淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)后澆帶

劉擁軍 陳建輝

摘要：隨著高層建筑向體量大型化和結(jié)構(gòu)功能多樣化方向發(fā)展，對長度較長、面積較大帶地下室的高層板式樓宇等建筑物，以及獨(dú)立的地下建筑物都根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求設(shè)置了沉降或伸縮后澆帶。本文簡要介紹了建筑后澆帶的合理設(shè)置及主要施工技術(shù)措施，對現(xiàn)存的問題進(jìn)行了分析，以最終保證后澆帶的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；后澆帶

1 引言

在建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是比較常見的，有許多類型的裂縫。在以往的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工，采用伸縮縫來處理裂縫。但設(shè)置伸縮縫，將永久停留在建筑物中，建筑功能是受限的。近年來，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，大量無伸縮縫超長混凝土結(jié)構(gòu)通過設(shè)置后澆帶減輕混凝土收縮和溫度效應(yīng)的不利影響。對后澆帶能減少混凝土收縮的設(shè)置，可增加建筑面積，加快施工進(jìn)度，節(jié)省投資。根據(jù)后澆帶是用來解決混凝土伸縮問題，以及調(diào)整高、底層之間的沉降差的不同作用，分為膨脹后澆帶和沉降后澆帶。

2 后澆帶設(shè)置的原理

在硬化過程中混凝土?xí)湛s，溫度的變化會引起熱膨脹和冷收縮，當(dāng)變形受約束時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力，這兩種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致混凝土開裂，最終形成收縮裂縫和溫度裂縫。

后澆帶設(shè)置要遵循“先放后抗”的原則。為了減小溫度應(yīng)力，防止伸縮縫的產(chǎn)生，總的溫度差分為兩個部分。在第一部分溫差經(jīng)歷的時間內(nèi)，在結(jié)構(gòu)上分為多段，結(jié)合施工縫，可減少收縮應(yīng)力。施工后期，澆成整體結(jié)構(gòu)，能夠承受第二部分的溫度和收縮，溫度和收縮應(yīng)力的疊加小于混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，后澆帶就是利用這種方法來控制裂縫，而不需要設(shè)置伸縮縫。在理論分析的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置后澆帶，將大尺度板式結(jié)構(gòu)“化整為零”，使其在較短的時間內(nèi)釋放溫度收縮應(yīng)力，當(dāng)完成后澆帶的施工后，結(jié)構(gòu)又“化零為整”，大幅度減少溫度收縮應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響，而不需要設(shè)置過多的永久性變形縫。后澆帶是一種特殊的施工縫存在，只有在施工期，這是一個臨時的伸縮縫。它的目的是取消結(jié)構(gòu)中的永久性伸縮縫，所以也可以說它是一種設(shè)計中的伸縮縫和沉降縫。

3 后澆帶設(shè)計

3.1 后澆帶的形式

后澆帶按形狀可以分為平直縫、階梯縫、企口縫三種形式。

平直縫的優(yōu)點(diǎn)：施工時安裝、拆除模板方便，經(jīng)常應(yīng)用于不厚的工程中，便于處理事故；缺點(diǎn)：該形式的后澆帶滲水路線較短，界面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不容易保證。

階梯縫的優(yōu)點(diǎn)：支模簡單，容易拆除，抗?jié)B路線長，混凝土結(jié)構(gòu)與水壓方向垂直，界面結(jié)合能保證質(zhì)量，抗?jié)B性好，后期施工、清理也比較容易。

企口縫的優(yōu)點(diǎn)：混凝土結(jié)構(gòu)面與水壓方向也垂直，界面結(jié)合面好，抗?jié)B路線長；缺點(diǎn)：支模費(fèi)工時，澆筑時不易密實(shí)，死角多，拆模清理較困難，成型后要注意保護(hù)邊角，若不注意，會影響后期施工接縫質(zhì)量，大體積的厚混凝土中可采用企口縫，較薄的混凝土結(jié)構(gòu)中不宜采用。

為了支模方便，超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的板一般很薄，應(yīng)設(shè)置平直縫；當(dāng)梁高較低（≤ 600mm）時應(yīng)設(shè)置階梯縫，而梁高較高（>600 mm）時應(yīng)設(shè)置企口縫。

3.2 后澆帶的位置

后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，因?yàn)樵撎帢?gòu)件彎矩和剪力均較小，對主體結(jié)構(gòu)的影響較小。

對于伸縮后澆帶，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB的“參考”50007 - 2002）中的規(guī)定，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距太大，可以采用設(shè)置伸縮后澆帶的方法，適當(dāng)增大伸縮縫間距。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般后澆帶間距不大于30m；混凝土澆筑的間隔時間通常超過兩個月。每30m—40m間距留出施工后澆帶，帶寬為800mm～1000mm，鋼筋采用搭接接頭，混凝應(yīng)在在兩個月后澆搗，澆搗的混凝土要摻雜一定量的膨脹劑，使得強(qiáng)度等級提高5MPa。

