高层住宅后浇带设置.doc

基于高层住宅楼建筑结构后浇带设置研究杨 鹏（河海大学 土木工程学院 07级土木强化班，江苏 南京 210098）摘要: 高层住宅楼群为了防止不均匀沉降引起结构内力增加，导致结构断裂破坏，设置不同的结构后浇带非常必要，分析后浇带设置的力学原理，研究后浇带设置的合理位置、施工程序、建造特点，为项目施工提供科学的依据。关键词：高层住宅楼施工；结构后浇带；设置研究中图分类号：TU398.1 文献标志码：B50 引言在高层建筑物中，往往把高层主楼与低层裙房连在一起，。从结构观点看，希望将高层与裙房脱开，这就需要设变形缝；但从建筑要求看又不希望设缝。因为设缝会出现双梁、双柱甚至双墙。 在高层建筑设计中因功能需要把主楼与裙房连成整体并不允许设置沉降缝，此时为减少高层主楼与低层裙房之间因不均匀沉降引起的结构内力，或大面积浇筑混凝土引起的温度应力，在不增加造价和加大施工成本的情况下，采用施工后浇带是行之有效的方法。在主楼与裙房之间用后浇带隔开，使其各自形成独立单体，既能在施工期间各自沉降，把主沉降差所引起的内力释放掉，同时也避免了同一楼层大面积混凝土浇筑引起的温度应力，然后用后浇带连成整体以满足建筑使用功能的要求。1结构后浇带的概念、分类和功能1.1后浇带的概念后浇带的英文名称是post-cast strip。后浇带的定义是：为了解决因沉降差、收缩应力等引起结构破坏和裂缝而滞后浇筑的二期混凝土施工带。高层住宅楼后浇带，是在建筑结构施工中,为防止现浇钢筋混凝土结构由于沉降、变形、不均收缩产生结构内应力，可能产生的破坏和有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁等相应位置留设临时施工缝或后浇带，将结构暂时划分为若干部分，结构经过构件沉降稳定和内部收缩完成后，在合适的时间再浇捣该施工缝或后浇带混凝土，将结构连成整体1。1.2后浇带的分类高层住宅楼施工后浇带分为沉降后浇带、收缩后浇带和温度后浇带3类，其含义为。 （1）为解决高层建筑主楼与裙房的沉降差而设置的后浇施工带称为沉降后浇带。 （2）为防止混凝土凝结收缩开裂而设置的后浇施工带称为收缩后浇带。 （3）为防止混凝土因温度变化拉裂而设置的后浇施工带称为温度后浇带。1.3后浇带的功能高层住宅楼后浇沉降带、后浇收缩带和后浇温度带的功能，分别用于解决高层主楼与低层裙房间差异沉降、钢筋混凝土收缩变形和减小温度应力等问题。这种后浇带一般具有多种变形缝的功能，设计时一般考虑以种功能为主，其他功能为辅。施工后浇带是整个建筑物，包括基础及梁板结构施工中的预留缝(“缝”很宽，故称为“带”)，待主体结构完成，将后浇带混凝土补齐后，这种“缝”即不存在，既在整个结构施工中解决了高层主楼与低居裙房的差异沉降，又达到了不设永久变形缝的目的。2 结构后浇带的力学分析高层住宅楼的后浇带主要有两种。一种是同一栋楼不同高度两个单元之间的连接构件，是防止主体建筑荷载不同引起的不均匀沉降。另一种是主体建筑与单元门雨棚独立柱不在同一个刚性基础上，主体建筑比单元门雨棚独立柱沉降大，为了防止不均匀沉降引起顶梁内应力过大断裂而设置的后浇带。高层住宅楼主体建筑与单元门柱之间的后浇带为什么不是紧靠主体结构，为什么不是紧靠单元门雨棚柱。雨棚的柱子是独立柱基础，于是，假设主体建筑部分连接的是地基时，属于刚性连接，独立柱基础是铰接，混凝土部分都是刚性连接。单元门口后浇带进行力学分析，将结构简化成所示的受力图。对高层住宅楼主体建筑与单元门柱构成的荷载图进行分析，由于主体建筑与单元门柱基础分离、荷载差别大、相同地质条件下沉降差别大，由于左侧主体比右侧门柱沉降大，在不设后浇带时，得出结构所受剪力和弯矩示意图。 主体建筑与单元门的结构荷载图 主体建筑与单元门的剪力示意图 主体建筑与单元门的弯矩示意图通过受力分析，后浇带位置设置恰巧是符合剪力和弯矩最小或为零附近的受力力学原理，后浇带的设置与构件受力关系密切。