混凝土后澆帶技術(shù)探析

馮小峰

摘 要：介紹了混凝土后澆帶技術(shù)，闡述了混凝土后澆帶的功能、組成材料和構(gòu)造要求，分析了混凝土后澆帶的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題，對混凝土后澆帶的發(fā)展方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：混凝土；后澆帶技術(shù)；溫度應(yīng)力；施工技術(shù)

中圖分類號：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0076-03

1 基礎(chǔ)理論

在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，調(diào)控部分混凝土的澆筑時(shí)間，使其澆筑時(shí)間人為推后，形成在施工期間的后澆部分，稱為后澆帶。后澆帶在施工期間根據(jù)不同情況保留一定的時(shí)間，待完成預(yù)定功能后封閉，可以理解為一種僅在施工期間存在的臨時(shí)性變形縫。

常見后澆帶大體主要有兩種：①沉降后澆帶。用來解決沉降差異、建筑不同部位沉降差異的問題。通常用于協(xié)調(diào)并解決高層建筑主體和低層裙房之間的不同沉降。施工時(shí)，先預(yù)留沉降后澆帶，待主體結(jié)構(gòu)施工完畢或大部分沉降（50%～80%）完成以后，再澆筑后澆帶部分的混凝土，將后澆帶兩側(cè)連成整體。②溫度后澆帶。主要用于解決變形及施工期間的溫度應(yīng)力。施工時(shí)，先預(yù)留溫度后澆帶，使后澆帶兩側(cè)的混凝土能夠較自由地完成一部分收縮過程，然后在后澆帶兩側(cè)混凝土施工1～2個(gè)月以后澆筑，將后澆帶兩側(cè)連成整體。這樣能夠有效減少混凝土的溫度應(yīng)力，減少混凝土的干縮裂縫，對大體型和大跨度建筑有重要的實(shí)踐意義。

2 后澆帶設(shè)計(jì)原則

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 8.1.1條對不同結(jié)構(gòu)類型的伸縮縫間距作出了規(guī)定，同時(shí)第8.1.3條針對采取有效措施控制裂縫的情況，規(guī)定伸縮縫最大間距可以適當(dāng)加大，后澆帶就是其中常見的方法之一。后澆帶可以有效減少結(jié)構(gòu)在施工階段的收縮應(yīng)力，從而減少施工階段的結(jié)構(gòu)長度，并能夠降低結(jié)構(gòu)的差異沉降，最終達(dá)到取消或減少結(jié)構(gòu)中永久變形縫的目的。

溫度后澆帶一般間距范圍在30～40 m之間，寬度通常為800～1 000 mm，在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、樓板、墻板至頂板均設(shè)有。后澆帶在施工階段對調(diào)整混凝土的收縮發(fā)揮著重要作用，但卻不能減少結(jié)構(gòu)在使用階段的溫度應(yīng)力，所以不宜單獨(dú)使用施工后澆帶的方法來解決超長結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力問題，可多種措施并舉，減少超長結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力。

3 后澆帶應(yīng)用實(shí)例

在實(shí)際工程中，后澆帶的應(yīng)用非常普遍。以山西省太原市的某大型超市為例，平面尺寸長200 m，寬150 m，地下3層為汽車車庫，地上3層為大型綜合超級市場，框架結(jié)構(gòu)體系，樓蓋采用空心板結(jié)構(gòu)體系，柱網(wǎng)尺寸9.3 m。整個(gè)結(jié)構(gòu)不設(shè)伸縮縫，其平面尺寸遠(yuǎn)大于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的伸縮縫設(shè)置間距55 m。每隔30～40 m設(shè)計(jì)一道后澆帶，其寬度800 mm，同時(shí)在混凝土中加入占總質(zhì)量20%的粉煤灰，以減少混凝土的收縮；加入占總質(zhì)量5%的纖維材料，用于抵抗結(jié)構(gòu)在使用階段的溫度應(yīng)力，防止由此產(chǎn)生的裂縫。此外，在施工中還采用薄膜覆蓋等技術(shù)，加強(qiáng)了混凝土的養(yǎng)護(hù)。工程竣工使用至今5年多，未發(fā)現(xiàn)影響建筑正常使用的裂縫，至今使用正常。