對于沉降后澆帶，規(guī)范規(guī)定：當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時，應(yīng)在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶，后澆帶的位置應(yīng)設(shè)在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)。此時，混凝土用量要根據(jù)實(shí)際測量的沉降值進(jìn)行計算，當(dāng)后期的沉降差滿足要求時，才可以進(jìn)行澆注。后澆帶寬度為800mm—1000mm，當(dāng)主樓部分的結(jié)構(gòu)封頂兩個月，要按照《建筑變形測量規(guī)程》對建筑進(jìn)行沉降觀測，當(dāng)變形指數(shù)滿足要求時，才能澆灌混凝土封閉。

另外，在確定后澆帶的位置時，設(shè)計人員還要考慮其他因素：盡量避免讓后澆帶通過衛(wèi)生闖、淋浴間等對防水要求較高的房間；與后澆帶平行的梁不要和后澆帶重疊，這樣會給施工帶來難度。

此外，在確定后澆帶的位置時，設(shè)計者不得不考慮其他因素：盡量避免后澆帶通過衛(wèi)生間、淋浴間等對防水要求較高的房間；與后澆帶平行的梁不要和后澆帶重疊，這樣會給施工帶來難度。

3.3后澆帶的寬度及鋼筋處理構(gòu)造

在理論上，只要后澆帶寬度寬1cm足夠。但為了保證施工質(zhì)量，后澆帶的寬度一般設(shè)置0.6m – 1m，工程實(shí)踐中更多地使用1m。后澆帶的設(shè)置，以釋放早期收縮應(yīng)力，因此當(dāng)后澆帶處鋼筋連續(xù)時，后澆帶的寬度和加固處理方式將影響后澆帶的釋放收縮應(yīng)力；后澆帶鋼筋是斷開的，混凝土結(jié)構(gòu)就會被分成幾個獨(dú)立的部分，此時后澆帶的寬度對結(jié)構(gòu)的變形沒有影響；后澆帶鋼筋部分拉通或全部，鋼筋會加大約束結(jié)構(gòu)變形，阻礙兩側(cè)構(gòu)件向剛度中心變形，產(chǎn)生約束拉力，這會影響發(fā)揮后澆帶的作用，所以，如果后澆帶鋼筋不能斷開，必須減少后澆帶的距離。

鋼筋中的約束拉力受后澆帶鋼筋的寬度和面積的影響，鋼筋寬度越大、面積越小，約束拉力就會越小，就越有利于發(fā)揮后澆帶作用，也能更好的控制結(jié)構(gòu)裂縫。

對于結(jié)構(gòu)中沒有設(shè)置后澆帶的部位，卻也想要達(dá)到后澆帶的性能，可通過減少后澆帶面積、增大寬度、減少鋼筋的總量來實(shí)現(xiàn)。梁中上部的鋼筋、腰筋以及板墻中的鋼筋切斷后要錯開搭接，但是不能切斷梁中下部的鋼筋。另外，可在板上加強(qiáng)鋼筋，板上部的鋼筋要切斷搭接，板底部的鋼筋與加強(qiáng)筋要保持連續(xù)，這樣可以控制板上后澆帶處開裂。

沒有設(shè)置結(jié)構(gòu)后澆帶的部分，但也要達(dá)到后澆帶的性能，可以減少后澆帶面積、增大寬度、減少鋼筋的總量來實(shí)現(xiàn)。梁中上部的鋼筋、腰筋以及板墻中的鋼筋切斷后要錯開搭接，但是不能切斷梁中下部的鋼筋。此外，可在板上加強(qiáng)鋼筋，板上部的鋼筋要切斷搭接，板底部的鋼筋與加強(qiáng)筋要保持連續(xù)，這樣可以控制板上后澆帶處開裂。

4 后澆帶施工

后澆帶施工過程如下：施工后澆帶以外砼→拆其余部位模板→到設(shè)計規(guī)定時間后，施工后澆帶砼→后澆帶砼強(qiáng)度達(dá)到100%后，拆后澆帶底模（側(cè)模）。

4.1鋼筋施工

根據(jù)施工圖紙的要求，在后澆帶綁扎完成后做好防護(hù)措施（加蓋蓋板），以防止損壞和鋼筋銹蝕。在澆注后澆帶混凝土前應(yīng)對鋼筋檢驗(yàn)和除銹。后澆帶鋼筋綁扎，穿過后澆帶的梁筋不斷，板筋也不斷。如板筋需斷開，可互相搭接750mm，且搭接位置不應(yīng)在同一截面，在接頭的同一部分不能超過總數(shù)的50%。

4.2 模板施工

（1）構(gòu)造筏板：施工后澆帶立面的模板，采用木模板拼接。模板豎向放置，用木方進(jìn)行橫向連接，后澆帶兩邊模板由木方頂住，防止?jié)沧㈨艜r發(fā)生漲模。

