我們對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的概念大多來自于 GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的設(shè)置，結(jié)構(gòu)某一個(gè)方向的長(zhǎng)度超過規(guī)范中伸縮縫最大間距即認(rèn)為屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)方向都超長(zhǎng)屬于雙向超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。
美國 ACI 對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的定義是混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度達(dá)到必須考慮混凝土收縮和溫度變化等引起的裂縫問題時(shí)，結(jié)構(gòu)可以認(rèn)定為超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在國內(nèi)的工程界更多的人也在慢慢認(rèn)可后者對(duì)于超長(zhǎng)的定義，設(shè)計(jì)師們對(duì)于伸縮縫的設(shè)置也逐漸地不局限于規(guī)范的要求。
1 后澆帶的定義
永久性伸縮縫的存在對(duì)于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性及防水功能都造成不利的影響，現(xiàn)在多采取設(shè)置后澆帶的方式來解決這一弊端。
后澆帶也被稱為臨時(shí)性伸縮縫，是施工期間保留的臨時(shí)性釋放變形的措施，保留一定時(shí)間后，再進(jìn)行混凝土澆筑，進(jìn)行封閉填充，澆筑后形成連續(xù)整體的無伸縮縫結(jié)構(gòu)，或者能擴(kuò)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(xué)研究院從 1990 年開始探索并提出了“取消伸縮縫的設(shè)計(jì)方法”[2]，利用后澆帶釋放部分變形，同時(shí)利用摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土來抵御一部分變形，以達(dá)到無縫施工的目的。這也是目前工程中所采用的超長(zhǎng)無縫施工技術(shù)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(zhǎng)方向的干燥收縮變形、板長(zhǎng)方向的冷縮變形及因建筑物沉降差異產(chǎn)生的高度差。
中國建筑材料科學(xué)研究總院的趙順增、劉立等提出的“膨脹加強(qiáng)帶”的概念[3]，使超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，也更先進(jìn)，其提出的三種劃分方式包括連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶、間歇式膨脹加強(qiáng)帶及后澆式膨脹加強(qiáng)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(qiáng)帶屬于取消后澆帶，設(shè)置臨時(shí)施工縫的一種做法；連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶屬于取消后澆帶，可以連續(xù)施工的一種做法。
2 后澆帶設(shè)置依據(jù)
目前來看，各國對(duì)于后澆帶的設(shè)置都還處于比較模糊和利用經(jīng)驗(yàn)的階段，美國混凝土協(xié)會(huì)基于混凝土裂縫控制的目的，在大體積混凝土施工時(shí)，必須考慮水化熱溫升導(dǎo)致的溫度應(yīng)力，需要對(duì)配筋、溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，而對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)伸縮縫設(shè)置方面沒有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)師們憑借自己的經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮各種因素設(shè)置后澆帶。
日本在規(guī)范中設(shè)定對(duì)露天混凝土結(jié)構(gòu)的變形縫最大間距為 30m，并需要根據(jù)建筑物的長(zhǎng)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(duì)于需要考慮溫度應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，設(shè)定了溫差的限值，對(duì)與超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)抵御收縮變形的后澆帶設(shè)置也無規(guī)定。
英國的規(guī)范規(guī)定了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在露天環(huán)境下的最小變形縫間距為 7m。我國 GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于現(xiàn)澆地下墻體等混凝土結(jié)構(gòu)的變形縫最大間距為 30m，露天為 20m，具體應(yīng)用中仍遵循抗放結(jié)合的準(zhǔn)則[4]。
GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第 8.1.3 條條文說明中指出，后澆帶是避免結(jié)構(gòu)施工期產(chǎn)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(tǒng)一規(guī)定時(shí)間，由施工、設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況確定。
設(shè)置后澆帶可以適當(dāng)?shù)卦龃笊炜s縫間距，但不能完全替代伸縮縫。JGJ 3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[5] 提出了后澆帶的大致做法和要求：后澆帶設(shè)置位置應(yīng)在受力較小的部位，后澆帶間距應(yīng)為 30～40m，寬度 800～1000mm，后澆帶留置時(shí)間不低于 45d。
