某工程地下超长超宽大体积混凝土结构跳仓法施工技术

王伟正

北京市第五建筑工程集团有限公司 北京 100028

跳仓法施工技术是以“抗放兼施，先放后抗”的理论，对地下工程大体积混凝土结构合理划分为若干个小块，跳仓浇筑各小块内的混凝土，经过混凝土的短期应力释放后，再将若干小块连成整体的一项施工技术。根据地下结构工程温湿度的环境特点，在混凝土施工过程中，混凝土自身产生的温度应力远大于混凝土的抗拉能力，完全靠“抗”的办法是很难扛得住，故应当采取“抗放兼施”的方法[1]，即早期将结构以较短尺寸分仓间歇7到10d释放应力，其后陆续进行封仓，利用混凝土的弹性抗拉能力抵抗较小的温度收缩应力，即使用“先放后抗”，最后“以抗为主”的方法，以适应其长期作用的较小温差和较小收缩。

1 工程概况

该项目位于山东省济南市，由17栋住宅楼，一个地下整体车库，一个社区服务中心，一个商业中心，一个社区幼儿园以及其他配套设施组成。该项目总建筑面积为350561.40㎡，其中地下建筑面积为93554.28㎡包括地下整体车库及主楼地下1、地下2层），地下车库建筑面积为63032.62㎡（包含人防20397.46㎡）。车库基础形式为天然地基+筏板基础，主楼基础形式为CFG桩基础+筏板基础。地下筏板基础顶标高为-6.8m，筏板厚度为450mm-800mm，地下车库顶板顶标高为-2.35m、-1.65m（人防）、-1.85m，顶板厚度为350 mm。项目效果图见图1。

图1 项目效果图

2 方案分析

2.1 可行性分析

该工程地下车库属于超长超宽混凝土结构，地下建筑面积为93554.28㎡，地下车库东西两侧外墙之间最大宽度约为340m，南北两侧外墙之间长度约为300m，施工流水段数量较多。且通过地勘设计的地基沉降差分析验算结论，各建筑物连体基础的最大差异沉降△S≤30mm，相对差异沉降i≤1/500～1/1000。

由于地下工程在施工中承受的温度和湿度变化较大，混凝土的早期塑性收缩大，而在地下结构回填土以后，正常使用阶段期间温湿度变化较小，故采取“抗放兼施”的方法。早期将结构以较短尺寸分仓间歇7d-10d释放应力，其后陆续进行封仓，利用混凝土弹性抗拉能力抵抗较小的温度收缩应力，即“先放后抗”“以抗为主”的方法，即“跳仓法”施工技术。

根据总体施工进度计划要求，该工程地下结构基础垫层混凝土计划于2019年7月25日开始施工，2019年10月25日需完成全部车库顶板混凝土浇筑任务，2020年12月31日竣工交付。若留置大量后浇带，将对防水卷材的连续施工造成困难，回填土不能及时进行，这也将影响装饰装修施工的及时插入，工期压力较大。故考虑采用跳仓法施工，以“缝”代“带”，缩短流水节拍来节约工期。

2.2 跳仓法施工与留置后浇带法的技术分析

2.2.1 后浇带法的缺点

1）封闭前等待周期长。由于沉降后浇带需要等待主体结构全部完成，经沉降观测结构沉降趋于稳定后才可以浇筑后浇带内混凝土。即使是施工后浇带，根据规范要求需要等待两段混凝土浇筑完成后14d才可封闭，而施工图纸设计一般为45d～60d。故严重影响了二次结构或装饰装修的插入施工。

2）施工工艺复杂。由于后浇带模板需与车库结构模板分开单独支设，且在后浇带封闭浇筑前，需将两侧混凝土凿毛，而新浇筑的混凝土与原混凝土接缝处粘接强度不好控制，且原混凝土在后浇带浇筑前收缩变形基本已经完成，后浇带混凝土的干缩极易在接缝处形成通长裂缝，造成渗漏隐患。

3）清理比较困难。后浇带长期暴露在空气中，即使做好挡水台及覆盖板，也很容易受到雨水、污垢的影响，造成后浇带内钢筋表面、施工缝处结垢，后期投入大量的人力，也很难将钢筋密布的后浇带内垃圾及污垢清理干净，这将大大影响后浇带内的混凝土浇筑质量，不能保证后浇带内混凝土的密实。

4）结构长期不封闭造成地下室长期积水。若地下室施工期间正值雨季，或地下水位较高的区域，将会造成地下水由后浇带处流入地下室内，使地下室内长期积水，需用水泵定时抽排，这不但要投入大量的人力及物力，而且会对地下室其他施工作业造成一定影响。

