“跳倉法”施工技術在超大整體型地下砼結構中的應用和實踐

摘要：本論文簡明闡述了取消后澆帶采用跳倉法施工的優點，跳倉法施工的基本原理及其主要技術措施。中央公園廣場項目地下砼結構工程整體施工時取消了“溫度后澆帶”和“沉降后澆帶”優化施工方案，采用“跳倉法”有效的避免了后澆帶留置帶來的諸多問題，加快了施工進度，成功地解決了其超深的地下車庫超長、超寬的大體積砼結構施工難題。

關鍵詞：后澆帶;施工縫;大體積砼;溫度收縮應力;放與抗;差異沉降

跳倉施工法簡稱“跳倉法”，在《大體積砼施工規范》GB50496-2009第2.1.3款對其定義為“在大體積砼施工中將超長的砼塊體分為若干小塊體間隔施工，經過短期的應力釋放再將若干小塊體連成整體，依靠砼抗拉強度抵抗下一段的溫度收縮應力的施工方法”。在《砼結構工程施工規范》GB50666-2011第8.3.11款規定“超長結構砼澆灌應符合下列規定，可留設施工縫分倉澆筑，分倉澆筑間隔時間不小于7d”。“跳倉法”是將后澆帶改變為施工縫，不留伸縮縫，取消后澆帶，兩縫變一縫，克服了后澆帶的缺點，簡化施工工藝，即能保證施工質量又能加快施工進度。更是對超長大體積砼傳統的“后澆帶法”施工技術的改進和創新。

一、“跳倉施工法”的基本原理

對于大體積砼來說，解決溫度收縮應力是主要技術問題，結構長度是影響溫度應力的因素之一，且只在一定范圍內對其影響較為顯著，同時考慮到較小尺寸的分塊澆筑比較大尺寸連續澆筑質量更易控制。為了減小溫度應力取消伸縮縫可把溫差分為兩部分：在第一部分溫差經歷時間內把結構分段，每段的長度盡量小一些，并與施工縫結合起來可有效地減少溫度收縮應力;在施工后期，再把多段澆筑成整體，再繼續承受第二部分溫差和收縮。兩部分的溫差和收縮應力疊加小于砼設計抗拉強度或約束應變小于砼的極限拉伸，這就是利用“后澆帶”法控制裂縫并達到不設置永久性伸縮縫的原理。后澆帶法或跳倉法的基本原理是相同的，取消后澆帶采用“跳倉法”是后澆帶法的進一步技術創新。“跳倉法”的原理就是基于目前在砼結構中，膠凝材料（水泥）水化放熱速率較快，l～3d達到峰值，以后迅速下降，經過7～14d接近環境溫度的特點。按照“分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則，先將超長結構劃分為若干倉，間隔施工，相鄰倉砼間隔7-10天后連成整體，運用“放”的原則釋放結構早期大量的溫度收縮應力。另一方面通過嚴格的材料質量控制措施與完善的砼澆筑、養護措施，確保砼的澆筑質量，提高其抗拉強度，利用徐變減小收縮應力，整體封倉后，以砼本身的抗拉強度抵抗后期的收縮應力，整個過程“先放后抗”，最后“以抗為主”。

二.取消沉降后澆帶的基本條件

由于主/裙樓的自重、地基地質條件、結構形式、建筑高度、基礎埋深、工程樁的樁徑、樁長不盡相同，在施工過程中將造成主、裙樓在垂直方向上的沉降有一定的差異，對于一個連續的基礎底板，這種差異沉降將引起較大的剪力和彎矩，在一定條件下可能造成底板開裂，甚至更大的破壞，為此設置了沉降后澆帶，即在施工階段、主體結構封頂前，后澆帶起到了釋放差異沉降的作用。

較多工程實踐證明，樁筏基礎的差異沉降與基礎的整體剛度有直接關系。若條件滿足，采用“跳倉法”取消后澆帶，以主、裙樓的設計樁基條件調節差異沉降，利用主、裙樓聯體基礎的整體剛度來減少差異沉降和控制相對差異沉降，就是以“抗”為主協調不同承載能力、不同荷載條件下基礎差異沉降。根據工程地質或基礎條件，主樓與裙樓或地下車庫連成整體的基礎，當設計滿足下列規定時，可考慮取消沉降后澆帶：主樓、裙房或地下車庫的基礎形式為樁筏，并經過計算最終相鄰跨的差異沉降值在規范規定范圍內（1/500）;基礎埋深較深，且土質承載力高、壓縮模數大，基礎底的附加壓力小于土的原生壓力，各自的基礎沉降量很小，差異沉降值遠小于規范允許值;主樓基礎采用樁基或復合地基，裙房或地下車庫采用天然地基、獨立柱基或復合地基，經計算最終相鄰的差異沉降值在規范規定范圍內。

