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1、防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的应用与分析( 2008-12-29)一、问题的提出在建筑设计、施工过程中，对结构变形缝的预控，通常的作法是，设置沉降缝以解决因地基不均匀沉降产生的建筑结构变形；设置伸缩缝以防止混凝土收缩产生的结构裂缝；设置防震缝以满足建筑的抗震要求。但是，这些变形缝的设置，对于防空地下室来说，一方面很难满足现行人民防空地下室设计规范（GB 500382005）第 4.11.4 条关于“在防护单元内不宜设置沉降缝、伸缩缝”的要求；另一方面，伴随着变形缝的出现往往要产生双梁、双柱、双墙及满足人防防护功能的连通口，使得结构变得复杂、防护难度加大、工程造价增大，甚至为建筑功能所不允许。
2、也因如此，本规范第 4.11.4 条同时作出了“上部地面建筑需要设置伸缩缝、防震缝时，防空地下室可不设置；室外出入口与主体结构连接处，宜设置沉降缝；钢筋混凝土结构设置伸缩缝最大间距应按国家现行有关标准执行”的相关规定，而现行混凝土结构设计规范（GB500102002）第 9.1.3 条“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”的规定，为解决防空地下室建筑结构中地基差异沉降、混凝土收缩、增大伸缩缝间距、减少永久性变形缝等问题提供了路径及规范依据。本文试图依据相关规范，结合工程实践，就防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的应用问题作些分析探讨，供读者参
3、考。二、防空地下室后浇带的设置钢筋混凝土结构后浇带是通过施工过程中的有效措施来解决建筑结构预控沉降或伸缩的调整办法，达到不设永久变形缝的目的。设置遵循的是“抗放兼备，以放为主”的设计原则，其机理就是以设置临时性变形缝（后浇带）的方法释放大部分约束应力，然后用强度较高的膨胀混凝土填缝（后浇带）以抗衡残余的应力。防空地下室较普通民用建筑既有共性，又具有其特殊性，且多附建于民用建筑地下，因此，防空地下室钢筋混凝土结构后浇带的设置必须兼顾防空地下室和地面民用建筑结构特点统筹考虑。（一）设置的一般原则后浇带设置的位置、间距、断面形式应根据工程类型、工程部位、工程地质、基础形式、结构受力、上部结构、现场施
4、工条件等具体情况通过设计计算确定。就一般情况而言，以人民防空地下室设计规范（GB 500382005）为导引，综合国家现行相关标准如混凝土结构设计规范（GB500102002）、地下工程防水技术规范（GB501082001）、建筑地基基础设计规范（GB500072002）、高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32002）等，防空地下室后浇带设置通常遵循以下原则：1. 确定后浇带性质，解决主要矛盾我们知道，后浇带一般具有多种变形缝的功能，但设计时应针对问题的主要方面（主要矛盾），确定后浇带性质，以种功能为主，其他功能为辅。主要用于解决地基沉降差的后浇带，为后浇沉降带；主要用于解决混凝土收缩变形的后
5、浇带，为后浇伸缩带。设置后浇带解决的主要问题确定了，其它问题则可迎刃而解。2. 既满足规范要求，又便于组织施工后浇带是预控建筑结构变形的施工技术措施，其特殊的技术要求和时效要求，决定着后浇带的设置必须在满足规范要求的前提下，尽可能的考虑施工方便。后浇带应设置在结构受力（结构弯矩和剪力均较小）和变形较小部位；为了避免应力集中和便于组织施工，后浇带带宽不宜小于 800mm；结构主筋不宜在带中断开，而带内混凝土则应遇梁断梁、遇墙断墙、遇板断板，全断面贯通；后浇带混凝土应采用较两侧混凝土强度等级高一级的膨胀混凝土，浇筑时间应区别后浇带性质由设计计算确定，混凝土的保湿养护时间不少于 28 天。考虑防渗漏
