“跳倉法”施工技術(shù)在大體積混凝土中的應(yīng)用與推廣

何彬

(福建卓越建設(shè)工程開發(fā)有限公司，福建廈門 361010)

“跳倉法”施工技術(shù)在大體積混凝土中的應(yīng)用與推廣

何彬

(福建卓越建設(shè)工程開發(fā)有限公司，福建廈門 361010)

主要分析了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要成因，闡述了“跳倉法”的施工原理，并通過工程案例的具體應(yīng)用，探討了“跳倉法”施工技術(shù)的控制要點，達(dá)到了推廣“跳倉法”施工技術(shù)的目的。

大體積混凝土，裂縫，后澆帶，跳倉法

0 引言

隨著城市化建設(shè)的高速發(fā)展，一大批的超高層建筑物如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，建筑物空間功能也趨向多元化，大體積混凝土的施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在大體積混凝土工程施工中，裂縫質(zhì)量缺陷問題最為突出。通過“跳倉法”施工技術(shù)的成功應(yīng)用，改變后澆帶施工技術(shù)作為裂縫控制單一措施現(xiàn)狀。

1 大體積混凝土的定義

在工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)中，大體積混凝土國際上目前尚無統(tǒng)一的定義。我國著名工程結(jié)構(gòu)裂縫專家王鐵夢1997年出版的《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》中這樣定義:在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中，一般現(xiàn)澆的連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)、地下構(gòu)筑物及設(shè)備基礎(chǔ)等是容易由溫度收縮應(yīng)力引起裂縫的結(jié)構(gòu)，通稱為“大體積混凝土結(jié)構(gòu)”。

我國GB 50496—2009大體積混凝土施工規(guī)范也僅僅做出了一個概念性的文字定義:混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1 m的大體量混凝土，或預(yù)計因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。

2 大體積混凝土裂縫的成因及后澆帶施工困擾

受施工環(huán)境等因素的影響，混凝土表面會出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土表面的拉應(yīng)力超過其本身的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就容易開裂。大體積混凝土裂縫的成因，集中在以下兩方面:

1)由荷載引起的裂縫，主要體現(xiàn)在直接應(yīng)力和次應(yīng)力引起的裂縫。

2)由變形作用引起的裂縫，包括溫度、膨脹及不均勻沉降等因素引起的裂縫。

據(jù)統(tǒng)計，由于變形作用引起的裂縫(包括以變形作用為主導(dǎo)的裂縫)約占八成以上。國內(nèi)外習(xí)慣上認(rèn)為永久性伸縮縫是控制裂縫較為普遍的辦法，但其經(jīng)常成為滲漏水的源泉。

20世紀(jì)50年代末期，從北京人民大會堂主體結(jié)構(gòu)132 m取消永久性伸縮縫改為后澆帶施工技術(shù)，該技術(shù)逐步推廣應(yīng)用，日趨成熟，成為了替代永久性伸縮縫的有效技術(shù)措施，已為現(xiàn)行規(guī)范所采納。近十幾年來，超長、超寬的大型建筑日益增多，需要設(shè)置的后澆帶部位也在增多，給施工帶來了極大的不便。后澆帶自身發(fā)生的混凝土裂縫現(xiàn)象也在不斷發(fā)生。后澆帶主要分為:溫度后澆帶和沉降后澆帶。溫度后澆帶在考慮施工可能的前提下，最宜60 d進(jìn)行封閉，且不少于45 d;沉降后澆帶一般安排在主樓結(jié)構(gòu)封頂后封閉，但易受工期影響而滯后。在裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，后澆帶施工技術(shù)帶來了許多施工困擾，例如:

a.留于基礎(chǔ)底板上的沉降后澆帶，貫穿結(jié)構(gòu)施工的整個階段，有可能受到雨水的侵蝕且模板內(nèi)不可避免落入大量垃圾雜物難以清理，勢必影響施工質(zhì)量;

b.后澆帶貫通整個結(jié)構(gòu)體系，涉及之處遇梁斷梁、遇板斷板(鋼筋不斷)，給施工帶來諸多不便，嚴(yán)重影響了整體施工進(jìn)度，施工成本大大增加;

c.為保證新老混凝土的可靠粘結(jié)，后澆帶兩側(cè)混凝土必須先進(jìn)行鑿毛，施工處理相當(dāng)麻煩，往往由于人為處理不當(dāng)和后澆帶澆筑時間差產(chǎn)生的干縮效應(yīng)，使接縫處易出現(xiàn)兩條貫穿裂縫，導(dǎo)致漏水現(xiàn)象發(fā)生。

3 “跳倉法”的施工原理

“跳倉法”(又叫“無縫分塊放抗法”)是解決超長、超寬大體積混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的一種有效施工技術(shù)，以施工縫的應(yīng)用取代永久性變形縫和后澆帶。

