谈后浇带的设计与施工

谈后浇带的设计与施工摘要：新发布的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002，以下简称混凝土规范）中，对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求比原规范严格了，规范用词由“可”改为“宜”。这就要求在结构设计中，设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响，当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时，必须采取切实可行的措施，防止结构开裂。关键词：后浇带设计施工新发布的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002，以下简称混凝土规范）中，对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求比原规范严格了，规范用词由“可”改为“宜”。这就要求在结构设计中，设计者必须认真对待由于超长给结构带来的不利影响，当增大结构伸缩缝间距或者是不设置伸缩缝时，必须采取切实可行的措施，防止结构开裂。在适当增大伸缩缝最大间距的各项措施中，在结构施工阶段采取防裂措施是国内外通用的减小混凝土收缩不利影响的有效方法，我国常用的做法是设置施工后浇带。另外，当建筑物存在较大的高差，但是结构设计根据具体情况可不设置永久变形缝时，例如高层建筑主体和多层（或低层）裙房之间，也常常采用施工后浇带来解决施工阶段的差异沉降问题。这两种施工后浇带，前者可称之为收缩后浇带，后者可称之为沉降后浇带。本文就施工后浇带的设计与施工，结合工程实践，谈谈笔者的看法。一，后浇带的设计当建筑结构的平面尺寸超过混凝土规范规定的伸缩缝最大间距（混凝土规范第9.1.1条）时，可考虑采用施工后浇带的方法来适当增大伸缩缝间距。但一般地上结构由于受环境温度变化影响较大，所以伸缩缝最大间距不宜超过混凝土规范限值过多，同时应注意加强屋面保温隔热，采用可靠的、高效的外墙外保温，并适当提高外纵墙、山墙、屋面等重要部位的纵向钢筋配筋率。当地上结构由于抗震设计需要而设置了防震缝时，伸缩缝宽度应满足防震缝宽度的要求。地下室结构超长的情况较为常见，除地下室顶板和处于室外地面以上的地下室外墙受温度变化影响相对较大外，地下室内部和基础结构在使用阶段受室内外温度变化影响较小，需解决的主要问题是混凝土收缩应力对结构的影响。除在施工阶段设置后浇带外，应该加强地下室顶板及地下室外墙的配筋，建议纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.5%，钢筋应尽可能选择直径较小的，一般10到16即可，间距尽量选择较密的，宜不大于150mm，细而密的钢筋分布对结构抗裂是有利的。必须指出的是，后浇带只能解决施工期间的混凝土自收缩，它不能解决由于温度变化引起的结构应力集中，更不能替代伸缩缝。有一些结构设计者将后浇带和伸缩缝等同起来的看法是错误的，因为两者的作用并不相同。当地下室结构超长过多，单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时，可以考虑采用补偿收缩混凝土，在适当位置设置膨胀加强带。采用这种方法，不仅可以进一步增大伸缩缝最大间距，而且可以用膨胀加强带取代部分施工后浇带，从而实现混凝土的连续浇筑即无缝施工。但应注意，采用膨胀加强带取代部分施工后浇带时，膨胀加强带的位置应设置在结构温度应力集中部位，并应制定严格的技术保障措施，保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合比准确，结构设计应对地下室结构各部位混凝土的限制膨胀率提出明确要求。对高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝，还是在施工阶段设置沉降后浇带，应该根据建筑场地地基持力层土质情况、基础形式、上部结构布置等条件综合确定。当地基持力层土质较好，例如高层建筑基础做在基岩层或卵石层上，或采用桩基时，高层建筑沉降变形量较小，此时可考虑采用施工后浇带而不设置永久变形缝，将高层建筑与裙房基础（或地下室）连成整体。当地基持力层压缩性较高，且厚度较大，高层建筑主体与裙房之间的高差悬殊较大，高层建筑荷载较大，则由于高层建筑与裙房之间的差异沉降量较大，在采用天然地基的情况下，还是以设置永久变形缝将高层建筑与裙房彻底脱开为好。当高层建筑与相邻的裙房之间设置永久变形缝时，高层建筑的基础埋深一般应大于裙房基础埋深至少2米，不满足此要求时应计算高层建筑的稳定性，并采取可靠措施防止高层建筑与裙房之间发生相互倾斜。