2.2.2 跳仓法施工技术的优点

1）跳仓法施工以“缝”代“带”，将两条缝变为一条缝，省去了后浇带施工的模板单独支设、清理、浇筑、养护、拆模等工序，且将超长混凝土结构划分为若干仓流水施工，缩短流水节拍从而节约了工期，加快了施工进度。

2）跳仓法两个相邻仓的混凝土浇筑间隔一般为7d，间隔时间短，施工缝的清理简单，能够保证新旧混凝土的结合，大大减小了施工缝处理不当造成的渗漏隐患。

3）由于跳仓法施工工艺简单，施工周期短，减少了人力及物力的二次投入及长期使用，减少了材料的浪费，从而降低了施工成本。

2.3 跳仓法与后浇带法的经济性分析

经过施工方案比对及对施工措施项目的经济分析，采用跳仓法施工而取消后浇带的长度约为8375m，取消了独立支设模板体系约11543㎡，后浇带止水钢板节约8375m，挡水台及防护盖板材料节约500m3，脚手架租赁节约11543㎡，施工缝剔凿及清理节约人工约180工日，综上所述，合计节约成本约为315万元。

详见下表：

?

3 “跳仓法”施工在工程中的应用

3.1 仓格的划分

根据该工程原设计图纸后浇带的划分原则，将地下车库底板及顶板进行分仓，基本仓块尺寸不大于40m×40m，最大仓块尺寸为50m×53.53m。顶板与底板按相同部位分仓，仓格数量均为63块，跳仓间歇时长为7d。施工顺序见图2。

图2 仓块划分及浇筑顺序

3.2 混凝土及原材料的要求

在对水泥的品种与用量进行选择时，除了考虑其力学性能的指标以外，还需考虑水泥水化热、自收缩和干燥变形等方面，重点是检测其矿物的组成、水化热的大小、水泥的细度等。水泥3d水化热不宜大于240 kJ/kg，7d水化热不宜大于270 kJ/kg，抗渗混凝土中，水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。

砂：选用级配良好的天然或机制中粗砂，细度模数为2.3～3.0，含泥量（重量比）不得大于3%，泥块含量（重量比）不得大于1%。

石子：选择质地坚硬、级配良好、不含杂质的非碱活性碎石，石子粒径为5mm～31.5mm ，含泥量（重量比）不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%，针片状颗粒含量不得大于8%。

粉煤灰：粉煤灰具有降低水化热、减少干缩、改善拌合物和易性等作用，对减少混凝土早期裂缝有利，其应选用优质II级粉煤灰，掺量为胶凝材料总量的20%～40%。

水：拌和水用量不宜大于170 kg/m3，拌合物泌水量宜小于10L/m3。

3.3 配合比要求

工程选用低水胶比，大坍落度的预拌商品混凝土，其水胶比控制在0.40～0.45之间，实测坍落度控制在120 mm～160 mm之间。

砂率宜控制在38%～42%以内，粗骨料用量不应低于1050 kg/m3。

混凝土拌合物的总碱含量不得超过3 kg/m3，最大氯离子含量不得超过0.1%。

混凝土初凝时间控制在4～6小时，终凝时间控制在8～10小时。

3.4 跳仓法施工缝的留置和构造

3.4.1 施工缝的构造

该项目各分仓混凝土施工缝处采用Φ8@80双向方格钢筋骨架贴钢丝网20目的方法进行分隔，防水措施采用止水钢板及外贴防水卷材的做法。

混凝土浇筑前，应派专人认真检查施工缝处止水钢板是否牢固，钢丝网是否绑扎结实，以免混凝土浇筑过程中出现渗漏。施工缝构造见图3。

图3 施工缝构造做法

3.4.2 施工缝的清理

下一个施工仓块浇筑前应对上一段混凝土施工缝表面进行剔凿，清除表面浮浆及松动石子，浇水湿润后方可浇筑下一仓块内混凝土。

3.5 混凝土的浇筑

该项目混凝土输送方式采用泵送，浇筑时采用“分层浇筑，分层振捣，一个斜面，连续浇灌，一次到顶”的施工工艺，分层厚度不超过500 mm，每层错开5m左右，斜面坡度1:6。应在接茬处加强振捣，避免出现冷缝，振捣棒下插入下[3]层混凝土表面以下50mm左右，快插慢拔，待混凝土表面不再上翻气泡及浮浆时停止振捣。

