超大面积基础底板“跳仓法”施工技术

史 佳

(杭州市萧山区建设工程质量监督站,浙江 杭州 311201)

1 工程概况

杭州国际博览中心地下室基础底板面积约16万m2,基础底板为桩承台筏板基础,基础底板尺寸最大处为：550 m×346 m；底板厚度800 mm,承台最大尺寸为26 m×317 m,最大深度为4.5 m, 承台、地梁及底板采用C40抗裂防渗混凝土,抗渗等级S8, 底板混凝土内掺加膨胀剂及抗裂纤维。

按原设计后浇带划分用跳仓法施工。

2 跳仓法施工

2.1 跳仓法施工的原理

跳仓法是把建筑物分成若干区块(仓),采用间隔施工的一种施工方法,是以施工缝取代后浇带和永久性变形缝的一项新的施工技术。

跳仓法施工的原理是采取“抗”与“放”相结合,“先放后抗”,以“抗”为主的综合措施来预防混凝土开裂。

“先放” 即先将超长大结构划分为若干仓,相邻仓混凝土需要间隔7 d后才能浇筑相连, 通过跳仓间隔释放混凝土前期大部分温度变形与干缩变形。“放” 的措施还包括初凝后细致的抹压密实,消除混凝土塑性阶段由大数量级的塑性收缩而产生的原始缺陷；浇筑后及时保温、保湿养护,让混凝土缓慢降温、缓慢干燥,从而利用混凝土的松弛性能, 减小叠加应力。

“后抗” 是尽量提高混凝土的抗拉强度。主要从控制混凝土原材料性能、优化混凝土配合比入手,包括控制骨料粒径、级配与含泥量,尽量减小胶凝材料用量与用水量,控制混凝土入模温度与入模坍落度,以及保证混凝土的均质密实等方面。“抗”的措施还包括加强构造配筋,如板角处的放射筋与大梁中的腰筋及分仓缝附加筋。结构整体封仓后,以混凝土本身的抗拉强度抵抗后期的收缩应力,整个过程“先放后抗”最后 “以抗为主”。

2.2 跳仓施工法中需注意的问题

跳仓法施工是集设计、材料、施工、环境、管理为一体的综合性控制混凝土裂缝技术,不是仅仅把结构混凝土划分成区块进行“跳仓”那样简单,而是特别需注意以下几个问题：

跳仓施工的区格(仓)边长不宜大于40 m,相邻区格混凝土浇筑间隔时间应不少于7 d。

施工前,选用高质量原材料并做好施工配合比设计。配合比的设计原则：用尽量大的石子和石子含量,减少砂量和水泥用量,同时保证混凝土具有良好的工作性能,控制混凝土的坍落度不大于160 mm。

1)混凝土入泵前,应要求罐车转动60 s以上；禁止现场加水,并且排净基坑中、模板内积水；浇筑时充分振捣,不漏振、不过振；以保证混凝土的均质密实性。

2)混凝土入模温度不能低于5 ℃和高于30 ℃。

3)混凝土浇筑后整平与收面时严禁洒水,边洒水边抹的做法比向罐车中加水还严重；另外,还应避开降雨时浇筑混凝土。待混凝土收水后,再用木抹子搓平两次,以闭合收水裂缝。

4)正常气温下10 h内(炎热气温2 h内)开始对混凝土进行收面养护,夏季建议采用蓄水法,蓄水养护时间应大于7 d,随后进行浇水养护。冬天养护重点是保温,可用薄膜保温被覆盖,薄膜要紧贴混凝土表面并搭接50 mm以上,白天洒水保湿；养护时间不应少于14 d。

5)跳仓施工缝加铺钢筋焊接网片,以增加混凝土抗裂能力。

3 地下室跳仓法施工应用

3.1 跳仓法施工工艺

本工程底板采取跳仓法施工,跳仓法施工总体安排如下：

1) 将原设计后浇带改为施工缝,用施工缝把基础底板分为84仓,见图1。

填充图案不同的相邻仓应间隔施工,即跳仓施工。

图1 底板分仓图

2) 适当安排每仓混凝土的浇筑顺序与时间,保证相邻仓混凝土浇筑间隔时间不少于7 d。

3)注意使用低温补仓原则,即控制相邻后浇仓位混凝土浇筑温度低于先浇仓位浇筑温度≥4 ℃；低温补仓宜采取在环境温度较小、湿度较大的早晚或夜间浇筑。

3.2 跳仓法施工要求

3.2.1 混凝土原材料控制

1)水泥的品种与用量是影响混凝土力学性能和混凝土温度变形、自收缩变形、干燥收缩变形大小的重要因素。在选择水泥时应从水泥的标号、水泥熟料的矿物组成、水化热大小、水泥的细度等方面进行综合考虑，水泥品种选用上海海螺水泥有限责任公司的P.O42.5普通硅酸盐水泥。

2)选择粗骨料时应从粗骨料的品种、力学性能、级配、颗粒形状大小、含杂质量、含泥量、吸水率等方面考虑。理想粗骨料为5～40 mm连续级配花岗岩碎石粗骨料,粗骨料的含泥量小于0.5%,泥块含量小于0.2%。

