超長混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法施工技術(shù)

陳派勝

上海三凱工程咨詢有限公司 上海 200070

1 超長混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法的意義

所謂跳倉法施工，就是指取消超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度后澆帶，將超長混凝土結(jié)構(gòu)塊體分開成能控制不開裂長度作為分倉尺寸的小塊進(jìn)行棋盤式施工，不同尺寸小塊混凝土僅形成施工縫。

超長混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法是近幾年形如逐步成熟的一種施工技術(shù)，其基本原理是利用混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制中“抗放兼施”思想，取消溫度后澆帶，并采用綜合方法避免混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度、縮等裂縫，通過合理控制各道工序的技術(shù)間隔時(shí)間，使得取消溫度后澆帶的混凝土結(jié)構(gòu)仍可按傳統(tǒng)設(shè)置后澆帶結(jié)構(gòu)流水施工的要求組織施工，是一項(xiàng)可以加快工期、提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性、提高后澆帶防水效果的的可靠技術(shù)。論文主要對采取分倉法施工代替溫度后澆帶所采取的相應(yīng)控制措施，以期具有借鑒意義。

2 跳倉法的技術(shù)控制措施

2.1 各分倉板塊施工時(shí)間間隔

超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫，主要產(chǎn)生在初期階段，主要分成和收縮裂縫溫度裂縫兩種。混凝土在初期凝結(jié)和硬化過程中體積會(huì)縮小，使得混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象。混凝土溫度、收縮變形主要發(fā)生在混凝土的前期硬化階段。

溫度裂縫含義為：由熱或水化熱引起的貫穿全斷面的裂縫、表面裂縫、由環(huán)境溫度影響引起的貫穿全斷面的裂縫。收縮裂縫含義為：混凝土結(jié)構(gòu)表面干燥引起的對其他部位混凝土約束，造成混凝土內(nèi)部不同的收縮率或收縮時(shí)間、不同的總收縮量。超長混凝土分倉法施工，主要討論就是抵抗出現(xiàn)溫度裂縫和收縮裂縫的技術(shù)措施。

混凝土溫度裂縫和收縮裂縫主要產(chǎn)生在初期階段，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下其7天強(qiáng)度一般可達(dá)到80%-90%，故跳倉法施工的混凝土板塊，棋盤式網(wǎng)格的相鄰倉位時(shí)間間隔，應(yīng)不小于7天，以充分釋放混凝土初期硬化帶來的高變形量。

2.2 混凝土材料控制與配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

ⅰ混凝土配合比的原則是盡量減少溫度收縮和干燥收縮。故混凝土配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，盡量提高抗拉、抗折強(qiáng)度。通過減少水泥用量和水灰比，采用中熱或低熱、泌水小、保水性好、干縮小的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥等。

ⅱ采用Ⅱ級粉煤灰，減少水泥用量，可以降低水化熱、減緩早強(qiáng)發(fā)展速率，可有效減少混凝土早期裂縫。

ⅲ防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，則必須使CX（地基水平約束系數(shù)）趨于零或不大于混凝土最終極限拉伸強(qiáng)度值，但 CX趨于零是不可能的，當(dāng)結(jié)構(gòu)形式確定后，CX便是一個(gè)定值。這可以通過混凝土中摻入混凝土微膨脹劑來適當(dāng)?shù)窒湛s量。合理的添加劑能使混凝土總熱量降低，極限拉伸強(qiáng)度提高。在普通混凝土中摻入水泥用量10%左右微膨脹劑替代等量水泥，在混凝土硬化過程中使其產(chǎn)生適度膨脹，可有效抵消混凝土硬化中體積收縮，在借助鋼筋和混凝土粘結(jié)及鄰位約束下，可在混凝土中建立起0.2MPa-0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，它不僅可使混凝土密實(shí)，并抵消大部分乃至全部因混凝土干縮和溫差形成的拉應(yīng)力，而且降低了混凝土綜合當(dāng)量溫差，并推遲了混凝土收縮的時(shí)間，使混凝土抗拉強(qiáng)度在此期間經(jīng)養(yǎng)護(hù)獲得較大幅度的增加。