后澆帶在地下建筑中的應(yīng)用也尤其重要。山西省XX市人民廣場為地下1層大型商場，平面尺寸長430 m，寬260 m，框架結(jié)構(gòu)，屋蓋采用空心板結(jié)構(gòu)體系，柱網(wǎng)尺寸8.4 m。整個(gè)結(jié)構(gòu)在長方向設(shè)一道變形縫，寬方向不設(shè)伸縮縫，分隔后平面尺寸遠(yuǎn)大于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的伸縮縫設(shè)置間距55 m。為減少混凝土的收縮，每隔30～40 m設(shè)計(jì)一道后澆帶，其寬度為800 mm，同時(shí)在混凝土中加入水泥質(zhì)量20%的粉煤灰，加入水泥質(zhì)量為5%的聚丙烯纖維，工程竣工使用至今3年多，未發(fā)現(xiàn)影響建筑正常使用的裂縫，至今使用正常。

山西省XX市德馨花園A樓為地上33層剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，地下3層，住宅北側(cè)裙房為6層商場，地下1層。裙房與住宅主體建筑連成一體，裙房部分為框架結(jié)構(gòu)，橫向共2跨，跨度均為8.4 m，裙房部位靠主樓一跨設(shè)沉降后澆帶，寬度為800 mm，基礎(chǔ)及基礎(chǔ)以上各層均設(shè)有，待高層主體完工后封帶。主體建筑基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土人工挖孔灌注樁；為了控制裙房與主體兩者的沉降差，裙房采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，設(shè)防水板，條形基礎(chǔ)下做1 m厚3∶7灰土墊層?？紤]到33層主體建筑與6層裙房之間沉降差的問題，工程采用沉降后澆帶的措施進(jìn)行處理，取得了預(yù)期的良好效果，2010年工程竣工投入使用后至今使用正常。

4 后澆帶的施工要求

4.1 保留時(shí)間

混凝土的抗拉強(qiáng)度相對較低，同時(shí)混凝土干縮易形成混凝土開裂；而后澆帶可以釋放部分混凝土中的收縮應(yīng)力，且在一定程度上允許混凝土產(chǎn)生收縮變形。所以，后澆帶保留的時(shí)間越長，混凝土中的收縮應(yīng)力釋放得越充分，后期混凝土的干縮裂縫就越容易控制。但為了保證工程進(jìn)度、不影響設(shè)備安裝，后澆帶的保留時(shí)間又不宜太長，一般在1～2個(gè)月。在這一階段，大約30%以上的混凝土收縮已經(jīng)完成，這就有效地減少了使用階段混凝土裂縫的產(chǎn)生，為增加結(jié)構(gòu)變形縫的間距提供了良好的條件。沉降后澆帶的封帶要求待主體結(jié)構(gòu)施工完畢或大部分沉降（50%～80%）完成以后再澆筑，這樣后澆帶兩側(cè)的沉降相對減少到了可控的范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)主體結(jié)構(gòu)和裙房的一體化設(shè)計(jì)，極大地降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

4.2 寬度和構(gòu)造

后澆帶的寬度一般為800～1 000 mm，這能夠保證混凝土的收縮變形。一般認(rèn)為墻板處的后澆帶，其鋼筋要求可以錯(cuò)開搭接，對梁范圍內(nèi)的后澆帶，則其主筋要求貫通。但為施工方便，后澆帶處的鋼筋也可不斷開。沉降后澆帶的做法除澆筑時(shí)間和溫度后澆帶有所不同以外，其余做法與后者相同。

后澆帶的平面位置應(yīng)綜合各種因素確定，基礎(chǔ)形式、上部結(jié)構(gòu)布置情況、施工的難易程度、分隔后結(jié)構(gòu)體系的受力情況等都應(yīng)當(dāng)考慮。后澆帶通常宜設(shè)置在柱距3等分線附近，使其處于結(jié)構(gòu)的受力較小部位。

