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1、高層建筑結(jié)構(gòu)后澆帶的設(shè)計【摘要】現(xiàn)代社會，高層建筑會以更快的速度發(fā)展，高層建筑后澆帶的設(shè)計和施工直接影響到工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，設(shè)計單位和施工單位都應(yīng)對此予以足夠的重視，必須做好后澆帶的設(shè)計與施工，保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在文章中本人根據(jù)長期的工程實踐，就后澆帶的設(shè)計，與大家進(jìn)行交流。【關(guān)鍵詞】高層建筑；建筑工程；后澆帶1.緒論改革開發(fā)后，我國的綜合國力隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷提高，越來越多的出現(xiàn)高層和超高層的建筑。隨之而來的是，結(jié)構(gòu)的形式與受力特點(diǎn)的日益復(fù)雜化。后澆帶曾經(jīng)的主要作用是用來解決構(gòu)筑物自身因素帶來的不均勻沉降、混凝土變形收縮及溫度變化產(chǎn)生的裂縫等，早期的作用與建筑中常用的沉降縫、變形縫等基本2、相同。后來，開始采用后澆帶的可簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而節(jié)約了資金的投入，也加快了施工的進(jìn)度，當(dāng)前中國的城市發(fā)展面臨著用地緊張的問題，在設(shè)計上越來越多的采用向高、深的發(fā)展，以達(dá)到最大限度利用空間的目的。因高層建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在靜、荷載，以及溫度變化、混凝土收縮、地基沉降等因素的作用下，會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至是破壞。直接影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性、防水性和耐久性。因而，后澆帶的技術(shù)應(yīng)用，越來越多的得到重視。2后澆帶的主要功能 后澆帶是一種建筑施工中，防止裂縫破壞的一種有效措施。鋼筋混凝土在不同的溫度下收縮的程度和膨脹的程度不同，產(chǎn)生裂縫是不可避免的。只有在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)范的約束下對橫梁、墻體3、和底板進(jìn)行留設(shè)施工裂縫，暫時將結(jié)構(gòu)劃分為多個部分，通過構(gòu)建的自然物理收縮或膨脹的原理，在一定的時間之后進(jìn)行混凝土的填充，然后再將多個結(jié)構(gòu)連成一個統(tǒng)一的整體。在設(shè)計中高層建筑和裙房的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)雖然是一個整體，但如果考慮到建筑地基的重力影響而引起的沉降，就必須設(shè)置后澆帶。后澆帶的設(shè)置能夠解決因基礎(chǔ)設(shè)計和裙房結(jié)構(gòu)組成整體的問題。通過后澆帶將這兩個部分分開。一般的施工順序是先對建筑的主體施工，再進(jìn)行裙房的施工，最后進(jìn)行后澆帶的澆筑。另外在后澆帶的設(shè)計之前要對整個裙房結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的強(qiáng)度進(jìn)行核對和計算，通過沉降量計算后澆帶的澆筑時間和對由于連接成為整體后的結(jié)構(gòu)體的后期沉降引發(fā)的內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行計算。對于各種已4、經(jīng)建成的混凝土結(jié)構(gòu)，如果施工工期由于種種原因而必須選在氣溫較底的季節(jié)，那么隨著季節(jié)的變化，溫度會升高，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部就會產(chǎn)生對溫度的應(yīng)力，對構(gòu)建物形成向外的擠壓力量。如果這種力量超過了限度，在混凝土構(gòu)建物中就會出現(xiàn)裂縫和造成破壞。后澆帶能夠克服因溫度差引起的構(gòu)建收縮，在混凝土結(jié)構(gòu)建成之前出于對溫度應(yīng)力的考慮就應(yīng)該事先進(jìn)行裂縫的預(yù)留，再在混凝土內(nèi)部硬結(jié)收縮完畢后，進(jìn)行后澆帶的澆筑，就能夠起到保護(hù)構(gòu)建物整體性的作用。