大面積地下室混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)縫跳倉(cāng)法施工技術(shù)

劉接木 湖南省第六工程有限公司

1 前言

當(dāng)前地下室結(jié)構(gòu)為大面積混凝土施工，多采用跳倉(cāng)法，在施工過(guò)程中秉持“抗放結(jié)合”原則，施工操作便捷，裂縫防治效果突出。但在實(shí)際施工時(shí)，需注意細(xì)部處理，如混凝土配比設(shè)置、混凝土澆筑等過(guò)程管控，方可保障施工質(zhì)量。

2 跳倉(cāng)法施工技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1 技術(shù)原理

跳倉(cāng)法是將大面積建筑物分割成多個(gè)段狀或塊狀作業(yè)區(qū)域，采用間隔施工。在跳倉(cāng)施工時(shí)，通過(guò)設(shè)置跳倉(cāng)間距，將變形輸出結(jié)構(gòu)的總能量轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥詰?yīng)變能量，而能量通過(guò)抗的形式吸收，再通過(guò)放的形式消散。在封倉(cāng)后做好填土與防水處理，縮小混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差和收縮作用力，從而實(shí)現(xiàn)避免或減少混凝土裂縫的目標(biāo)。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

無(wú)須設(shè)置后澆帶，工程量減小，工期縮短；對(duì)大體積混凝土進(jìn)行分塊施工，首澆塊間的影響力較弱，續(xù)澆塊根據(jù)首澆塊的情況及時(shí)插入即可；施工操作的可行性較高，對(duì)于設(shè)備與材料的要求較低；施工縫設(shè)置了快易收口網(wǎng)，在首澆塊還未完全凝結(jié)時(shí)開(kāi)展后續(xù)作業(yè)，新老混凝土澆筑面更易結(jié)合，提升結(jié)構(gòu)的整體性。

3 工程實(shí)例分析

某物流基地建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃用地面積為94066.97m2，凈用地面積為75727.50m2。該工程總建筑面積為136012.26m2，地下43314.20m2，地上92698.06m2，工程選用樁基獨(dú)立承臺(tái)加防水板基礎(chǔ)，防水等級(jí)為一級(jí)，混凝土抗?jié)B等級(jí)為P6。該地下室為矩形，長(zhǎng)為264.2m，寬為158.6m，基礎(chǔ)底板的厚度為550mm。

3.1 施工方案

現(xiàn)有行業(yè)規(guī)范指出跳倉(cāng)最大分塊尺寸不得大于40m，為減小溫度應(yīng)力，可適當(dāng)增加倉(cāng)塊尺寸。該工程參照如下公式計(jì)算跳倉(cāng)倉(cāng)塊長(zhǎng)度：

式中：[L]——平均伸縮縫間距；E——凝土彈性模量（底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，彈性模量取3.15×104N/mm2）；H——底板厚度（底板厚度取0.5m~0.55m）；Cx——地基或基礎(chǔ)水平阻力系數(shù)（本工程采取樁基礎(chǔ)，墊層、防水、防水保護(hù)層上綁扎底板鋼筋，故按低強(qiáng)度素混凝土Cx取值100×10-2N/mm3）；α——混凝土線膨脹系數(shù)（取1.0×10-5）；T——互相約束結(jié)構(gòu)的綜合降溫差，包含水化熱溫差T1、氣溫差T2、收縮當(dāng)量溫差T3；εp——鋼筋混凝土的極限拉伸（取中間狀況最大值1.5×10-4）。

以C35P6混凝土配比方案對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出T值：

式中：Tm(t)——混凝土澆筑體內(nèi)最高溫度，取值為57.1℃；Tbm(t)、Tdm(t)——混凝土澆筑體溫度達(dá)到最大值Tmax時(shí)，塊體表層上部與下部的溫度，單位為℃，根據(jù)規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，上下部溫度的最小值≥38.2℃，取值為38.2℃；Ty(t)——齡期為t時(shí)，混凝土收縮當(dāng)量溫度(齡期按60d考慮，但混凝土收縮在21d后基本處于穩(wěn)定，因此Ty(t)=13.62℃；Tw(t)——混凝土澆筑體預(yù)計(jì)的穩(wěn)定溫度，取值30℃。

結(jié)合公式1、公式2計(jì)算跳倉(cāng)倉(cāng)塊長(zhǎng)度：

經(jīng)計(jì)算，確認(rèn)該工程跳倉(cāng)施工方案如下：①基礎(chǔ)底板劃分為24個(gè)倉(cāng)塊，最小分塊不小于40m，最大不超過(guò)62.12m，間隔施工大于7d，封倉(cāng)間隔時(shí)間控制在7d~10d；②基礎(chǔ)底板分倉(cāng)施工，分倉(cāng)縫位置按照施工縫進(jìn)行處理。

3.2 混凝土配合比

參照各類材料性能指標(biāo)進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)混凝土材料進(jìn)行測(cè)試，并制作標(biāo)準(zhǔn)試件按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)各齡期的混凝土試件力學(xué)性能進(jìn)行分析，配比方案如表1。

表1 大體積混凝土設(shè)計(jì)配合比(單位：kg/m3)

