探析混凝土后澆帶的設(shè)計(jì)以及施工要點(diǎn)

葉鑫

摘要：本文結(jié)合工程案例分析探討了混凝土后澆帶的設(shè)計(jì)以及施工要點(diǎn)，并提出相對應(yīng)施工措施以供同行參考。

關(guān)鍵詞：后澆帶，差異沉降；施工措施

1后澆帶設(shè)計(jì)原則及間距

混凝土澆灌后，經(jīng)24～30h可達(dá)最高溫度，最高水化熱引起的溫度比入模溫度約高30～35°C，然后根據(jù)不同速度降溫，經(jīng)10～30d降至周圍氣溫，在此期間約有15%～25%的收縮，往后到3～6個(gè)月收縮完成60%～80%，至一年左右，收縮完成95%。施工一年后，除結(jié)構(gòu)維護(hù)不良、遇有大風(fēng)、曝曬，引起濕度急劇變化、急劇降溫及由于激烈溫差而引起裂縫外，一般結(jié)構(gòu)將處于裂縫“穩(wěn)定期”。

結(jié)構(gòu)長度是影響溫度應(yīng)力的因素，為了消減溫度應(yīng)力，取消伸縮縫，在施工中采用施工后澆帶可有效地減少溫度收縮應(yīng)力，然后再澆灌施工后澆帶使結(jié)構(gòu)成整體。只要使?jié)补嗪鬂矌昂蠼Y(jié)構(gòu)混凝土因溫差和收縮應(yīng)力疊加值小于混凝土抗拉強(qiáng)度，就達(dá)到了利用施工后澆帶辦法控制裂縫，不設(shè)置永久伸縮縫的目的。

2后澆帶寬度及封閉時(shí)間

理論上，后澆帶只需1cm就已足夠保證溫度收縮變形，但為了考慮施工方便，并避免應(yīng)力集中，后澆帶寬在800～1 000mm，應(yīng)通過建筑物的整個(gè)橫截面，分開全部墻、梁和樓板，使兩邊都可自動(dòng)收縮。后澆帶選擇在結(jié)構(gòu)受力影響較小、結(jié)構(gòu)截面簡單、施工方便的位置曲折通過。后澆帶應(yīng)設(shè)置在距主樓邊柱外的第二跨內(nèi)，框架梁和板的1/3跨處，剪力墻洞口上方連梁的跨中或內(nèi)外墻連接處，一般鋼筋貫通不切斷。也可在后澆帶處將鋼筋完全斷開，通過鋼筋的搭接實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞，這種后澆帶消除約束應(yīng)力積聚的效果更好，對超長結(jié)構(gòu)宜將后澆帶處鋼筋斷開，由于是在同一區(qū)段內(nèi)100%搭接，應(yīng)注意其搭接長度1.6 la(laE)與后澆帶寬度的關(guān)系。

通過后澆帶釋放混凝土的收縮應(yīng)力，后澆帶保留時(shí)間越長越好，但必須在施工期間不致影響設(shè)備安裝。當(dāng)后澆帶是為了減少混凝土施工過程的溫度應(yīng)力時(shí)，保留時(shí)間不應(yīng)少于2個(gè)月;當(dāng)后澆帶是為了調(diào)整結(jié)構(gòu)不均勻沉降而設(shè)置時(shí)，后澆帶中的混凝土應(yīng)在兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元沉降基本穩(wěn)定后再進(jìn)行澆筑。后澆帶內(nèi)的混凝土采用強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)的微膨脹混凝土。

3后澆帶結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)

后澆帶的作用已被諸多工程實(shí)踐所肯定，并為現(xiàn)行規(guī)范所采納，然而，在實(shí)際操作過程中，后澆帶往往帶來下列系列問題。

1)留于基礎(chǔ)底板或外墻的后澆帶，特別是沉降后澆帶，將經(jīng)歷整個(gè)結(jié)構(gòu)施工的全過程，直到結(jié)構(gòu)封頂，對于高層、超高層建筑，至少需要幾個(gè)月以上的時(shí)間，后澆帶中將不可避免地落入各種各樣的垃圾及雜物，由于底板鋼筋較粗較密，使清理工作非常艱難，若清理不干凈，勢必影響工程質(zhì)量，導(dǎo)致滲水。

