗老化性和可焊性，在現(xiàn)實(shí)的使用過程當(dāng)中，能夠合理的將綜合管廊結(jié)構(gòu)的防水技能提高。

3.2 高聚物改性瀝青防水材料

這種防水材料也是現(xiàn)階段市政地下綜合管廊防水施工中使用的主要防水材料。它可以分為兩類：SBS 防水卷材和聚酯輪胎自粘聚合物改性瀝青防水卷材。使用高分子改性瀝青材料時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和結(jié)構(gòu)工程的需要選擇防水材料。SBS 防水膜（性能指標(biāo)請參見表2）這種材料具有復(fù)雜的特性和類型。有關(guān)人員可以根據(jù)綜合管廊的建設(shè)要求和環(huán)境特點(diǎn)確定材料類型。例如，當(dāng)集成風(fēng)道與綠化帶之間的垂直距離較小時，防水結(jié)構(gòu)還需要考慮植物根系生長對防水性能的影響，并采取抑制措施以防止過多的根系作用于植物生長當(dāng)中，從而避免了植物根系對城市地下一體化的影響。管廊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。

表2 SBS 防水卷材性能指標(biāo)

4 結(jié)語

綜上所述，嚴(yán)格落實(shí)防水施工技術(shù)措施，能有效預(yù)防滲水和漏水現(xiàn)象發(fā)生，有利于降低養(yǎng)護(hù)維修成本，延遲綜合管廊結(jié)構(gòu)工程使用壽命，促進(jìn)市政工程更好運(yùn)行和發(fā)揮作用。