3.3 混凝土澆筑

（1）入模溫度控制：混凝土澆筑前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面清理，合理規(guī)劃泵車(chē)、罐車(chē)行駛路線，縮短泵車(chē)等待時(shí)間；罐車(chē)與泵管均做隔熱覆蓋措施；攪拌站對(duì)粗骨料與細(xì)骨料進(jìn)行遮陽(yáng)處理；拌和用水為生活用水，不得暴曬；混凝土進(jìn)場(chǎng)澆筑時(shí)需對(duì)入模溫度進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整拌和溫度；混凝土入模溫度需高于環(huán)境溫度5℃。（2）下料、振搗控制：混凝土振搗時(shí)，應(yīng)均勻布設(shè)振點(diǎn)，振搗器操作需快插慢拔，施工縫與預(yù)埋件位置需提高振搗強(qiáng)度。泵送混凝土入模時(shí)，每層布料需均勻，不得隨意堆積。基礎(chǔ)底板混凝土澆筑需遵循“斜面分層、一次到位”，振搗棒布置于坡尖、坡中與坡頂，每段澆筑時(shí)，分別在前、中、后設(shè)置四道振動(dòng)棒，前一道振動(dòng)棒布置于底排鋼筋與混凝土坡腳處；后一道振動(dòng)棒布置于混凝土卸料點(diǎn)；中部一道振動(dòng)棒充分振搗，使混凝土密實(shí)，促進(jìn)流動(dòng)。在混凝土澆筑前，需在基層與模板表層均勻?yàn)⑺瘢鴤}(cāng)縫位置的振搗不得損壞收口鋼絲網(wǎng)，確保混凝土與收口網(wǎng)粘結(jié)緊密。（3）施工縫處理：地下室底板施工縫位置甩槎鋼筋分布密度高，止水鋼板下部工作面受限制，二次剔鑿作業(yè)難度大，施工縫質(zhì)量可控性低。施工縫使用鋼絲網(wǎng)收口，鋼筋焊接成格柵形式，并綁扎鋼絲網(wǎng)。根據(jù)混凝土的澆筑高度與速度確定鋼筋直徑和間距參數(shù)，以保證鋼絲網(wǎng)剛度、穩(wěn)定性均符合設(shè)計(jì)要求，可抵抗混凝土澆筑過(guò)程中的側(cè)壓力。參照鋼筋間距和止水鋼板所處位置對(duì)鋼絲網(wǎng)進(jìn)行裁剪，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不得小于150mm。同時(shí)，為避免澆倉(cāng)澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿，在底部鋪設(shè)200mm~300mm的堵頭網(wǎng)，頂部布設(shè)木方。混凝土振搗時(shí)，若混凝土表面集聚大量的過(guò)剩水，則應(yīng)立即清除，避免過(guò)剩水順著鋼絲網(wǎng)模板沖刷混凝土表面。使用清水沖洗后安排混凝土澆倉(cāng)作業(yè)，而接縫的兩側(cè)混凝土必須粘結(jié)緊密。（4）養(yǎng)護(hù)控制：由于是夏季施工，環(huán)境溫度對(duì)于混凝土施工質(zhì)量影響較大，為了加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管控，對(duì)混凝土表面的溫度與濕度進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，縮短表面外露時(shí)長(zhǎng)。同時(shí)，為減小混凝土內(nèi)外溫差，水平構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)采用一層塑料薄膜+土工布的形式，而豎向構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)采用先延長(zhǎng)帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間、拆模后覆蓋土工布方法實(shí)現(xiàn)保溫目的。

續(xù)表1

4 實(shí)施效果分析

均勻設(shè)置測(cè)溫孔，盡量避開(kāi)鋼骨。對(duì)于項(xiàng)目中澆注體厚度較大的位置，分別在上部、中心和下部設(shè)置測(cè)點(diǎn)，相鄰測(cè)點(diǎn)距離為500mm。根據(jù)該建筑體的平面，每個(gè)倉(cāng)格內(nèi)的測(cè)溫孔數(shù)量不得少于6處，而測(cè)溫孔由板頂、中心和板底的測(cè)溫點(diǎn)共同構(gòu)成。經(jīng)監(jiān)測(cè)得出曲線圖1，由該圖可知：測(cè)溫曲線呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)，其原因?yàn)榛炷翝仓螅嗨療後尫艧崃浚瑴囟壬仙跐仓鳂I(yè)結(jié)束后3d，水泥水化熱反應(yīng)結(jié)束，溫度逐漸下降；板頂、板底溫度下降的時(shí)間節(jié)點(diǎn)不固定，原因?yàn)榉ぐ屙敳康臏y(cè)溫點(diǎn)所處區(qū)域的混凝土層較薄，易受外部環(huán)境影響，而筏板底部的溫度也會(huì)受地表溫度影響；對(duì)混凝土溫度進(jìn)行分析可知，溫度由高到低依此為內(nèi)部→下部→上部；混凝土內(nèi)部溫度最大值＜65℃，溫升值＜35℃，由此表明跳倉(cāng)法的應(yīng)用有助于降溫；里表溫差基本＜25℃，該項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)效果理想，也有效規(guī)避了裂縫病害的發(fā)生。

圖1 測(cè)溫曲線

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大面積地下室混凝土結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜、施工難度較高，采用跳倉(cāng)法可弱化施工環(huán)境對(duì)于混凝土澆筑的負(fù)面影響，也可有效抑制結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。在施工過(guò)程中，施工單位需加強(qiáng)過(guò)程管控，針對(duì)混凝土摻料比例、水泥用量、混凝土振搗等進(jìn)行跟蹤監(jiān)督，以提升混凝土結(jié)構(gòu)整體的防水抗?jié)B性能。