跳倉法施工技術在白云站站房底板超長大體積混凝土工程中的應用

熊 顆

（四川鐵科建設監理有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

隨著我國鐵路建設的飛速發展，越來越多的鐵路車站從單一的交通運輸逐步向立體化綜合交通樞紐的大型客運站房發展，這帶來了超長大體積混凝土在大型鐵路站房中的廣泛應用。根據以往的施工案例，超長大體積混凝土基礎底板一般采用后澆帶的方法施工，但后澆帶施工周期長，不便于組織流水施工，后澆帶處極易成為滲漏點。因此，針對超長大體積混凝土，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證明，應用跳倉法取代后澆帶施工技術，能夠有效保證超長大體積混凝土工程的施工質量。本文以廣州白云站站房底板工程為例，探討跳倉法施工技術在底板超長大體積混凝土施工中的應用。

1 工程概況

廣州白云站是廣州鐵路樞紐規劃“五主三輔”客站中的主要客站之一，是集普速與高速列車、地鐵與城際、長途汽車與公交車等多種方式一體化換乘的綜合交通樞紐站，建筑總規模45.3萬m2，其中站房工程底板面積約15萬m2，南北方向跨度548m，東西方向跨度274m。站房基坑為一級深基坑，開挖深度10.65～11.25m，底板面標高為-12.200m，基坑支護采用地下連續墻、預應力錨索，降水方式采用管井降水。底板混凝土強度等級C45(P8)，站房A區底板厚度為1350mm，B、C區底板厚度為850mm。原設計方案采用20條（東西方向13條，南北方向7條）1m寬的后澆帶將底板進行分割，其中最大分塊面積3000m2,混凝土澆筑量4050m3。后澆帶貫穿于850mm厚和1350mm厚站房底板，后澆帶在兩側混凝土齡期達到45d后封閉。

2 跳倉法施工原理

跳倉法[1-3]施工采用“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原理，按照“分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則進行。將建筑物地基或大面積混凝土平面劃分成若干個區域，每個區域最大尺寸不宜大于40m×40m，合理設置跳倉間距，相鄰倉段混凝土澆筑間隔時間不宜少于7d。將變形輸送給結構的總能量轉化為彈性應變能、徐變消耗能、微裂耗散能和位移能釋放，并通過封倉后及時做防水、回填土等措施，避免混凝土結構較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小。簡單來說，就是通過工序的銜接，達到控制混凝土裂縫的目的。

3 跳倉法施工技術遵循的原則

3.1 結合原設計沉降構造要求及施工實際情況合理設置分倉縫位置

廣州白云站站房工程造型復雜、結構眾多，工程體量大，因此分倉縫盡量以原后澆帶位置為基準，兩相鄰倉段分倉縫為原后澆帶中線位置，以滿足原設計整體沉降構造要求。分倉縫還應考慮設置在受力較小且便于施工的位置，局部按照施工道路及施工任務進行調整，同時考慮將分倉縫與后期裝飾面層分格縫相結合，盡量保持一致，保證施工質量。

3.2 倉塊面積宜小不宜大

根據原設計后澆帶位置并結合現場條件和總體施工組織計劃安排，按照“分倉面積大小適中，受力合理，便于施工”的原則，經比較、論證，廣州白云站站房底板工程分倉邊長基本按不大于40m×40m控制，共劃分108個分倉：

廣州白云站站房底板以E軸線為分界線，E軸以東（A軸～E軸）為一期工程，E軸以西（E軸～N軸）為二期工程。其中一期工程分倉：A1區（出站層）分倉20個，B1區（北車庫）分倉15個，C1區（南車庫）分倉12個。二期工程分倉：A2區（出站層）分倉16個，B2區（北車庫）分倉25個、C2區（南車庫）分倉20個。最大分倉面積在A2區，分倉面積約為1600m2，混凝土澆筑方量2160m3。

3.3 倉間混凝土澆筑間隔時間宜長不宜短

白云站站房底板工程分一期工程、二期工程兩階段順序施工，每階段工程按“品”狀跳倉澆筑混凝土，每相鄰倉格混凝土澆筑時間間隔不少于7d，以利于板塊混凝土變形，釋放早期收縮應力，后期收縮應力由混凝土抗拉能力承受。

3.4 優選原材料及混凝土配合比，控制大體積混凝土水化熱

優選水化熱較低的P·O 42.5水泥，采用較小水膠比，提高混凝土強度。降低膠凝材料總用量，選用級配良好的骨料，采用超量代換的辦法提高粉煤灰摻量，合理利用粉煤灰與高效減水劑“雙摻”的疊加技術，增強混凝土內部結構致密性，控制減小混凝土的早期溫度收縮與干燥收縮。混凝土配合比設計應保證混凝土良好的和易性、耐久性、強度。