ⅳ充分利用混凝土后期強(qiáng)度，采用60d齡期或90天齡期的強(qiáng)度指標(biāo)，并作為混凝土配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度評定和工程驗(yàn)收依據(jù)。

2.3 鋼筋工程抗裂要點(diǎn)和措施

分倉法施工，鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中與混凝土共同承擔(dān)荷載外，同時(shí)還起到防止和控制混凝土收縮裂縫的作用。因此要將鋼筋保護(hù)層厚度控制作為防止混凝土裂縫的重點(diǎn)。

對由溫度收縮產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行控制和抵抗的主要原理是以超長混凝土收縮裂縫以及溫度裂縫出現(xiàn)的原因?yàn)榛A(chǔ)。特別對于地下結(jié)構(gòu)，由于地下結(jié)構(gòu)保護(hù)層相對較大，特別是迎水面混凝土保護(hù)層一般達(dá)到50mm，另外對泵送法施工的混凝土構(gòu)件，當(dāng)板跨超過4m 的雙向連續(xù)板內(nèi)也容易產(chǎn)生較大的溫度收縮應(yīng)力。針對上述情況，可以在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)保護(hù)層較大位置，設(shè)置不小于φ6mm@200mm的雙向鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片保護(hù)層不大于15mm.對于板鋼筋，也可以將板上部支座鋼筋隔一交替全跨貫通，并保證其拉通鋼筋的間距不大于200mm，使任一方向鋼筋配筋率都不能低于0.1%。為了有效應(yīng)對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板上下鋼筋受到溫度收縮應(yīng)力的影響，可以將板的配筋量在設(shè)計(jì)配筋的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大，以及采用等強(qiáng)度代換使用小直徑鋼筋代替大直徑鋼筋，加大鋼筋布置密度。

2.4 模板工程抗裂要點(diǎn)和措施

模板必須具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠承受現(xiàn)澆混凝土自重及施工載荷。模板及其支架方案設(shè)計(jì)時(shí)，剛度最大變形值不得超過模板構(gòu)件計(jì)算跨度的4%，支撐架體的壓縮變形值或彈性撓度計(jì)算，不得超過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度的1‰.

墻、梁板溫度裂縫的控制，應(yīng)分層散熱澆筑，并做好保濕養(yǎng)護(hù)，不準(zhǔn)提早拆模，避免混凝土過早失水。

新澆筑混凝土24h內(nèi)，禁止上人施工，對混凝土造成擾動(dòng)。24h-72h進(jìn)行小載荷施工，減少對現(xiàn)澆樓面的沖擊和振動(dòng)。施工過程中材料應(yīng)注意分散堆放，并防止產(chǎn)生沖擊荷載。

2.5 混凝土澆筑過程抗裂要點(diǎn)和措施

嚴(yán)格控制混凝土配合比，注意坍落度和水灰比，施工中要保證混凝土能連續(xù)澆筑，防止產(chǎn)生冷縫。不得在雨天、雪天澆筑混凝土，混凝土收面后及時(shí)覆蓋塑料膜，防止產(chǎn)生失水干縮裂縫。

混凝土進(jìn)場澆筑時(shí)應(yīng)控制入模溫度，宜為5-35℃。加強(qiáng)混凝土振搗，提高混凝土密實(shí)度。經(jīng)實(shí)踐證明，混凝土振搗后鋼筋下部易形成孔隙，整體密實(shí)度不高?；炷恋亩握駬v能有效提高混凝土密實(shí)度，防止裂縫的產(chǎn)生。

3 注意事項(xiàng)

