超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法施工技術(shù)應(yīng)用

收稿日期：2023-11-21

作者簡介：余陽（1989—），男，河南信陽人，本科，工程師，研究方向：地下工程跳倉法施工。

摘 要：以北京市昌平區(qū)北七家鎮(zhèn)平坊村土地一級開發(fā)項(xiàng)目PF-10地塊R2二類居住用地、PF-09地塊A33基礎(chǔ)教育用地項(xiàng)目（一區(qū)1號住宅樓等41項(xiàng)）為例，探討了超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法施工技術(shù)的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹跳倉法的基本原理和特點(diǎn)，包括倉格劃分、施工縫留設(shè)、施工順序等方面。

關(guān)鍵詞：超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)；跳倉法；倉格劃分；施工縫留設(shè)；施工順序

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）03-0019-03

1工程概況

該工程建筑總面積175 513.38 m2，其中地下建筑面積78 600.00 m2，地上建筑面積96 913.38 m2。建筑層數(shù)為地下0～3層，地上1～6層。住宅樓結(jié)構(gòu)形式為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，地下車庫結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，地上為裝配式（裝配率60%）。

本工程原設(shè)計(jì)為控制施工過程中混凝土溫度收縮干縮裂縫，采用后澆帶措施來解決。本工程項(xiàng)目依據(jù)按照北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局嚴(yán)格批準(zhǔn)要求，北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會共同發(fā)布，自2015年8月1日起實(shí)施的《超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程》DB11/T1200－2015[1]，以及中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)自2020年4月1日起實(shí)施的《超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程》T/CECS640－2019[2]，本工程采用“跳倉法”的施工工藝來代替留設(shè)施工后澆帶做法。

2超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 跳倉法介紹

2.1.1跳倉法的定義

在地下工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目里，通過把大體積的混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目分成若干個小塊，間斷施工，經(jīng)過短時間的混凝土應(yīng)力釋放，再把其中若干小塊連成一體，再依靠混凝土結(jié)構(gòu)自身抗拉強(qiáng)度對抗下一段混凝土溫度收縮應(yīng)力的方法研究。

2.1.2跳倉法原理

跳倉法利用混凝土在沒有徹底凝固前，容易將內(nèi)應(yīng)力釋放出來的“抗與放”特性原理。此法基本原理為：抵抗、釋放相互結(jié)合，先釋放再抵抗?！搬尫拧钡脑硗鬂矌г?，就是先切開構(gòu)件釋放收縮應(yīng)力。大體積混凝土水化放熱快，平均3 d左右達(dá)到峰值，而后迅速下降，采用跳倉的方式，將大體積構(gòu)件分為若干小塊，每個小塊不大于40 m，然后采用間隔的方法澆筑混凝土，在過7d后再澆筑另外一部分。

“抵抗”的原理是借用混凝土隨齡期不斷增長的抗拉強(qiáng)度來承擔(dān)混凝土澆筑后的收縮應(yīng)力，使整體達(dá)到不開裂。對于沉降后澆帶，當(dāng)大體積結(jié)構(gòu)采取設(shè)計(jì)方法控制相互之間的沉降差小于2/1 000時，采用跳倉法施工。

2.1.3跳倉法優(yōu)點(diǎn)

首先，可以提高施工質(zhì)量。采用跳倉法施工取消后澆帶，使得整個地下工程成為一體，避免后澆帶在長期的留置過程中積累過多的建筑垃圾導(dǎo)致清理困難，以及后澆帶處鋼筋變形銹蝕等問題，減少滲漏隱患。

其次，可以推進(jìn)施工進(jìn)度和減少周轉(zhuǎn)材料的使用。采用跳倉法施工，避免了后澆帶獨(dú)立支撐體系的使用，在地下工程施工完成后可以提前插入地下防水工程以及土方回填施工。

最后，采用跳倉法施工，可為構(gòu)件提供場地，方便構(gòu)件堆放、吊運(yùn)。

2.1.4“跳倉法”在本工程應(yīng)用可行性分析

本工程地下部分屬于超長混凝土結(jié)構(gòu)，地下部分東西方向長度340 m，南北方向連長度173 m，有足夠的作業(yè)面用于跳倉施工流。經(jīng)地基沉降分析后，差異沉降均不大于L/500（L為相鄰墻、柱基中心距離），滿足《超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程》T/CECS 640－2019第4.1.3條規(guī)定，可以將沉降后澆帶取消。地下工程在土方回填前受溫度和濕度變化等因素影響較大，在土方回填后，溫度、濕度達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)。在土方回填前混凝土的溫度應(yīng)力遠(yuǎn)大于混凝土自身的抗拉能力，因此地下工程施工條件適合“跳倉法”。

