董梅

摘 要：闡述了后澆帶設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和分析方法，著重解析了后澆帶設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)，并結(jié)合某工程項(xiàng)目實(shí)例中后澆帶的設(shè)計(jì)方案、實(shí)施措施和施工技術(shù)要求分析了后澆帶設(shè)計(jì)，以期為相關(guān)單位提供參考、借鑒。

關(guān)鍵詞：后澆帶設(shè)計(jì)；溫度應(yīng)力；施工方案；混凝土

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.132

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，城市的人口密度也在不斷增大。因此，城市中的高層、超高層和大跨建筑已開(kāi)始大規(guī)模投入建設(shè)，而相應(yīng)的技術(shù)難題也隨之出現(xiàn)。比如，現(xiàn)代高層建筑的結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)普遍復(fù)雜化，導(dǎo)致很多建筑不斷出現(xiàn)裂縫。

自身和外部環(huán)境因素決定著后澆帶在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中占據(jù)著重要位置。本文基于后澆帶設(shè)計(jì)的理論、分析方法和設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，并結(jié)合某高層建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例中的應(yīng)用實(shí)際，全面剖析了后澆帶設(shè)計(jì)在工程中的應(yīng)用。

1 后澆帶設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和分析方法

對(duì)于現(xiàn)澆整體式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，該類型結(jié)構(gòu)在施工期間常會(huì)發(fā)生混凝土自身的溫度收縮、變化或基礎(chǔ)不均勻的沉降等一系列問(wèn)題，這些不利因素都會(huì)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)在混凝土表面或內(nèi)部產(chǎn)生有害裂縫。而在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用后澆帶設(shè)計(jì)可有效解決這一技術(shù)難題。通過(guò)大量研究實(shí)踐證明，由于不同溫度作用和環(huán)境的影響，導(dǎo)致鋼筋混凝土膨脹和收縮程度不盡相同，進(jìn)而導(dǎo)致建筑出現(xiàn)裂縫，而后澆帶是總結(jié)了眾多工程經(jīng)驗(yàn)后，被采用的以防止裂縫出現(xiàn)的有效措施。在工程設(shè)計(jì)中，要留設(shè)梁、板和墻的施工裂縫，考慮結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中存在的多部分劃分情況。在施工操作中，等到各個(gè)部分混凝土構(gòu)件完成物理膨脹或收縮，即混凝土的內(nèi)部應(yīng)力完全釋放后，再對(duì)后澆帶填充混凝土，并將幾個(gè)分開(kāi)的結(jié)構(gòu)形式連接成統(tǒng)一的整體。

雖然在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置后澆帶，可改善因結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)、溫度應(yīng)力和基礎(chǔ)沉降等問(wèn)題而導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題，但也需要明確相關(guān)的設(shè)計(jì)程序和實(shí)施科學(xué)、合理的操作。具體應(yīng)注意以下5點(diǎn)：①確定后澆帶的類型。通常分為溫度后澆帶和沉降后澆帶兩種類型，因它們的用途不同，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)也不同。②計(jì)算并校核結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分的基礎(chǔ)強(qiáng)度。③依據(jù)計(jì)算沉降量確定澆筑后澆帶的時(shí)間。④計(jì)算結(jié)構(gòu)連接成整體后沉降所引發(fā)內(nèi)部的應(yīng)力。⑤計(jì)算復(fù)核，以確定后澆帶的位置、數(shù)量、構(gòu)造和封閉時(shí)間等。

2 注意事項(xiàng)

通常在建筑結(jié)構(gòu)平面尺寸超出混凝土規(guī)范中所規(guī)定的最大伸縮縫間距時(shí)采用后澆帶設(shè)計(jì)，以適當(dāng)縮小伸縮縫的間距。但不能只考慮規(guī)范要求，這是因?yàn)楹芏嗟厣辖Y(jié)構(gòu)會(huì)因環(huán)境溫度等的變化而隨之變化，導(dǎo)致伸縮縫的間距超過(guò)混凝土規(guī)范中的限制。此時(shí)，如果只采用后澆帶設(shè)計(jì)，則無(wú)法滿足工程結(jié)構(gòu)的使用和安全需要。因此，應(yīng)同時(shí)加強(qiáng)屋面的保溫隔熱效果，使用高效、可靠的外墻外保溫，并適當(dāng)提高重要部位縱向鋼筋的配筋率。

因建筑抗震性能的需要，地上結(jié)構(gòu)設(shè)置防震縫時(shí)，伸縮縫的寬度必須滿足防震縫的寬度要求。最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)情況發(fā)生在地下室的設(shè)計(jì)中。一方面，地下室的頂板和室外地面以上

外墻受溫度變化的影響較大；另一方面，地下室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處于使用階段時(shí)，受室內(nèi)外溫度變化的影響較小。因此，需要解決混凝土收縮應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)的重要難題。

在設(shè)置施工階段后澆帶時(shí)，還需要加強(qiáng)地下室外墻和地下室頂板配筋?？v向鋼筋的最小配筋率應(yīng)>0.15%，鋼筋盡可能采用直徑較小的，通常選擇10～16，且盡量選擇較密的間距，宜<150 mm。為了保證結(jié)構(gòu)抗裂性能，需要細(xì)密地分布鋼筋。對(duì)于嚴(yán)重超長(zhǎng)的地下室結(jié)構(gòu)，只設(shè)置后澆帶不足以解決收縮引起的問(wèn)題，還需要采用補(bǔ)償收縮混凝土的方式處理膨脹加強(qiáng)帶。

