超長大體積混凝土“跳倉法”施工裂縫控制措施

李宏 陳鵬 侯建軍

北京城建道橋建設集團有限公司 北京 101100

“跳倉法”施工工藝就是指在大規模、超長混凝土建筑施工中，以跳倉沉降縫替代沉降后澆帶和永久變形縫，釆用“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的標準，將大體積、超長混凝土塊體分成多個小塊體間距施工，歷經7d-10d后，再并攏連接成總體。“先放”即在跳倉工程施工環節釋放出來混凝土的初期應力，降低混凝土內殘留應變；“后抗”即在封倉階提升混凝土抗拉強度，靈活運用混凝土本身的抗拉強度抵御下一階段的溫度收縮應力。文中將結合實際工程項目，詳細介紹了“跳倉法”綜合性技術性在超長大體積混凝土裂縫控制中的運用。

1 工程背景

大興區黃村七街安置房項目三期工程位于北京市大興區黃村鎮，毗鄰京滬高鐵與京開高速，北至林校南路，西至林校路，西南至規劃3號路，東至規劃2號路。本工程總建筑面積95600.31m2，其中地下人防車庫建筑面積34920.74m2，占總建筑面積39.3%，車庫南北長192m，東西寬112m，基礎底板厚600mm，局部厚度達800mm，屬于超長大體積混凝土結構，故而設計釆取了“跳倉法”組織施工，控制超長大體積混凝土結構因水化熱而引起的裂縫。

2 裂縫原因

2.1 溫度裂縫

眾所周知，在混凝土生產過程中，水泥材料與水發生水化反應時會釋放出一定的熱量，這些熱量造成的溫度梯度變化是溫度裂縫產生的主要原因。并且，在一次澆筑成型之后這些熱量會逐漸地向外散開，由于混凝土結構中心的熱量同邊緣處的熱量相比散發得更為緩慢一些，所以，這種熱量散發而使得溫度應力呈現出一種熱脹冷縮、內外不均的現象。同時，混凝土結構在熱脹冷縮時，還會出現張拉應力。當所釋放的水化熱在與外界環境進行熱量交換過程中，混凝土的局部溫度會形成溫度差，當溫度差形成的張拉應力超過混凝土抗拉強度閾值時，混凝土的抗拉性能則不足以抵抗溫度差造成的張拉應力，使混凝土的表面或者結構內部會出現裂紋的現象[1]。

2.2 收縮裂縫

在大體積混凝土結構中，收縮裂縫往往分為以下兩種：第一種為干燥收縮裂縫，第二種則為塑性收縮裂縫。混凝土在澆筑完成后，其所處的自然環境存在較大差異，這種差異造成產生的裂紋表現出不同的形態，于是干燥收縮裂縫又進一步被劃分為干燥裂縫和收縮裂縫。其中，大體積混凝土結構在澆筑成型后，靠近表面的水分蒸發較快，而結構內部中心區域的水分蒸發較慢，在內外部形成濕度梯度，這種梯度過大時則會造成干燥裂縫。鑒于此，在澆筑完成時應當盡可能地降低內外部的濕度差，按照要求進行保濕養護。在外界各種因素的影響之下，所形成的裂縫被稱之為塑性收縮裂縫。如混凝土在初凝階段受大風或高溫等天氣的影響，便會使得成型后的大體積混凝土由于表面水分蒸發速度不一而出現塑性收縮裂縫。

3 技術措施

3.1 混凝土配合比設計

混凝土材料控制與配合比設計的原則是在保證抗壓強度滿足要求的條件下，盡量提高抗拉強度，以混凝土60d立方體抗壓強度作為混凝土配合比的設計依據：選用水化熱低、保水性好、泌水率及干縮性小的礦渣硅酸鹽水泥，同時盡量減少水泥用量，單位用量控制在220kg-330kg；細骨料采用級配良好的天然中砂，砂率控制早38%-40%之間，細度模數控制在2.3-3.0之間，含泥量≤1%；粗骨料選用吸水率較低、質地堅硬、5mm-31.5mm連續級配且不含雜質的石灰巖，其中針片狀顆粒含量≤8%，含泥量≤1%；摻合料采用II級粉煤灰，用量控制在膠凝材料總量的20%-40%之間，減少水泥用量，降低水化熱，減緩早強速率；外加劑選用高效的聚羧酸減水劑，減水率不低于8%，同時不添加任何早強、膨脹類外加劑；拌合水采用符合國家現行標準的地下水，單位用量控制在180kg以下，水膠比控制在0.4-0.45之間，單位膠凝材料控制在350kg-400kg之間[2]。

3.2 混凝土測溫

一般狀況下，混凝土前期提溫較快，混凝土內部的溫升關鍵集中在混凝土澆筑后的3d，一般在第三天溫升可做到或貼近最高點值，此外，混凝土內部的最大溫升，是伴隨著構造物薄厚的提升而提高，依據工程項目具體情況和結構特點，明確下列測溫計劃方案：