2.2 跳倉法施工設(shè)計(jì)

2.2.1跳倉法倉格劃分原則

跳倉法的跳倉原則、尺寸和間隔施工時間要求。跳倉法的原則為“隔一跳一”，即至少隔一倉塊跳倉或封倉施工，上下層的分倉施工縫可不對齊。根據(jù)印發(fā)的《超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程》T/CECS640－2019第6.1.2至6.1.4條規(guī)定，地下結(jié)構(gòu)墻體采用跳倉法施工時，地下結(jié)構(gòu)墻體倉格間格直線長度應(yīng)小于40 m；地下結(jié)構(gòu)樓板采用跳倉法施工時，平面的縱向及橫向倉格應(yīng)小于40 m。

基礎(chǔ)筏板采用跳倉法施工時，根據(jù)《超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程》B11/T1200－2015 的4.2.2條解釋，底板分倉在特殊情況下倉格長度可放寬或縮小，墻體分倉的倉格長度則應(yīng)嚴(yán)格控制在30～40 m。

本工程對基礎(chǔ)底板、車庫地下二層頂板、車庫地下一層頂板、主樓地下一層頂板、車庫地下二層豎向構(gòu)件、車庫地下一層豎向構(gòu)件及主樓地下一層豎向構(gòu)件7個位置分別進(jìn)行跳倉方案設(shè)計(jì)，明確了每一部分的倉格劃分形式、施工縫留設(shè)位置并根據(jù)施工分區(qū)確定施工順序。

2.2.2基礎(chǔ)底板倉格劃分

依據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496－2018[3]，底板伸縮縫間距計(jì)算公式如式（1）所示。

（1）

式中，Lmax板或墻允許最大伸縮縫間距，單位是m；H板厚或墻高計(jì)算厚度或高度，單位是m；Cx反映地基對結(jié)構(gòu)約束程度的地基水平阻力系數(shù)，單位是N/mm?；T為結(jié)構(gòu)相對地基的綜合溫差，包括水化熱溫差，氣溫差和收縮當(dāng)量溫差，單位是℃；ερ混凝土的極限變形值；α混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)。

計(jì)算參數(shù)為：計(jì)算高度或厚度H1=0.60，0.7 m；地基水平阻力系數(shù)Cx=1.5；混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)α=1.0×10-5。

收縮當(dāng)量溫差Ty計(jì)算公式如式（2）所示。

（2）

計(jì)算所得，收縮當(dāng)量溫差Ty（90）=-11.40 ℃。

水化熱溫差T2計(jì)算公式如式（3）所示。

（3）

計(jì)算得，水化熱溫差T2=36 ℃；環(huán)境溫差，T3= -10℃；混凝土的極限變形值ερ=0.0001。

計(jì)算結(jié)果如下：C35混凝土的彈性模量E=30 231 N/mm2。在進(jìn)行良好的控溫養(yǎng)護(hù)及保濕養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下，可采取小于50 m分倉?；A(chǔ)底板最大分倉尺寸為 D10倉格，倉格最大長度52.01 m；最大分倉面積出現(xiàn)在C3倉格，倉格最大面積為1 085.10 m2。

2.2.3地下頂板分倉

依據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496－2018，頂板伸縮縫間距計(jì)算公式如式（4）所示。

（4）

計(jì)算參數(shù)如下：計(jì)算高度或厚度h（c30頂板）=0.12～0.25 m；h（c35頂板）=0.25～0.50 m；水平阻力系數(shù)Cx1=1.5；混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)α=1.0×10-5 。

收縮當(dāng)量溫差Ty計(jì)算公式如式（5）所示。

（5）

計(jì)算得，收縮當(dāng)量溫差Ty（28）=-4.81 ℃；水化熱溫差T2，大于500 mm時，考慮此項(xiàng)。本工程頂板均小于500 mm。環(huán)境溫差T3=-10 ℃；混凝土的極限變形值ερ=0.00015。

計(jì)算結(jié)果如下：C30混凝土的彈性模量E（28）=27 030 N/mm2，C35混凝土的彈性模量E（28）=28 890 N/mm2；在進(jìn)行良好的控溫養(yǎng)護(hù)及保濕養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下，可采取小于40 m分倉。