3后澆帶的設(shè)計3.1后澆帶的設(shè)計要求進(jìn)行后澆帶的設(shè)計之前，首先就要充分了解現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)行的主要規(guī)范“高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”（JGJ3-2002）、“地下工程防水技術(shù)規(guī)范5、”（GB50108-2001）及不同版本的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖集中，對后澆帶的構(gòu)造要求都作了詳細(xì)的規(guī)定。但是由于這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范是由不同的專家組編寫，其內(nèi)容和要求有所不同，各有偏重，不可避免地存在一些差異。比如，后澆帶的留置寬度一般700-1000mm，現(xiàn)常見的有800mm、1000mm、1200mm三種。需要視具體要求服從于不同的寬度標(biāo)準(zhǔn)。在后澆帶的接縫形式中有四種包括階梯縫、平直縫、槽口縫和X形縫。后澆帶砼的補(bǔ)澆時間也不相同，有的規(guī)定不少于14天，有的規(guī)定不少于42天，有的規(guī)定不少于60天，有的規(guī)定封頂后28天。還有后澆帶內(nèi)的鋼筋，有全斷開再搭接，也有不斷開另設(shè)附加筋的規(guī)定。還有后澆帶的砼配制及強(qiáng)6、度也不相同，有的要求原砼提高一級強(qiáng)度等級，也有的要求用同等級或提高一級的無收縮砼澆筑。還有養(yǎng)護(hù)時間規(guī)定不一致，有7天、14天或28天等幾種時間要求。上述差異的存在，不可避免的給施工帶來不便，造成了很大的隨機(jī)性，所以只有認(rèn)真理解各規(guī)范的不同結(jié)合施工工程的特點(diǎn)、性質(zhì)，因地制宜、靈活的應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)才能有效地保證工程質(zhì)量。 3.2高層建筑中的后澆帶設(shè)計 在設(shè)計后澆帶時，通過計算一般將總溫度和收縮分為兩個部分。在第一部分溫差和收縮期間，主要是要把結(jié)構(gòu)劃分成若干段，使每一段的長度盡可能的較短，保證能夠有效的減少溫度和收縮應(yīng)力。在施工的后期再將這些若干小段澆筑成為一個整體，并繼續(xù)完成第二部分的溫差和收縮。使7、這兩部分溫差和收縮應(yīng)力疊加后比混凝土的設(shè)計抗拉強(qiáng)度低，從而達(dá)到控制裂縫開展并不需要設(shè)永久伸縮縫的目的。對于高層建筑主體與裙房之間，需要作出是設(shè)置永久變形縫，還是在施工階段設(shè)置沉降后澆帶的選擇時，應(yīng)該根據(jù)建筑場地地基持力層土質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式、上部結(jié)構(gòu)布置等條件來進(jìn)行綜合確定。如果地基持力層的土質(zhì)較好，比如是做在基巖層或卵石層上的高層建筑基礎(chǔ)，或采用樁基時的高層建筑沉降變形量較小時，就可以考慮采用施工后澆帶而不是設(shè)置永久變形縫，來將高層建筑與裙房基礎(chǔ)（或地下室）連成整體。而當(dāng)?shù)鼗至訅嚎s性較高，且厚度較大，高層建筑主體與裙房之間的高差懸殊較大，高層建筑荷載較大，則由于高層建筑與裙房之間的差異沉降8、量較大，在采用天然地基的情況下，還是應(yīng)該以設(shè)置永久變形縫將高層建筑與裙房徹底脫開為好。當(dāng)高層建筑與相鄰的裙房之間設(shè)置永久變形縫時，高層建筑的基礎(chǔ)埋深一般應(yīng)該大于裙房基礎(chǔ)埋深至少2米，不滿足此要求時應(yīng)計算高層建筑的穩(wěn)定性，并采取可靠措施防止高層建筑與裙房之間發(fā)生相互傾斜。復(fù)合地基可以提高地基持力層承載力，提高土體彈性模量，有效地控制建筑物沉降，從而使復(fù)合地基得到了廣泛的應(yīng)用。例如目前北京地區(qū)有些工程已經(jīng)通過在高層建筑下采用復(fù)合地基的方法來替代樁基，用以解決高層建筑主體與裙房之間差異沉降的問題。當(dāng)采用地基處理時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙上，應(yīng)明確規(guī)定采用地基處理后，高層建筑與裙房之間的變形要求。不論采用哪種9、方法，如果采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫，都應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。