跳倉法技術(shù)在超長地下室結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

潘偉康，賴偉偉，岳 煒

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

大型住宅小區(qū)建設(shè)中為了避免超長地下室混凝土結(jié)構(gòu)因溫度、收縮導(dǎo)致的裂縫問題，往往通過設(shè)置溫度后澆帶的方法。后澆帶本身為“雙縫”結(jié)構(gòu)，滲漏風(fēng)險大，節(jié)點(diǎn)設(shè)計復(fù)雜；地下室長期無法封閉，后續(xù)工序無法提前開展；筏板無法閉合形成整體，存在上浮風(fēng)險，基坑需要長時間降水；后澆帶兩側(cè)支撐體系長期占用無法拆除，影響正常周轉(zhuǎn)造成成本增加。通過分析超長結(jié)構(gòu)裂縫形成原因，利用“跳倉法”施工技術(shù)，采用綜合裂縫控制方法來解決超長結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫的問題，把“兩道縫”變?yōu)椤耙坏揽p”，取消溫度后澆帶，使相鄰混凝土接縫連接更加緊密，融合成整體。同時通過合理的施工部署，調(diào)整跳倉順序及各道工序的作業(yè)時間，各倉塊流水施工，最終達(dá)到節(jié)約施工成本，縮短整體工期的目的。

1 工程概況

鄭州市運(yùn)和臻園項(xiàng)目建筑面積約24 萬m2，包括8 棟31 層住宅、1 棟25 層住宅和2 層地下車庫。其中地下車庫總面積約6.2 萬m2，東西向長度約250m，南北向?qū)挾燃s139m。地下車庫結(jié)構(gòu)形式為板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為平板式筏形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)厚度600mm，混凝土強(qiáng)度等級C35；負(fù)二層樓板厚度250mm、負(fù)一層樓板厚度350mm，混凝土強(qiáng)度等級C30。該項(xiàng)目位于黃河沖積泛濫平原區(qū)，地下水位較高且具有微腐蝕性，現(xiàn)場采用管井降水，抗浮措施采用預(yù)應(yīng)力管樁。地下車庫澆筑體量大，工期要求緊張，為保證整體施工進(jìn)度，解決混凝土結(jié)構(gòu)開裂、滲漏問題，避免后澆帶施工帶來的一系列問題，在地下室結(jié)構(gòu)施工過程中筏板、外墻、頂板均采用“跳倉法”施工技術(shù)。

2 混凝土裂縫成因及跳倉法施工原理

混凝土的水泥水化、凝結(jié)及硬化過程中溫度升高，體積膨脹，到達(dá)峰值后（3～5d），通過熱交換作用，慢慢與外界環(huán)境溫度相平衡，溫度從表面到內(nèi)部逐漸下降，體積開始收縮。與外界接觸的表面散熱較快，溫度降低，混凝土發(fā)生冷卻收縮，混凝土表面與內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間互相約束，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力；內(nèi)部由于散熱效果不佳，溫升值較大，降溫值也較大，發(fā)生溫度收縮變形，當(dāng)受到外部結(jié)構(gòu)的約束時，將引起較大的收縮應(yīng)力。裂縫產(chǎn)生本質(zhì)上是混凝土降溫收縮拉應(yīng)變超過了混凝土的拉伸極限，內(nèi)部裂縫與表面干縮裂縫相聯(lián)通，就會形成貫通裂縫，從而造成結(jié)構(gòu)滲漏甚至破壞。

“跳倉法”的施工原理是在混凝土早期（3～5d）升溫較快、收縮應(yīng)力較大的階段，將超長的混凝土結(jié)構(gòu)按不開裂長度進(jìn)行“分倉”，將應(yīng)力釋放出來，在后期（7～10d）收縮應(yīng)力較小的階段再進(jìn)行“填倉”，將結(jié)構(gòu)合攏成整體，此時混凝土已有足夠的抗拉強(qiáng)度（一般可達(dá)設(shè)計強(qiáng)度70%～80%），能夠承擔(dān)之后的溫度收縮應(yīng)力，整個過程“抗放兼施，先放后抗”，最后“以抗為主”。

通過分析混凝土裂縫成因及“跳倉法”施工原理，確定了裂縫控制的兩個主要方向：一是控制混凝土里表降溫差，二是減小收縮應(yīng)力。裂縫變形本質(zhì)上是混凝土內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化、釋放的外在表現(xiàn)，按照跳倉法“放”與“抗”的理論，放是通過位移變形釋放能量，抗是利用抗拉能力吸收能量，也是符合能量變化的客觀規(guī)律。

3 跳倉劃分

結(jié)合現(xiàn)場情況及施工部署，依照“整體規(guī)劃、隔塊施工”的原則，經(jīng)過溫差分析、溫度應(yīng)力及裂縫控制計算，將地下車庫共分為26 個倉塊，倉庫長寬尺寸控制在30～40m 之間，最大倉塊面積1 186m2。整體采用“品”字形棋盤式跳倉澆筑方式，部分狹長區(qū)域采用“隔一跳一”間隔式跳倉澆筑方式（圖1），間隔7～10d 后再進(jìn)行剩余倉塊混凝土澆筑，為了便于現(xiàn)場施工，利于平面組織，基礎(chǔ)底板、地下室剪力墻、地下室樓板分倉縫均設(shè)在同一垂直位置。

圖1 跳倉施工平面布置圖

4 跳倉法施工及裂縫控制措施

4.1 混凝土原材料選用及配合比要求

1）混凝土配制的總體原則是在保證抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計要求的前提下，選擇適當(dāng)摻合料替代部分水泥，減小水化熱，降低收縮應(yīng)力；同時保證混凝土整體質(zhì)量均勻，降低抗拉性能的離散性，提高混凝土抗拉強(qiáng)度。