需要結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)科研成果，并按照基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的具體情況確定施工后澆帶的位置。通常情況下，在結(jié)構(gòu)受力較小的部位設(shè)置后澆帶，一般在梁與板跨度內(nèi)部的1/3處，該部位的剪力和彎矩都比較小。此外，還應(yīng)從上到下保證對(duì)齊，豎直向上布置，間距30～50 m設(shè)置1道后澆帶，且避免出現(xiàn)錯(cuò)開(kāi)的現(xiàn)象。

高層建筑主體和裙樓間設(shè)置后澆帶時(shí)，應(yīng)將后澆帶設(shè)置在裙樓一側(cè)。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)高層建筑主體與裙樓的連接構(gòu)造，適當(dāng)提高縱向鋼筋的配筋率，以保證抵抗后澆帶封閉后，因剩余的差異沉降差而引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合工程的實(shí)際情況，進(jìn)行多方面的對(duì)比，全面考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性等因素后在制訂方案。應(yīng)確保后澆帶處的鋼筋不斷開(kāi)，可采取將鋼筋直接、連續(xù)通過(guò)的方式，即臨時(shí)斷開(kāi)后澆帶處的混凝土。

3 設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1 工程概況

某酒店辦公綜合樓建筑平面圖如圖1所示。該綜合樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，主樓部分為16層，裙樓部分為4層，地下室為1層。工程位于II類場(chǎng)地土地區(qū)，基礎(chǔ)持力層屬于中風(fēng)化的砂巖、向上游強(qiáng)風(fēng)化砂巖層、淤泥質(zhì)土層和素填土層。主樓下基礎(chǔ)部分使用筏板基礎(chǔ)，裙樓下采用獨(dú)立柱基礎(chǔ)。該工程項(xiàng)目設(shè)置了沉降后澆帶和溫度后澆帶，是非常典型的后澆帶應(yīng)用實(shí)例。

3.2 后澆帶的設(shè)計(jì)方案

通過(guò)結(jié)合實(shí)例，筆者對(duì)后澆帶的設(shè)計(jì)流程總結(jié)如下：設(shè)計(jì)后澆帶時(shí)，應(yīng)充分了解現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，全面掌握《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等規(guī)范和設(shè)計(jì)構(gòu)造圖集中的相關(guān)規(guī)定；結(jié)合本工程建筑物自身的特性確定短程樁基礎(chǔ)；分析地質(zhì)資料數(shù)據(jù)；平整項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地地基巖層；盡量降低沉降量且使之均勻。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)后澆帶主要使用設(shè)計(jì)軟件分析。分析結(jié)果顯示，主樓的沉降量大約為90 mm，地下室框架柱部位的沉降量大約為40 mm，主樓和地下室的沉降差達(dá)到了50 mm。因此，必須采取沉降后澆帶設(shè)置，以免對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。因自身體型和氣候原因，大跨度的樓板和地下室板塊結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生非常大的溫度應(yīng)力。因此，設(shè)置溫度后澆帶是非常必要的。

設(shè)計(jì)后澆帶時(shí)，要注重2方面的問(wèn)題：①對(duì)建筑物主樓與地下室頂板間沉降縫或后澆帶的設(shè)置。應(yīng)以沉降后澆帶取代變形縫，避免設(shè)計(jì)施工變得煩瑣。②設(shè)置溫度后澆帶，以起到防震設(shè)防的效果。

3.3 后澆帶設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目要與施工單位、建設(shè)單位協(xié)調(diào)，并結(jié)合場(chǎng)地的具體情況確定后澆帶的設(shè)計(jì)措施。在地下室底板d-d、c-c和b-b設(shè)置2 m寬的后澆膨脹加強(qiáng)帶，并在d-d、c-c和b-b兩側(cè)鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)片，以防混凝土流入加強(qiáng)帶；主樓、裙樓施工完畢后觀測(cè)沉降量，待沉降量趨于穩(wěn)定后，再進(jìn)行地下室部位后澆帶的補(bǔ)充施工；鋪設(shè)地下室頂板的溫度后澆帶，封閉時(shí)間為實(shí)地下室的頂板混凝土完成澆筑后的60 d；后澆帶的寬度設(shè)置為800 mm，梁板上的鋼筋全部斷開(kāi)，并加強(qiáng)設(shè)置了配筋；補(bǔ)充完成后，澆帶的混凝土澆筑前，要對(duì)后澆帶兩側(cè)布置覆蓋布，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)和鋼筋保護(hù)的安全；澆筑完后澆帶混凝土后，要加強(qiáng)早期的混凝土養(yǎng)護(hù)工作，避免微膨脹對(duì)工程質(zhì)量影響造成。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在混凝土結(jié)構(gòu)中合理設(shè)計(jì)后澆帶，可有效使混凝土結(jié)構(gòu)的后期變形趨于穩(wěn)定。設(shè)計(jì)后澆帶時(shí)，應(yīng)適當(dāng)結(jié)合結(jié)構(gòu)中的沉降縫、變形縫等因素綜合設(shè)置，并遵守有關(guān)的設(shè)計(jì)構(gòu)造規(guī)范和施工規(guī)范要求，以有效簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、縮短施工工期等。

參考文獻(xiàn)

[1]劉濤.淺談建筑中后澆帶的設(shè)計(jì)與施工[J].科技資訊，2011，28（12）：118-119.

〔編輯：張思楠〕