后澆帶與膨脹加強帶在建筑工程中的應用

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摘要：隨著建筑行業的蓬勃發展，人們對建筑物的美觀要求也越來越高，而建筑物中伸縮縫的設置往往會影響使用觀感。目前一般大型公共建筑或高層都通過設置后澆帶或加強帶來達到在建筑物中不設伸縮縫或減少伸縮縫的目的。本文主要對后澆帶與膨脹加強帶的應用進行探討。

關鍵詞：后澆帶；加強帶

前言

一般當混凝土澆筑10d后，水泥水化熱基本上已釋放，混凝土從最高溫逐漸降溫，降溫的結果引起混凝土收縮，再加上由于混凝土中多余水分蒸發等引起的體積收縮變形，而該收縮當受到外界條件的約束不能自由變形，導致產生溫度應力（拉應力）。如該溫度應力超過當時混凝土的抗拉強度時，其表面就會形成溫度裂縫，嚴重的甚至出現貫穿裂縫，給工程留下極大的安全隱患。目前的解決辦法可大體分為兩種，一種是“以放為主”，如后澆帶的設置；另一種是“以抗為主”，如加強帶的設置，但各有利弊。

一、后澆帶的設計

（一）設計存在問題

規范中不同版本的結構資料中對后澆帶的構造的要求不盡相同，主要存在以下差異：

（1）后澆帶縫寬有80cm和100cm兩種；接縫有平直縫、階形縫、x形縫和槽口縫4種；后澆帶內的鋼筋有斷開搭接、貫通不斷、增加附加筋3種；后澆混凝土有普通混凝土提高一個強度等級，另外采用同等級或提高一級的收縮混凝土3種；后澆混凝土的澆灌時間有的規定不少于2周，有的規定不少于6周。

（2）根據工程性質套用規范的問題，后澆帶的性質按其作用不同可分為4種：為解決高層建筑主樓與裙房間的沉降差而設置的后澆帶稱為沉降后澆帶；為防止混凝土凝結收縮開裂而設置的后澆施工帶稱為收縮后澆帶；為防止混凝土因溫度變化拉裂而設置的后澆施工帶稱為溫度后澆帶；為防止結構因混凝土和溫度變化開裂而設置的后澆施工帶稱為收縮后澆帶。

（二）后澆帶的選擇類型

設計中應明確采用何種類型的后澆帶，須根據類型、工程部位、現場施工情況靈活運用?，F提出下列具體看法：

（1）后澆帶的縫寬與墻、板厚有關，對厚度小于 20cm的墻、板，縫寬亦取80cm，對地下室的底板，一般至少取100cm寬，對底板厚度超過100cm甚至200cm，可根據后澆帶處的接槎形式、鋼筋搭接、施工的難易程度等靈活掌握；若施工非常困難，后澆帶縫寬還可適當增加。

（2）對后澆帶接縫處的斷面形式，也應根據墻厚、板厚情況具體處理，一般對墻、板厚度小于 30cm的，可做成平直縫；對厚度大于30cm 但不超過60cm的，可做成階形或上下對稱坡口形；對厚度大于 60cm 的墻、板，可做成凹形或多邊凹形形式。

（3）后澆帶內的鋼筋斷開或貫通，在于后澆帶縫的類型。對沉降后澆帶而言，鋼筋貫通為好；對伸縮后澆帶而言，鋼筋斷開為好；梁板結構的板筋斷開，梁筋貫通。如鋼筋不斷開，鋼筋附近的混凝土收縮將受到約束，產生拉應力導致開裂，從而降低結構抗溫度變化的能力，只有能真正自由收縮的混凝土，其抗拉強度才能持續抵抗溫度應力，達到設置伸縮后澆帶的設計意圖。

（4）后澆帶宜設置在結構受力較小的部位，且不要在一個斷面。根據規范對鋼筋接頭接長的容許百分率設置在兩個或兩個以上的斷面上，不同斷面上的后澆帶應曲折連通。

（5）對于后澆帶內的后澆混凝土，應使用無收縮的混凝土灌實，防止新澆混凝土接縫處收縮開裂。無收縮混凝土可采用膨脹水泥配制，也可采用添加具有膨脹作用的外加劑和普通水泥拌制而成，混凝土的強度等級至少應與先澆混凝土相同。

（6）后澆帶后澆部分混凝土的澆灌時間，不同類型后澆帶的澆灌時間是不同的，伸縮后澆帶應根據先澆混凝土的收縮完成情況而定。不同水泥品種、不同水灰比、不同溫度條件養護的混凝土，其收縮完成時間是有區別的，一般控制在施工后 60d進行。沉降后澆帶一般宜在建筑物基本完成沉降后，再澆筑后澆帶混凝土。對此，設計人員應予以足夠的重視。利用“后澆帶”的方法控制裂縫達到不設永久伸縮縫的原理，已在國內外許多設計、施工中采納應用，取得了良好的效果。后澆帶是通過施工措施，解決結構沉降和伸縮的，從設計到施工均應高度重視，使其真正滿足設計意圖。

