【摘 要】砼結(jié)構(gòu)“跳倉法”施工技術(shù),不僅可以取消永久變形縫,加快進度,節(jié)約成本,便于施工,而且實現(xiàn)了砼有害裂縫控制,減少了后期滲漏隱患。本文結(jié)合廈門某項目實踐,淺談“跳倉法”在工程中的具體應(yīng)用,進一步探討“跳倉法”技術(shù)特點、工藝原理、施工流程及操作要點。
【關(guān)鍵詞】地下室;跳倉法;混凝土;分倉;養(yǎng)護
1.概述
1.1項目概況
該項目位于廈門海滄。地下一層,地上裙樓三層,塔樓18層。本工程耐火等級為一級,屬一類高層建筑,抗震設(shè)防烈度7.5度,地下室建筑面積12480.61m2,本工程地下室底板為158.05m×87.45m,底板、側(cè)墻、頂板長度遠超《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)的有關(guān)規(guī)定,屬于大體積超長混凝土。原設(shè)計,地下室底板(含承臺)、側(cè)墻、頂板采用補償收縮砼,均應(yīng)添加復(fù)合型纖維抗裂劑8%-10%。經(jīng)研究,我們?nèi)∠藦?fù)合型纖維抗裂劑改為“跳倉法”施工,按“普通混凝土好好打”的原則[1],實現(xiàn)了預(yù)期目標。
1.2“跳倉法”原理及優(yōu)點
“跳倉法”是根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗裂原理,在混凝土中摻入一定量的摻合物材料,通過與水泥的水化反應(yīng),在混凝土中建立0.2-1.0MPa的預(yù)應(yīng)力場,抵消或減少因混凝土干縮和溫度變形引起的拉應(yīng)力,使超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一次澆筑完成,不產(chǎn)生貫穿和宏觀有害裂縫。
“跳倉法”施工原理是運用“抗放兼施,先放后抗”的原則進行施工。通過合理設(shè)置跳倉間距,在跳倉施工階段,釋放混凝土早期應(yīng)力,即所謂“先放”。在封倉階段,混凝土的抗拉強度已經(jīng)有所增長,充分利用混凝土的約束減小應(yīng)變,即所謂“后抗”,并通過封倉后及時做防水層、回填土等措施,避免混凝土結(jié)構(gòu)長期暴露在空氣中,使結(jié)構(gòu)承受收縮和溫差作用減到最小,進而達到控制混凝土裂縫的目的。
采用“跳倉法”施工,避免后澆帶作業(yè),減少了后澆帶混凝土界面剔鑿、垃圾清理、后澆帶支撐等大量工序,進而減少基礎(chǔ)底板、頂板及外墻防水施工控制滲漏的隱患,同時可以提前進行地下室防水和土方回填施工,有利于結(jié)構(gòu)抵抗溫差裂縫。
1.3“跳倉法”施工工藝簡介
“跳倉法”工藝充分利用混凝土本身的抗拉、抗壓、徐變、收縮等自身特性,將大面積混凝土地下室分為多個倉位,倉與倉之間封閉時間為7~10天。先行施工的倉位混凝土在7~10天時間內(nèi)釋放了較多的溫度熱應(yīng)力,7~10天天混凝土強度可以達到28天強度的70%左右,此時封閉倉位,利用混凝土本身的強度來抵抗溫度應(yīng)力,這樣取消了伸縮縫和后澆帶,又解決了超長、超寬大體積混凝土抗裂、防滲問題,施工質(zhì)量有保證?!疤鴤}法”工藝施工靈活,將于大面積地下室分為多個倉位,可以靈活選取先行施工的倉位,可以確保節(jié)點工期。
在質(zhì)量和工期的綜合考慮下,該工程采用“跳倉法”施工技術(shù),結(jié)合我國對“跳倉法”工藝有深入研究的著名專家王鐵夢教授文獻指導(dǎo)對本工程進行設(shè)計與施工,該工程將地下室分為12個倉位。
2.“跳倉法”施工設(shè)計
2.1“跳倉法”倉位劃分
本工程地下室底板尺寸為189.232m×236.700m,本工程底板、側(cè)墻、頂板屬于超長混凝土,底板(含承臺)屬于超長大體積混凝土。本工程底板、外墻采用“跳倉法”施工。封倉最短時間間隔時間控制在7~10天,外墻分倉水平長度控制在40米以內(nèi)劃分10倉塊。地下室底板劃分為12個倉塊。
“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,分倉縫適當錯開。最大塊尺寸不宜大于40m,個別倉塊最大尺寸可調(diào)整到50m。跳倉間隔施工的時間不宜小于7天,封倉間隔施工時間宜為7-10天。
地下室底板設(shè)置縱橫向共5條分倉縫,平面劃分為12個區(qū)域,即底板以分倉縫為界劃分為12個施工倉位。本工程底板按12個倉位流水施工(見《“跳倉法”平面布置圖》)。
2.2混凝土配合比設(shè)計