（1）測溫點布置：選擇混凝土澆筑體平面設計圖中心對稱線的半條中心線為測試區，每條測試中心線上，監測點位不少于4處，在測試區域內每一個監測點按平面分層次放在板內表面上端50毫米處、板厚的1/2及上表面下邊50毫米處，且確保測溫導線的感應器距鋼筋超過30mm，防止與鋼筋觸碰。（詳見圖1）

（2）混凝土溫度控制指標值規定：混凝土入模溫度不能超過30℃，在入模溫度基本上的溫增值不能超過50℃；混凝土澆筑體的里表溫差(沒有混凝土收攏的當量溫度)不適合超過25℃且混凝土澆筑體內中心部位的減溫速度不適合超過2.0℃/d；混凝土澆筑體表層與空氣溫差不應超過20℃；混凝土澆筑體內鄰近兩溫度測量點的同樣部位溫度誤差不應超過25℃。

（3）測溫頻率：混凝土攪拌車中倒出時的混凝土溫度，每4h測記一次；施工場地大氣環境溫度，每6小時測記一次；混凝土澆筑期間的混凝土成形溫度每2h測記一次，混凝土澆筑進行后的混凝土成形溫度每4h測記一次；當混凝土構造中間部位的溫度與自然環境溫度的誤差低于20℃時終止測溫[3]。

3.3 混凝土澆筑

（1）混泥土澆筑工藝：選用“一個坡度、分層澆筑、循序推進、一次到頂”的施工技術，分層薄厚不超過50cm,各層分開5m上下，斜坡坡度為1：6，各澆筑層前后錯位，分層退位澆筑，澆筑完畢后轉換澆筑方向，在下層初凝前頂層接上澆筑，防止出現工程施工冷縫,使混泥土上下層的融合全面性優良，見圖2。

圖2 混凝土分層澆筑示意圖

（2）混凝土振搗工藝：混凝土澆筑全過程中布置3道振動棒，部位分別為沿混凝土澆筑方位前、中、后。第一道振動棒布置于混凝土的坡腳處或底排鋼筋處，快插慢拔，保證下邊混凝土振搗密實度，滿足工程施工規定；第二道振動棒布置于混凝土澆筑方位中間，使中間混凝土勻稱振搗密實，推動混凝土流動性；第三道振動棒布置于混凝土倒料點，使上端混凝土勻稱振搗，推動混凝土流動性，防止混凝土降落過程中出現石料遍布不均勻導致混凝土沉積。

振動棒插點部位勻稱排序，選用“行列式”或“交錯式”2種挪動方法但不可以互用。振搗先后開展，防止漏振。每一次振搗持續30s,每一次挪動間距不超振動棒作用半經的1.5倍,模版邊沿處為作用半經的0.5倍。混凝土初凝前開始二次振搗，以確保混凝土密實度及避免混凝土漏振。

當混凝土表面呈水平，不會再明顯地基沉降、不會再出現汽泡及表面泛出灰漿時，終止振搗。

3.4 混凝土養護

（1）底版混凝土二次抹面后馬上用塑料膜遮蓋鎖水養護，待混凝土抗壓強度超過1.2MPa后才可的人開展樓房放線工作中，放線時只可解開中心線部位且繞開下午高溫階段，放線進行后馬上對放線部位開展撒水養護，24小時后可將塑料薄膜所有揭除并開展蓄水養護，蓄水薄厚不少于2cm.底版混凝土工程施工時，在混凝土底版上做一寬300mm，高50毫米的擋水臺，便于蓄水。

（2）墻體混凝土澆筑進行做到拆板抗壓強度后，松脫止水螺栓，使墻體兩側與模板中間有2-3厘米的間隙，在墻體兩側頂部設Ф20毫米PVC多孔結構淋自來水管，保證上端灑水進到模板與墻體中間。為防止混凝土因冷縮造成縫隙，墻體帶模養護1-2d（墻體帶模養護5-7d）。

（3）隔熱保溫土壤層的拆卸應層次逐漸開展，當混凝土的外表溫度與自然環境較大溫度差低于20℃時所有拆卸。保濕補水養護的延遲時間不可低于14d，應常常查驗塑料膜的詳細狀況，確保混凝土表層潮濕。

4 結語

跳倉法施工是一項綜合性施工技術性，務必融合工程項目詳細情況，對于各施工環節控制關鍵點釆取相對的對策。跳倉法以“縫”代“帶”，其施工關鍵是“跳倉、間距混凝土澆筑”，其基礎理論關鍵是“抗、放”。根據控制混凝土入模溫度，降低混凝土收攏，提升混凝土抗壓強度，提升混凝土保養等縫隙預防對策，控制混凝土縫隙的出現，降低縫隙的傷害，減少施工施工期。