淺析后澆帶設計原理和施工控制

1、<p>　　淺析后澆帶設計原理和施工控制</p><p>　　摘要：在鋼筋混凝土結構中設置后澆帶目前是常采用的一種控制裂縫的方法。本文對后澆帶設計和施工中應明確和注意的問題進行分析，以更好地控制工程裂縫。 </p><p>　　關鍵詞：混凝土結構；后澆帶；后澆帶設計原理；后澆帶施工控制 </p><p>　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

2、 </p><p>　　山西省朔州市體育館工程位于中煤能源集團平朔分公司生活區(qū)，建筑面積12574.4平方米，建筑總高度25.95米，鋼筋混凝土框架結構，可容納5200余人，是一座以籃球比賽為主的綜合性比賽場館。此工程在主體框架中設置了四道后澆帶，寬800MM，要求后澆帶澆筑時間為后澆帶兩側主體混凝土澆筑45天后。在鋼筋混凝土結構中設置后澆帶是目前常采用的一種控制裂縫的方法。本文結合筆者多年的工程施工實踐，對后澆

3、帶設計和施工中應了解和注意的問題加以分析，以更好地控制工程裂縫。 </p><p>　　一、后澆帶的設計原理 </p><p>　　在結構設計中，設計者都會認真對待由于工程超長給結構帶來的不利影響，當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時，必須采取切實可行的措施，防止結構開裂。在適當增大伸縮縫最大間距的各項措施中，在結構施工階段采取防裂措施是國內(nèi)外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法，我

4、國常用的做法是設置施工后澆帶。另外，當建筑物存在較大的高差，但是結構設計根據(jù)具體情況可不設置永久變形縫時，例如高層建筑主體和多層（或低層）裙房之間，也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶，前者可稱之為收縮后澆帶，后者可稱之為沉降后澆帶。 </p><p>　　當建筑結構的平面尺寸超過混凝土規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距（混凝土規(guī)范第9.1.1條）時，可考慮采用施工后澆帶的方法來適當增大伸縮縫

5、間距。但一般地上結構由于受環(huán)境溫度變化影響較大，所以伸縮縫最大間距不宜超過混凝土規(guī)范限值過多，同時應注意加強屋面保溫隔熱，采用可靠的、高效的外墻外保溫，并適當提高外縱墻、山墻、屋面等重要部位的縱向鋼筋配筋率。當?shù)厣辖Y構由于抗震設計需要而設置了防震縫時，伸縮縫寬度應滿足防震縫寬度的要求。地下室結構超長的情況較為常見，除地下室頂板和處于室外地面以上的地下室外墻受溫度變化影響相對較大外，地下室內(nèi)部和基礎結構在使用階段受室內(nèi)外溫度變化影響較小，

6、需解決的主要問題是混凝土收縮應力對結構的影響。除在施工階段設置后澆帶外，應該加強地下室頂板及地下室外墻的配筋，縱向鋼筋最小配筋率一般不宜小于0.5%，鋼筋一般選擇&cent;10～&cent;16即可，間距盡量選擇較密的，不大于150mm，細而密的鋼筋分布對結構抗裂是有利的。 </p><p>　　必須指出的是，后澆帶只能解決施工期間的混凝土自行收縮，它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中，更不

7、能替代伸縮縫。將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯誤的，因為兩者的作用并不相同。 </p><p>　　當?shù)叵率医Y構超長過多，單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時，可以考慮采用補償收縮混凝土，在適當位置設置膨脹加強帶。采用這種方法，不僅可以進一步增大伸縮縫最大間距，而且可以用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶，從而實現(xiàn)混凝土的連續(xù)澆筑即無縫施工。但應注意，采用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶時，膨脹加強帶的位置

8、應設置在結構溫度應力集中部位，并應制定嚴格的技術保障措施，保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確，結構設計應對地下室結構各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。 </p><p>　　對高層建筑主體與裙房之間是設置永久變形縫，還是在施工階段設置沉降后澆帶，應該根據(jù)建筑場地地基持力層土質情況、基礎形式、上部結構布置等條件綜合確定。當?shù)鼗至油临|較好，例如高層建筑基礎做在基巖層或卵石層上，或采用樁基時，高層建筑