3 后浇带的有效设置方法 高层住宅楼后浇带是按照高层建筑规范（以下简称高规）布置，设计施工人员必须采用的方法，其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放结构应力，减小因为变形而导致的结构断裂和破坏。对有效设置后浇带的位置、间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间要有明确要求，通过实践，深感对后浇带的做法必须予以重视。如设计施工处理不好，不仅起不到予期的效果，还会留下结构隐患。因此，有效设置后浇带的方法应该控制以下7个方面。（1）间距：高规规定为30m40m。具体工程应结合建筑物长度、结构特点、地质环境、气候特点等综合考虑。 （2）位置：后浇带布置在小跨梁、小开间或受力较小的部位，一般可在梁跨1/3处。后浇带平面布置时，宜平行于主梁，以免梁截断太多。视具体结构情况可沿板的平面曲折通过。 （3）宽度：高规规定8001000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。（4）钢筋：对后浇带内梁纵向受力钢筋必须贯通,不许断开。其他钢筋处理有两种做法。温度后浇带梁板结构钢筋均断开后搭接(高规要求)，但由于梁钢筋搭、焊接处理困难，质量不易保证，易给结构造成隐患。沉降后浇带板和梁原有钢筋不应切断，并根据构造要求加筋将其补强。目前工程采用较多，但钢筋不能约束结构位移。高层住宅楼后浇带采取了板和梁钢筋直通不断的方法。（5）浇筑时间：高规要求，沉降后浇带宜在主体结构完成后的变形量超过70、温度后浇带在主体结构完成两个月后、且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于结构早期沉降、收缩量大，相对一年的沉降、收缩量，半月约占3040%；1个月约占4555%；2个月约占6575%；半年约占8090%，故应按规范执行，一般应保证两个月后浇筑。 （6）后浇混凝土：采用无收缩或微膨胀混凝土，强度较主体混凝土提高C5级。高层住宅楼项后浇带混凝土在C30级基础上提高C5级，目前采用的强度是C35级。 （7）设计交底：要特别交待施工单位注意以下问题：后浇带两侧宜设钢筋网片，防止主体混凝土流入后浇带。后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛，浇筑时振捣密实，精心养护。后浇带两侧支撑保证稳定可靠，后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。后浇带上使用的混凝土要添加膨胀剂的补偿收缩混凝土，掺1012%的UEA（膨胀率为210-4310-4）补偿收缩混凝土。4 后浇带设置的规范依据根据有限的资料，查到后浇带设置的有关规范有5个。（1）JGJ32002高层建筑混凝土结构技术规程12.1.10条规定，当采用刚性防水方案时，同一建筑的基础应避免设置变形缝。可沿基础长度每隔3040m留一道贯通顶板、底板及墙板的施工后浇缝，缝宽不宜小于800mm，且宜设置在柱距3等分的中间范围内。后浇缝处底板及外墙宜采用附加防水层；后浇缝混凝土宜在其两侧混凝土浇灌完毕2个月后再进行浇灌，其强度等级应提高一级，且宜采用早强、补偿收缩的混凝土。（2）JGJ699高层建筑箱形与筏形基础技术规范6.6.2条规定，基础长度超过40m时，宜设置施工缝，缝宽不宜小于80cm.在施工缝处，钢筋必须贯通。6.6.3条规定，当主楼与裙房采用整体基础，且主楼基础与裙房基础之间采用后浇带时，后浇带的处理方法应与施工缝相同。（3）GB500102002混凝土结构设计规范9.1.3条规定，如有充分依据和可靠措施，本规范表中的伸缩缝最大间距可适当增大，混凝土浇筑采用后浇带分段施工。