“跳倉法”的施工原理是基于“混凝土的開裂是一個涉及設(shè)計、施工、材料、環(huán)境及管理等的綜合性問題，必須采取‘抗’與‘放’相結(jié)合的綜合措施來預(yù)防”。“跳倉法”施工技術(shù)是通過采用“抗與放”的原則，來實現(xiàn)混凝土裂縫控制的目的。前期最大限度利用混凝土澆筑后7 d～10 d未完全凝固且性能尚未穩(wěn)定前，釋放一大部分溫度收縮效應(yīng)引起的約束應(yīng)力。在受力較小處設(shè)置分倉施工縫，將大體積混凝土劃分成若干個區(qū)塊，按“品”狀進(jìn)行跳倉澆筑，相鄰混凝土區(qū)塊的澆筑間隔時間控制在7 d～10 d，待先澆筑的混凝土經(jīng)過短期的溫度收縮及應(yīng)力釋放后，再進(jìn)行倒“品”狀填倉澆筑混凝土，依靠混凝土的抗拉應(yīng)變來承受后期的降溫及收縮作用，以能夠較好的控制混凝土開裂。

“先放”就是利用跳倉位移間距，釋放應(yīng)力。“后抗”就是利用封倉時期，混凝土抗拉強(qiáng)度能力的增長，約束應(yīng)變。

4 “跳倉法”施工技術(shù)應(yīng)用及推廣

4.1 工程概況

某工程由2座塔樓(1號樓21層、2號樓26層)、5層裙房以及2層地下室組成，其中地下室占地面積25 958.32 m2。地下室結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，塔樓、裙房、地下室均采用樁筏基礎(chǔ)并連成整體。地下室基礎(chǔ)底板縱橫最長尺寸分別為154.65 m，192.80 m，底板底標(biāo)高-10.23 m，常年最低水位-4.3 m。地下室底板、外墻、梁板均屬大體積混凝土。

本工程臨近海邊，地下水位較高，根據(jù)地勘報告顯示地下水對鋼筋有弱腐蝕性。同時，地下室混凝土澆筑體量巨大，工期要求緊。為保證工程整體施工進(jìn)度，解決大體積混凝土抗裂、防滲等施工質(zhì)量問題，通過專家會與監(jiān)理、設(shè)計、建設(shè)等單位共同論證同意，取消沉降后澆帶和施工后澆帶，地下室底板、外墻及頂板均采用“跳倉法”施工，地下室底板和外墻的混凝土采用60 d齡期的強(qiáng)度指標(biāo)。

4.2 “跳倉法”跳倉施工布置和澆筑順序

本工程跳倉最大分塊的平面縱向和橫向尺寸均嚴(yán)格控制在40 m以內(nèi)。地下室頂板與基礎(chǔ)底板不必在同跨內(nèi)，可各自分倉格。有關(guān)頂板布置分倉、澆筑順序等的情況可參照基礎(chǔ)底板，但需要更全面的考慮混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作。以地下室底板為例，底板劃分17個倉位進(jìn)行施工。在考慮施工材料準(zhǔn)備、模板安裝、鋼筋綁扎、勞動力組織等影響因素的前提條件下，混凝土分倉間隔時間嚴(yán)格控制在7 d～10 d，按照圖1所示分兩階段(第二階段為第1天～第4天、第二階段為第9天～第13天)進(jìn)行混凝土流水施工。

圖1 跳倉施工平面布置圖（單位：m）

跳倉接縫處按施工縫的設(shè)置要求與處理節(jié)點，如圖2，圖3所示。地下室底板與底板、底板與外墻之間施工縫的止水鋼板預(yù)埋，應(yīng)設(shè)置于構(gòu)件厚度方向的中間，依靠鋼筋支架進(jìn)行固定，不得隨意變形和移位。跳倉先澆筑混凝土側(cè)應(yīng)加設(shè)鋼筋網(wǎng)片(φ6@80 mm× 80 mm)并綁扎20目的鐵絲網(wǎng)與相鄰力鋼筋進(jìn)行焊接，保持與止水鋼板垂直。為確保地下室防水質(zhì)量，地下室底板與外墻的施工縫，應(yīng)高出底板上表面不少于50 cm設(shè)置。

圖2 地下室基礎(chǔ)底板與底板施工縫（單位：mm）

圖3 地下室外墻與基礎(chǔ)底板施工縫（單位：mm）

在封倉前，施工縫處若有垃圾雜物、浮漿和不密實的混凝土，應(yīng)及時清理干凈，并用清水沖洗濕潤，確保混凝土的施工質(zhì)量。在跳倉間隔施工期間，可以在施工縫處通長布置寬度適宜的彩條布，既利于文明施工也有效避免雜物落入施工縫。

