超長結構無縫設計的裂縫控制

于文杰

（遼寧北方建筑設計院有限責任公司，遼寧 沈陽 110013）

隨著我國經濟的快速增長，建筑也在向著大型化發展，超長結構不斷出現。

1超長結構裂縫產生的原因及分類

所謂超長結構就是指結構單元長度超過了《混凝土結構設計規范》所規定的鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的結構。混凝土強度等級的提高，施工中泵送混凝土工藝的應用等，都導致超長結構更容易產生裂縫。超長結構產生裂縫的主要原因有兩種：荷載引起的裂縫及變形引起的的裂縫。實際上工程的許多裂縫并非與荷載作用有直接關系，而是由變形作用引起的。這種變形作用包括溫度變形，收縮變形，地基不均勻沉降變形。因此，對于超長結構，要考慮的主要問題是由變形作用引起的裂縫，這其中以溫度變形和收縮變形為主。

2超長結構無縫設計的產生

無縫設計是指建筑物超過規范規定的設置溫度伸縮縫或防震縫的最大長度而不設置任何形式永久縫的結構設計方法，所謂“無縫設計”只是個相對概念，根據結構情況，可無縫或少縫，它不包括沉降縫或帶有沉降性質的后澆縫，由于超長結構無縫設計克服了設置變形縫可能帶來的負面影響。

3超長結構無縫設計的裂縫控制是一門綜合技術，它涉及到建筑材料，氣候環境，施工工藝，設計方法等各個方面，各種因素相互影響,相互制約，對于鋼筋混凝土結構來說，裂縫的產生是不可避免的，但其有害程度是可以控制的。對于超長結構的無縫設計，裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。

設計技術措施主要之一，合理設置膨脹加強帶和后澆加強帶。

后澆帶是設計中常采用的一種擴大伸縮縫間距和不設伸縮縫的有效措施。但這種后澆帶只在施工期間存在，施工完畢后，后澆帶對混凝土由于溫差所引起的伸縮就不起任何作用了。因此，在超長結構工程中，我們可以在結構收縮應力最大的地方設置膨脹加強帶或后澆加強帶來取消后澆帶。膨脹加強帶或后澆加強帶的位置與數量與后澆帶的設計方法相同，帶寬為2米，間距可控制在40～60米，加強帶內混凝土提高一個標號，并增加10%～15%的溫度鋼筋，要求分布均勻，且鋼筋伸入兩側各1米。帶的兩側架設φ5X5的密孔鐵絲網，并用立筋加固，防止帶外混凝土流入帶內，施工時，先澆灌帶外混凝土，再澆加強帶內混凝土，且帶內混凝土外加劑的摻量比帶外混凝土相對提高，整個施工過程是連續的。

這種方法通過調整外加劑的摻量，使得混凝土獲得不同的限制膨脹率，加強帶處的膨脹率較大，一般為4～6X104而兩側混凝土的膨脹率較小，一般為2~4x104,形成中部大兩邊小的膨脹區，從而使結構的收縮應力得到大小適宜的補償，達到防止結構開裂的目的。

對于混凝土墻，由于墻體薄、面積大，養護困難，容易出現收縮裂縫，因此，可采用后澆加強帶（2m寬），即先分段澆筑完帶外各區，兩周后再用大膨脹混凝土填縫，且帶內要設置止水鋼板，止水條或將加強帶設成階梯形。

4工程實例

我們設計的沈陽憶海長洲項目，15#、16#、17#樓地下一層，地上6層，現澆鋼筋混凝土框架結構，地下室總長為197.2m，總寬為37.3m,地下室底板厚度為0.3m,頂板厚度為0.2m，側墻厚度為0.3m，全部采用C30混凝土，抗滲等級為P8,該工程為超長結構，抗滲要求高。

此工程在圖紙設計中，在長度方向設有4條溫度后澆帶，這些溫度后澆帶給施工帶來了許多麻煩，溫度后澆帶必須在60天后才能澆筑，不僅延長了很長時間的工期，而且填縫不好會留下滲漏隱患，影響整個工程的防水性能，為了解決這些問題，我們采用了膨脹加強帶取替原來的溫度后澆帶，做超長無縫施工，使工程能夠一次封閉，解決了在施工時留設多條后澆帶而造成許多隱患的問題。

具體做法如下：本工程的地下室底板和頂板在長度方向上設4條膨脹加強帶，所有膨脹加強帶采用C35防水混凝土，內摻HA類高效抗裂防水劑，地下室側墻在其周長上每隔40m左右設一道加強帶，一共設12條。帶內水平鋼筋率增加10~15%,所增水平鋼筋垂直于加強帶方向均勻地固定布置在上下層鋼筋上面，鋼筋長度為4m,長度方向鑒于墻體受施工養護和外界溫差的影響較大，容易開裂，墻體水平構造筋的間距宜小于150mm,配筋率宜在0.4~0.6范圍內，由于墻體受底板或樓板的約束較大，混凝土脹縮不一致，宜在墻體中部設一道水平筋間距為80~100mm,高1000mm的水平暗梁。

5總結

上述各種技術措施的綜合運用，可以較好地解決不同類型的超長結構無縫設計的裂縫控制問題，超長結構無縫設計裂縫控制的綜合技術，通過在多個工程實踐中的成功應用，被證明是行之有效的。并取得了良好的經濟，社會效果。

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社.

[2]顧渭建.鋼筋混凝土高層建筑超長結構無縫設計的工程實踐[J].武漢：十五屆全國高層建筑結構學術交流會.