超長大體積混凝土跳倉法施工技術

◎趙建國

引言

現階段，我國的工程建筑中，大體積大面積混凝土的應用較為廣泛。在部分重點工程施工中，使用大體積大面積混凝土基礎底板，受到早期水化的作用影響，產生大量熱，增加了自身溫度，極易造成混凝土開裂情況。因此，應用大體積大面積混凝土，必須要加強技術的研究，提出有效的技術手段。經過工程不斷地實踐，驗證了應用跳倉法施工技術，能夠保證混凝土工程的建設質量。

一、背景及概況

1.后澆帶的問題。

近30年來，全國范圍內的建筑施工大多采取設置后澆帶的方法來解決建筑物因溫度、收縮和沉降導致的混凝土開裂問題。后澆帶可分為兩種：施工后澆帶—為控制超長混凝土在結構施工階段中的裂縫而設置；沉降后澆帶—為控制不同高度建筑之間的差異沉降而可能產生的結構構件附加內力與裂縫而設置。但后澆帶的設置帶來進度、質量、環保、安全、管理等諸多方面的問題：

（1）施工困難，質量難以保證：后澆帶封閉澆筑前，地下室始終處于漏水狀態，雨水、雜物和各種垃圾進入后澆帶內，造成污染并使鋼筋銹蝕。清理時要花很多勞動力，鋼筋除銹不僅費工且不易除凈，影響質量；

（2）沉降后澆帶長期存在，造成安全隱患，尤其對于深基坑的安全隱患尤為嚴重；

（3）沉降后澆帶長期存在，高水位地區（尤其是承壓水）必須長時間降水，嚴重影響施工開展，施工費用高、浪費水資源，不僅不符合綠色施工，且有可能影響周圍建筑物安全；

（4）后澆帶后期澆筑后效果往往不理想，驗收時常發現后澆帶自身開裂問題；

（5）影響施工進度：影響機電、裝修的立體交叉作業；對于目前大力推廣和實施的裝配式結構，影響構件堆放、吊裝，影響裝配式結構優勢的發揮。

2.跳倉法起源。

跳倉法起源于工業建筑領域，王鐵夢教授從20 世紀70年代起開始探索工業廠房伸縮縫的間距問題，取得理論成果并付諸實踐。例如武鋼、上海寶鋼建設時期，地下工程超大超長，地下水位很高、施工難度很大，工藝要求不留設施工后澆帶或結構永久縫，否則易留下漏水等安全隱患。因此，王鐵夢團隊在上海寶鋼（箱形設備基礎總長912m）、武鋼（箱筏設備基礎總長686m）等項目中采用了跳倉法整體施工，不留后澆帶，取得了很好的效果并積累了實踐經驗。在此基礎上進行了進一步理論研究和分析，因此可以說工程實踐反過來又促進了理論研究的發展。

3.跳倉法的發展和民用工程實踐。

隨著超長、深基坑民用工程越來越多，施工難度越來越大，業主和施工單位迫切需要解決后澆帶帶來的困難。因此，不少大型工程嘗試了跳倉法，例如貴陽機場樓板、沈陽萬達底板、廈門國際會議中心樓板、海峽交流中心底板等項目，雖然無規范、標準可以執行，但借鑒冶金工業跳倉法的經驗后均取得了成功。跳倉法看似施工方法變革，實際上是施工安全和效益需求下的變革。

2005年2月，北京市邀請王鐵夢教授指導中京藝苑（梅蘭芳大劇院工程）采用跳倉法施工。該工程建筑面積16.1萬m2，地上為2 棟辦公、1 棟酒店和裙房大劇場，地下4 層，地下平面尺寸為201m×86m。在方案論證階段專家認真研究、分析了地質勘察資料和設計圖紙，一致認為不僅可以取消施工后澆帶，也可以取消沉降后澆帶。設計師積極配合，經計算復核同意取消沉降后澆帶，保證了整個地下室的跳倉無縫施工，經長期沉降觀察無任何異常。該項目獲得了北京市科技成果獎。北京市建委專門召開了推廣會，全面推廣此新技術，很快北京市不少大工程都紛紛采用此新技術，如藍色港灣工程（北京市建筑設計研究院有限公司設計，簡稱BIAD），地下室長度386m 成功實施此新技術。據統計，至2015年全國已有150 多個工程應用此項技術，其中北京市60 余項。為了更好地推廣應用這項技術，北京市在2013年著手編制北京市地方標準，并于2015年8月1日正式實施《超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程》（DB11/T1200—2015）（簡稱《跳倉法規程》）。這是全國第一本包含跳倉法施工和設計要點的技術規程，BIAD 負責其中設計相關章節。規程實施以來受到了業主和施工企業的關注和歡迎，近三年來，北京地區及全國其他地區，經過規范編制專家組的技術論證和把關后，已經有幾十項大型工程實施了跳倉法并取得滿意效果。