三.跳倉法施工在工程中的應用

1.工程概況：該項目分為A、B地塊，總建筑面積為223421平米。A地塊總建筑面積176378㎡，地下四層，地上分為7個單體。B地塊總建筑面積46631㎡，地下四層且與A地塊地下通道連接，地上為住宅樓分為3個單體。A地塊基礎地下結構南北長210.5m、東西寬82.1m，按設計后澆帶位置可劃分10個區段，其在A1A2南側及A7北側設置東西向貫通沉降后澆帶，其余為溫度后澆帶;B地塊地下部分結構南北長77.5m、東西寬81.8m，按設計后澆帶位置劃分為5個區段，全部設置為沉降后澆帶，如下圖表

本工程結構形式為框-剪結構，樁筏基礎，基礎結構埋深-23.75m至-19.65m，抗浮設計水位-6.25m，抗滲設計水位-0.75m，基礎底板厚度分別有2.0m、1.6m、1.4m、1.0m、0.8m和0.6m，砼強度等級為C35P10;地下外墻有600mm、500mm、400mm、300mm，砼強度等級為C35P10/P8;框架柱、剪力墻砼強度等級有C60、C50、C45;頂板板厚300mm、250mm，梁板砼強度等級為C35、C30。A地塊（A9、A10區）基礎采用筏板基礎，CFG樁復合地基，地基處理后地基承載力特征值達到350kPa;A1A2區采用樁筏基礎，樁長19.5m、樁徑800mm、樁距2.4m、單樁承載力5600KN，樁端進砂礫持力層2.0m;A3→A8區域采用樁筏基礎，最小樁長6.0m、樁距2.6m、樁徑400mm（邊樁600mm），單樁抗壓承載力約360KN（邊樁1300KN），筏板底持力層為⑥層粘土地基承載力特征值180kPa。B地塊B2區域采用筏板基礎，采用CFG樁復合地基，地基處理后地基承載力特征值達到350kPa;其余部分采用樁筏板基礎，筏板底持力層為⑥-⑦層粘土、細中砂地基承載力特征值180kPa。同時，根據其樁基靜載試驗最大加載值下對應沉降量最大僅為13.3mm。

2.跳倉法施工方案的確定及實施：本工程地基基礎已采用砼（鋼筋）灌注樁、CFG樁，底板持力層為天然粘土、細中砂地基，具有較高的承載力;樁筏基礎的整體剛度和地基共同抗壓，具有抗差異沉降的潛力。同時，結合中建八局已實施的較多成功案例，如上海金融廣場、中京藝苑（梅蘭芳大劇院）、藍色港灣、居然大廈等工程。經施工單位（中建八局天津公司）提出，建設單位、勘察設計單位、監理單位協商后，特聘請專家組（楊嗣信、李國勝、孫振聲、魏鏡宇）經論證：本工程地基條件好，差異沉降小，可取消溫度后澆帶和沉降后澆帶，采用跳倉法施工方案可行。

按當時基槽清理（樁頭及樁間土）進度實際安排及設計后澆帶的位置，將其按原設計后澆帶位置分倉分段，取消后澆帶采用跳倉法施工，同時相鄰倉段砼間隔7d-10d后連成整體。A區劃分為10個施工區，跳倉法施工順序?→?→?→④→⑤→⑥→⑦→⑧;B區劃分為5個施工區，跳倉法施工順序①→②→③。每次澆筑的區域下圖：

跳倉分塊施工順序圖

1. 施工技術要點控制：

2.1施工縫處理：跳倉施工縫處中埋鋼板止水帶，立面采用焊接成型的鋼筋網片+鋼絲網收口，澆筑后施工縫砼表面粗糙，不需鑿毛，清洗后即可進行相鄰倉砼澆筑，接縫處兩次澆筑砼粘接緊密。