4.3 “跳倉法”施工技術(shù)的控制重點

1)模板及支架應(yīng)根據(jù)施工過程中的各種狀況進(jìn)行設(shè)計，并具有足夠的承載力和剛度。支架系統(tǒng)在安裝、使用和拆除過程中，必須采取防倒塌傾覆的措施，保證整體的穩(wěn)定性。

2)封倉間隔時間宜為7 d～10 d，最短不宜少于7 d。

3)跳倉施工的供應(yīng)能力應(yīng)滿足連續(xù)澆筑的需要，嚴(yán)格制定防止出現(xiàn)“冷縫”的措施。

4)跳倉法施工的大體積混凝土，不得摻加膨脹劑類外加劑。由于膨脹劑只有在水中才能起作用，而施工現(xiàn)場很難達(dá)到使膨脹劑產(chǎn)生效果的養(yǎng)護(hù)條件。摻加膨脹劑類外加劑，存在“延遲膨脹”的風(fēng)險和“過量膨脹”的危害。

5)地下室底板混凝土澆筑宜分層澆筑、分層振搗，每層錯開5 m左右，分層厚度控制在50 cm以內(nèi)為宜。各澆筑層前后相互錯位，依次分層連續(xù)澆筑，上層澆筑應(yīng)在下層初凝前完成，確保各澆筑層混凝土的結(jié)合及施工質(zhì)量。

6)控制好混凝土的坍落度，同時要求混凝土攪拌站適當(dāng)延長混凝土的初凝時間。

7)認(rèn)真做好溫差控制及監(jiān)測工作。混凝土入模溫度不宜大于32℃，混凝土澆筑體內(nèi)相鄰兩側(cè)溫點的溫度差值不應(yīng)大于25℃，內(nèi)部降溫速率不宜大于2.0℃/d。

8)地下室底板及頂板混凝土表面的抹壓不少于3遍，同時要掌握好抹壓時間，以消除混凝土表面早期塑性收縮裂縫。

9)混凝土的早期塑性收縮較大，養(yǎng)護(hù)宜早不宜遲，養(yǎng)護(hù)時間不宜少于14 d。

10)適當(dāng)延長拆模時間，拆模不少于7 d。混凝土澆筑后的初凝時期，切忌松模澆水，使結(jié)構(gòu)表面急劇降溫，增加結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力。工程實踐證明，早期松模澆水更容易引起開裂，特別是對強(qiáng)度較高的混凝土。

11)宜對建筑物進(jìn)行長期的沉降觀測。

4.4 “跳倉法”施工技術(shù)推廣

2015年7月13日，由我國著名工程結(jié)構(gòu)裂縫專家王鐵夢、廈門市建設(shè)局局長林樹枝、中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司鄭興等參加的廈門寶龍國際中心二期項目施工現(xiàn)場指導(dǎo)會，通過了該項目采用“跳倉法”施工技術(shù)的方案。該項目“跳倉法”施工技術(shù)的實施，也成為繼廈門梧村汽車站地下通道及商業(yè)街工程、廈門海峽交流中心二期B地塊工程、海峽國際社區(qū)C地塊(34號樓～35號樓)之后，又一個施工技術(shù)應(yīng)用項目，并為該技術(shù)的推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

大體積混凝土裂縫是一個非常復(fù)雜的問題，它涉及到與工程結(jié)構(gòu)相關(guān)的諸多方面，還需要繼續(xù)深入探索與研究。“跳倉法”作為一種有效的裂縫控制新技術(shù)和新措施，降低了施工成本，簡化了施工難度，提高了工程質(zhì)量，綠色施工效果突出，我們應(yīng)當(dāng)在應(yīng)用中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，使“跳倉法”技術(shù)進(jìn)一步完善和廣泛推廣應(yīng)用。

［1］ 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

［2］ 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制“抗與放”的設(shè)計原則及其在“跳倉法”施工中的應(yīng)用［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［3］ 李國勝.多高層建筑基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計——附實例［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［4］ 薛 峰.超長結(jié)構(gòu)裂縫控制及跳倉法施工原理概述［J］.科協(xié)論壇，2012(12):39-40.

［5］ 楊 斌.“跳倉法”施工技術(shù)在海外項目大體積混凝土工程中的應(yīng)用［J］.安徽建筑，2014(4):55-56.

［6］ 徐 琳.談南京某項目混凝土跳倉法施工［J］.山西建筑，2014，40(18):113-114.

［7］ 李國勝.超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與跳倉法施工指南［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2015.

On application of sequencemethod in large concrete

He Bin

(Fujian Zhuoyue Construction Engineering Development Co．，Ltd，Xiamen 361010，China)

The papermainly analyzes the main reasons for the cracks on large concrete，illustrates the construction principle for the sequence method，and explores the controlling points for the construction technique according to the application of engineering cases，so as to achieve the construction aims of the technique.

large concrete，crack，post-cast strip，sequencemethod

TU755

A

1009-6825(2015)29-0114-03

2015-08-09

何 彬(1985-)，男，助理工程師