“跳倉法”施工技術(shù)在超大整體型地下砼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和實(shí)踐

摘要：本論文簡明闡述了取消后澆帶采用跳倉法施工的優(yōu)點(diǎn)，跳倉法施工的基本原理及其主要技術(shù)措施。中央公園廣場(chǎng)項(xiàng)目地下砼結(jié)構(gòu)工程整體施工時(shí)取消了“溫度后澆帶”和“沉降后澆帶”優(yōu)化施工方案，采用“跳倉法”有效的避免了后澆帶留置帶來的諸多問題，加快了施工進(jìn)度，成功地解決了其超深的地下車庫超長、超寬的大體積砼結(jié)構(gòu)施工難題。

關(guān)鍵詞：后澆帶;施工縫;大體積砼;溫度收縮應(yīng)力;放與抗;差異沉降

跳倉施工法簡稱“跳倉法”，在《大體積砼施工規(guī)范》GB50496-2009第2.1.3款對(duì)其定義為“在大體積砼施工中將超長的砼塊體分為若干小塊體間隔施工，經(jīng)過短期的應(yīng)力釋放再將若干小塊體連成整體，依靠砼抗拉強(qiáng)度抵抗下一段的溫度收縮應(yīng)力的施工方法”。在《砼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011第8.3.11款規(guī)定“超長結(jié)構(gòu)砼澆灌應(yīng)符合下列規(guī)定，可留設(shè)施工縫分倉澆筑，分倉澆筑間隔時(shí)間不小于7d”。“跳倉法”是將后澆帶改變?yōu)槭┕たp，不留伸縮縫，取消后澆帶，兩縫變一縫，克服了后澆帶的缺點(diǎn)，簡化施工工藝，即能保證施工質(zhì)量又能加快施工進(jìn)度。更是對(duì)超長大體積砼傳統(tǒng)的“后澆帶法”施工技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。

一、“跳倉施工法”的基本原理

對(duì)于大體積砼來說，解決溫度收縮應(yīng)力是主要技術(shù)問題，結(jié)構(gòu)長度是影響溫度應(yīng)力的因素之一，且只在一定范圍內(nèi)對(duì)其影響較為顯著，同時(shí)考慮到較小尺寸的分塊澆筑比較大尺寸連續(xù)澆筑質(zhì)量更易控制。為了減小溫度應(yīng)力取消伸縮縫可把溫差分為兩部分：在第一部分溫差經(jīng)歷時(shí)間內(nèi)把結(jié)構(gòu)分段，每段的長度盡量小一些，并與施工縫結(jié)合起來可有效地減少溫度收縮應(yīng)力;在施工后期，再把多段澆筑成整體，再繼續(xù)承受第二部分溫差和收縮。兩部分的溫差和收縮應(yīng)力疊加小于砼設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度或約束應(yīng)變小于砼的極限拉伸，這就是利用“后澆帶”法控制裂縫并達(dá)到不設(shè)置永久性伸縮縫的原理。后澆帶法或跳倉法的基本原理是相同的，取消后澆帶采用“跳倉法”是后澆帶法的進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新。“跳倉法”的原理就是基于目前在砼結(jié)構(gòu)中，膠凝材料（水泥）水化放熱速率較快，l～3d達(dá)到峰值，以后迅速下降，經(jīng)過7～14d接近環(huán)境溫度的特點(diǎn)。按照“分塊規(guī)劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則，先將超長結(jié)構(gòu)劃分為若干倉，間隔施工，相鄰倉砼間隔7-10天后連成整體，運(yùn)用“放”的原則釋放結(jié)構(gòu)早期大量的溫度收縮應(yīng)力。另一方面通過嚴(yán)格的材料質(zhì)量控制措施與完善的砼澆筑、養(yǎng)護(hù)措施，確保砼的澆筑質(zhì)量，提高其抗拉強(qiáng)度，利用徐變減小收縮應(yīng)力，整體封倉后，以砼本身的抗拉強(qiáng)度抵抗后期的收縮應(yīng)力，整個(gè)過程“先放后抗”，最后“以抗為主”。

