關于采用沉降后澆帶控制差異沉降的方法探討

摘 要：對沉降后澆帶位置的選擇、澆筑時間的確定、沉降和差異沉降的計算方法和取消后澆帶的相關依據等問題進行了研究。并對后澆帶的澆注情況提出了建議。

關鍵詞：沉降后澆帶 差異沉降 方法 應用

后澆帶主要用于解決高層主體與低層裙房沉降差異的沉降后澆帶，用于解決鋼筋混凝土結構混凝土收縮變形的收縮后澆帶。后澆帶可以單一使用，但更多的是同時考慮幾種作用。其中又以伸縮后澆帶兼作沉降后澆帶的形式最為多見，并在許多工程中得到使用，均取得了良好效果，值得研究和推廣。

1 沉降澆帶設計原理

為解決高層建筑主樓與裙房的沉降差而設置的后澆施工帶稱為沉降后澆帶。后澆帶的位置通常設在主樓和裙樓交接處附近結構受力較小的部位（如梁、板的反彎點處）。在分別澆筑主樓和裙樓主體單元時，從基礎梁到上部結構的梁和板都預留出施工后澆帶，待主樓和裙樓的主體分別完工后，再用膨脹混凝土將兩部分連接起來，使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降先“放”一部分，一般情況下，高層主樓完成后，兩部分的沉降量已完成最終沉降量的60～80%，剩下的沉降量就小很多了，這時再完成施工后澆帶的混凝土，二者余下部分差異沉降引起的結構內力，可由結構自行調整。

2 沉降后澆帶的作用

2.1解決沉降差。高層建筑和裙房的結構及基礎設計成整體，但在施工時用后澆帶把兩部分暫時斷開，待主體結構施工完畢，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再澆灌連接部分的混凝土，將高低層連成整體。

2.2減小溫度收縮影響。新澆混凝土在硬結過程中會收縮，已建成的結構受熱要膨脹，受冷則收縮。當其變形受到約束時，在結構內部就產生溫度應力，嚴重時就會在構件中出現裂縫。

2.3減小收縮應力。在施工中設后澆帶，是在過長的建筑物中，每隔30～40米設寬度為700～1000毫米的縫，縫內鋼筋采用搭接或直通加彎做法。留出后澆帶后，施工過程中混凝土可以自由收縮，從而大大減少了收縮應力。

3 沉降后澆帶的設置要素

3.1調壓力差。主樓荷載大，采用整體基礎降低土壓力，并加大埋深，減少附加壓力；低層部分采用較淺的十字交叉梁基礎，增加土壓力，使高低層沉降接近。

3.2調時間差。先施工主樓，待其基本建成，沉降基本穩定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。

3.3調標高差。經沉降計算，把主樓標高定得稍高，裙房標高定得稍低，預留兩者沉降差，使最后兩者實際標高相一致。

3.4調強度差。后澆帶的澆筑時間宜選擇氣溫較低（但應為正溫度）時，可用澆筑水泥或水泥中摻微量鋁粉的混凝土，其強度等級應比構件強度高一級，防止新老混凝土之間出現裂縫，造成薄弱部位。

4 沉降后澆帶的應用

4.1當建筑結構的平面尺寸超過混凝土規范規定的伸縮縫最大間距（混凝土規范第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間距。但一般地上結構由于受環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。當地上結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。

4.2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，地下室內部和基礎結構在使用階段受室內外溫度變化影響較小，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，建議縱向鋼筋最小配筋率不宜小于0.5%，鋼筋應盡可能選擇直徑較小的，一般10到16即可，間距盡量選擇較密的，宜不大于150mm，細而密的鋼筋分布對結構抗裂是有利的。

4.3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。當地基持力層土質較好，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。當地基持力層壓縮性較高，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脫開為好。

5 應用沉降后澆帶應注意的事項

5.1當地地基的情況。不論采用施工后澆帶、還是設置永久變形縫，都應依據相關規范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。當采用地基處理時，在結構設計圖紙上，應明確規定采用地基處理后，高層建筑與裙房之間的變形要求。

5.2施工后澆帶的位置。應根據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力。

5.3封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力的處理。針對后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力，高層建筑應采用樁基或其他地基基礎處理方法，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，調節高層建筑與裙房之間的差異沉降。同時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。并積極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。

5.4后澆帶部位的鋼筋。一般不宜斷開，而應讓鋼筋連續通過，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車道部分，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%。

5.5沉降后澆帶的施工。施工中必須保證后澆帶兩側混凝土澆筑質量，防止漏漿，或混凝土疏松。后澆帶兩側應采用鋼筋支架鋼絲網隔斷，并由結構設計人員確定兩側斷面形式，當地下室有防水要求時，地下室后澆帶不宜留成直槎。施工單位應指派專人負責保持后澆帶內的清潔，防止后澆帶內的鋼筋銹蝕，或鋼筋被壓彎、踩彎。后澆帶混凝土澆筑時，宜控制其環境溫度低于兩側混凝土澆筑時的環境溫度，并應有專人負責。后澆帶混凝土澆筑完畢后，應注意做好養護工作。

5.6施工后澆帶的封閉時間。應等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生的差異沉降量處在控制范圍之內時，亦可以提前澆筑后澆帶混凝土。

5.7后澆帶的混凝土使用。因一次澆筑量小，因而通常采用現場攪拌混凝土的方法，且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定留置標準養護試件和同條件養試件，用以檢驗和證明后澆帶混凝土的強度。混凝土澆筑后應重視其養護工作，及時的養護可使混凝土在潮濕的環境中硬化，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙。

參考文獻：

[1]張吉人主編.《建筑結構設計施工質量控制》.中國建筑工業出版社.2006年9月.

[2]中國建筑科學研究院. JGJ322002 高層建筑混凝土結構技術規程[ S]1 北京：中國建筑工業出版社，2002.

[3] 劉金礪. 高層建筑地基基礎概念設計的思考[J ] . 土木工程學報，2006 ， （6）