ⅰ跳倉法的跳倉順序應(yīng)制度專項(xiàng)方案，并嚴(yán)格執(zhí)行，確保相鄰板塊混凝土澆搗間隔時(shí)間不少于7d。

ⅱ施工縫（分倉縫）的混凝土攔截措施應(yīng)滿足固化做法，避免漏漿。

ⅲ某一板塊混凝土澆搗時(shí)，其相鄰未澆筑倉的鋼筋應(yīng)無約束，具備自由伸縮能力。

ⅳ預(yù)埋管線相對集中處、交叉處應(yīng)避開分倉縫處。多根預(yù)埋管線集中處，可以在預(yù)埋管的上、下增設(shè)間距不大于200mm加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片，覆蓋范圍應(yīng)超過最外管線150mm，且各管線之間間距大于20mm。澆搗時(shí)確?；炷翝沧⑦B續(xù)和振搗密實(shí)。當(dāng)管線數(shù)量眾多，使集散處的混凝土截面大量削弱時(shí)，宜按預(yù)留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。

4 工程實(shí)例

天津東麗先鋒路萬達(dá)廣場工程地下室底板結(jié)構(gòu)總長334米，最寬處99.45米，最窄處48米。地下室底板、外墻、頂板采用跳倉法施工，現(xiàn)場共分為24個(gè)倉塊，由東西兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，取消后澆帶?；A(chǔ)筏板采用跳倉法，通過溫度收縮應(yīng)力計(jì)算后確定分倉尺寸最大不大于40m。跳倉平面采用間棋盤式跳倉，各分倉澆筑混凝土，間隔7d后，再填倉澆筑混凝土。

混凝土原材料：采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

配合比設(shè)計(jì)：配制強(qiáng)度上限值不超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值的130%，并充分利用混凝土的后期強(qiáng)度。采用60d標(biāo)準(zhǔn)齡期的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，并作為混凝土配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度評定及工程驗(yàn)收的依據(jù)。

水膠比為0.4-0.45，拌合水用量不大于170kg/m3。膠凝材料總量不大于350kg/m3，水泥用量不大于240kg/m3。

混凝土拌合物坍落度宜控制在120mm-160mm，最大不得超過180mm。在滿足施工和泵送要求的前提下宜采用較小的坍落度。

地下室部位超長結(jié)構(gòu)采用跳倉法施工中，施工縫按下列要求處理（1）承壓水位以下的底板與底板、底板與外墻、外墻與外墻以及有回填土的地下結(jié)構(gòu)頂板采用400mm寬鋼板止水帶，居中布置。底板施工縫處采用￠6或￠8雙向方格骨架，用20目鋼絲網(wǎng)封堵混凝土。設(shè)止水鋼板時(shí)骨架及鋼板網(wǎng)上、下斷開，保持止水鋼板的連續(xù)貫通。相鄰倉混凝土澆搗前，對施工縫處鋼絲網(wǎng)、模板等清理干凈，混凝土表面鑿毛處理。

跳倉法混凝土供應(yīng)要及時(shí)，滿足連續(xù)澆筑的需要，制定防止出現(xiàn)”冷縫”的措施。

鋼筋工程：焊接架立鋼筋骨架，或成品馬凳，以保證受力鋼筋、定位筋固定牢固不變形，各區(qū)塊相鄰垂直于施工縫方向的鋼筋連接采用搭接方式，保證鋼筋伸縮自由不產(chǎn)生應(yīng)力。

混凝土澆搗：超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板、墻體、樓板混凝土澆筑順序制定分倉方案，保證相鄰倉的澆筑間隔時(shí)間大于7d。底板結(jié)構(gòu)采用一個(gè)斜面連續(xù)澆搗一次到頂?shù)霓k法。

混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天，采用覆膜養(yǎng)護(hù)。同時(shí)按溫控方案措施的要求進(jìn)行帶模養(yǎng)護(hù)，帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3d。

施工過程中溫度監(jiān)測及控制：超長大體積混凝土進(jìn)行溫度測試。

分倉法施工，大大提高了地下結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，有效的杜絕了地下室滲漏頑疾，加快了施工進(jìn)度，取得了良好工程效益。