二.取消沉降后澆帶的基本條件

由于主/裙樓的自重、地基地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)形式、建筑高度、基礎(chǔ)埋深、工程樁的樁徑、樁長不盡相同，在施工過程中將造成主、裙樓在垂直方向上的沉降有一定的差異，對(duì)于一個(gè)連續(xù)的基礎(chǔ)底板，這種差異沉降將引起較大的剪力和彎矩，在一定條件下可能造成底板開裂，甚至更大的破壞，為此設(shè)置了沉降后澆帶，即在施工階段、主體結(jié)構(gòu)封頂前，后澆帶起到了釋放差異沉降的作用。

較多工程實(shí)踐證明，樁筏基礎(chǔ)的差異沉降與基礎(chǔ)的整體剛度有直接關(guān)系。若條件滿足，采用“跳倉法”取消后澆帶，以主、裙樓的設(shè)計(jì)樁基條件調(diào)節(jié)差異沉降，利用主、裙樓聯(lián)體基礎(chǔ)的整體剛度來減少差異沉降和控制相對(duì)差異沉降，就是以“抗”為主協(xié)調(diào)不同承載能力、不同荷載條件下基礎(chǔ)差異沉降。根據(jù)工程地質(zhì)或基礎(chǔ)條件，主樓與裙樓或地下車庫連成整體的基礎(chǔ)，當(dāng)設(shè)計(jì)滿足下列規(guī)定時(shí)，可考慮取消沉降后澆帶：主樓、裙房或地下車庫的基礎(chǔ)形式為樁筏，并經(jīng)過計(jì)算最終相鄰跨的差異沉降值在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)（1/500）;基礎(chǔ)埋深較深，且土質(zhì)承載力高、壓縮模數(shù)大，基礎(chǔ)底的附加壓力小于土的原生壓力，各自的基礎(chǔ)沉降量很小，差異沉降值遠(yuǎn)小于規(guī)范允許值;主樓基礎(chǔ)采用樁基或復(fù)合地基，裙房或地下車庫采用天然地基、獨(dú)立柱基或復(fù)合地基，經(jīng)計(jì)算最終相鄰的差異沉降值在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)。

三.跳倉法施工在工程中的應(yīng)用

1.工程概況：該項(xiàng)目分為A、B地塊，總建筑面積為223421平米。A地塊總建筑面積176378㎡，地下四層，地上分為7個(gè)單體。B地塊總建筑面積46631㎡，地下四層且與A地塊地下通道連接，地上為住宅樓分為3個(gè)單體。A地塊基礎(chǔ)地下結(jié)構(gòu)南北長210.5m、東西寬82.1m，按設(shè)計(jì)后澆帶位置可劃分10個(gè)區(qū)段，其在A1A2南側(cè)及A7北側(cè)設(shè)置東西向貫通沉降后澆帶，其余為溫度后澆帶;B地塊地下部分結(jié)構(gòu)南北長77.5m、東西寬81.8m，按設(shè)計(jì)后澆帶位置劃分為5個(gè)區(qū)段，全部設(shè)置為沉降后澆帶，如下圖表

本工程結(jié)構(gòu)形式為框-剪結(jié)構(gòu)，樁筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)埋深-23.75m至-19.65m，抗浮設(shè)計(jì)水位-6.25m，抗?jié)B設(shè)計(jì)水位-0.75m，基礎(chǔ)底板厚度分別有2.0m、1.6m、1.4m、1.0m、0.8m和0.6m，砼強(qiáng)度等級(jí)為C35P10;地下外墻有600mm、500mm、400mm、300mm，砼強(qiáng)度等級(jí)為C35P10/P8;框架柱、剪力墻砼強(qiáng)度等級(jí)有C60、C50、C45;頂板板厚300mm、250mm，梁板砼強(qiáng)度等級(jí)為C35、C30。A地塊（A9、A10區(qū)）基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，CFG樁復(fù)合地基，地基處理后地基承載力特征值達(dá)到350kPa;A1A2區(qū)采用樁筏基礎(chǔ)，樁長19.5m、樁徑800mm、樁距2.4m、單樁承載力5600KN，樁端進(jìn)砂礫持力層2.0m;A3→A8區(qū)域采用樁筏基礎(chǔ)，最小樁長6.0m、樁距2.6m、樁徑400mm（邊樁600mm），單樁抗壓承載力約360KN（邊樁1300KN），筏板底持力層為⑥層粘土地基承載力特征值180kPa。B地塊B2區(qū)域采用筏板基礎(chǔ)，采用CFG樁復(fù)合地基，地基處理后地基承載力特征值達(dá)到350kPa;其余部分采用樁筏板基礎(chǔ)，筏板底持力層為⑥-⑦層粘土、細(xì)中砂地基承載力特征值180kPa。同時(shí)，根據(jù)其樁基靜載試驗(yàn)最大加載值下對(duì)應(yīng)沉降量最大僅為13.3mm。