二、跳倉法的施工原理及優勢

1.施工原理。

從跳倉法施工技術發展的角度來說，其是基于施工縫法，經過不斷地優化形成的，利用施工縫，替代后澆帶以及永久性變形縫。采用跳倉法，開展施工作業，對于裂縫的控制，堅持的是抗放兼施以及先放后抗原則，以抗為主的綜合方法，控制初期收縮，避免裂縫的產生。由于各個工程的情況不同，在實際應用的過程中，要做好技術優化和創新，保證技術應用的效果。倉法的基本原理是“抗、放結合，先放后抗”。“放”的思想與施工后澆帶原理一樣，就是切開構體釋放收縮應力。基于膠凝材料（水泥）水化放熱速率較快，1～3d 達到峰值，以后迅速下降的特點，采用如圖1所示分倉方式，把超長結構分成若干個小構體（倉），每個構體（倉）不大于40m，只是澆筑混凝土的程序采取了跳倉法，即先澆 1，3，5 倉…，隔 7d 后再澆筑 2，4，6 倉…。“抗”的思想是利用隨齡期不斷增長的混凝土抗拉強度來承擔混凝土封閉之后的收縮應力，可保證整體不開裂。

圖一 分倉圖示意

2.技術優勢。

從工程實際來說，跳倉法施工技術的應用，能夠優化施工作業，提高大面積大體積混凝土工程的施工效率。同時在具體應用中，不使用膨脹劑以及各類纖維材料等，能夠節省工程投資。跳倉法施工技術的應用優勢明顯，現和后澆帶施工技術進行對比分析。后澆帶施工技術的應用優點為采取常規做法、應用較為廣泛。缺陷如下：①施工工期長；②后澆帶部分施工工藝較為復雜，混凝土養護時間比較長；③難以實現連續作業，常見窩工問題和停工問題等。照比跳倉法施工技術，后澆帶施工方法的可操作性比較弱。利用跳倉法施工技術，不僅施工周期比較短，而且便于施工組織，人員和機具以及材料的調配較為簡單。采取常規的施工縫作施工技術。

但應注意的是要將堵板的厚度控制在24cm 左右。③在進行給排水管道閉水試驗前，施工及試驗人員還應查看管道與井四周，并確保管道中無回填土、溝槽中無積水。同時，要求相關人員封堵預留孔，以防水滲入進去。④閉水試驗：試驗人員應將試驗的管道灌滿水，并浸泡24h；在注水期間，相關人員應控制好水的流進方式，并及時啟動排氣閥；若排出的水流中，無氣泡產生，應立即關閉排氣閥并停止沖水。檢測管道滲水情況時，應保持水位處于恒定位置，直至測試結束。滲水觀測時間為30min。

3.土方回填。

閉水試驗合格以后，應進行土方回填，回填的土方不應有混凝土塊、石塊、碎磚等尖銳的雜物。回填的過程中，應確保回填土有一定含水量，且不過分干燥或潮濕。回填前，施工人員還應對土壤進行“標準擊實試驗”，以確保其最大的干密度和最佳的含水率；在回填期間，施工人員應保證槽內無明顯的積水。回填結束以后應對回填土進行夯實，并對每層的土方進行質量檢驗；同時，強化管道兩側的高度差，以免出現“高低坡”的情況。

三、市政給排水管道施工技術的質量控制

1.嚴審施工圖紙以及施工方案。

施工監管或監理部門應在市政給排水管道施工前，審核相關的圖紙和圖紙上的數據；一旦發現圖紙有問題，須及時告知設計方和施工方，讓其立即進行整改；對于整改后的圖紙還應進行復核，只有復核通過后方能進行施工。對于設計的圖紙與預期圖紙存在較大的差異，監管部門也應要求設計方隊設計圖紙進行修整與完善，并適時調整施工的范圍。此外，監管部門應與施工方擬定科學、嚴謹的施工方案，進而確保市政給排水管道施工能夠順利開展，并最大限度降低施工成本，提升施工給排水管道的施工質量。

2.加大對施工管理和控制的力度。

監管部門應嚴格監管施工現場的環境、施工的材料、設施、方案以及施工人員等，進而提高市政給排水管道施工的質量和技術。在勘察施工現場過程中，監管人員應全方位分析勘察的結果，以確保施工的整體質量能夠滿足預期的標準，對于影響施工質量的部分，應立即與施工方進行溝通和協商，以便其作出整改，進而保證施工項目能夠順利完工，并達到預期的質量要求。

3.強化施工質量的控制。

市政給排水管道施工過程中，監管人員應進一步強化對施工質量的控制力度：①根據市政給排水管道施工現場的實際狀況對施工的時間以及流程等進行科學監督和管理，確保施工流程、操作和相關規范標準基本一致；②嚴格監管施工技術應用的每個過程，并詳細掌握施工技術使用的情況，以便提升市政給排水管道施工的整體質量。

四、案例

1.工程概況。

某站位于雄縣城區東北部，總建筑面積47.52萬m2，南北向長606m，東西向寬355.5m，建筑高度47.2m，地下2 層，地上3層。地下2 層基礎采用樁-筏板結構，地下1 層基礎采用樁-承臺+防水板結構，地下室約20萬m3超長大體積混凝土采用跳倉法施工。