后澆帶應(yīng)設(shè)置在鋼筋布置較少、結(jié)構(gòu)相對簡單的部位，同時(shí)盡量避免與梁的位置重合。為了方便施工，結(jié)構(gòu)上部后澆帶的位置可與基礎(chǔ)后澆帶的平面位置錯(cuò)開，但必須位于同一跨內(nèi)。后澆帶的平面布置不必一定是直線，根據(jù)不同情況可靈活處理。在上述工程中，在山西省XX市德馨花園A樓主體的溫度后澆帶就采用了折線式的形式。endprint

5 后澆帶的不足

后澆帶已被大量應(yīng)用到工程中，解決了許多施工中存在的難點(diǎn)問題，但同時(shí)也帶來一系列的新問題。對后澆帶來說，所在部位全部斷開，待后期澆筑，鋼筋長期裸露在外，這給施工帶來很大的麻煩，有時(shí)還會影響施工進(jìn)度。

后澆帶兩側(cè)混凝土的干縮在后澆帶澆筑前大部分已經(jīng)完成，后澆帶范圍內(nèi)的混凝土干縮易導(dǎo)致后澆帶兩側(cè)產(chǎn)生裂縫。對地下工程而言，后澆帶給防水工程增加了許多難度，在體型復(fù)雜位置還容易造成漏水等現(xiàn)象；對沉降后澆帶而言，幾個(gè)月甚至1年以上暴露在外面，落入各種垃圾、雜物，難于清洗，影響工程質(zhì)量。

6 取消后澆帶的探索

6.1 理論依據(jù)

現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》8.1.1條對變形縫的間距有明確的規(guī)定；但《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》同時(shí)在8.1.3條也指出，有充分依據(jù)時(shí)對8.1.1條中規(guī)定的變形縫的最大間距可適當(dāng)增大。而我國國土面積遼闊，各地的環(huán)境因素有所不同，采用同一數(shù)值的變形縫間距尺度有所單一，不能全面合理地反映各地工程的實(shí)際情況。

混凝土的開裂除混凝土凝結(jié)硬化中的干縮裂縫外，外界溫度變化也是導(dǎo)致裂縫的因素之一。目前，在施工當(dāng)中積累了許多經(jīng)驗(yàn)，可以有效減少混凝土的干縮裂縫，對溫度裂縫的控制也形成了一系列的有效措施。因此，在采取合理的方法后，可以適當(dāng)加大變形縫的間距；與此同時(shí)，后澆帶的數(shù)量也可以相應(yīng)地減少或取消。

6.2 控制混凝土干縮裂縫的方法

6.2.1 控制水泥的品種及用量

盡可能采用水化熱較低的水泥，不宜使用早強(qiáng)水泥，這樣有利于控制混凝土的收縮裂縫。水泥的用量少則干縮就少，水化熱低則由水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力就小，不易形成由溫度應(yīng)力導(dǎo)致的開裂。早強(qiáng)水泥往往磨得很細(xì)，細(xì)度較小，使水泥水解水化的速度很快、早期強(qiáng)度大，但易導(dǎo)致用水量大、干縮大和易開裂等。

6.2.2 合理選擇粗、細(xì)骨料

粗骨料的石子顆粒級配、粒徑、空隙率、形狀等對混凝土的裂縫有很大影響。合理選擇細(xì)骨料的細(xì)度，對減少混凝土的干縮有重要作用。在實(shí)際工程中宜盡量選擇河砂，同時(shí)，從技術(shù)指標(biāo)上也盡量選擇中砂，這樣有利于對混凝土干縮的控制。

6.2.3 控制拌和用水的用量

混凝土中的拌和用水除參與水泥的水解水化反應(yīng)外，還形成水泥漿體，包裹在粗、細(xì)骨料的表面，使混凝土拌和物具有流動(dòng)性。在滿足混凝土拌和物和易性的前提下，減少用水量，可以增大混凝土的密實(shí)度，減少水分蒸發(fā)后產(chǎn)生的孔隙，有利于減少混凝土的干縮。

6.2.4 合理使用摻料

在混凝土中加入粉煤灰等摻料，可以降低用水量。在相同工作度的前提下，合理改善混凝土的和易性。由于用水量減少，可以有效控制干縮裂縫。另外，對于硬化后的混凝土，粉煤灰的應(yīng)用還能夠提高其彈性模量，對減小混凝土的收縮和徐變有很大的幫助。