2.跳倉法施工方案的確定及實(shí)施：本工程地基基礎(chǔ)已采用砼（鋼筋）灌注樁、CFG樁，底板持力層為天然粘土、細(xì)中砂地基，具有較高的承載力;樁筏基礎(chǔ)的整體剛度和地基共同抗壓，具有抗差異沉降的潛力。同時(shí)，結(jié)合中建八局已實(shí)施的較多成功案例，如上海金融廣場(chǎng)、中京藝苑（梅蘭芳大劇院）、藍(lán)色港灣、居然大廈等工程。經(jīng)施工單位（中建八局天津公司）提出，建設(shè)單位、勘察設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位協(xié)商后，特聘請(qǐng)專家組（楊嗣信、李國勝、孫振聲、魏鏡宇）經(jīng)論證：本工程地基條件好，差異沉降小，可取消溫度后澆帶和沉降后澆帶，采用跳倉法施工方案可行。

按當(dāng)時(shí)基槽清理（樁頭及樁間土）進(jìn)度實(shí)際安排及設(shè)計(jì)后澆帶的位置，將其按原設(shè)計(jì)后澆帶位置分倉分段，取消后澆帶采用跳倉法施工，同時(shí)相鄰倉段砼間隔7d-10d后連成整體。A區(qū)劃分為10個(gè)施工區(qū)，跳倉法施工順序?→?→?→④→⑤→⑥→⑦→⑧;B區(qū)劃分為5個(gè)施工區(qū)，跳倉法施工順序①→②→③。每次澆筑的區(qū)域下圖：

跳倉分塊施工順序圖

1. 施工技術(shù)要點(diǎn)控制：

2.1施工縫處理：跳倉施工縫處中埋鋼板止水帶，立面采用焊接成型的鋼筋網(wǎng)片+鋼絲網(wǎng)收口，澆筑后施工縫砼表面粗糙，不需鑿毛，清洗后即可進(jìn)行相鄰倉砼澆筑，接縫處兩次澆筑砼粘接緊密。

2.2商砼原材料質(zhì)量控制：水泥選市建委備案的P.O"42.5低堿或普通硅酸鹽水泥。粗骨料為5～40mm連續(xù)級(jí)配的機(jī)碎石或卵石，含泥量≤1%，針狀和片狀顆粒含量≤8%，泥塊含量≤0.5%。砂用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的B類低堿活性中砂;其含泥量≤3%、細(xì)度模數(shù)在2.8～3.6之間、平均粒徑為3.8mm、泥塊含量≤1%、不得含有有機(jī)雜質(zhì)，杜絕使用海砂。砼摻合料和外加劑選用在市建委備案廠家材料，外加劑帶入砼的堿含量≤0.7kg/m3，氯離子含量0.02～0.20kg/m3，氨含量≤0.1%，游離甲醛≤0.5g/kg，總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）≤200g/L，并要對(duì)砼放射性進(jìn)行檢測(cè)。減水劑采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)《聚羧酸系高性能減水劑》JG/T223-2007的聚羧酸減水劑，C30～C35用量為1.8%，C40則控制1.9～2.2%。粉煤灰為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)粉煤硝灰，CaO含量小于10%。砼所有原材料須進(jìn)行堿含量和堿集料活性數(shù)據(jù)的檢測(cè)，未經(jīng)檢測(cè)的材料禁止使用。