（2）墻體后澆帶：墻體后澆帶模板由兩塊模板拼成，在兩塊模板的里外側(cè)與水平鋼筋相交處做半圓孔，模板套在鋼筋上，兩塊模板的中間相交處夾住木模板，在澆注混凝土前將木模板起出，夾入橡膠止水帶。為了抵抗住先澆筑砼一側(cè)的墻體砼的側(cè)壓力，在靠近這一側(cè)的模板的橫向短木方的外側(cè)套鐵線，然后與這一側(cè)墻體模板捆緊，在短木方靠近橡膠止水帶的內(nèi)側(cè)用木方支頂。

在支設(shè)另一側(cè)后澆帶模板時，先支設(shè)的后澆帶模板不拆，在兩側(cè)模板相對的橫向短木方間用木方支撐住。由于后支的側(cè)模板支頂在先澆筑完的砼墻體上，因此后支的側(cè)模板的橫向短木方不用再與墻體鋼模捆緊。

（3）頂板后澆帶模板：為保證施工后澆帶立面的基礎(chǔ)混凝土施工過程中的穩(wěn)定，橫加一條木方，在樓板澆注完成后在后澆帶處加蓋模板，防止雜物落入，施工過程中出現(xiàn)踩踏破壞。

頂板后澆帶模板的支設(shè)方法是在頂板后澆帶模板支設(shè)前，在后澆帶處也應(yīng)先支板模，以支撐后澆帶模板。

后澆帶所處的一跨內(nèi)的梁板模板及支撐隨后澆帶兩側(cè)模板一起支護(hù)，排距不大于1m（包括梁板支撐均應(yīng)保留）。該部分模板支撐系統(tǒng)要相對獨(dú)立，以便于其他模板及支撐的正常拆除和周轉(zhuǎn)，在后澆帶砼達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度時，才能拆除。

4.3混凝土澆注

按圖紙設(shè)計要求，后澆帶混凝土采用微膨脹混凝土，其強(qiáng)度比構(gòu)件混凝土強(qiáng)度提高一個標(biāo)號，澆注完成后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)不少于14天。膨脹劑主要有以下性能：膨脹率大，質(zhì)量穩(wěn)定，對混凝土有一定的增強(qiáng)作用。

后澆帶混凝土澆注部位分為以下幾個方面

（1）構(gòu)造筏板：在澆注混凝土之前，必須除去混凝土表面的浮漿，將其鑿成毛面，要徹底清除其中的垃圾、雜物，并隔夜?jié)菜蛊錆駶櫍佋O(shè)水泥漿以確保后澆帶混凝土與先澆搗的混凝土連接良好。同時檢查鋼筋綁扎是否達(dá)到圖紙要求，有無生銹等問題，一切完好后方可澆注砼。

在后澆帶混凝土界面清理完成，露出堅硬表面后，將止水膠條沿后澆帶伸展方向展開，并每隔一米用高強(qiáng)鋼釘將其固定，當(dāng)止水膠條安裝完畢后，撕下止水條上的隔離紙后即可進(jìn)行后序混凝土施工。

（2）地下室外側(cè)剪力墻：鑿毛及清理后澆帶成型混凝土表面，檢查鋼筋及模板支撐情況是否滿足施工要求。安裝止水膠條，在預(yù)先留好的定位錢槽，將止水膠條鑲嵌在預(yù)留槽中并用鋼釘固定，即可進(jìn)行混凝土施工。

（3）樓板：鑿毛及清理后澆帶成型混凝土表面，檢查鋼筋、模板及預(yù)埋管線情況是否滿足施工要求，完成準(zhǔn)備工程后方可澆注混凝土。

（4）施工縫：施工縫用鋼絲網(wǎng)及小模板擋牢。墻柱水平施工縫采用同混凝土標(biāo)號的水泥砂漿做接漿處理，接漿厚度50mm。樓板、梁、樓梯水平施工縫和墻體豎向施工縫刷同混凝土強(qiáng)度等級的水泥素漿處理。施工縫處在繼續(xù)澆筑混凝土前，混凝土表面要剔毛，剔除浮動石子，用水沖洗干凈并充分潤濕，下料時要避免靠近縫邊，機(jī)械振搗點(diǎn)距縫邊30cm，縫邊人工插搗，使新舊混凝土結(jié)合密實(shí)。

5 結(jié)束語

隨著中國建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑業(yè)規(guī)模越來越大，越來越多的超長結(jié)構(gòu)，而溫度裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是很常見的。后澆帶可以解決裂縫問題，而且不占用該結(jié)構(gòu)的面積，使得結(jié)構(gòu)少縫或無縫，因此近年來設(shè)計和施工人員非常重視。

對于超長結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置后澆帶可以避免裂縫，控制建筑的沉降。設(shè)計師應(yīng)根據(jù)混凝土收縮和溫度變形的特性，及后澆帶特征成因的收縮變形，根據(jù)后澆帶“先放后抗”的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計、施工，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。