淺述“跳倉法”控制結構裂縫

■章 丹，殷文楓 ■江蘇省無錫市江南大學，江蘇 無錫 214122

近年來，各種超長、超大的大型公共建筑如體育館，工業廠房、商貿中心等不斷涌現，超長大體積混凝土結構的建筑越來越多。但防止超長、大體積混凝土有害裂縫的產生一直是業內的一個難題，在往常的設計中，一般采取按照規范設計和規范要求設置伸縮縫和后澆帶，進行分段施工的方法。但通過設置伸縮縫和后澆帶來進行大體積混凝土裂縫控制會導致一系列問題:由于后澆帶留置的時間較長，許多的建筑垃圾落入帶中，難以清理，從而影響工程質量;后澆帶的留置需采取防水措施，施工工序復雜，影響工期，增加了造價成本;后澆帶的設置影響了結構整體性、抗震性、耐久性、抗滲性等。為克服這些問題，中國著名裂縫控制專家王鐵夢教授提出了大體積混凝土“跳倉法”施工，不少的工程實例證明該法對于減少超長大體積混凝土的裂縫效果顯著。

1 跳倉法的含義

跳倉法(Alternate Bay Construction)是基于“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的設計原則，把超長(或超寬)的混凝土塊體劃成若干個分塊，進行隔塊跳倉澆筑，分塊封倉，從而取消后澆帶，達到控制裂縫的混凝土澆筑施工方法。所謂“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”是指由于混凝土早期階段，溫差收縮變形較大，把大體積混凝土劃分成若干分塊(30～40m)，每塊即是一倉，施工期間實現分塊跳倉澆筑(臨倉澆筑需有7～10d的間隔)，在較短范圍內就能釋放應力，等到混凝土早期較大的應力、溫差和收縮變形釋放后，再把分塊邊澆筑成整體。

2 跳倉法的原理

超長、大體積混凝土結構由于溫度收縮引起的裂縫，實質是跟“抗”和“放”密不可分的。所謂“放”是指為了減少混凝土內殘余應變，減少裂縫，在混凝土澆筑完以后采取有效措施讓其充分收縮，所謂“抗”是指通過采取各種方法，提高混凝土抗拉強度，以減少裂縫的產生。而混凝土澆筑完成后，早期的溫差、收縮大，后期的溫差、收縮小，所以跳倉法采用先“放”后“抗”的方法，把大變形大收縮釋放，即在早期隔塊跳倉澆混凝土，(此時的混凝土抗拉強度較低)通過分塊(短距離)釋放溫度應力及大部分變形，后期就把分塊封倉，靠混凝土的抗拉能力承擔溫度應力，達到控制裂縫的目的。因為當混凝土的抗拉強度大于混凝土溫度應力、收縮應力時，混凝土就足以抵抗，而不因內外溫差或混凝土收縮而產生裂縫。且封倉后及時做防水、回填土等措施，可以避免大體積混凝土長時間暴露在空氣中，使結構承受的收縮和溫差作用減到最低，也能達到裂縫控制的作用。

3 跳倉法的特點

(1)采用跳倉法施工，把整體結構劃分為各個分塊，能極大地容許結構變形，釋放或減少結構的收縮應力，從而避免產生裂縫。

(2)施工工藝簡單，不需購置專門設備、機械，倉間垃圾清理方便，保障混凝土有效結合，簡化混凝土剔鑿、后澆帶模板制作等等工藝，簡化了施工步驟，且能實現流水施工，從而有效縮短工期，加快施工的進度。

(3)取消后澆帶，提高了結構整體性、抗滲性等，不影響后續施工，保證了工程質量。

(4)無需在混凝土中摻入膨脹劑，降低了工程造價，創造經濟效益，可用施工縫代替后澆帶，跳倉法由于澆筑的連續性，不需要特意處理施工縫，同時施工縫數目比后澆帶法減少一半，保障了低滲透性，即使偶爾滲水也可以簡單處理。

4 跳倉法施工注意要點

(1)利用"抗放兼施、先放后抗、以抗為主"的原理，經分析科學劃分"跳倉塊"，采取材料、結構、施工管理綜合措施，嚴格實施有效控制混凝土早期裂縫。劃分的每個分塊不宜過大，一半在40m以內。混凝土裂縫的產生主要是由于大體積混凝土截面尺寸過大，硬化的過程中，釋放的水化熱產生溫度變化、混凝土收縮而過大的截面尺寸又約束其釋放能量，導致產生溫度應力、收縮應力，從而產生裂縫。所以混凝土分塊不宜過大，否則約束還是大，易產生裂縫。

(2)倉間的混凝土澆筑時間間隔不宜太短。間隔時間太短，容易導致開裂。

(3)水泥用量不宜多，混凝土應及時養護，這是防止裂縫產生的重要措施。

(4)為提高混凝土結構極限抗拉強度，施工中在保護層過厚或梁窩處加設抗裂構造鋼筋。提高各樓層混凝土梁板配筋率，采用合理的混凝土強度等級，保證混凝土的極限拉伸值。長墻配小直徑、高密度水平鋼筋置于主筋外側，底板加鋪鋼筋網，以增加混凝土抗裂能力。

(5)選擇低收縮性水泥，優化混凝土配合比，嚴格控制水泥用量，從而有效控制混凝土溫度應力和減少混凝土收縮變形。

(6)嚴格控制混凝土原材料中粗細骨料含泥量和混凝土坍落度，進一步提高混凝土抗拉強度及抗拉伸變形能力。

(7)加強信息化施工，采用測溫法實現溫控。采用塑料薄膜保濕加草袋保溫的綜合養生措施盡快回填覆土，以達緩慢降溫，充分發揮混凝土的應力松弛效應，降低約束應力。混凝土的溫度應力與結構長度并非線性關系，超長結構的混凝土裂縫是可控的。超長、超寬、超厚的大體積混凝土結構不設變形縫和后澆帶，利用不加任何膨脹劑的常規混凝土采取"分塊跳倉法澆筑綜合技術措施"，可有效控制混凝土有害裂縫，確保了工程抗裂安全度，較目前國內外常用的施工方法具有創新性，突破了國內規范中地下長墻變形縫許可間距的規定。

5 結束語

跳倉法施工，改變了通常的后澆帶做法，能有效降低工程造價，簡化施工工藝，加快施工進度，加強混凝土結構的整體性、抗滲性等，提高工程整體的質量。跳倉法施工技術不止可以應用于地下工程，也同樣適用于超長大體積混凝土地上工程，在很多工程實例中，跳倉法都得到成功應用，比如首都國際機場新航站樓等，可見該法具有廣泛的應用前景。但跳倉法理論研究滯后于工程實踐，仍需廣大學者不斷深入研究與探索。

［1］徐榮年、徐欣磊.工程結構裂縫控制——“王鐵夢法”應用實例集(第二集).中國建筑工業出版社.2010.

［2］王鐵夢.工程結構裂縫控制.中國建筑工業出版社.1997.

［3］張玉明.超長混凝土框架結構裂縫控制研究.2006