2）綜合考慮抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、水化熱及收縮要求及當(dāng)?shù)厥袌霏h(huán)境，經(jīng)過試配分析，選用42.5 級普通硅酸鹽水泥進(jìn)行配制，摻加F 類Ⅱ級粉煤灰，S95 級礦粉，摻量為膠凝材料總量的30%～40%。

3）混凝土受拉破壞部位主要是在水泥與粗骨料的粘接面，水泥漿與粗骨料的粘接強(qiáng)度決定了混凝土的抗拉強(qiáng)度，骨料的粒徑級配、清潔程度對都對抗拉強(qiáng)度影響顯著。因此選用粒徑5～25mm碎石，細(xì)度模數(shù)為2.5～3.0 中粗砂，骨料要求粗細(xì)級配良好，含泥量均控制在1%以內(nèi)。

4）膨脹劑只有在水中才能起作用，在現(xiàn)場不滿足養(yǎng)護(hù)條件下，膨脹混凝土的收縮將會增大，產(chǎn)生更嚴(yán)重的收縮裂縫，因此取消膨脹類外加劑，選用聚羧酸高效減水劑，減水率19%。

5）根據(jù)季節(jié)性天氣情況，采取有效措施控制混凝土的入模溫度在5～30℃。在滿足施工和泵送要求的前提下，選用較小的坍落度，坍落度在作業(yè)面進(jìn)行測量，坍落度控制為140±20mm。

4.2 鋼筋、模板工程抗裂措施

1）鋼筋混凝土受力過程中鋼筋主要起抵抗受拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生收縮裂縫，控制裂縫寬度的作用，鋼筋需要與混凝土共同協(xié)調(diào)作用才能發(fā)揮設(shè)計強(qiáng)度，這種相互作用的握裹力只有在鋼筋保護(hù)層厚度滿足要求后才能達(dá)到最佳的黏結(jié)強(qiáng)度，因此應(yīng)注重控制鋼筋保護(hù)層厚度，確保鋼筋位置準(zhǔn)確，同時在樓板陽角、內(nèi)角等應(yīng)力集中部位及分倉縫處設(shè)置構(gòu)造加強(qiáng)鋼筋，提高抗拉性能。

2）模板及支架按照不同工況進(jìn)行設(shè)計，構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度應(yīng)滿足可靠度要求，拆模時間除了滿足規(guī)范以外，還應(yīng)根據(jù)混凝土溫差溫控的規(guī)定進(jìn)行確定。

4.3 施工縫處理措施

如圖2 所示，施工縫是地下室結(jié)構(gòu)的構(gòu)薄弱部位，也是防滲漏的關(guān)鍵。施工縫采取免拆快易收口網(wǎng)阻隔，綁扎到鋼筋網(wǎng)片上并固定牢固，背部增加骨架支撐。施工縫處止水鋼板不得變形移位，填倉前將施工縫處雜物、浮漿和松散混凝土清除干凈，用水濕潤，接縫處涂刷摻膠素水泥漿進(jìn)行界面處理，澆筑過程注意施工縫處的振搗、收面及保濕養(yǎng)護(hù)，提高新舊混凝土接縫質(zhì)量及防滲漏性能。

圖2 施工縫構(gòu)造示意圖

4.4 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

1）為防止模板過多吸收水份，混凝土發(fā)生干燥收縮產(chǎn)生裂縫，在澆筑前先將模板澆水濕潤。

2）澆筑方向?yàn)檠馗鱾}塊的長邊分層連續(xù)推進(jìn)，控制澆筑速度防止出現(xiàn)施工冷縫。

3）采用二次振搗工藝，提高混凝土的均質(zhì)性。跳倉接縫處要小心振搗，避免破壞止水鋼板和快意收口網(wǎng)。

4）混凝土完成初凝后，進(jìn)行二次收面，提高混凝土表面的密實(shí)度和平整度，控制混凝土早期塑性收縮裂縫。

5）二次收面后應(yīng)立即灑水、覆蓋薄膜（棉氈）保濕養(yǎng)護(hù)，尤其注意分倉接縫處的保濕養(yǎng)護(hù)情況，養(yǎng)護(hù)不少于14d。養(yǎng)護(hù)期間要保持混凝土表面的水分和溫度，減少里表溫差，使收縮和散熱緩慢進(jìn)行。

4.5 溫差控制及溫度監(jiān)測

1）為有效進(jìn)行混凝土溫差控制，在混凝土澆筑前，按照混凝土試配比例、施工方法及已知的施工條件，通過計算得知混凝土澆筑后可能產(chǎn)生的最大溫度收縮應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度，表示選用的混凝土配合比可行，計劃采取的溫控措施有效。

2）混凝土澆筑完成后，對筏板、柱帽等關(guān)鍵部位進(jìn)行溫度監(jiān)測，進(jìn)一步掌握混凝土水化熱的數(shù)據(jù)，不同部位、不同深度溫度升降的變化和各階段的溫差發(fā)展規(guī)律，控制溫差及降溫速度。根據(jù)實(shí)測溫度數(shù)據(jù)和測溫曲線，計算得知各降溫階段產(chǎn)生的溫度收縮拉應(yīng)力均未超過同齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，表示已采取的措施達(dá)到了裂縫控制的目的。

5 結(jié)語

超長地下室結(jié)構(gòu)裂縫控制是綜合性、復(fù)雜性的問題，必須各方面的良好配合才能取得成功。跳倉法施工技術(shù)基于混凝土施工過程中的應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展的客觀規(guī)律，采取綜合性裂縫控制措施，有效地解決了超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫問題，實(shí)現(xiàn)了施工品質(zhì)、工期、成本的共同優(yōu)化，具有一定的實(shí)用價值和經(jīng)濟(jì)效益。