9、沉降變形量較小，此時可考慮采用施工后澆帶而不設置永久變形縫，將高層建筑與裙房基礎（或地下室）連成整體。當?shù)鼗至訅嚎s性較高，且厚度較大，高層建筑主體與裙房之間的高差懸殊較大，高層建筑荷載較大，則由于高層建筑與裙房之間的差異沉降量較大，在采用天然地基的情況下，還是以設置永久變形縫將高層建筑與裙房徹底分開為好。當高層建筑與相鄰的裙房之間設置永久變形縫時，高層建筑的基礎埋深一般應大于裙房基礎埋深至少2米，不滿足此要求時應計算高層建筑的穩(wěn)定性

10、，并采取可靠措施防止高層建筑與裙房之間發(fā)生相互傾斜。 </p><p>　　近年來，復合地基得到了廣泛應用，復合地基可以提高地基持力層承載力，提高土體彈性模量，有效地控制建筑物沉降。北京地區(qū)有些工程已經(jīng)通過在高層建筑下采用復合地基的方法來替代樁基，以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問題。不論采用哪種方法，如果采用施工后澆帶而不設置永久變形縫，都應依據(jù)相關規(guī)范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。當采用地基處理時，在結

11、構設計圖紙上，應明確規(guī)定采用地基處理后，高層建筑與裙房之間的變形要求。 </p><p>　　施工后澆帶的位置，應根據(jù)基礎和上部結構布置的具體情況確定。后澆帶應設置在結構受力較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，結構彎矩和剪力均較小，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯開，后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設置后澆帶時，后澆帶宜處于裙房一側，且在結構設計上，應注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造，提

12、高縱向鋼筋配筋率，用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內(nèi)力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內(nèi)力，尚應采取其他措施，通?？煽紤]以下方法： </p><p>　　1、高層建筑采用樁基或其他基礎處理方法，或補償基礎，盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積，減小高層建筑基礎底面接觸壓力，而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等，調節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。 </p><

13、p>　　2、盡量減小裙房部分基礎與地基的接觸面積，即盡量增大裙房部分的基礎底面接觸壓力，加大裙房的沉浸量。 </p><p>　　3、結合高層建筑埋置深度要求，調整高層建筑地下室高度，使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上，可有效地減小高層建筑的沉降量。 </p><p>　　進行地基基礎設計時，結構設計者應結合工程具體情況，多方面對比，選擇經(jīng)濟合理的方案。 </p&g

14、t;<p>　　后澆帶部位的鋼筋一般不宜斷開，而應讓鋼筋連續(xù)通過，即只將后澆帶處的混凝土臨時斷開。但有時工程具體情況不允許留后澆帶，例如某工程地下車庫通道的頂板、底板均與主樓相連，但是由于施工場地狹小，無法留設后澆帶，于是要求施工單位先施工結構主體，待主體完成后再施工其他部分，要求施工單位對與主體相連的鋼筋必須預留，后期采用焊接連接，同一截面的鋼筋焊接連接率不得大于50%。有的工程將后澆帶內(nèi)鋼筋全部斷開，這時候，為避免在同

15、一截面鋼筋100%連接，宜將后澆帶曲折布置，而不要沿一直線布置。連接方式建議首選機械連接或焊接，但要注意施工質量。采用搭接連接時，應注意后澆帶寬度要滿足按混凝土規(guī)范計算的鋼筋搭接連接長度。 </p><p>　　基礎后澆帶的斷面形式，應于結構設計圖紙上用詳圖明確表示出來。當?shù)叵滤惠^高時，宜在基礎后澆帶下設置防水板并增設一道附加防水層。 </p><p>　　二、后澆帶的施工質量控制 &l

16、t;/p><p>　　后澆帶的施工應嚴格按照施工規(guī)范和設計要求進行，處理不當極易造成質量事故，輕則開裂滲漏，重則危及結構安全，所以在施工中應給予高度重視。 </p><p>　　1、后澆帶接縫形式必須嚴格按施工圖施工，施工時應用堵頭板，根據(jù)接口形式在堵頭板上裝凸條，兩側或采用鋼筋支架鋼絲網(wǎng)隔斷。有些施工單位不按圖施工，接口處不支模，留成自然斜坡槎，使施工縫處混凝土澆搗困難，造成混凝土不密實，達