6、要求，断面接缝形式宜为企口式或阶梯式，并在接缝中部设置止水条或止水带，外部采用附加防水层。3. 超长结构设置后浇伸缩带时，间距一般为 3040 米。4. 防空地下室附建于地面建筑地下，而高层建筑与相连的裙房之间需设置后浇沉降带时，后浇带宜设置在裙房一侧，其位置宜在距主楼边柱的第 2 跨内。（二）几个特例分析1.防空地下室口部不宜设置后浇带防空地下室口部是指防空地下室的主体与地表面或与其他地下建筑的连接部分。对于有防毒要求的防空地下室，其口部指最里面一道密闭门以外的部分，如扩散室、密闭通道、防毒通道、洗消间（简易洗消间）、除尘室、滤毒室和竖井、防护密闭门以外的通道等，简单地说口部是由出入口和防护
7、设施组成的。口部是防空地下室防护体系的重要组成部份，对防护体系的形成及工程的防护能力起着关键而重要的作用，其建筑结构特点及高标准的防护要求，决定着它的范围内不宜设置后浇带。（1）室外出入口与主体结构连接处，宜设置沉降缝。这是人民防空地下室设计规范（GB 500382005）第 4.11.4 条明确规定的。所谓防空地下室室外出入口是指通道的出地面段（无防护顶盖段）位于防空地下室上部建筑投影范围以外的出入口。在室外出入口连接通道与主体的交接处，由于地基承载差异大而对不均匀沉降敏感、工程形状变化突然而应力集中、温差大而温度应力大等原因，造成的结构变形依靠施工后浇带的临时“抗、放”效应难于解决，因此，
8、防空地下室室外出入口与主体结构连接处，不宜设置后浇带，而是设置永久变形缝沉降缝。（2）口部防护设施范围内不宜设置后浇带这是其建筑结构特点及防护要求所决定的。我们知道，由于口部防护设施与室外出入口或非防护建筑相连而成为防护最薄弱的地方，结构受力复杂，应力集中；各种防护设备集中布置且与钢筋混凝土结构形成整体等特点，对防空地下室口部防护设施，不但对设计有专项要求（合理的建筑布局，加强的结构设计如临空墙设计、门框墙设计、孔口设计，高标准的密闭防毒设计等），而且对施工也提出了严格要求（如防护设备的预埋件必须结合钢筋结构一起制安、固定到位，混凝土须一次性整体浇筑到位等）。如果在口部防护设施范围内设置后浇带
9、，势必直接影响到其建筑结构整体性的形成，破坏受力结构，降低或削弱其防护功能，这是其一；其二，给施工带来极大的困难；其三，后浇带的功能也会因带内混凝土全断面不能完全断开而得不到发挥，因此，防空地下室口部防护设施范围内不宜设置结构后浇带。需要指出的是，通常情况下一般不会出现防空地下室口部设置后浇带的情形，但现场施工中遇到如下情况时，则有可能发生，应特别注意并在施工前加以调整修正：A.当防空地下室中部设置有口部或相邻防护单元设置有共同出入口而中间又须设置后浇带时；B.防空地下室和地面建筑的施工图设计分属不同的设计单位，因缺少会审沟通或因建筑结构体系的不同，地面建筑的施工后浇带恰好贯通于防空地下室口部
10、建筑结构；C.施工设计图上没有明确图示后浇带位置，而施工方出于施工的需要（如场地限制地或便于施工），将施工后浇带设置在口部位置。2.当高层建筑主楼与相连裙房之间设置后浇沉降带而高层建筑主楼在施工到一定高度后出现缓建，需要提前浇筑带中混凝土时，防空地下室结构后浇带要谨慎设计、慎重处理。高层建筑主楼与裙房之间设置的后浇沉降带（贯通防空地下室），其带中混凝土浇筑时间原则上应该在高层建筑主体完成后，根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后进行，但有些建设单位要求在高层主体与裙房施工到基本同高或略高时将已建成部分装修后营业而必须提前浇筑后浇带带中混凝土，此时后浇带必须谨慎设计、慎重处理。一般情况下
11、，可按高层与裙房的差异沉降变形来反算内力，这个差异沉降要按已建成高层部分和裙房考虑，在后浇带处的配筋上予以加强（设法增加钢筋），使按计算增强后的后浇带能够承受续建时由于续建的高层与裙房的差异沉降产生的结构内力。 三、防空地下室后浇带的施工（一）注重后浇带施工技术交底实践证明，后浇带施工的关键在于技术细节的处理，要求施工技术人员、操作人员熟练掌握施工设计图的技术环节及相关施工流程。因此，后浇带施工技术交底至关重要。总结过往工程实践，笔者认为在后浇带技术交底时应特别明确如下几点：1.后浇带的平面位置、断面形式及接缝防水做法。特别是当设计不明确时，必须依照前面“防空地下室后浇带的设置”所述的原则做出