（4）GB500072002建筑地基基础设计规范8.4.15条规定，对高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造应符合下列要求：当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带，后浇带的位置宜设在距主楼边柱的第2跨内；后浇带混凝土宜根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后方可进行浇注。（5）GB501082001地下工程防水技术规范5.2.1条规定，后浇带应设在受力和变形较小的部位，间距宜为30-60m，宽度宜为700-1000mm.5.2.2条规定，后浇带可做成平直缝，结构主筋不宜在缝中断开，如必须断开，则主筋搭接长度应大于45倍主筋直径，并应按设计要求加设附加钢筋。5.2.4条对后浇带的施工规定如下：后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42d后再施工，但高层建筑的后浇带应在结构顶板浇筑混凝土14d后进行；后浇带混凝土的养护时间不得少于28d.通过力学求解，绘制出模拟沉降后雨棚的受力情况。从剪力图、弯矩图上可以看出，后浇带的位置应该是设置在弯矩为零（或最小）的地方。这样，当沉降结束后，进行后浇带施工，这样布置的后浇带才是科学合理的。因施工现场条件复杂、混凝土模板、钢筋受力等等情况不同，所以，施工中有时错误地把后浇带放在中间了，影响结构强度。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低时，可用浇筑水泥或水泥中掺微量铝粉的混凝土，其强度等级应比构件强度高一级，防止新老混凝土之间出现裂缝，造成薄弱部位。设置后浇带的部位还应该考虑模板等措施不同的消耗因素。1解决沉降差。高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体，但在施工时用后浇带把两部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量（50以上）以后再浇灌连接部分的混凝土，将高低层连成整体。设计时基础应考虑两个阶段不同的受力状态，分别进行强度校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好，房屋的沉降能在施工期间内基本完成。同时还可以采取以下调整措施：（1）调压力差。主楼荷载大，采用整体基础降低土压力，并加大埋深，减少附加压力；低层部分采用较浅的十字交叉梁基础，增加土压力，使高低层沉降接近。（2）调时间差。先施工主楼，待其基本建成，沉降基本稳定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。（3）调标高差。经沉降计算，把主楼标高定得稍高，裙房标高定得稍低，预留两者沉降差，使最后两者实际标高相一致。 设置后浇带的位置、距离通过设计计算确定，其宽度考虑施工简便、避免应力集中，常为8001200mm；在有防水要求的部位设置后浇带，应考虑止水带构造。2.减小温度收缩影响。新浇混凝土在硬结过程中会收缩，已建成的结构受热要膨胀，受冷则收缩。混凝土硬结收缩的大部分将在施工后的头12个月完成，而温度变化对结构的作用则是经常的。当其变形受到约束时，在结构内部就产生温度应力，严重时就会在构件中出现裂缝。在施工中设后浇带，是在过长的建筑物中，每隔3040米设宽度为7001000毫米的缝，缝内钢筋采用搭接或直通加弯做法。留出后浇带后，施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，提高结构抵抗温度变化的能力。后浇带保留时间一般不少于一个月，在此期间，收缩变形可完成3040。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低（但应为正温度）时，可用浇筑水泥或水泥中掺微量铝粉的混凝土，其强度等级应比构件强度高一级，防止新老混凝土之间出现裂缝，造成薄弱部位。1后浇带：为了防止建筑物因为不均匀沉降、材料因温度伸缩、建筑主体结构内部