3.5 混凝土養護應早，溫度監測宜勤

混凝土澆筑完畢后應盡早覆蓋土工布或塑料膜，并噴水保濕、保溫養護，防止新澆混凝土表面過快失水及混凝土表面與環境溫差，導致混凝土出現裂縫。嚴格按照施工方案中要求的溫度監測頻率對混凝土里表溫差進行監測，當溫度出現異常，宜加大監測頻率，并提出預警，采取降溫措施。該工程大體積混凝土溫控指標應符合《大體積混凝土施工標準》（GB50496-2018）中第3.0.4條的要求：混凝土澆筑體在入模溫度基礎上升溫值不宜大于50℃；混凝土澆筑體里表溫差（不含混凝土收縮當量溫度）不宜大于25℃；混凝土澆筑體降溫速率不宜大于2℃/d；拆除保溫覆蓋時混凝土澆筑體表面與大氣溫差不應大于20℃[4]。

4 施工工藝及質量控制

4.1 原材料選用及混凝土配合比設計

該工程底板混凝土原材料采用水化熱較低的42.5級普通硅酸鹽水泥，其3d水化熱不大于250kJ/kg，7d水化熱不大于250kJ/kg，摻F類Ⅱ級粉煤灰，FQY混凝土膨脹劑（Ⅱ型），5～20mm連續級配碎石，細度模數2.3～2.9的Ⅱ區中砂，高性能聚羧酸減水劑。采用60d強度作為混凝土配合比設計的依據，經反復試配選用混凝土技術參數及指標：水膠比0.34，砂率39%，,坍落度(160±20)mm，混凝土初凝時間7h20min，混凝土終凝時間9h01min。試配的實測混凝土抗壓強度值：7d，47.6MPa；60d，53.8MPa；抗滲水壓1.3MPa，已達到P12抗滲等級。最終確定的混凝土配合比見表1。

表1 C45（P8）混凝土配合比（kg/m3）

4.2 混凝土溫控指標驗算

大體積混凝土施工前，對溫控指標進行驗算，并確定混凝土澆筑體的絕熱升溫值、溫升峰值、里表溫差及降溫速率等控制指標，制定相應的溫控技術措施。

該工程以澆筑1.35m厚底板混凝土為例，一次澆筑厚1.35m，分3層，每層厚度不大于0.5m。根據設計配合比及原材料廠家提供的相關資料，經計算混凝土絕熱升溫值為51.8℃；混凝土的入模溫度按不超過30℃，大氣溫度取30℃，溫度場計算采用一維差分法，經計算，第4天混凝土內出現溫度峰值，為46.328℃，最大溫升為46.328-30=16.328℃＜50℃，滿足規范要求；經綜合計算上、下表面及中部混凝土溫度，混凝土里表溫差峰值出現在第4天，溫差值為3.912℃＜25℃，滿足規范要求。該混凝土配合比可行，采用有效的保溫保濕養護可控制降溫速率≤2℃/d。

4.3 施工縫構造措施

跳倉施工縫采用20目/cm2鋼絲網收口，頂、底部用40mm×90mm方木固定，側面將雙向HRB400Φ14@300鋼筋格柵與底板上下層鋼筋焊接在一起，在其上綁扎鋼絲網。施工縫在靠近板底675mm（A區）/425mm（B、C區）高度位置設置300×3鍍鋅止水鋼板，骨架在鋼板上下斷開，保持止水鋼板連續貫通。

4.4 大體積混凝土施工

4.4.1 施工縫處理

施工縫是地下工程防水的關鍵，在封倉前，剔除鋼絲網，將施工縫處雜物、浮漿、松散混凝土塊、止水鋼板上的殘漿等清除干凈，并清洗濕潤。施工縫兩邊混凝土要振搗密實，每次澆筑完畢后施工縫處寬500mm的混凝上表面要用人工進行兩遍收光。

4.4.2 混凝土入模溫度控制

澆筑時間盡量定于夜間與清晨。提前規劃運輸路線，清理場地，縮短混凝土運輸及泵車等待時間，罐車與泵管在夏季與冬季應有相應的隔熱或保溫措施。攪拌站對粗、細骨料應遮陽覆蓋，拌合用水應為常溫，當水溫達不到要求時，需加入冰塊降低水溫。混凝土入模前測量溫度，入模溫度控制在5～30℃，根據所測溫度情況，通知攪拌站實時調整混凝土出機溫度。

4.4.3 混凝土澆筑

按施工組織安排，澆筑順序按“品”字形跳倉進行，相鄰倉澆筑間隔時間不少于7d。

底板混凝土采用分層布料、分層振搗、斜坡推進法施工。分層厚度不大于500mm，斜坡坡度為1∶6～1∶7，層間最長的間歇時間不應大于混凝土的初凝時間。豎向施工縫周邊的混凝土應放慢澆筑速度，澆筑至止水鋼板處，混凝土面應略比止水鋼板高2～3cm，振搗密實后方可繼續往上澆搗混凝土。在電梯井坑、集水井坑和底板高低跨相接處應從模板兩側對稱部位同時下料，待坑底部混凝土接近初凝時，再進行其他部分混凝土的澆筑。