二、取消伸縮縫設計的方法——加強帶的設計

后澆帶是一種擴大伸縮縫間距和取消伸縮縫間距的有效措施，但施工時較麻煩，還可能會出現滲漏隱患。中國建筑材料研究院科龍抗裂防滲技術中心等設計、科研機構的專家們研制成功了超長鋼筋混凝土結構采用UEA微膨脹混凝土技術，取消原設計中的后澆帶，以“膨脹帶”替代伸縮縫或后澆帶，一次澆筑成功，即所謂“無縫設計”。

（一）取消伸縮縫的理論依據

（1）UEA補償收縮混凝土的抗裂機理據“摻 U 型膨脹劑（UEA）混凝土的配合比設計和施工規程”，在硅酸鹽類水泥中摻入10%～20%UEA（取代水泥率）可拌制成補償收縮混凝土，可在混凝土建立0.2 MPa～0.7MPa預壓應力，從而抵消混凝土在硬化過程中全部或大部分拉應力，使混凝土結構不裂，不裂就不滲，這就是 UEA 混凝土作結構自防水的基本原理。

UEA 補償收縮混凝土能產生膨脹效應，僅在14d內的膨脹不但能補償混凝土的收縮，而且能降低混凝土的收縮，使aT<ερ，arcos→∞，及 L→∞，所以任意長發可不留伸縮縫。對于超過50m的鋼筋混凝土結構，采用無縫設計和施工，用2m-- 4m寬的膨脹加強帶代替后澆帶，混凝土一次連續澆筑在建筑設計和施工中已成趨勢。

（2）應用它的目的在于：使超長鋼筋混凝土結構保持連續性；不設后澆帶可加快工程進度；阻塞混凝土毛細孔滲水，提高混凝土抗滲等級標準；提高混凝土的抗裂能力，減少并防止裂縫的出現。

（二）膨脹帶替代伸縮縫的作法

根據諸多工程實踐，采用UEA混凝土時，在長度60m，以內結構可不留縫，超過60m時，在收縮應力最大處設一道“膨脹帶”替代伸縮縫或后澆縫。膨脹帶的寬度為2m～3m，帶的兩側掛上密孔鐵絲網，其目的是不讓混凝土中的石子通過。澆UEA 混凝土時，膨脹帶兩側澆灌11%～12%UEA 混凝土，膨脹帶本身澆灌摻14%～15%UEA混凝土，整個施工過程是連續的。這種作法的理論依據是：一般在構筑物中部產生最大收縮，水平法向應力，δmar 超過抗拉強度 f1，便產生裂縫，用普通混凝土時，則設一道伸縮縫。而用UEA 混凝土時，以膨脹帶代替，由于多摻了 UEA，產生較大膨脹（ε2=4×10-4～6×10-4），而兩側混凝土的膨脹率較?。ㄒ话悝?=2×10-4×10-4），形成中部大兩邊小的膨脹區，從而補償相應的收縮曲線。使任意長度可以不設伸縮縫。類似這種作法已在許多工程成功應用。實踐中，由于混凝土供應或施工力量達不到連續作業要求時，可采用“間歇式無縫施工法”，加強帶一側改為臺階式。施工縫鑿完清洗干凈，用摻14%～15% 膨脹劑混凝土澆入加強帶，隨后用小膨脹混凝土澆筑帶外地段。為加快樓面施工進度，對于厚度小于20cm的板，加強帶兩側可用模板隔離。實踐證明，如此循環下去可連續澆筑100m～150m的超長結構。

三、結束語

采用UEA補償收縮混凝土建造超長的鋼筋混凝土結構，可不留伸縮縫或后澆縫，以膨脹帶代替伸縮縫，可連續澆灌混凝土無限長而不留縫。這一“抗”的原理不但在理論上是正確的，而且通過許多重大工程的施工實踐，證明是切實可行的，無滲漏現象。設計規范規定，對于荷載引起的裂縫有計算公式，其允許寬度裂縫有嚴格的限制，對于收縮變形引起的裂縫沒有計算規定，只要求設計時每隔一定的距離設伸縮縫，在討論的延長伸縮縫間距的設計中，只要在應力集中（混凝土極限拉伸最大值）處，設后澆帶或加強帶，就可連續澆筑超長混凝土結構，實現無縫施工。但是，在一般情況下，對于經常受到溫度變化影響的混凝土結構（例如：房屋天面），如果結構沒有可靠的保溫隔熱措施的話，后澆帶或加強帶都不能解決由于外界溫差波動引起結構的開裂問題，它們只能解決混凝土結構自身在一定時間段內由于收縮而引起的開裂問題。