2.2.1混凝土配合比設(shè)計指標
(1)本工程采用“跳倉法”施工,C40-P6配合比設(shè)計采用混凝土60天強度作為混凝土配合比強度設(shè)計指標。
(2)所配制的混凝土拌合物,到澆筑工作面的塌落度為120±20mm。
(3)粉煤灰與礦粉等摻合量的總量不大于混凝土中膠凝材料用量的40%,具體摻量為粉煤灰90-120KG/m3,礦粉約為膠結(jié)材料總量的10%,礦粉和粉煤灰優(yōu)勢互補。
(4)水膠比0.4~0.48;每立方砼用水量不超過160KG。
(5)砂率為38%~42%。
(6)混凝土初凝時間6~8h、終凝時間10~12h。
(7)混凝土的入模≤32℃。如溫度過高時,在砂石計量后,加入冰屑(刨成雪花狀→計量→加入已計量的砂石)以降低混凝土拌合物的溫度。[2]
2.2.2原材料要求
(1)水泥采用低水化熱水泥,如需采用普通硅酸鹽水泥,應(yīng)選用水化熱較低品種。7天的水化熱不超過270KJ/KG,3天的水化熱不超過240KJ/KG;水泥用量約為185-215KG/m3。水泥的比表面積為300-350m2/kg,盡可能選用水泥比表面積小的水泥。所用水泥在攪拌站的入機溫度不宜大于60℃。
(2)外加劑:聚羧酸高性能緩凝減水劑,外加劑摻量占膠凝材料的比重0.8-1%,要求減水劑的減水率要≥25%?;炷林谐龘饺霚p水劑外,不得再摻入防水劑等任何外加劑。
(3)粉煤灰:Ⅱ級。
(4)砂采用中粗河砂,模數(shù)為2.5-3.0,含泥量≤1.5%,泥塊含量≤0.5%。
(5)碎石采用選取粒徑大、強高、級配好花崗巖石子,5-31.5mm連續(xù)級配,含泥量≤0.8%,泥塊含量≤0.5%。
(6)拌合水的質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《混凝土用水標準》的有關(guān)規(guī)定。
(7)為控制混凝土的入模溫度,使其澆筑溫度不超過32℃(指混凝土入模振搗后,在50毫米-100毫米深處的溫度),要求混凝土攪拌站采用低溫水拌制混凝土,骨料放置在遮陽避雨篷中,避免陽光直曬,以降低原材料的入機溫度,混凝土在攪拌站的出機溫度控制在28℃以下。
3.“跳倉法”施工
3.1“跳倉法”施工順序
3.2大體積混凝土保溫與養(yǎng)護
底板(含承臺)混凝土通過計算覆蓋厚度,采取覆蓋塑料薄膜、土工布(土工布規(guī)格為300g/m2)保溫保濕混凝土內(nèi)外溫差宜不超過25℃,因此對底板、地梁和承臺采用不同厚度保溫材料覆蓋,已達到節(jié)約材料的目的。
為確保大體積承臺的施工質(zhì)量,預(yù)防天氣變化對混凝土內(nèi)外溫差的影響,因此對承臺采取覆蓋法保溫保濕的同時,采用電感式數(shù)顯溫度計對混凝土內(nèi)外溫度監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施。
4.“跳倉法”混凝土施工要求
4.1砼的泵送程序
砼在泵送以前,應(yīng)先泵水,然后泵送水泥漿或水泥砂漿,使管壁處于充分滑潤狀態(tài)。
砼泵送按初始泵送、正常泵送、短時間停泵、長時間停泵的操作規(guī)程作業(yè)。
4.2“跳倉法”施工順序和混凝土結(jié)構(gòu)施工順序
施工時嚴格按照跳倉的施工順序表進行混凝土澆筑施工。
混凝土結(jié)構(gòu)施工順序:底板→柱、墻→頂板。
4.3混凝土分倉縫構(gòu)造
跳倉接縫處應(yīng)按分倉縫的要求設(shè)置和處理。在地下室底板、側(cè)墻、頂板等部位分倉縫處沿構(gòu)件的厚度方向中間位置預(yù)埋止水鋼板,與止水鋼板垂直方向焊接Φ12@200×200的鋼筋網(wǎng)片并綁扎20目的鋼絲網(wǎng)(靠先澆筑混凝土的底板側(cè))與底板的上下層受力鋼筋焊接在一起(圖2)留置分倉縫。底板周邊剪力墻反口、平樓層面位置水平分倉縫,應(yīng)鑿除分倉縫處的浮漿、不密實部位的混凝土,其余部位進行鑿毛處理。
4.4分倉縫在封倉前,應(yīng)對分倉縫處的鋼絲網(wǎng)、雜物、混凝土浮漿、松散混凝土塊、止水鋼板上的混凝土應(yīng)清除干凈,并進行清洗濕潤
若在分倉縫周圍(已澆筑完的鋼絲網(wǎng)內(nèi)側(cè)的混凝土)存在孔洞、松散等不密實的混凝土部位,應(yīng)將鋼絲網(wǎng)和混凝土一起鑿除,直至密實為止,然后清洗干凈,澆水濕潤,以保證混凝土接縫處的施工質(zhì)量。
底板止水鋼板安裝時,凹面應(yīng)居中朝向迎水面。
5.混凝土養(yǎng)護
