淺議地下室樓蓋結構后澆帶的設計探析

彭學林

(東莞市盛和房地產開發有限公司，廣東 東莞 523960)

淺議地下室樓蓋結構后澆帶的設計探析

彭學林

(東莞市盛和房地產開發有限公司，廣東 東莞 523960)

隨著城鎮化的普及和人們生活質量的提升，人們對建筑功能的要求越來越高。本文主要探討了建筑地下室樓蓋結構中后澆帶的設計問題，指出了超長混凝土結構中常以后澆帶減少混凝土的收縮裂縫。給出了后澆帶的配筋和寬度設計是影響后澆帶作用發揮的主要因素。

城鎮化；地下室樓蓋；后澆帶設計；收縮裂縫

1 引言

隨著城鎮化的實施，越來越多的超高層建筑和大跨度空間結構不斷涌現的同時，建筑結構不規則性問題日趨復雜。地震作為首要的災害之一，是地殼在快速釋放能量過程中所產生的震動，地震的產生是由于地球內部的巖層在永不間斷的運動變形，地球內部的巖石存在著相互摩擦，自古以來我國就是一個地震的多發國家，我國的許多地區都有遭受過地震。其他可能產生不利影響的因素，如超長混凝土中的后澆帶設計也可能通過混凝土開裂鋼筋銹蝕而給結構帶來不能估算的安全隱患。

通常情況下，建筑結構中裂縫的出現很大程度上降低了建筑物的美觀程度，同時對建筑物的安全性和結構穩定性造成一定的安全隱患。本文所探究的后澆帶，在以往的建筑中所起到的主要作用，是為了應對建筑物本身因素造成的不均勻沉降、減少混凝土變形收縮、溫度變化產生的裂縫，介紹了超長混凝土后澆帶概括，探討了地下室結構對后澆帶的作用，給出了后澆帶的間距和后澆帶施工技術要求的后澆帶設計的關鍵技術。

2 超長混凝土后澆帶概述

越來越多的城鎮都興建了大量的高層建筑和大跨結構。伴隨著的結構形式與受力特點也日益復雜化，諸多案例表明大量建筑裂縫在不斷出現，裂縫對建筑物的使用和結構的安全性造成巨大影響。

在結構設計中的后澆帶，主要作用是用來改善構筑物尤其是混凝土由于自身的因素給結構帶來的變形差，同時可以減少收縮和溫度裂縫，與結構中的沉降縫、變形縫等原理基本相同，同時也要注意由于設計方法和施工工藝的不同，相反的導致在裂縫集中在后澆帶附近。

設置后澆帶目的在于解決超長混凝土建筑由于收縮而出現的裂縫，設計人員要注意的是裂縫是很難完全避免的，要了解裂縫出現的原因。主要原因就是，在建筑過程中和工程完工后的前后所面臨溫度差往往很大。在不同溫度條件下，鋼筋混凝土受外界環境影響會出現不同程度的收縮與膨脹，裂縫就出現了。

為了防止收縮和膨脹裂縫的產生，在建設的過程中，應先做好相關的準備工作。一般情況下，可以對梁、墻和板進行留設收縮和膨脹可能產生裂縫的后澆帶，將結構劃分為幾個部分，待各部分混凝土構件先行物理和化學作用下收縮或膨脹，將混凝土內部應力進行提前釋放和凝結以便及時填充，確保穩定后將多個結構連接起來，在這個過程中，我們就把留設的施工裂縫稱為后澆帶。

實踐證明，在工程建設過程中，合理使用后澆帶可以在很大程度上有效防止裂縫的出現，改善建筑物的自身沉降問題、同時也能解決因超長結構溫度應力出現的裂縫現象。針對建筑后澆的設計，一般步驟可以簡化為:先要依據建筑物的實際情況，如柱網尺寸等，確定后澆帶的位置和類型，分析是自身沉降還是溫差的問題引起，確認采用沉降后澆帶還是溫度后澆帶；然后就要依據建筑的數據，結合建筑物強度，確定后澆帶澆筑時間；接著計算后期沉降可能會引發的內部應力；最后確認后澆帶的數量、位置、構造、封閉時間等。