笔者曾经参观过某工程，高层建筑地下一层，地上十六层，纯地下车库一层，与高层建筑地下室贯通，其间设置了沉降缝，基础埋深基本相同，沉降缝间采用硬质材料填充。由于没有解决好高层建筑与地下车库间的互倾问题，建筑投入使用后，发现沉降缝两侧墙体开裂，造成地下室渗漏。近年来，复合地基得到了广泛应用，复合地基可以提高地基持力层承载力，提高土体弹性模量，有效地控制建筑物沉降。北京地区有些工程已经通过在高层建筑下采用复合地基的方法来替代桩基，以解决高层建筑主体与裙房之间差异沉降的问题。不论采用哪种方法，如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝，都应依据相关规范计算裙房和高层建筑的整体倾斜。当采用地基处理时，在结构设计图纸上，应明确规定采用地基处理后，高层建筑与裙房之间的变形要求。施工后浇带的位置，应根据基础和上部结构布置的具体情况确定，不能想当然，搞一刀切。后浇带应设置在结构受力较小处，一般在梁、板跨度内的三分之一处，结构弯矩和剪力均较小，且宜自上而下对齐，竖向上不宜错开，后浇带间距一般为30米到50米。在高层建筑与裙房之间设置后浇带时，后浇带宜处于裙房一侧，且在结构设计上，应注意加强高层建筑与裙房相连部位的构造，提高纵向钢筋配筋率，用以抵抗后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力。为减小后浇带封闭后由剩余差异沉降差所引起的结构内力，尚应采取其他措施，通常可考虑以下方法：1，高层建筑采用桩基或其他地基基础处理方法，或补偿基础，尽量扩大高层建筑基础与地基接触面积，减小高层建筑基础底面接触压力，而裙房则采用埋深较浅的独立柱基或条形基础等，调节高层建筑与裙房之间的差异沉降。2，尽量减小裙房部分基础与地基的接触面积，即尽量增大裙房部分的基础底面接触压力，加大裙房的沉浸量。3，结合高层建筑埋置深度要求，调整高层建筑地下室高度，使地基持力层落在压缩性小、地基承载力高的土层上，可有效地减小高层建筑的沉降量。进行地基基础设计时，结构设计者应结合工程具体情况，多方面对比，选择经济合理的方案。后浇带部位的钢筋一般不宜断开，而应让钢筋连续通过，即只将后浇带处的混凝土临时断开。但有时工程具体情况不允许留后浇带，例如某工程地下车库通道的顶板、底板均与主楼相连，但是由于施工场地狭小，无法留设后浇带，于是要求施工单位先施工结构主体，待主体完成后再施工车道部分，要求施工单位对与主体相连的钢筋必须预留，后期采用焊接连接，同一截面的钢筋焊接连接率不得大于50%。有的工程将后浇带内钢筋全部断开，这时候，为避免在同一截面钢筋100%连接，宜将后浇带曲折布置，而不要沿一直线布置。连接方式建议首选机械连接或焊接，但要注意施工质量。采用搭接连接时，应注意后浇带宽度要满足按混凝土规范计算的钢筋搭接连接长度。基础后浇带的断面形式，应于结构设计图纸上用详图明确表示出来，而不应推给施工单位。当地下水位较高时，宜在基础后浇带下设置防水板并增设一道附加防水层。二，后浇带的施工施工中必须保证后浇带两侧混凝土浇筑质量，防止漏浆，或混凝土疏松。后浇带两侧应采用钢筋支架钢丝网隔断，并由结构设计人员确定两侧断面形式，当地下室有防水要求时，地下室后浇带不宜留成直槎。施工单位应指派专人负责保持后浇带内的清洁，防止后浇带内的钢筋锈蚀，或钢筋被压弯、踩弯。在封闭施工后浇带之前，应将后浇带内的杂物清理干净，做好钢筋的除锈工作，并将两侧混凝土凿毛，涂刷界面剂，后浇带混凝土应比两侧混凝土强度等级增大一级，并且采用掺加了微膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。后浇带混凝土浇筑时，宜控制其环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度，并应有专人负责。后浇带混凝土浇筑完毕后，应注意做好养护工作。施工后浇带的封闭时间，一般来讲，对于收缩后浇带，不宜少于两个月，通常认为这时候混凝土的收缩变形已经完成60%以上；对于沉降后浇带，应等高层建筑主体结构封顶后再浇筑后浇带混凝土，即要求高层建筑先施工、先沉降，以释放一部分高层与裙房之间的差异沉降；或者根据沉降观测，当高层建筑结构施工到一定高度时，若高层建筑的沉降量较小，预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时，亦可以提前浇筑后浇带混凝土。在封闭后浇带之前，结构设计者应在图纸上明确提出后浇带附近一定范围内不应允许施工堆放材料，限制施工荷载，并做好后浇带两侧的临时支护。特别是目前很多工程中，施工采用快拆体系的模板，这时候更要注意后浇带附近的支护质量，防止在拆除模板过程中，由于支撑松动、移位等造成结构开裂。总之，施工后浇带的设计和施工直接影响到结构的安全性与经济性，设计单位和施工单位都应对此予以足够的重视，做好后浇带的设计与施工，保证结构的质量。