2.施工關鍵技術。

（1）分倉間距設計。

某站防水板最大平面尺寸為321.4m×355.5m，樁承臺最大尺寸為13.1m×7.8m×4m，墻體最大厚度為1m，均屬厚大混凝土結構；底板、墻體及頂板均屬超長結構。根據設計圖紙，結合實際情況及工期要求，經理論計算、論證比較，適當增大了底板、頂板尺寸。

（2）混凝土澆筑。

采用跳倉法施工的超長大體積混凝土宜采用全面或斜面分層的方式進行澆筑，分層厚度≤500mm，并采用二次振搗和多次抹壓技術。施工時注意上層混凝土應在下層混凝土初凝前完成澆筑，避免形成冷縫。

（3）施工縫處理。

地下室底板施工縫處甩槎鋼筋密集，止水鋼板下部工作面受限，二次剔鑿困難，實際施工過程中，難以保證施工縫質量。通過采用免剔鑿施工技術，改善接縫效果，從而提高施工質量。施工縫處使用鋼絲網收口，首先將鋼筋焊接成格柵，然后在格柵上綁扎鋼絲網。

（4）混凝土養護。

本工程地下室施工處于夏季，混凝土養護對施工質量的影響較大，應重點控制混凝土表面溫度和濕度，減少表面暴露時間，避免水分蒸發。為防止表面溫度擴散較快、與內部溫差較大，水平構件采用1 層塑料薄膜+土工布的方式進行保溫養護，豎向構件采用延長帶模養護時間、拆模后覆蓋土工布的方式進行保溫養護。站房工程超長、超大構件同時澆筑部位較多，范圍較廣，工作量較大，可能存在減少澆水次數、誘發混凝土開裂等問題。為此，采用自動定時噴淋系統進行混凝土養護。該系統利用施工現場泵房供給水源，通過給水管道將水引至需養護部位水箱內（水箱規格可根據養護區域面積進行增減）。水箱水位由液位開關控制，經管道加壓泵加壓后將水引至養護用PVC 給水管道，通過配電箱內KG316T 型定時器控制加壓泵啟停。在養護管道上打孔，并利用穿墻螺栓進行固定。每隔50cm 將管道切斷，通過φ25mm 軟管連接，方便拆卸。加壓泵啟動后，管道增壓，可將水箱內水引至管道內，呈噴射狀灑在澆筑體上，并沿澆筑體向下流淌，達到自動養護的目的。

（5）混凝土溫度控制。

1）測溫點布設。

選擇具有代表性的部位設置測溫孔，設置時避開鋼骨位置。在澆筑體厚度方向至少布設上部、中心、下部測溫點，測溫點間距宜≤500mm。根據平面尺寸，以地下2 層筏板為例，在每個倉格內均勻布設6個測溫孔，每個測溫孔由板頂、中心、板底測溫點組成。

2）自動測溫。

將測溫頭按測溫點位置布設在混凝土中，將測溫線引至混凝土表面0.5m 以上，并與無線采集單元相連。待混凝土覆蓋測溫頭1h 后開始測溫，無線收發模塊自動接收采集單元傳遞的數據，并自動保存。通過需求設定，終端監控顯示器可實時查看溫度數據，生成測溫曲線，方便根據測溫值對混凝土保溫、保濕養護進行動態調整。

3）測溫結果分析。

①測溫曲線基本呈先上升后下降的趨勢，這是由于混凝土澆筑后，水泥水化釋放熱量，溫度上升；澆筑完成3d 時，水泥水化基本結束，溫度曲線開始下降。②板頂、板底溫度下降時間不固定，這是由于板頂測溫點所在位置混凝土厚度較小，受大氣溫度的影響較大，而板底測溫點受地表溫度的影響較大。③混凝土內部溫度最高，下部次之，上部最低，符合“中間溫度高、邊緣溫度低”的原則。④混凝土內部溫度最高值＜65℃，溫升值＜35℃，可見跳倉法能較好地實現降溫。⑤里表溫差基本＜25℃，可見后期養護效果較好，可有效避免裂縫的產生。

結束語

工業與民用建筑地下室超長大體積混凝土采用跳倉法施工，經過工程實踐檢驗行之有效。此方法來源于工程施工現場的迫切需要，可給工程建設帶來巨大的實用價值和社會效益，有廣泛的應用前景。

跳倉法的無縫整體實施，看似施工問題，實則需要設計先行。設計需要在材料強度、構造節點，尤其是取消永久伸縮縫、沉降縫、后澆帶等方面緊密配合方可保證跳倉法的可行。《跳倉法規程》目前的實施范圍是工業與民用建筑地下室。地上建筑受環境溫差、濕度影響較大，各地施工水平等因素也差異較大，由地下室向地上范圍的推廣還有待實踐的積累。

《跳倉法規程》2015年在北京市實施后產生較高社會效益和經濟效益。2017年中國工程建設標準化協會開始組織編制全國行業標準，參編單位擴大至全國范圍的施工、設計、科研單位。行業標準在北京地方標準的基礎上，進一步總結了這幾年跳倉法的科研成果及成熟的工程經驗，結構設計方面進一步明確了關于取消沉降后澆帶的內容。2019年5月送審稿通過審查，力爭2019年頒布實施，以滿足工程建設之需。