3 地下室結構對后澆帶的作用

當整體地下室比較大時，常常伴隨著與后澆帶共同設計。后澆帶作為整體結構中的一部分，能夠起到后澆帶兩邊緩解不矜持沉降引起的不利影響。尤其是框架-核心筒結構體系的建筑，核心筒的豎向荷載遠比周邊柱的豎向荷載大，對于地下土質情況往往相近，此時極有可能是核心筒的豎向變形比較大，而周邊柱的豎向變形相對較小，產生一定的不均勻沉降，對整體結構的穩定和安全將產生不利影響。是設計后澆帶前應明確地下室樓蓋體系選擇：

(1)塔樓嵌固端的位置影響樓蓋體系的選擇，也影響整體結構計算以及樓層構造要求。從平面圖上判斷，結合平面長邊和短邊的尺寸，綜合考慮后澆帶的布置，塔樓地下室相關范圍內距離地下室側壁的距離很近，地下室側壁可為塔樓提供有利的側剛支持。結構計算判斷，以地下室底板作為嵌固端的無側限地下室作為基本假設，所計算的塔樓首層側向剛度小于相關范圍地下一層側向剛度的一半。上述條件，已經滿足以地下室頂板作為嵌固端的最基本要求，后續塔樓設計以及地下室樓蓋選型及相關的構造要求將按首層嵌固端為基本條件。

(2)地下室頂板采用現澆鋼筋混凝土框架梁大板結構。一般除洞口位置布置次梁，其余位置僅設置框架梁，樓板厚度200mm，板跨較大支座處通過支座加腋控制合理的配筋率，施工圖階段采用雙層雙向配筋且滿足每個方向鋼筋配筋率不小于0.25%的要求。上述條件滿足地下室頂板作為塔樓嵌固部位的構造要求。

4 后澆帶設計的關鍵技術

（1）后澆帶的間距。

后澆帶留設期間，通常情況下要保證后澆帶間混凝土結構在混凝土早期收縮變形的條件下，滿足所需的性能，比如不開裂或僅產生微小的容許裂縫。影響結構中產生收縮和溫度應力的因素較多，如混凝土材料在該地環境下本身的收縮量、環境溫度隨時間的變化情況、以及結構的剛度特性等影響。為了定性地研究后澆帶留設間距問題，經過諸多文獻綜述的總結，必須引入適當的簡化和假定。所以，假設后澆帶留設期間，環境溫度不發生變化或者發生的變化在容許范圍內，在此階段混凝土的變形僅由材料自身的收縮引起的前提下進行。

同時，后澆帶作用還與后澆帶內鋼筋是否拉通和鋼筋量有著密切的關系。后澆帶內的鋼筋斷開，則其兩側樓板在后澆帶封閉之前完全沒有直接地聯系，可以作為兩個相互獨立的單元。否則，鋼筋應該作為受拉構件將傳遞兩部分樓板的拉力。

（2）后澆帶施工技術要求。

采用商品混凝土時，需嚴格遵守操作規程，嚴禁為提高流動性而隨意加水影響其配合比，應由混凝土攪拌公司按配合比要求嚴格添加適量減水劑；施工模板支撐系統要獨立穩定安全，由于一般情況下已施工過的后澆帶兩側梁板結構變成了懸挑構件，同時要承受60天以上上部結構層的豎向荷載，因此該部位支撐要經過計算獨立設置，確保強度、剛度和穩定性的要求；認真做好后澆帶澆混凝土前的保護及處理。后澆帶兩側澆筑混凝土之后，樓板頂面要求覆蓋彩條布，按要求砌筑保護堤，作為鋼筋保護和施工現場安全防護。由于主樓和半地下室施工間隔期較長，需做好施工縫混凝土界面處理和鋼筋的防銹處理等要求。

5 結論

總而言之，高層建筑地下室后澆帶的設計和施工必須嚴謹科學，不得出現任何的馬虎與大意。溫度變化和建筑物不均勻沉降會對混凝土結構內力產生很大影響，通過設置沉降后澆帶和溫度后澆帶，可以簡化建筑結構設計，提高了建筑物的整體性。在具體的施工作業中，工作人員還需要對建筑行業中的需要，根據建筑物的相關實際情況，做到具體問題具體分析，確保工程建設的質量和進度。

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TU7

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1007-6344（2016）07-0095-01