后澆帶設置對混凝土結構裂縫的影響探討

胡均雨，譚莉，周良辰

（1. 聊城昌潤住房開發建設有限公司，山東 聊城 252000；2. 聊城市建設工程質量監督站，山東 聊城 252000）

后澆帶設置對混凝土結構裂縫的影響探討

胡均雨1，譚莉2，周良辰1

（1. 聊城昌潤住房開發建設有限公司，山東 聊城 252000；2. 聊城市建設工程質量監督站，山東 聊城 252000）

本文針對工程中出現的因后澆帶設置不當而產生的裂縫，從后澆帶的帶寬、間距、位置三個方面的設置，及釋放約束與釋放變形兩個角度，探討了其對混凝土結構裂縫的影響，提出了實際工程應用中應綜合考慮約束與變形進行后澆帶設置。

后澆帶；約束；變形；開裂

0 前言

我們對超長混凝土結構的概念大多來自于 GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》[1]，對鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的設置，結構某一個方向的長度超過規范中伸縮縫最大間距即認為屬于超長結構，兩個方向都超長屬于雙向超長結構。美國 ACI 對超長混凝土結構的定義是混凝土結構長度達到必須考慮混凝土收縮和溫度變化等引起的裂縫問題時，結構可以認定為超長混凝土結構，現在國內的工程界更多的人也在慢慢認可后者對于超長的定義，設計師們對于伸縮縫的設置也逐漸地不局限于規范的要求。

1 后澆帶的定義

永久性伸縮縫的存在對于結構的連續性及防水功能都造成不利的影響，現在多采取設置后澆帶的方式來解決這一弊端。后澆帶也被稱為臨時性伸縮縫，是施工期間保留的臨時性釋放變形的措施，保留一定時間后，再進行混凝土澆筑，進行封閉填充，澆筑后形成連續整體的無伸縮縫結構，或者能擴大永久性伸縮縫間距從而減少永久性伸縮縫。中國建筑材料科學研究院從 1990 年開始探索并提出了“取消伸縮縫的設計方法”[2]，利用后澆帶釋放部分變形，同時利用摻膨脹劑的補償收縮混凝土來抵御一部分變形，以達到無縫施工的目的。這也是目前工程中所采用的超長無縫施工技術的由來。

后澆帶的種類從一般可分為收縮后澆帶、溫度后澆帶及沉降后澆帶，主要用來釋放施工期間板長方向的干燥收縮變形、板長方向的冷縮變形及因建筑物沉降差異產生的高度差。

中國建筑材料科學研究總院的趙順增、劉立等提出的“膨脹加強帶”的概念[3]，使超長結構設計更合理，也更先進，其提出的三種劃分方式包括連續式膨脹加強帶、間歇式膨脹加強帶及后澆式膨脹加強帶，其中后澆式膨脹帶的做法類似于我們前面所說的后澆帶的做法；間歇式膨脹加強帶屬于取消后澆帶，設置臨時施工縫的一種做法；連續式膨脹加強帶屬于取消后澆帶，可以連續施工的一種做法。

2 后澆帶設置依據

目前來看，各國對于后澆帶的設置都還處于比較模糊和利用經驗的階段，美國混凝土協會基于混凝土裂縫控制的目的，在大體積混凝土施工時，必須考慮水化熱溫升導致的溫度應力，需要對配筋、溫度場及溫度應力進行驗算，而對于超長結構伸縮縫設置方面沒有明確的規定，設計師們憑借自己的經驗，綜合考慮各種因素設置后澆帶。日本在規范中設定對露天混凝土結構的變形縫最大間距為 30m，并需要根據建筑物的長度、平面形狀及立面形狀配置伸縮縫。德國在裂縫控制方面對于需要考慮溫度應力的結構，設定了溫差的限值，對與超長結構抵御收縮變形的后澆帶設置也無規定。英國的規范規定了鋼筋混凝土結構，在露天環境下的最小變形縫間距為 7m。我國 GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》規定：對于現澆地下墻體等混凝土結構的變形縫最大間距為 30m，露天為 20m，具體應用中仍遵循抗放結合的準則[4]。

GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》第 8.1.3 條條文說明中指出，后澆帶是避免結構施工期產生收縮裂縫的有效措施，但間隔期及具體做法不確定性很大，難以統一規定時間，由施工、設計根據具體情況確定。設置后澆帶可以適當地增大伸縮縫間距，但不能完全替代伸縮縫。JGJ 3—2010《高層建筑混凝土結構技術規程》[5]提出了后澆帶的大致做法和要求：后澆帶設置位置應在受力較小的部位，后澆帶間距應為 30～40m，寬度 800～1000mm，后澆帶留置時間不低于 45d。GB 50108—2011《地下工程防水技術規范》[6]規定后澆帶混凝土留置時間應大于 42d，其混凝土強度應比兩側混凝土高一個等級，帶寬宜為 700～1000mm。JGJ 6—1999《高層建筑箱型與筏形基礎技術規范》[7]規定主樓與裙樓的基礎為整體時，應考慮沉降差異在主樓與裙房基礎之間設置沉降后澆帶。GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》[8]也規定了當高層建筑與相連的裙房之間不設沉降縫時，宜在裙房一側設置后澆帶。雖然眾多規范提及了后澆帶的做法及要求，然而實際工程千差萬別、結構迥異，需要根據具體的情況具體考慮，更多的設計師則遵循著以往在該地區類似工程的施工經驗，并無具體的計算與科學的考量。

3 后澆帶設置對混凝土結構裂縫的影響

所有混凝土裂縫產生的原因歸根到底取決于兩個方面，一個是約束，一個是變形，二者缺一不可，而且都與開裂概率成正相關性。談裂縫離不開約束，以往對后澆帶的理解，認為后澆帶是用來釋放變形的，這里邊有一定的誤區，想要解決裂縫問題，僅僅減小收縮變形是不科學的，只有從辯證的角度對待約束與變形才能更好的解決混凝土收縮開裂問題。

在某一大型住宅小區工程中統計了裂縫出現的概率和位置，結果發現緊鄰樓座的車庫頂板位置是開裂的重災區，分析原因發現，該小區施工樓座在前，車庫在后，車庫施工的時候，施工單位認為樓座的沉降已經穩定，所以沒必要設置沉降后澆帶，并且設計院也同意了其做法，結果導致了沿樓座四周的頂板開裂。這個案例里邊，施工單位及設計院都是只考慮了沉降后澆帶釋放沉降變形效用差的作用，而沒有考慮其釋放約束的作用（圖 1）。

圖 1 未釋放約束產生的開裂

在另一工程的底板發現了裂縫，找尋裂縫的開裂規律發現，裂縫都位于塔吊基礎周圍，塔吊基礎的厚度與底板的厚度差別較大，存在大的變截面，兩個部位的變形和約束程度都不一樣，這時候為了防止底板開裂，往往需要在塔吊基礎周圍設置后澆帶，用來釋放塔吊基礎對底板混凝土的約束。

另外筆者對比了后澆帶帶寬對裂縫控制的影響，分別在同一工程中設置了 600mm、800mm、1000mm、1200mm 四種帶寬，最后發現四種帶寬對最后的開裂沒有明顯的影響。筆者認為后澆帶混凝土的膨脹率對抵御開裂更為關鍵。混凝土的限制膨脹率應該超過 0.03%。

4 結論

綜上所述，筆者認為在超長混凝土無縫施工中，后澆帶的設置應綜合考慮其釋放約束和釋放變形的作用，在變截面等約束度差異位置也應留置后澆帶；在帶寬設置方面更應重視和考慮后澆帶混凝土的膨脹率，而其實在 GB 50208—2011《地下防水工程質量驗收規范》5.3 后澆帶中 5.3.4 強制性條文規定：采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土，其抗壓強度、抗滲性能和限制膨脹率必須符合設計要求，足以看出后澆帶混凝土的膨脹率的重要性。只是在實際工程中，大部分人并沒有重視起來，因此，需要認真對待、盡可能減少裂縫的出現。

[1] GB 50010—2010．混凝土結構設計規范[S]．

[2] 游寶坤，李乃珍．膨脹劑及其補償收縮混凝土[M]．北京：中國建筑工業出版社，2005，42-46．

[3] 趙順增，游寶坤．補償收縮混凝土裂滲控制技術及其應用[M]．北京：中國建筑工業出版社，2010．

[4] 王鐵夢．建筑物的裂縫控制[M]．上海：上海科技出版社，1987．

[5] JGJ 3—2010．高層建筑混凝土結構技術規程[S]．

[6] GB 50108—2008．地下工程防水技術規范[S]．

[7] GB 50119—2003．混凝土外加劑應用技術規范[S]．

[8] JGJ 6—1999．高層建筑箱型與筏形基礎技術規范[S]．

[9] GB 50007—2011．建筑地基基礎設計規范 [S]．

［通訊地址］聊城昌潤住房開發建設有限公司（252000）

胡均雨（1977—），男，工程師。