2.2商砼原材料質量控制：水泥選市建委備案的P.O"42.5低堿或普通硅酸鹽水泥。粗骨料為5～40mm連續級配的機碎石或卵石，含泥量≤1%，針狀和片狀顆粒含量≤8%，泥塊含量≤0.5%。砂用質地堅硬、級配良好的B類低堿活性中砂;其含泥量≤3%、細度模數在2.8～3.6之間、平均粒徑為3.8mm、泥塊含量≤1%、不得含有有機雜質，杜絕使用海砂。砼摻合料和外加劑選用在市建委備案廠家材料，外加劑帶入砼的堿含量≤0.7kg/m3，氯離子含量0.02～0.20kg/m3，氨含量≤0.1%，游離甲醛≤0.5g/kg，總揮發性有機化合物（TVOC）≤200g/L，并要對砼放射性進行檢測。減水劑采用符合國家標準《聚羧酸系高性能減水劑》JG/T223-2007的聚羧酸減水劑，C30～C35用量為1.8%，C40則控制1.9～2.2%。粉煤灰為符合國家標準的二級粉煤硝灰，CaO含量小于10%。砼所有原材料須進行堿含量和堿集料活性數據的檢測，未經檢測的材料禁止使用。

2.3砼配合比優化：大體積砼出現裂縫的主要原因有，砼溫升階段由內外溫差導致的表面裂縫;由砼失去水分形成的收縮裂縫;由堿集料反應使大體積砼產生的裂縫，這三個方面的因素引起的裂縫必須在砼配合比設計時采取技術措施控制。配合比要經多次嚴格的試配后優選，并在實際生產中進行優選配合比的試拌，以滿足砼的技術指標和施工要求。在確定配合比后，對該配合比的砼堿含量計算（包括各種原材料堿含量檢測）和外加劑氯離子含量指標檢測，要求氯離子含量≤0.06%、砼堿含量不大于3Kg/m3。按《砼質量控制標準》的要求，砼原材料質量允許偏差不應超過標準限值。砼不摻膨脹劑，底板和外墻采用60天強度評定。砼的凝結時間根據氣溫、運距、施工等要求進行調整砼的初凝及終凝時間，砼要具有良好的和易性，到場到面不得離析。初凝時間控制在10±2h，坍落度為18±2mm（泵送到澆筑面160±20mm）。最后確定砼配合比如下：

2.4砼澆筑及養護：砼進場澆筑時及時測量入模溫度，及時調整拌合溫度，控制砼的入模溫度不高于30℃。筏板砼澆筑采用“斜面分層，一次到位”，控制倉內分層鋪開面積，保證砼振搗密實，且不漏振;墻體和高度超1m粱采用分層澆筑，分層厚度不超過500mm。前后上下砼接茬嚴格控制在初凝時間內連續澆筑，不產生冷縫，砼全面須進行二次振搗，振搗棒應插入下層砼50mm左右，以提高砼密實度、握裹力、砼強度和抗滲性能，減少砼內部微裂縫。對砼表面要二次振搗提漿、分段二次抹面、多次壓光、終凝前隨裂隨壓后覆膜保水。筏板平立面壓蓋雙層棉氈灑水降溫養護、墻體帶模淋水，依據測溫結果控制棉氈層數和拆模時間，減小砼內表溫差lt;25℃，防止砼裂縫，養護期14d。

四、結語

實踐證明，“跳倉法”簡化了施工工序，節約成本，縮短工期，提前完成了地下結構（±0.0）的計劃節點目標。“兩縫變一縫”提高了基礎結構砼的整體性能，尤其提高了抗滲砼的防水性能、杜絕滲漏隱患;避免了后澆帶長期不能封閉帶來的漏雨滲水、安全防護蓋板、獨立支撐等安全難題;節省了后澆帶二次支模澆筑、高強度等級的微膨脹砼、止水鋼板或橡膠止水條/帶、卷材防水附加層等材料成本;簡化鋼筋密集清理、兩側砼表面鑿毛、砼垂直運輸、澆筑養護等工序;提前對工程地下結構驗收，避免因后澆帶影響地下外墻防水、肥槽回填、砌筑工程、機電安裝等交叉施工矛盾。可見，“跳倉法”對建筑工程施工質量、進度、環保、安全、經濟等方面及社會帶來的效益和意義是不可而語的。

參考文獻：

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制“抗與放”的設計原理及其在“跳倉法”施工中的應用/王鐵夢著.北京，中國建筑工業出版社，2006

[2]楊嗣信.從設置“永久伸縮縫”到“取消后澆帶”.施工技術-技術園地.2014年12月2日

[3]《大體積混凝土施工規范》GB50496-2009

[4]《混凝土結構工程施工規范》GB50666-2011