3)选择细骨料时应从细骨料的平均粒径、细度模数、颗粒级配与砂率等角度考虑。理想砂为石英含量高,颗粒形状浑圆,洁净,具有平滑筛分线,细度模数在2.8～3.0之间,平均粒径为3.8 mm,含泥量(或石粉量)小于1.5%,泥块含量小于0.5%的中粗砂。

4)粉煤灰掺到混凝土中后,能降低水化热,减少干缩,改善新拌混凝土的和易性,但早期强度较低。宜选用性能良好，各项指标符合国家标准的二级粉煤灰,CaO含量不超过10%。

3.2.2 配合比设计与混凝土性能控制

1)根据现场施工条件,当地原材料性能,以及施工时外界环境条件,确定施工所需的混凝土工作性能,主要是混凝土的坍落度与扩展度。混凝土材料控制与配合比设计的原则是在保证抗压强度满足要求的条件下,尽量提高抗拉、抗折强度,同时从减小水泥用量与用水量两个方面减小混凝土的温度收缩与干燥收缩,当工期允许时建议使用60 d强度。混凝土原材料与配合比要经试配合格,满足所需的强度和施工性能后方可最终确定。混凝土的配合比见表1。

2)要求混凝土入泵坍落度为140～160 mm,到浇筑仓面坍落度为120～140 mm,同时具有良好的和易性与保水性。

表1 C40、P8混凝土配合比

3.2.3 混凝土浇筑与养护

1)入模温度控制

①为降低入模温度,浇筑时间尽量定于夜间与清晨。

②规划交通路线,尽量缩短混凝土从搅拌站到现场的运输时间,减小混凝土发热。

③浇筑混凝土前,对现场场地进行清理,统一布置泵车及罐车行驶路线,缩短现场混凝土泵车等待时间。

④罐车与泵管在夏季应有隔热覆盖,以降低环境温度对混凝土运输过程中的影响。

⑤要求搅拌站对粗、细骨料进行遮阳覆盖,避免阳光直射。

⑥拌合用水不得采用在常温下晒过的存水,而是采用低于常温的市政管道水。

⑦混凝土进场浇筑时及时测量入模温度,根据所测温度通知搅拌站实时调整拌合温度。

⑧控制混凝土入模温度比环境温度高5 ℃(环境温度较低)。

2)下料、振捣控制

①混凝土振捣必须密实,不漏振、欠振、不过振。振点布置均匀,振动器要快插慢拔。在施工缝和预埋件处,加强振捣。

②泵送混凝土入模时,端部软管均匀移动,使每层布料均匀,不成堆浇筑。

③基础底板混凝土浇注采用“斜面分层,一次到位”,振捣棒应在坡尖、坡中和坡顶分别布置,保证混凝土振捣密实,且不漏振。沿每段浇筑混凝土的方向,在前、中、后布置4道振动棒,前2道振动棒布置在底排钢筋处和混凝土的坡脚处,确保混凝土下部的密实；后1道振动棒布置在混凝土的卸料点,解决上部混凝土的振捣密实；中部1道振动棒使中部混凝土振捣密实,并促进混凝土流动。混凝土的分层振捣见图2。

④严格控制振捣时间及插入深度,并重点控制混凝土流淌的最近点和最远点,尽可能采用两次振捣工艺,提高混凝土的密实度。

⑤在混凝土浇筑前,应先将基层和模板浇水湿透,如果没有浇水或浇水不够,则模板吸水量大,干燥模板将过多吸收混凝土拌合物中的水分,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

⑥跳仓缝处振捣要小心细致,不要踫撞坏收口钢丝网,振捣细致可保证混凝土与收口网的粘接质量。

3)收光与养护控制

①加强收光与养护,混凝土浇筑完成初凝后,立即进行混凝土表面二次抹压,控制混凝土早期塑性收缩裂缝。

②混凝土浇筑体的降温速率不大于2 ℃/d,接近此降温速率时及时进行洒水并调节保温层厚度；混凝土浇筑体表面和大气温差不大于20 ℃。 见图3。

图2 混凝土分层振捣示意图

图3 混凝土收光与养护流程

3 跳仓法实施效果

后浇带留置期间底板钢筋将锈蚀,混凝土面会结垢污染,凿毛、清理、除锈异常艰难,后浇带极易成为渗漏点和结构安全隐患,取消后浇带将带来如下益处：

1)取消后浇带,一次浇筑成型,可消除后浇带对后续专业施工的影响,能加快工期,同时保证施工质量,可减少后期封堵工序,提前迅速进行土方回填。

2)取消后浇带,可最快地形成整体结构,避免后浇带部位出现降水不及时产生的底板隆起,破坏结构。

3) 取消后浇带可最快地形成整体工作面,极大方便现场材料堆放与运输。

4)节省一系列由于后浇带施工所产生的人工费、材料费、措施费等费用,产生可观的经济效益。

4 结 语

跳仓法在超长混凝土结构施工中不但能够解决一系列的质量与施工难题,而且还能产生相当可观的经济效益和时间效益。这一技术值得推广,对于结构的质量、企业的效益、社会的可持续发展有着深远的意义。