高層建筑結構后澆帶的設計

1、高層建筑結構后澆帶的設計【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計和施工直接影響到工程結構的 經濟 性與安全性， 設計單位和施工單位都應對此予以足夠的重視，必須做好后澆帶的設計與施工， 保證結構的質量。 在文章中本人根據(jù)長期的工程實踐，就后澆帶的設計，與大家進行交流?！娟P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濟的發(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， 結構的形式與受力特點的日益復雜化。后澆帶曾經的主要作用是用來解決構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生的裂縫等，早期的作用與建筑中常用的

2、沉降縫、 變形縫等基本相同。 后來，開始采用后澆帶的可簡化結構設計，從而節(jié)約了資金的投入， 也加快了施工的進度， 當前中國的城市發(fā)展面臨著用地緊張的問題，在設計上越來越多的采用向高、深的發(fā)展， 以達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構，這種結構在靜、荷載，以及溫度變化、混凝土收縮、地基沉降等因素的作用下，會使結構產生裂縫甚至是破壞。直接影響建筑結構的整體性、防水性和耐久性。因而，后澆帶的技術應用，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，產生裂縫是不可避免的。 只有在結構設計

3、和施工規(guī)范的約束下對橫梁、 墻體、和底板進行留設施工裂縫，暫時將結構劃分為多個部分，通過構建的自然物理收縮或膨脹的原理， 在一定的時間之后進行混凝土的填充，然后再將多個結構連成一個統(tǒng)一的整體。在設計中高層建筑和裙房的結構和基礎雖然是一個整體，但如果考慮到建筑地基的重力影響而引起的沉降， 就必須設置后澆帶。 后澆帶的設置能夠解決因基礎設計和裙房結構組成整體的問題。 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，再進行裙房的施工， 最后進行后澆帶的澆筑。另外在后澆帶的設計之前要對整個裙房結構和基礎的強度進行核對和計算， 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構體

4、的后期沉降引發(fā)的內部應力進行計算。對于各種已經建成的混凝土結構，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， 混凝土結構的內部就會產生對溫度的應力，對構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建收縮，在混凝土結構建成之前出于對溫度應力的考慮就應該事先進行裂縫的預留，再在混凝土內部硬結收縮完畢后，進行后澆帶的澆筑，就能夠起到保護構建物整體性的作用。3后澆帶的設計后澆帶的設計要求進行后澆帶的設計之前，首先就要充分了解現(xiàn)行的有關標準，在現(xiàn)行的主要規(guī)范 “高層建筑混凝土結構技術規(guī)程” （

5、 JGJ3-2002）、“地下工程防水技術規(guī)范” （ GB50108-2001 ）及不同版本的建筑結構構造圖集中，對后澆帶的構造要求都作了詳細的規(guī)定。但是由于這些標準、規(guī)范是由不同的專家組編寫，其內容和要求有所不同， 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準。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

6、帶內的鋼筋，有全斷開再搭接， 也有不斷開另設附加筋的規(guī)定。還有后澆帶的砼配制及強度也不相同，有的要求原砼提高一級強度等級， 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，造成了很大的隨機性，所以只有認真理解各規(guī)范的不同結合施工工程的特點、性質，因地制宜、靈活的應用這些標準才能有效地保證工程質量。高層建筑中的后澆帶設計在設計后澆帶時， 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， 主要是要把結構劃分成若干段，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

7、縮應力。 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。 使這兩部分溫差和收縮應力疊加后比混凝土的設計抗拉強度低，從而達到控制裂縫開展并不需要設永久伸縮縫的目的。對于高層建筑主體與裙房之間，需要作出是設置永久變形縫， 還是在施工階段設置沉降后澆帶的選擇時，應該根據(jù)建筑場地地基持力層土質情況、 基礎形式、上部結構布置等條件來進行綜合確定。如果地基持力層的土質較好，比如是做在基巖層或卵石層上的高層建筑基礎，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置永久變形縫，來將高層建筑與裙房基礎（或地下室） 連成整體。 而當?shù)鼗至訅嚎s性較高，且

8、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量較大，在采用天然地基的情況下， 還是應該以設置永久變形縫將高層建筑與裙房徹底脫開為好。當高層建筑與相鄰的裙房之間設置永久變形縫時，高層建筑的基礎埋深一般應該大于裙房基礎埋深至少2 米，不滿足此要求時應計算高層建筑的穩(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，從而使復合地基得到了廣泛的應用。例如目前北京地區(qū)有些工程已經通過在高層建筑下采用復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

9、題。當采用地基處理時， 在結構設計圖紙上， 應明確規(guī)定采用地基處理后，高層建筑與裙房之間的變形要求。不論采用哪種方法， 如果采用施工后澆帶而不設置永久變形縫，都應依據(jù)相關規(guī)范計算裙房和高層建筑的整體傾斜。設計中關于后澆帶位置的確定，應該根據(jù)基礎和上部結構布置的具體情況確定。后澆帶應設置在結構受力較小處，一般在梁、板跨度內的三分之一處，結構彎矩和剪力均較小，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置后澆帶時， 應把后澆帶設置于裙房一側，并且在結構設計上， 應該注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造，提高縱向鋼筋配筋率，用以抵抗后澆帶封

10、閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力。 為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力，通?？梢圆扇∫韵麓胧?， 高層建筑采用樁基或其他地基基礎處理方法，或補償基礎， 盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積， 減小高層建筑基礎底面接觸壓力，而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等， 調節(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。設計地基基礎時，要結合工程實際情況，進行多角度的對比，來選擇出一個最為合理的方案。 關

11、于后澆帶部位的鋼筋，應保持鋼筋的連續(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，其通道的頂板、底板均與主樓相連，但施工場地狹小，無法留設后澆帶，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，應該將后澆帶進行曲折布置， 而不是沿著一條直線布置。 連接的方式建議首選機械連接或焊接， 但是一定要注意施工的質量。 在采用搭接連接的時候

12、， 應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。 基礎后澆帶的斷面形式， 不要推給施工單位， 而是應于結構設計圖紙上用詳圖明確的表示出來， 有時地下水的水位會較高， 在這種情況下， 應該在基礎后澆帶下進行防水板的設置， 并根據(jù)需要考慮是否需要增設一道附加防水層。 后澆帶施工時模板應支撐安裝牢固， 鋼筋進行清理整形， 施工質量應滿足鋼筋混凝土設計和施工驗收規(guī)范的要求， 以保證混凝土密實無裂縫。4.結束語通過設置后澆帶，使大體積混凝土可以分塊施工，加快了施工進度，縮短了施工工期。由于不設永久性的沉降縫， 簡化了建筑結構設計， 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