2.2.4豎向構(gòu)件分倉

依據(jù)GB50496－2018《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》，底板伸縮縫間距計(jì)算公式如式（6）所示。

（6）

計(jì)算參數(shù)如下：計(jì)算高度或厚度：h=0.30～0.35 m；水平阻力系數(shù)Cx1=1.5；混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)α=1.0×10-5；收縮當(dāng)量溫差Ty計(jì)算公式如式（7）所示。

（7）

計(jì)算得，收縮當(dāng)量溫差Ty=-8.68 ℃。

水化熱溫差T2計(jì)算公式如式（8）所示

（8）

計(jì)算得，水化熱溫差T2=36 ℃；大于500 mm時，考慮此項(xiàng)。混凝土的極限變形值ερ=0.0001。

計(jì)算結(jié)果如下：車庫范圍墻體為C35混凝土，彈性模量E=27 811 N/mm2；主樓范圍墻體為C40混凝土，彈性模量E=28 694 N/mm2；主樓范圍墻體為C45混凝土，彈性模量E=32 335 N/mm2。

材料強(qiáng)度等級C35＼C40墻體在進(jìn)行良好的控溫養(yǎng)護(hù)及保濕養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下，可采取40 m分倉。 材料強(qiáng)度等級C45墻體在進(jìn)行良好的控溫養(yǎng)護(hù)及保濕養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下，需采取不大于25 m分倉。本工程豎向構(gòu)件分倉與地下室頂板分倉一致，車庫地下1層豎向最大分倉尺寸出現(xiàn)在 A18倉格，最大直線墻長度為38.60 m。主樓地下一層豎向最大分倉尺寸出現(xiàn)在 A20等倉格，最大直線墻長度為14.67 m。

2.3 澆筑順序

工程需按照現(xiàn)場實(shí)際情況，并根據(jù)倉格劃分情況，組織安排分多步澆筑施工，澆筑過程中確保相鄰兩個倉格澆筑時間間隔7 d以上。

基礎(chǔ)底板澆筑順序?yàn)椋旱?步澆筑倉格A1～A24；第2步澆筑倉格B1～B23；第3步澆筑倉格C1～C14；第4步澆筑倉格D1～D10。

車庫地下二層頂板及豎向構(gòu)件澆筑順序：第1步澆筑倉格A1～A14；第2步澆筑倉格B1～B16；第3步澆筑倉格C1～C11；第4步澆筑倉格D1～D7。

車庫地下一層頂板及豎向構(gòu)件澆筑順序：第1步澆筑倉格A1～A26；第2步澆筑倉格B1～B24；第3步澆筑倉格C1～C15；第4步澆筑倉格D1～D11。

主樓地下夾層頂板及豎向構(gòu)件澆筑順序：第1步澆筑倉格A1～A26；第2步澆筑倉格B1～B21。

實(shí)際施工順序可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整，確保相鄰兩個倉格澆筑時間間隔7 d以上。

2.4 常見問題控制

本工程項(xiàng)目采用跳倉法施工超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)，其中不摻加膨脹劑及其以外類加劑。超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)底板與梁板混凝土的澆筑順序應(yīng)分倉進(jìn)行，相鄰倉的澆筑間隔時間不少于7 d。地下室外墻及地下車庫頂板在完成防水施工后及時回填和覆蓋，保證超長結(jié)構(gòu)的封閉狀態(tài)，避免溫度變化引起開裂。嚴(yán)格執(zhí)行回填和覆蓋措施，確保跳倉法一體化施工成果。為了控制裂縫，將地下室外墻水平分布鋼筋布置在豎向鋼筋的外側(cè)。當(dāng)?shù)叵率彝鈮υO(shè)有附壁柱時，應(yīng)在附壁柱處沿豎向原有水平分布鋼筋間距之間增加直徑為8 mm、長度為柱每邊伸出800 mm的附加鋼筋。底板、外墻、覆土位置頂板施工縫應(yīng)采取鋼板防水措施。底板及覆土頂板留施工縫見圖1。

3結(jié)束語

建筑地下室大體積混凝土結(jié)構(gòu)利用跳倉法澆筑施工技術(shù)，不僅調(diào)高了混凝土水化硬化的強(qiáng)度，而且減少了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部水化熱，減少了混凝土結(jié)構(gòu)表面的裂縫，降低了大體積混凝土澆筑施工的難度，為建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供了保障。

參考文獻(xiàn)

[1] DB11/T1200-2015，超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程[S].

[2] T/CECS 640-2019，超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉法技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB50496-2018，大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)[S].