在每個澆筑帶的前、后、中布置振動器，通過混凝土的振動流淌達到均勻鋪攤的要求，澆筑時加強振搗,但應避免漏振、過振。應及時跟蹤實測混凝土坍落度，坍落度不滿足施工要求時，可用外加劑對混凝土坍落度進行適度調整。在大面積混凝土澆筑過程中，應采取防止受力鋼筋、定位筋、預埋件等移位和變形的措施，并應及時清除混凝土表面的泌水。

當混凝土澆筑到設計標高時用長刮尺刮平，在初凝前用木抹子打磨壓實，以閉合收水裂縫。大體積混凝土澆筑面應及時進行二次抹壓處理。抹壓與噴霧養護可同時進行，二次抹壓壓光后，應立即進行保溫保濕養護。

4.4.4 混凝土溫度監測

采用JDC-2型便攜式建筑電子測溫儀，配合測溫導線、測溫探頭對混凝土溫度進行監測。監測內容應包括監測時間、混凝土水化熱即時溫度、內表溫差、溫降速率和大氣溫度。

混凝土內溫度監測點應按下列要求布設：

（1）每個倉塊按對稱軸線的半條軸線作為測溫區，每條軸線上監測點不少于4個。

（2）混凝土的溫度監測點沿混凝土澆筑體厚度方向進行設置，應至少布設表層、底層和中心溫度測點。表層測溫點在混凝土表面以內50mm處，底層測溫點在混凝土底面以上50mm處，中測點位于混凝土底板豎向中心1/2位置，其余測點按不大于500mm的間距布設。

入模溫度的測量，每臺班不應少于2次；混凝土澆筑后，每晝夜測溫不應少于4次；測溫周期不少于14d。

當溫度監測指標達到以下條件之一時，以書面報告形式提出預警，并及時采取溫控措施。

（1）混凝土澆筑體在入模溫度基礎上的溫升值達到50℃；

（2）混凝土里表溫差達到25℃；

（3）測溫點溫降速率達到2.0℃/d。

4.4.5 混凝土養護

混凝土澆筑完畢，在初凝前立即覆蓋土工布并噴水進行保濕保溫養護，養護期不少于14d。根據降溫速率及里表溫差監測情況，及時灑水并調節覆蓋層厚度，整個養護期內，混凝土表面都應保持溫熱潮濕狀態。根據混凝土溫控計算結果，該工程混凝土在澆筑完成后4d內，混凝土溫度將達到峰值，里表溫差最大，應特別加強養護，防止混凝土裂縫的產生。保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行，當混凝土的表面溫度與環境最大溫差小于20℃時，可全部拆除[4]。

5 “跳倉法”取代“后澆帶”施工的效果分析

該工程底板采用“跳倉法”取代“后澆帶”施工工藝可以在質量、安全、費用、工期上產生如下效益：

（1）將原設計后澆帶大塊再細分為較小的跳倉法小塊，可減小大體積混凝土初期較大溫差及干縮作用，大量消減施工期間的溫度伸縮應力，有效控制裂縫。

（2）可減少后澆帶的留置期間鋼筋銹蝕，混凝土面結垢污染，鑿毛、清理、除銹等艱難繁瑣工序，減少后澆帶易成為滲漏點的質量隱患，保證整體防水效果并節省大量清理費用。

（3）可快速形成整體結構，能良好地傳遞圍護結構傳來的水平力，減小支護結構位移，同時可避免施工期間后澆帶部位降水不及時，產生底板隆起，破壞附加防水層。

（4）可減少因設置后澆帶，板面斷開，對站房大型鋼結構吊裝（最大吊重達44t）安全的不利影響。

（5）可快速形成整體工作面，極大地方便現場材料運輸與堆放，節省后澆帶保護費用（如覆蓋模板或鋼板）。

（6）廣州白云站分為一、二兩期施工，期間需要穿插既有京廣線倒邊施工，工期僅為40個月，工期壓力大。底板采用“跳倉法”取代“后澆帶”，分小倉流水施工，流水節拍縮短，從而縮短工期，同時也減少了基坑長時間暴露的安全風險。

6 結束語

廣州白云站站房底板超長大體積混凝土成功運用跳倉法施工工藝，通過合理的分倉劃分、設置跳倉施工縫構造措施、優化混凝土配合比、加強大體積混凝土施工質量控制，縮短了工期，降低了基坑安全風險，避免了結構混凝土溫差收縮，有效控制結構裂縫，保證了底板的整體防水效果，取得了顯著的經濟和社會效益。