6.2.5 使用外加劑

采用減水劑能有效降低混凝土的水灰比、減少用水量，得到的混凝土具有較高的密實(shí)度和良好的施工性能，同時(shí)可以有效地控制混凝土干縮裂縫的產(chǎn)生。此外，高密實(shí)度的混凝土對抵抗溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫也有一定作用。

6.2.6 注意混凝土的養(yǎng)護(hù)

及時(shí)對振搗完成的混凝土暴露面進(jìn)行覆蓋，減少暴露時(shí)間，防止混凝土表面水分蒸發(fā)。在混凝土初凝后采用灑水養(yǎng)護(hù)的方法，確保結(jié)構(gòu)體的溫度和濕度滿足設(shè)計(jì)要求。保證混凝土內(nèi)部的水化作用持續(xù)進(jìn)行，促使其強(qiáng)度穩(wěn)定增長，有助于控制混凝土干縮裂縫的產(chǎn)生。

6.3 控制溫度裂縫的措施

采用外墻外保溫，使結(jié)構(gòu)的溫度差減少，降低溫度應(yīng)力，可以有效控制外墻溫度裂縫的產(chǎn)生。對屋面來說，合理增加屋面保溫層厚度，采用屋面架空層的方法來提高其隔熱性；同時(shí)還可以減少太陽對混凝土屋面的直接照射，降低屋面的最高溫度，減少溫度差，從而達(dá)到減少混凝土屋面板溫度應(yīng)力的作用。

在屋頂設(shè)置屋頂伸縮縫，可以充分減少屋頂伸縮縫的間距，降低重點(diǎn)部位溫度應(yīng)力。同時(shí)，在溫度應(yīng)力大的位置合理加設(shè)溫度鋼筋，可以有效減少因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。

6.4 取消或減少后澆帶的案例和方法

6.4.1 在地下建筑應(yīng)用中的作用

山西省XX市學(xué)府花園A樓為地上24層剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅，地下1層。住宅南側(cè)裙房為4層商場，地下1層。裙房與住宅主體建筑連成一體，裙房部分為框架結(jié)構(gòu)，橫向共兩跨，跨度各9.0 m。原設(shè)計(jì)裙房部位靠主樓一跨設(shè)沉降后澆帶，寬度800 mm，基礎(chǔ)和基礎(chǔ)以上各層均設(shè)有，待高層主體完工后封閉?？紤]到主體建筑采用的是鋼筋混凝土靜壓樁，沉降較小，通過控制裙房與主體兩者的沉降差，將裙房基礎(chǔ)由鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)改為鋼筋混凝土筏型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下做1 m厚3∶7灰土墊層不變。取消沉降后澆帶，極大地方便了施工，加快了施工進(jìn)度，縮短了工程工期，2011年工程竣工投入使用后至今使用良好。

山西省XX市學(xué)府佳苑由地下一層大型車場，地上3個(gè)高層住宅構(gòu)成，建筑群平面尺寸長200 m，寬90 m，主體建筑剪力墻結(jié)構(gòu)體系、車庫框架結(jié)構(gòu)體系，柱網(wǎng)跨度8.4 m。整個(gè)結(jié)構(gòu)在長、寬方向均設(shè)若干變形縫，30～40 m一道，分隔后形成若干小塊，施工不便。且需大量腳手架支撐，且影響工程進(jìn)度。為改善這一情況，經(jīng)過方案比對，使用補(bǔ)償收縮混凝土采用膨脹加強(qiáng)帶來代替后澆帶，同時(shí)引入聚丙烯纖維混凝土，增強(qiáng)混凝土的抗裂性能，并加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。工程竣工使用至今近5年，建筑使用正常。

6.4.2 “跳倉法”施工的探索

采用混凝土分段跳倉施工澆筑的方法，對大體積、大跨度的混凝土工程進(jìn)行分段施工?；凇翱狗沤Y(jié)合、先放后抗”的理論，不設(shè)施工縫和后澆帶，極大地改善了施工條件，加快了施工進(jìn)度，并在一定程度上提高了混凝土澆筑質(zhì)量。以“跳倉法”施工技術(shù)代替后澆帶的技術(shù)，對地下結(jié)構(gòu)和大體積、大跨度工程有著重要的作用。endprint