2)后澆帶貫穿整個(gè)地上、地下結(jié)構(gòu)，遇梁斷梁、遇墻斷墻、遇板斷板，給施工帶來很多不便;同時(shí)兩側(cè)結(jié)構(gòu)長期處于懸臂狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生不利的內(nèi)力和變形。

3)在后澆帶澆筑混凝土前，需將兩側(cè)混凝土鑿毛，施工比較麻煩，處理不好會(huì)在每條后澆帶處造成兩條貫穿裂縫，引起漏水。

4)在地下工程大底板澆筑之后，陸續(xù)澆灌外墻及上層頂板，拆除底部支撐時(shí)，整體底板能夠起到基坑圍護(hù)支撐作用，但后澆帶的存在將底板分成若干塊，換撐時(shí)底板抗水平荷載能力不足，將導(dǎo)致基坑支護(hù)發(fā)生過大變形。

4解決措施

根據(jù)后澆帶設(shè)計(jì)原理、針對上述后澆帶處理不當(dāng)造成的后果，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出如下解決處理措施。

1)基礎(chǔ)底板后澆帶在澆筑墊層時(shí)相應(yīng)位置局部降低100～200mm;后澆帶兩側(cè)混凝土澆筑完畢后，及時(shí)清理掉后澆帶兩側(cè)的浮漿，根據(jù)后澆帶位置調(diào)整整個(gè)地下室集水井位置，在后澆帶的兩端靠近外墻處各設(shè)置一集水井，同時(shí)在基礎(chǔ)底板后澆帶封閉前用木模板覆蓋并固定，防止雜物垃圾掉落其中。待可封閉相應(yīng)后澆帶時(shí)，用高壓水槍從后澆帶中間向兩側(cè)沖洗后澆帶，并用吸取式抽水泵在集水井中抽水，將后澆帶垃圾全部沖入集水井中，再清理集水井，可達(dá)到較滿意效果。

2)地下室外墻后澆帶留設(shè)時(shí)，為防止后澆帶附近回填土及施工垃圾的落入并便于清理、鋼筋除銹、支拆模板，采用外砌凈寬800mm以上的磚砌體，上蓋模板遮擋。

3)后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)長期處于懸臂狀態(tài)，所以模板支撐在本跨不能全部拆除;同時(shí)框架主梁跨度較大，梁的鋼筋直通不切斷。為避免懸臂狀態(tài)下產(chǎn)生不利內(nèi)力和變形，采用梁底與梁頂配筋相同的措施。

4)地下室底板、外墻后澆帶留設(shè)時(shí)，鋼筋不切斷上下或兩側(cè)各增加8@200鋼筋網(wǎng)片扎牢，中間采用3mm厚鋼板止水帶，后澆帶兩側(cè)模板采用不拆除的與鋼筋骨架連接的快易收口網(wǎng)，無需再鑿毛后澆帶兩側(cè)混凝土。后澆帶的混凝土采用比原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高一級(jí)的微膨脹混凝土，以補(bǔ)償收縮作用。

5)地下室各層結(jié)構(gòu)作為基坑開挖階段的水平支撐系統(tǒng)時(shí)，解決后澆帶位置水平傳力問題的方法:水平力傳遞可通過在框架梁或次梁內(nèi)設(shè)置小截面型鋼(一般采用I30)，因型鋼的抗彎剛度遠(yuǎn)小于混凝土梁的抗彎剛度(約為1%)，因而不含約束后澆帶兩側(cè)單體的自由沉降。為解決后澆帶的豎向支承問題，通過在后澆帶兩側(cè)設(shè)置立柱樁和鋼立柱，對后澆帶兩側(cè)的懸臂梁進(jìn)行支承。同時(shí)因后澆帶兩側(cè)的結(jié)構(gòu)樓板處于三邊簡支、一邊自由的不利受力狀態(tài)，在施工重載車輛的作用下易產(chǎn)生裂縫，可考慮在后澆帶兩側(cè)內(nèi)退一定距離增設(shè)兩道邊梁。

