沈陽南站市政交通工程（一期工程）超大地下結構

【摘要】本文介紹了沈陽南站市政交通工程（一期工程）超
大地下結構關于裂縫控制及防水措施的設計，并結合專家意見對
其中部分措施進行了修正，可供相關工程參考。
【關鍵詞】超大地下結構裂縫控制防水措施
一、工程概況
工程名稱：沈陽南站市政交通工程（一期工程）。
項目建設地點：遼寧沈陽渾南新城。
本項目分東西廣場，東廣場地下空間主要包括一個地下兩層
建筑（局部為地下一層），其涵蓋：旅客出站通道、地鐵、公交樞
紐、出租車蓄車場、社會停車及商業配套等功能。西廣場地下出
站通道為一層地下建筑。
二、工程設計內容
東廣場地下一層中間部分為地鐵 10 號線和 4 號線的站廳層，
周邊分布有商業和設備區域、社會停車場、出租車蓄車場等功能
區域，北側社會停車庫上方布置一下沉式公交候車夾層，本工程
地下空間設計范圍內地下一層建筑層高為 5.2 米，地下室頂板覆
土厚度為 1.7 米～2 米。地下二層中間部分為 10 號線站臺層、區
間段和 4 號線車站部分，南北兩側為地下車庫區域，該工程地下
空間設計范圍內地下二層建筑層高為 4 米，底板埋深約 11.8 米，
相鄰的 10 號線站臺板低于車庫地下二層底板約 2.2 米。東廣場地
下空間總長約 400 米，總寬約 380 米。地下一層設計范圍為除地
鐵付費區以外的所有空間。東廣場設計場地的西側緊鄰國鐵站房，
其余三側周邊環境均為空曠地。在東廣場頂板上方靠近國鐵站房
一側，設有一高架南北穿過廣場，高架柱子與地下空間相連接。
西廣場地下出站通道長約 180.8 米，寬約 45.8 米，為一層地下建
筑。主要的建筑使用功能為人行通道和商業，建筑層高為 5.2 米，
地下室頂板覆土厚度為 1.7 米，底板埋深約 7.7 米。西廣場地下
出站通道下方為 10 號線的區間段。在結構設計方面，東廣場地下
空間部分和局部地鐵車站部分主體結構采用鋼筋混凝土框架結構，
基本柱網為 9 米×10.5 米，樓板采用經濟性相對較好的框架梁板
結構形式，主體結構基礎均采用柱下墩加筏板形式。西廣場地下
出站通道主體結構采用鋼筋混凝土框架結構，基本柱網為 9 米×
10.5 米，樓板采用經濟性相對較好的框架梁板結構形式，主體結
構基礎均采用柱下墩加筏板形式。
三、工程建設標準
1、設計原則
（1）結構設計應滿足施工工藝、運營使用、城市規劃、環境
保護、防水、防災、耐久性等要求，符合技術先進、安全適用、
經濟合理與確保質量的要求。（2）根據工程地質和水文地質條件
及城市總體規劃要求，結合周圍地面既有建筑物、地下構筑物、
管線及道路交通狀況，通過對技術、經濟、環保及使用功能等方
面的綜合比較，合理選擇施工方法和結構型式。（3）結構的凈空
尺寸應滿足建筑限界和其它使用及施工工藝的要求，并考慮施工
誤差，結構變形及后期沉降的影響。（4）沈陽南站市政交通工程
涉及高架、國鐵、軌道交通等多個設計交接面，結構設計應根據
各設計交接面的相互關系，采取必要的結構和施工措施。（5）結
構設計應根據施工階段和正常使用階段可能同時出現的永久荷載、
可變荷載和特殊荷載進行最不利荷載效應組合，保證結構構件符
合規范規定的強度、剛度、穩定性、耐久性、抗浮和限制裂縫開
展寬度驗算要求，并滿足施工工藝的要求。（6）結構抗浮按使用
期間可能出現的最高地下水位進行抗浮驗算和設計。（7）結構設
計應滿足抗震設計要求。（8）地下結構在荷載、結構、地層條件
發生變化的部位需設置變形縫時，應采取可靠的工程技術措施，
確保變形縫兩側的結構不產生影響使用的差異沉降。（9）一般根
據規范要求控制鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距，當結構超長時，