養(yǎng)護是混凝土“跳倉法”施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在養(yǎng)護過程中保持良好溫度和防風條件,使混凝土在適宜的溫度和濕度環(huán)境下養(yǎng)護,其主要目的是通過減少混凝土表面的熱擴散,減少砼表面干縮,從而降低混凝土澆筑體的自約束應(yīng)力,利用混凝土的抗拉強度,提高混凝土承受外約束應(yīng)力時的抗裂能力,達到防止或控制砼裂縫的目的。
5.1底板、頂板混凝土養(yǎng)護
底板混凝土二次抹壓壓光后,及時進行保溫保濕覆蓋。夏季高溫天氣,混凝土養(yǎng)護應(yīng)以保濕為主的養(yǎng)護模式;冬季低溫天氣,混凝土養(yǎng)護應(yīng)以保溫為主的養(yǎng)護模式。夏季高溫天氣時,混凝土表面進行二次抹壓后,直接覆蓋一層土工布(300g/m2,厚度按計算鋪設(shè)),然后再進行連續(xù)噴霧養(yǎng)護;冬季低溫天氣時,混凝土表面進行二次抹壓后,先覆蓋一層塑料薄膜,然后覆蓋土工布(厚度按計算鋪設(shè))。[3]
5.2外墻混凝土養(yǎng)護
墻模在砼澆搗后1~2天松模(僅放松模板的緊固螺栓)利于養(yǎng)護水滲進砼側(cè)表面,3~5天可拆模,同時覆蓋土工布、塑料薄膜采用澆水、滴水養(yǎng)護14天。確保砼表面不失水。
5.3承臺區(qū)域應(yīng)及時跟進養(yǎng)護
根據(jù)進度情況,可改用15cm厚砂層保濕養(yǎng)護的方式。
5.4混凝土養(yǎng)護管理
(1)混凝土澆筑后及時進行保溫保濕養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于14天,并應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜和土工布的完整情況,保持混凝土表面濕潤。
(2)在保溫養(yǎng)護中,應(yīng)對混凝土澆筑體的里表溫差和降溫速率進行現(xiàn)場監(jiān)測,當實測結(jié)果不滿足溫控指標要求時,應(yīng)及時調(diào)整保溫養(yǎng)護方案。
(3)當保溫保濕覆蓋后,現(xiàn)場如需要放樣時,可把保溫層掀開,放樣完后應(yīng)及時進行覆蓋。
(4)大體積混凝土養(yǎng)護期結(jié)束后,地下結(jié)構(gòu)(含地下室頂板)應(yīng)及時回填土,不宜長期暴露在自然環(huán)境中。地下室頂板可覆蓋15cm厚的砂層進行養(yǎng)護。
6.結(jié)語
(1)地下室結(jié)構(gòu)防滲漏欲治本勢必要防治砼結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)及其發(fā)展,“跳倉法”設(shè)計的預(yù)控措施在結(jié)構(gòu)裂縫控制中可以起到重要作用。
根據(jù)地基、結(jié)構(gòu)、施工等條件,選擇采用 “跳倉法”施工技術(shù),并依據(jù)“抗”,“放”結(jié)合的原則,可以有效地減小或抵消混凝土結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力及溫度應(yīng)力,對超長地下結(jié)構(gòu)的裂縫控制效果顯著。
(2)眾所周知,永久變形縫的使用壽命約5~10年,維修成本高,維修質(zhì)量往往達不到不滲不漏的基本要求。后澆帶需在主體結(jié)構(gòu)砼澆筑45~60天后方可補澆砼閉合結(jié)構(gòu),因此極易污染,極難清理,常常發(fā)生滲漏。
采用“跳倉法”施工技術(shù),地下室不必按規(guī)范每間隔30m設(shè)置一道永久變形縫,也取消了若干條后澆帶,使結(jié)構(gòu)早日閉合,消除了滲漏隱患。
(3)本工程由于采用“跳倉法”施工,工期提前了約130天;節(jié)約成本(不使用補償收縮砼,不摻纖維抗裂劑等項積累)約156萬。
【參考文獻】
[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制-“抗與放”的設(shè)計原則及其在“跳倉法”施工中的應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.
[2]林沛華,許少杰,葛毓東.某工程地下室底板大體積混凝土跳倉法施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2009,38(4).
[3]中國冶金建筑協(xié)會.GB50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2009.