12、预先确定并报设计确认，不能施工到位时临场决定。 2.结构主筋在后浇带带内的处理方式，是连续通过，还是带内断开。根据确定的处理方式，针对性提出相关要求，确保预先设想的实现。3.后浇带跨内两侧的模板及支撑体系应一次性架设成型且使用独立支撑系统。同时明确，必须待后浇带混凝土浇筑并养护好以后，方可按从上到下的顺序拆除，以确保建筑结构均衡承载不破坏、不开裂并且表面平整。（二）确保后浇带施工质量1. 做好带内混凝土浇筑前的保护在后浇带两侧混凝土浇筑之后，就形成了施工后浇缝，其“释放约束应力”效应则开始发挥，因此，必须做好其“抗衡残余应力”效应发挥之前，也即带内混凝土浇筑前的后浇缝保护。如后浇带接口缝处理完
13、毕并清理干净后，对于后浇带部位的基础、底板、墙体、顶板就应加设临时栏杆围护，以免施工过程中因垃圾的堆积造成应力传递而减弱约束应力的释放；同时加设临时挡水带、集水井等以防止钢筋污染，清理带中积水等。2. 把握隐蔽工程施工质量后浇带隐蔽工程施工质量直接关系到后浇带混凝土浇筑后结构受力和防水质量，因此，把握隐蔽工程施工质量至关重要。在做好隐蔽工程所用各种建筑材料质量检测，确保材料满足设计要求的基础上，可采用下列措施，确保隐蔽工程施工质量：结构主筋在后浇带带中宜连续通过，确因调整困难需要在带中断开时，首选机械连接或焊接，并满足同一截面的钢筋焊接连接率不得大于 50%的要求，如采取绑扎搭接连接方式，则主
14、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。为保证结构主筋不走形、不移位，一方面在制安后浇带跨内钢筋时应加密拉结筋、支撑筋（板凳铁）及保护层垫块，以保证双层钢筋间距及钢筋保护层；另一方面在浇筑两侧混凝土时，采用对称浇筑法，以保证钢筋受力均匀不走位、摸板不位移，若有钢筋被踩弯或压弯，应及时进行矫正。为便于施工及保证断面企口成型，后浇带两侧接缝处宜采用钢筋支架钢丝网隔断，钢丝网片必须绷紧，且钢丝网片与钢筋支架绑扎必须结实、牢固。为确保后浇带接缝处不渗（漏）水，接缝处橡胶止水带或遇水膨胀止水条应埋设到位，采用钢板止水带时，则钢板止水片接头必须搭接焊接，搭接长度50mm，4 个方向
15、满焊，无夹渣、咬肉、气泡等。 3.保证混凝土浇筑质量后浇带带内混凝土浇筑后与带内钢筋形成整体受力并“抗衡残余约束应力”，所以后浇带带内混凝土的浇筑质量和带内结构钢筋一样重要，必须保证混凝土浇筑质量。应把握以下几点：（1）带内混凝土必须较两侧混凝土强度高一级且具有微膨胀效应，以足够抗衡残余约束应力效应，其混凝土配合比（含微膨胀剂、其他外加剂掺量）必须预先做好试配并满足设计要求，有抗渗要求时，还应做抗渗试验。（2）把握带内混凝土浇筑时间，设计明确时，循设计；设计没有明确时，一般来讲，伸缩后浇带视先浇部分混凝土的收缩完成情况而定，通常在后浇缝成型 60 天之后，最少不能低于 40 天；沉降后浇带宜在
16、建筑物基本完成沉降后进行，或者根据沉降观测，当高层建筑结构施工到一定高度时，若高层建筑的沉降量较小，预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时浇筑。（3）浇筑带内混凝土前，应做好钢筋的除锈工作，同时将带内两侧混凝土凿毛并将杂物清理干净，用水冲洗施工缝并排除表面积水，保护湿润 24h，在界面处涂刷与带内混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，以确保后浇带混凝土与先浇捣的混凝土连接良好；浇筑时，宜控制其环境温度低于两侧混凝土浇筑时的环境温度；混凝土应搅拌均匀，否则会产生局部过大或过小的膨胀，影响质量；在振捣过程中，为防止水泥浆严重流失，应限制振捣器与模板的距离，避免强振及贴边振捣，同时适当延长振捣时间以保证混凝土密实，避免形成贯穿通缝；如采用钢丝网时，钢丝网片之间的接口及两侧保护层的接口必须封闭，应特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离，必要时垂直施工缝处应采用钢钎捣实，以提高混凝土的抗裂性能，在混凝土初凝后应抹平压光数遍，减少表面裂缝产生。（三）