2.3砼配合比優(yōu)化：大體積砼出現(xiàn)裂縫的主要原因有，砼溫升階段由內(nèi)外溫差導(dǎo)致的表面裂縫;由砼失去水分形成的收縮裂縫;由堿集料反應(yīng)使大體積砼產(chǎn)生的裂縫，這三個(gè)方面的因素引起的裂縫必須在砼配合比設(shè)計(jì)時(shí)采取技術(shù)措施控制。配合比要經(jīng)多次嚴(yán)格的試配后優(yōu)選，并在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行優(yōu)選配合比的試拌，以滿足砼的技術(shù)指標(biāo)和施工要求。在確定配合比后，對(duì)該配合比的砼堿含量計(jì)算（包括各種原材料堿含量檢測(cè)）和外加劑氯離子含量指標(biāo)檢測(cè)，要求氯離子含量≤0.06%、砼堿含量不大于3Kg/m3。按《砼質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求，砼原材料質(zhì)量允許偏差不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)限值。砼不摻膨脹劑，底板和外墻采用60天強(qiáng)度評(píng)定。砼的凝結(jié)時(shí)間根據(jù)氣溫、運(yùn)距、施工等要求進(jìn)行調(diào)整砼的初凝及終凝時(shí)間，砼要具有良好的和易性，到場(chǎng)到面不得離析。初凝時(shí)間控制在10±2h，坍落度為18±2mm（泵送到澆筑面160±20mm）。最后確定砼配合比如下：

2.4砼澆筑及養(yǎng)護(hù)：砼進(jìn)場(chǎng)澆筑時(shí)及時(shí)測(cè)量入模溫度，及時(shí)調(diào)整拌合溫度，控制砼的入模溫度不高于30℃。筏板砼澆筑采用“斜面分層，一次到位”，控制倉內(nèi)分層鋪開面積，保證砼振搗密實(shí)，且不漏振;墻體和高度超1m粱采用分層澆筑，分層厚度不超過500mm。前后上下砼接茬嚴(yán)格控制在初凝時(shí)間內(nèi)連續(xù)澆筑，不產(chǎn)生冷縫，砼全面須進(jìn)行二次振搗，振搗棒應(yīng)插入下層砼50mm左右，以提高砼密實(shí)度、握裹力、砼強(qiáng)度和抗?jié)B性能，減少砼內(nèi)部微裂縫。對(duì)砼表面要二次振搗提漿、分段二次抹面、多次壓光、終凝前隨裂隨壓后覆膜保水。筏板平立面壓蓋雙層棉氈灑水降溫養(yǎng)護(hù)、墻體帶模淋水，依據(jù)測(cè)溫結(jié)果控制棉氈層數(shù)和拆模時(shí)間，減小砼內(nèi)表溫差lt;25℃，防止砼裂縫，養(yǎng)護(hù)期14d。

四、結(jié)語

實(shí)踐證明，“跳倉法”簡化了施工工序，節(jié)約成本，縮短工期，提前完成了地下結(jié)構(gòu)（±0.0）的計(jì)劃節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。“兩縫變一縫”提高了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)砼的整體性能，尤其提高了抗?jié)B砼的防水性能、杜絕滲漏隱患;避免了后澆帶長期不能封閉帶來的漏雨滲水、安全防護(hù)蓋板、獨(dú)立支撐等安全難題;節(jié)省了后澆帶二次支模澆筑、高強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹砼、止水鋼板或橡膠止水條/帶、卷材防水附加層等材料成本;簡化鋼筋密集清理、兩側(cè)砼表面鑿毛、砼垂直運(yùn)輸、澆筑養(yǎng)護(hù)等工序;提前對(duì)工程地下結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，避免因后澆帶影響地下外墻防水、肥槽回填、砌筑工程、機(jī)電安裝等交叉施工矛盾。可見，“跳倉法”對(duì)建筑工程施工質(zhì)量、進(jìn)度、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)等方面及社會(huì)帶來的效益和意義是不可而語的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制“抗與放”的設(shè)計(jì)原理及其在“跳倉法”施工中的應(yīng)用/王鐵夢(mèng)著.北京，中國建筑工業(yè)出版社，2006

[2]楊嗣信.從設(shè)置“永久伸縮縫”到“取消后澆帶”.施工技術(shù)-技術(shù)園地.2014年12月2日

[3]《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009

[4]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011