5工程實(shí)例

客天下B區(qū)高層洋房項(xiàng)目一期工程總建筑面積約15萬m2，由地上9棟獨(dú)立剪力墻結(jié)構(gòu)(1~3、5~6、8～10、12號(hào)樓，分別為18、18、23、23、23、25、18、16、16、16層)與中心地下室(3層)組成，地下室最長約180m，最寬約150m。其中8號(hào)樓長63.2m，超過規(guī)范伸縮縫最大間距45m的限值。由于地下室為人防、車庫、機(jī)電設(shè)備用房等，使用功能需相連，為解決9棟建筑物與中心地下室差異沉降及防止建筑物開裂，保證正常使用功能，在地下室與9棟建筑物間分別設(shè)置了沉降后澆帶，在8號(hào)樓中間和中心地下室縱橫向每間隔30m左右設(shè)置了1 000mm寬的溫度伸縮后澆帶。

整個(gè)工程由兩家施工單位施工，施工界面以中心地下室1～4號(hào)后澆帶為界，1～4號(hào)后澆帶地下室至9、11號(hào)樓，包括1、2號(hào)后澆帶與9、11號(hào)樓，為一家單位施工，設(shè)為Ⅰ施工區(qū)。其余為另一單位施工，設(shè)為Ⅱ施工區(qū)，包括3、4號(hào)后澆帶。

本工程后澆帶采取如下措施:

1)該工程的所有后澆帶都是在主體構(gòu)封頂，沉降觀測穩(wěn)定后，在同一時(shí)期進(jìn)行清理封閉。后澆帶兩側(cè)施工在3、4月，封閉時(shí)在9～10月間，歷時(shí)5～6個(gè)月，滿足規(guī)范與實(shí)際封閉條件。采用微膨脹混凝土進(jìn)行澆灌，補(bǔ)償了混凝土收縮應(yīng)力，同時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2)地下室頂板框架主梁因跨度較大(8.4m)，采用梁底與梁頂鋼筋配筋相同，支撐模板不拆除的措施，避免后澆帶處于懸臂狀態(tài)下，產(chǎn)生不利內(nèi)力和變形。

3)在底板、外墻后澆帶留設(shè)原則同2)、4)的措施，用12mm厚木模板進(jìn)行覆蓋固定，外墻后澆帶處外砌凈寬800mm的磚砌體，厚300mm。

4)對當(dāng)前許多工程在后澆帶范圍內(nèi)增設(shè)加強(qiáng)鋼筋的做法，因加大了對后澆帶兩側(cè)混凝土的約束，與設(shè)置后澆帶的初衷相違背，設(shè)計(jì)時(shí)不予采用。

5)由于地下室挖土施工順序問題，先行施工Ⅰ區(qū)，Ⅰ區(qū)后澆帶施工時(shí)采用了以上4條措施，但沒有采取墊層局部下降與調(diào)整集水井相結(jié)合的方法。施工Ⅱ區(qū)時(shí)考慮封閉底板后澆帶清理垃圾帶來的困難以及可能引起滲水的后果，采用墊層局部下降150mm，集水井調(diào)整在后澆帶端部，集水井下部的混凝土與后澆帶兩側(cè)混凝土一起澆搗的措施。

后澆帶封閉3個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)Ⅰ區(qū)2號(hào)底板后澆帶和10、11號(hào)樓與中心地下室間的底板后澆帶出現(xiàn)滲水，進(jìn)行了注漿修補(bǔ);Ⅱ區(qū)底板及所有外墻后澆帶未出現(xiàn)裂縫和滲水現(xiàn)象，以上措施施工便捷，效果非常明顯。

6結(jié)語

1)本文對超長混凝土結(jié)構(gòu)工程與高低建筑間采取常規(guī)的后澆帶進(jìn)行了綜合分析，對后澆帶存在的不足，特別是底板、外墻后澆帶采取了對應(yīng)的解決措施。

2)通過實(shí)際工程，對Ⅱ區(qū)地下室底板、外墻后澆帶的施工采用增加止水鋼板、調(diào)整地下室集水井位置與后澆帶處墊層下降100～200mm厚相結(jié)合等處理方法，使Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)后澆帶施工效果形成了明顯的對比，實(shí)踐證明是非常有效的措施。

3)對當(dāng)前許多工程后澆帶范圍內(nèi)增設(shè)加強(qiáng)鋼筋(大直徑的縱向受力鋼筋)的做法沒有采用，增設(shè)加強(qiáng)鋼筋增大約束，喪失了后澆帶的作用。

參考文獻(xiàn):

［1］GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［2］JGJ3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［3］王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

［4］張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)釋疑及工程實(shí)例［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005.