超長大體積混凝土結構跳倉法施工技術應用

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：以北京市昌平區北七家鎮平坊村土地一級開發項目PF-10地塊R2二類居住用地、PF-09地塊A33基礎教育用地項目（一區1號住宅樓等41項）為例，探討了超長大體積混凝土結構跳倉法施工技術的應用。重點介紹跳倉法的基本原理和特點，包括倉格劃分、施工縫留設、施工順序等方面。

關鍵詞：超長大體積混凝土結構；跳倉法；倉格劃分；施工縫留設；施工順序

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：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。建筑層數為地下0～3層，地上1～6層。住宅樓結構形式為裝配式剪力墻結構，地下車庫結構形式為框架剪力墻結構，基礎為筏板基礎，地上為裝配式（裝配率60%）。

本工程原設計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。本工程項目依據按照北京市質量技術監督局嚴格批準要求，北京市質量技術監督局、北京市住房和城鄉建設委員會共同發布，自2015年8月1日起實施的《超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程》DB11/T1200－2015[1]，以及中國工程建設標準化協會批準自2020年4月1日起實施的《超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程》T/CECS640－2019[2]，本工程采用“跳倉法”的施工工藝來代替留設施工后澆帶做法。

2超長大體積混凝土結構跳倉法施工技術應用

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構施工項目里，通過把大體積的混凝土結構項目分成若干個小塊，間斷施工，經過短時間的混凝土應力釋放，再把其中若干小塊連成一體，再依靠混凝土結構自身抗拉強度對抗下一段混凝土溫度收縮應力的方法研究。

2.1.2跳倉法原理

跳倉法利用混凝土在沒有徹底凝固前，容易將內應力釋放出來的“抗與放”特性原理。此法基本原理為：抵抗、釋放相互結合，先釋放再抵抗?！搬尫拧钡脑硗鬂矌г?，就是先切開構件釋放收縮應力。大體積混凝土水化放熱快，平均3 d左右達到峰值，而后迅速下降，采用跳倉的方式，將大體積構件分為若干小塊，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度來承擔混凝土澆筑后的收縮應力，使整體達到不開裂。對于沉降后澆帶，當大體積結構采取設計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跳倉法優點

首先，可以提高施工質量。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，可以推進施工進度和減少周轉材料的使用。采用跳倉法施工，避免了后澆帶獨立支撐體系的使用，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，可為構件提供場地，方便構件堆放、吊運。

2.1.4“跳倉法”在本工程應用可行性分析

本工程地下部分屬于超長混凝土結構，地下部分東西方向長度340 m，南北方向連長度173 m，有足夠的作業面用于跳倉施工流。經地基沉降分析后，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構跳倉法技術規程》T/CECS 640－2019第4.1.3條規定，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、濕度達到相對穩定狀態。在土方回填前混凝土的溫度應力遠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 跳倉法施工設計

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。根據印發的《超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程》T/CECS640－2019第6.1.2至6.1.4條規定，地下結構墻體采用跳倉法施工時，地下結構墻體倉格間格直線長度應小于40 m；地下結構樓板采用跳倉法施工時，平面的縱向及橫向倉格應小于40 m。

基礎筏板采用跳倉法施工時，根據《超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程》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嚴格控制在30～40 m。

本工程對基礎底板、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件、車庫地下一層豎向構件及主樓地下一層豎向構件7個位置分別進行跳倉方案設計，明確了每一部分的倉格劃分形式、施工縫留設位置并根據施工分區確定施工順序。

2.2.2基礎底板倉格劃分

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

（1）

式中，Lmax板或墻允許最大伸縮縫間距，單位是m；H板厚或墻高計算厚度或高度，單位是m；Cx反映地基對結構約束程度的地基水平阻力系數，單位是N/mm?；T為結構相對地基的綜合溫差，包括水化熱溫差，氣溫差和收縮當量溫差，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。

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

收縮當量溫差Ty計算公式如式（2）所示。

（2）

計算所得，收縮當量溫差Ty（90）=-11.40 ℃。

水化熱溫差T2計算公式如式（3）所示。

（3）

計算得，水化熱溫差T2=36 ℃；環境溫差，T3= -10℃；混凝土的極限變形值ερ=0.0001。

計算結果如下：C35混凝土的彈性模量E=30 231 N/mm2。在進行良好的控溫養護及保濕養護狀態下，可采取小于50 m分倉?；A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《大體積混凝土施工標準》GB50496－2018，頂板伸縮縫間距計算公式如式（4）所示。

（4）

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

收縮當量溫差Ty計算公式如式（5）所示。

（5）

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

計算結果如下：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；在進行良好的控溫養護及保濕養護狀態下，可采取小于40 m分倉。

2.2.4豎向構件分倉

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

（6）

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

（7）

計算得，收縮當量溫差Ty=-8.68 ℃。

水化熱溫差T2計算公式如式（8）所示

（8）

計算得，水化熱溫差T2=36 ℃；大于500 mm時，考慮此項?；炷恋臉O限變形值ερ=0.0001。

計算結果如下：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。

材料強度等級C35＼C40墻體在進行良好的控溫養護及保濕養護狀態下，可采取40 m分倉。 材料強度等級C45墻體在進行良好的控溫養護及保濕養護狀態下，需采取不大于25 m分倉。本工程豎向構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

工程需按照現場實際情況，并根據倉格劃分情況，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。

基礎底板澆筑順序為：第1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件澆筑順序：第1步澆筑倉格A1～A26；第2步澆筑倉格B1～B21。

實際施工順序可根據現場情況調整，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

本工程項目采用跳倉法施工超長大體積混凝土結構，其中不摻加膨脹劑及其以外類加劑。超長大體積混凝土結構底板與梁板混凝土的澆筑順序應分倉進行，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，保證超長結構的封閉狀態，避免溫度變化引起開裂。嚴格執行回填和覆蓋措施，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。當地下室外墻設有附壁柱時，應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采取鋼板防水措施。底板及覆土頂板留施工縫見圖1。

3結束語

建筑地下室大體積混凝土結構利用跳倉法澆筑施工技術，不僅調高了混凝土水化硬化的強度，而且減少了混凝土結構內部水化熱，減少了混凝土結構表面的裂縫，降低了大體積混凝土澆筑施工的難度，為建筑結構的穩定性提供了保障。

參考文獻

[1] DB11/T1200-2015，超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程[S].

[2] T/CECS 640-2019，超長大體積混凝土結構跳倉法技術規程[S].

[3] GB50496-2018，大體積混凝土施工標準[S].