GB 50108—2011《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》[6] 規(guī)定后澆帶混凝土留置時(shí)間應(yīng)大于 42d，其混凝土強(qiáng)度應(yīng)比兩側(cè)混凝土高一個(gè)等級(jí)，帶寬宜為 700～1000mm。JGJ 6—1999《高層建筑箱型與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》[7] 規(guī)定主樓與裙樓的基礎(chǔ)為整體時(shí)，應(yīng)考慮沉降差異在主樓與裙房基礎(chǔ)之間設(shè)置沉降后澆帶。
GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]也規(guī)定了當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)沉降縫時(shí)，宜在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶。雖然眾多規(guī)范提及了后澆帶的做法及要求，然而實(shí)際工程千差萬別、結(jié)構(gòu)迥異，需要根據(jù)具體的情況具體考慮，更多的設(shè)計(jì)師則遵循著以往在該地區(qū)類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，并無具體的計(jì)算與科學(xué)的考量。
3 后澆帶設(shè)置對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的影響
所有混凝土裂縫產(chǎn)生的原因歸根到底取決于兩個(gè)方面，一個(gè)是約束，一個(gè)是變形，二者缺一不可，而且都與開裂概率成正相關(guān)性。談裂縫離不開約束，以往對(duì)后澆帶的理解，認(rèn)為后澆帶是用來釋放變形的，這里邊有一定的誤區(qū)，想要解決裂縫問題，僅僅減小收縮變形是不科學(xué)的，只有從辯證的角度對(duì)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(qū)工程中統(tǒng)計(jì)了裂縫出現(xiàn)的概率和位置，結(jié)果發(fā)現(xiàn)緊鄰樓座的車庫頂板位置是開裂的重災(zāi)區(qū)，分析原因發(fā)現(xiàn)，該小區(qū)施工樓座在前，車庫在后，車庫施工的時(shí)候，施工單位認(rèn)為樓座的沉降已經(jīng)穩(wěn)定，所以沒必要設(shè)置沉降后澆帶，并且設(shè)計(jì)院也同意了其做法，結(jié)果導(dǎo)致了沿樓座四周的頂板開裂。
這個(gè)案例里邊，施工單位及設(shè)計(jì)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）。
圖一未釋放約束產(chǎn)生的開裂
在另一工程的底板發(fā)現(xiàn)了裂縫，找尋裂縫的開裂規(guī)律發(fā)現(xiàn)，裂縫都位于塔吊基礎(chǔ)周圍，塔吊基礎(chǔ)的厚度與底板的厚度差別較大，存在大的變截面，兩個(gè)部位的變形和約束程度都不一樣，這時(shí)候?yàn)榱朔乐沟装彘_裂，往往需要在塔吊基礎(chǔ)周圍設(shè)置后澆帶，用來釋放塔吊基礎(chǔ)對(duì)底板混凝土的約束。
另外筆者對(duì)比了后澆帶帶寬對(duì)裂縫控制的影響，分別在同一工程中設(shè)置了 600mm、800mm、1000mm、1200mm 四種帶寬，最后發(fā)現(xiàn)四種帶寬對(duì)最后的開裂沒有明顯的影響。筆者認(rèn)為后澆帶混凝土的膨脹率對(duì)抵御開裂更為關(guān)鍵。混凝土的限制膨脹率應(yīng)該超過 0.03%。
4 結(jié)論
綜上所述，筆者認(rèn)為在超長(zhǎng)混凝土無縫施工中，后澆帶的設(shè)置應(yīng)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(yīng)留置后澆帶；在帶寬設(shè)置方面更應(yīng)重視和考慮后澆帶混凝土的膨脹率，而其實(shí)在 GB 50208—2011《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》5.3 后澆帶中 5.3.4 強(qiáng)制性條文規(guī)定：
采用摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土，其抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能和限制膨脹率必須符合設(shè)計(jì)要求，足以看出后澆帶混凝土的膨脹率的重要性。
只是在實(shí)際工程中，大部分人并沒有重視起來，因此，需要認(rèn)真對(duì)待、盡可能減少裂縫的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] GB 50010—2010．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．
[2] 游寶坤，李乃珍．膨脹劑及其補(bǔ)償收縮混凝土[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005，42-46．
[3] 趙順增，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土裂滲控制技術(shù)及其應(yīng)用
[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010．
[4] 王鐵夢(mèng)．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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]．
[6] GB 50108—2008．地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S]．
[7] GB 50119—2003．混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]．
[8] JGJ 6—1999．高層建筑箱型與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范[S]．
[9] GB 50007—2011．建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 [S]．
【推薦】
【資訊】簽約｜恒盛新聞
【企業(yè)】濰柴ECU電控系統(tǒng)：功能強(qiáng)大 更懂用戶需求
【企業(yè)】中車集團(tuán)與鐵路總公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議
分享到：
手機(jī)版|