根据混凝土泵送时形成的坡度，在每个浇筑区段的前、中、后部设置三道振捣棒，以促进混凝土流动及防止离析现象的产生。设置位置为：第一道振捣棒布置于泵送混凝土坡脚的最下部，此部位振捣时应插入下部混凝土表面，快插慢拔，防止下部混凝土产生分层、离析及孔洞现象；第二道振捣棒布置于混凝土浇筑方向的中间部位，此部位振捣可促进混凝土的流动，保证混凝土密实；第三道振捣棒布置于混凝土卸料点处，此部位振捣一方面能够避免混凝土由高处落下造成的粗细骨料分离现象，另一方面可以促进混凝土的流动，避免混凝土堆积[2]。

在混凝土浇筑过程中，应采取防止受力钢筋、定位筋、预埋件等移位和变形的措施，并应及时清除混凝土表面的沁水。当混凝土浇筑到设计标高时，首先用长刮尺刮平，在混凝土初凝前用木抹子打磨压实，对表面进行磋压提浆找平，进行初次收面。待混凝土初凝前采用圆盘磨光机进行最终收面，并应马上用塑料薄膜进行覆盖进行保湿养护。混凝土浇筑现场见图4、图5。

图4 图5 混凝土浇筑现场照片

3.6 混凝土的养护

混凝土的养护在防止大体积混凝土产生裂缝中起到至关重要的作用。混凝土的干燥收缩持续半年到一年之久，特别在早期塑形阶段，养护不到位将造成混凝土失水严重，产生混凝土干缩裂缝。而混凝土的保温主要考虑混凝土在达到最高水化温度后能够缓慢降温，不断缓慢的释放变形和松弛应力，使得最大应力小于混凝土的抗拉强度，起到避免出现裂缝的作用。故应对采用“跳仓法”施工的大体积混凝土底板及顶板在混凝土表面的二次抹面后，立即用塑料薄膜进行覆盖保湿养护。且在寒冷季节，可采用搭设挡风保温棚或覆盖防火保温被的方法进行保温。待混凝土表面强度达到不留脚印后方可上人作业，之后对混凝土表面每隔30分钟进行一次洒水养护，炎热夏季可加大洒水频次，养护效果以保持混凝土表面湿润为宜。

地下室墙体应带模洒水养护1-2d，第三天可拆模后洒水养护，养护的持续时间不应少于15d，期间应认真检查混凝土表面的养护效果，若出现混凝土表面泛白或出现细小裂缝时，应加强养护，延长洒水时间，或与设计沟通采取其他补救措施。地下结构施工完毕后，应及时进行回填土作业，避免混凝土结构长期暴露在外部环境中。养护期内应当对混凝土进行内外温差监测以及降温速率监测，当不满足规范要求时，应及时调整养护措施。跳仓施工实景见图6、图7。

图6 图7 跳仓施工实景

3.7 混凝土的测温

混凝土的测温频次：混凝土浇筑温度测试工作每8小时应不少于2次，混凝土内外温差、降温速率及环境温度的测试每昼夜应不少于2次。

温度监测点的布置：

1）在基础平面半条对称轴线上，温度检测点的点位宜不少于4处。

2）沿混凝土浇筑厚度方向，每一点位的检测点数量，宜不少于5点。

3）保温养护效果及环境温度检测点数量应根据具体需要确定[3]。

混凝土温度控制：

1）混凝土入模温度≤30℃，最大绝热温升≤50℃。

2）混凝土内外温差≤25℃，混凝土表面温度与大气温差≤25℃。

3）混凝土降温速率≤20℃/d。

4）混凝土表面温度与环境温度差值小于20℃时可结束测温，当发现温控数值异常时，应及时报告采取有效措施增加保温效果。

4 结语

跳仓法施工技术是采用“抗放兼施，先放后抗”的理论对地下工程大体积混凝土进行跳仓间隔施工，具有工期短、投资低、施工方便、质量可靠等良好的技术和经济效益。它所采用的施工方法是普通大体积混凝土的常规方法，也就是“普通混凝土好好打”的方法，不是习惯上常用的分段施工方法，而是作为控制超长结构裂缝取代永久性变形缝和后浇带的方法。

经过后期对该工程地下结构的混凝土外观及渗漏检查，并未发现混凝土结构裂缝及渗漏现象，这表明了采用“跳仓法”施工技术在该工程中是取得了成功的，且采用此施工方法为项目取得了良好的社会效益及经济效益，同时也为今后类似工程采用“跳仓法”施工提供了经验与参考依据。