設(shè)計中關(guān)于后澆帶位置的確定，應(yīng)該根據(jù)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)布置的具體情況確定。后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯開，后澆帶間距一般為30米到50米。如果是在高層建筑與裙房之間設(shè)置后澆帶時，應(yīng)把后澆帶設(shè)置于裙房一側(cè)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)該注意加強(qiáng)高層建筑與裙房相連部位的構(gòu)造，提高縱向鋼筋配筋率，用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，通常可以采取以下措施，高層建筑采用樁基10、或其他地基基礎(chǔ)處理方法，或補(bǔ)償基礎(chǔ)，盡量擴(kuò)大高層建筑基礎(chǔ)與地基接觸面積，減小高層建筑基礎(chǔ)底面接觸壓力，而裙房則采用埋深較淺的獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)等，調(diào)節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。盡量增大裙房部分的基礎(chǔ)底面接觸壓力，加大裙房的沉浸量。根據(jù)高層建筑埋置深度情況，適度調(diào)整高層建筑地下室的高度，使地基持力層落在地基承載力高、壓縮性小的土層上，高層建筑的沉降量可得到有效的減少。設(shè)計地基基礎(chǔ)時，要結(jié)合工程實際情況，進(jìn)行多角度的對比，來選擇出一個最為合理的方案。關(guān)于后澆帶部位的鋼筋，應(yīng)保持鋼筋的連續(xù)性，不宜斷開。也就是臨時性的斷開后澆帶處的混凝土。因施工情況不同，有時不允許留后澆帶，例如某工程地下車庫，其11、通道的頂板、底板均與主樓相連，但施工場地狹小，無法留設(shè)后澆帶，在這種情況下，施工單位采取了先施工主體工程，然后再施工車道部分，要求與主體相連的鋼筋必須預(yù)留，后期采用焊接連接，同一截面的鋼筋焊接連接率不得大于50%。有時，有的工程也有將后澆帶內(nèi)鋼筋全部斷開的時候，在這樣的情況下，為避免在同一截面鋼筋100%連接，應(yīng)該將后澆帶進(jìn)行曲折布置，而不是沿著一條直線布置。連接的方式建議首選機(jī)械連接或焊接，但是一定要注意施工的質(zhì)量。在采用搭接連接的時候，應(yīng)該注意后澆帶的寬度要滿足按混凝土規(guī)范計算的鋼筋搭接連接長度?；A(chǔ)后澆帶的斷面形式，不要推給施工單位，而是應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙上用詳圖明確的表示出來，有時地下水12、的水位會較高，在這種情況下，應(yīng)該在基礎(chǔ)后澆帶下進(jìn)行防水板的設(shè)置，并根據(jù)需要考慮是否需要增設(shè)一道附加防水層。后澆帶施工時模板應(yīng)支撐安裝牢固，鋼筋進(jìn)行清理整形，施工質(zhì)量應(yīng)滿足鋼筋混凝土設(shè)計和施工驗收規(guī)范的要求，以保證混凝土密實無裂縫。4.結(jié)束語通過設(shè)置后澆帶，使大體積混凝土可以分塊施工，加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期。由于不設(shè)永久性的沉降縫，簡化了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高了建筑物的整體性，同時也減少了滲漏水的因素，在當(dāng)前的社會發(fā)展形勢下，高層建筑會更多的出現(xiàn)在城市中，重視后澆帶的設(shè)計施工，是建筑工程發(fā)展的需要?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 吳紀(jì)寧 富鳴 后澆帶的設(shè)計與施工探討 江蘇建筑 2001 第1期2 孟令江 淺析結(jié)構(gòu)后澆帶設(shè)計和施工質(zhì)量控制 山西建筑 2008 第13期3 劉震 張明朗 后澆帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報 2000 第3期 .4 黃進(jìn)杰 談建筑施工后澆帶的應(yīng)用 山西建筑 2005 第6期5 李麗萍 銀永明 后澆帶對結(jié)構(gòu)的影響及其施工措施 低溫建筑技術(shù) 2006 第6期