17、不到設計強度等級。如果是地下室底板還易產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，所以后澆帶當?shù)叵率矣蟹浪髸r，地下室后澆帶不宜留成直槎。 </p><p>　　2、后澆帶先澆混凝土完成后應進行防護，局部應覆蓋，四周用臨時欄桿圍護，防止施工過程中鋼筋污梁，保證鋼筋不被踩踏。有些工地后澆帶不設圍護，致使鋼筋被嚴重踩彎、鋼筋雜亂、建筑垃圾較多，不易清理。 </p><p>　　3、在后澆帶澆注混凝土前必須將整個截面按照施

18、工縫的要求進行處理，清除雜物，水泥薄膜、表面松動的砂石和軟弱混凝土層，做好鋼筋的除銹工作，并將兩側混凝土鑿毛，用水沖洗干凈，充分保持兩側混凝土濕潤，一般不少于24小時。在表面涂刷水泥凈漿或混凝土界面處理劑后，及時澆筑混凝土。有些施工單位兩側混凝土不鑿毛就澆注后澆帶內(nèi)混凝土，使新老混凝土的粘結強度難以保證，處理不好會在后澆帶兩側造成兩條貫空裂縫，極易滲水。 </p><p>　　4、后澆帶澆筑混凝土一定要用無收縮混

19、凝土，摻用微膨脹劑，且應比兩側混凝土強度等級增大一級，精心振搗密實，注意澆水養(yǎng)護。有些單位施工不按設計要求使用無收縮混凝土，用普通混凝土應付；還有一些施工單位由于后澆混凝土用量較少，在后澆帶旁人工拌制混凝土，隨拌隨澆，嚴重影響了工程質量。后澆帶混凝土澆筑時，宜控制其環(huán)境溫度低于兩側混凝土澆筑時的環(huán)境溫度，并應有專人負責。后澆帶混凝土澆筑完畢后，應注意做好養(yǎng)護工作。 </p><p>　　5、施工后澆帶的封閉時間，

20、一般來講，對于收縮后澆帶，不宜少于兩個月，通常認為這時候混凝土的收縮變形已經(jīng)完成60%以上；對于沉降后澆帶，應等到高層建筑主體結構封頂后再澆筑后澆帶混凝土，即要求高層建筑先施工、先沉降，以釋放一部分高層與裙房之間的差異沉降；或者根據(jù)沉降觀測，當高層建筑結構施工到一定高度時，若高層建筑的沉降量較小，預估高層與裙房之間產(chǎn)生的差異沉降量處在控制范圍之內(nèi)時，亦可以提前澆筑后澆帶混凝土。 </p><p>　　6、后澆帶跨

21、內(nèi)的梁板在澆筑混凝土前，兩側結構長期處于懸臂受力狀態(tài)，在施工期間，本跨內(nèi)的側模模板和支撐不能拆除，必須待后澆混凝土強度達到設計強度值的75%以上后，結構面板要在砼達到設計強度的100%后方可按由上向下順序拆除。有些施工單位，施工期間模板準備不足，或考慮資金等因素，提前拆除后澆帶跨內(nèi)的模板和支撐，造成板邊開裂，使結構承載能力下降。 </p><p>　　此外，后澆帶的混凝土因一次澆筑量小，因而通常采用現(xiàn)場攪拌混凝土

22、的方法，后澆帶應用強度等級提高一級、早強、補償收縮的混凝土澆筑，所以應單獨申請混凝土配合比。施工中應提前做好水泥、砂、石和外加劑及摻合料的進場檢驗和試驗工作，及時申請混凝土配合比。澆筑時認真計量，在混凝土澆筑時按規(guī)定留置標準養(yǎng)護試塊和同條件養(yǎng)試塊，用以檢驗和證明后澆帶混凝土的強度?；炷翝仓髴匾暺漯B(yǎng)護工作，及時的養(yǎng)護可使混凝土在潮濕的環(huán)境中硬化，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙。提高混凝土的密實度和抗?jié)B性。 </p><