設置后澆帶或加強帶等措施，同時結構設計時考慮溫度變化和混
凝土收縮對結構的影響。（10）本工程地下主體結構的防水設計以
混凝土結構防水為根本，以接縫防水為重點，重要部位輔以附加
防水層加強防水。
四、工程技術方案
1、結構設計荷載取值
設計中根據施工和使用過程中結構上可能同時出現的荷載，
按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態分別進行荷載（效應）
組合，并取各自的最不利荷載（效應）組合進行計算。結構所承
受的荷載如下：（1）基本風壓 0.60 kN/m
2 （重現期為 100 年）（2）
基本雪壓 0.55kN/m
2 （重現期為 100 年）（3）結構自重（4）填充
墻荷載、建筑面層、吊頂、設備管道荷載（5）覆土荷載（6）作
用在地下室側墻上的水、土壓力（7）水浮力（8）樓、屋面主要
使用活荷載標準值（kN/m
2 ）（9）施工荷載；施工荷載包括設備運
輸及吊裝荷載、施工機具荷載、地面堆載、材料堆載等，施工荷
載取值視具體情況而定。地下室頂板施工堆載（不與地震、風、
使用活載同時考慮）（kN/m
2 ）：室內區域：5.0；室外區域 10.0；
2、工程材料
（1）混凝土。梁、板、柱、基礎的混凝土強度等級 C35；基
礎墊層 C20。基礎底板及側墻混凝土的抗滲等級為 P8；頂板混凝
土的抗滲等級為 P6。鉆孔灌注樁混凝土強度等級水下 C30。圍護
結構、混凝土支撐強度等級為 C30。結構混凝土應滿足抗凍要求。
（2）鋼材。本工程采用的鋼筋材料應符合國家相關規范的要求：
HPB300 級鋼筋（fyk＝300 N/mm
2 ）HRB335 級鋼筋（fyk＝335 N/mm 2 ）
HRB400 級鋼筋（fyk＝400 N/mm
2 ）鋼板、型鋼 Q235B，Q345B（3）
填充墻。內填充墻擬采用加氣混凝土砌塊。3、變形縫的設置。由
于該工程東廣場地下空間主體結構總長約為 400 米，總寬約為 380
米（局部為 182 米和 125 米），屬超長超寬結構，西廣場地下空間
長約 180.8 米，寬約 45.8 米，屬超長結構，存在混凝土收縮應力
和溫度應力控制問題。4、超長結構設計問題。根據以往的成功經
驗和該工程特點，在不設永久伸縮縫或伸縮縫間距較大的情況下，
有效控制混凝土收縮應力和溫度應力影響，是確保地下室結構安
全、正常使用的設計重點，必須慎重對待。該工程采取的主要措
施為：減小混凝土溫度變化或收縮、設置施工后澆帶、跳倉法施
工、控制構件最小配筋率、關鍵部位增配構造鋼筋、添加抗裂纖
維、采用低收縮混凝土材料、加強材料和施工質量控制、考慮溫
度變化和混凝土收縮對結構的影響等。
五、專家意見及修改措施
專家認為沈陽南站市政交通工程（一期工程）超大地下結構
裂縫控制及防水措施設計依據充分，設計方案合理，技術措施可
行；但是也提出了部分意見。根據專家意見，主要調整內容有：1、
補充關于加強底板與地鐵外墻連接處的構造配筋。2、溫度計算中
考慮了補償收縮混凝土外加劑的作用。3、結合負一層變形縫進一
步優化了后澆帶的設置。4、完善不同工況下的溫度應力分析。5、
進一步完善底板伸縮縫的設置。
六、結語
工程實踐表明，混凝土結構裂縫的發生是不可避免的，尤其
是超長超大混凝土結構。如何將裂縫及其帶來的危害控制在科學
允許的范圍內，采取什么防水措施以保證其使用上的要求，是混
凝土運用中一個重大的課題，科學界和工程界也一直在探索。本
文僅介紹一個工程案例的設計過程及專家補漏，希望可以為同類
工程提供一些借鑒。
參考文獻：
[1]GB50010-2010《混凝土結構設計規范》.
[2]GB50108-2008《地下工程防水技術規范》.