王 聰

北京中建宏?；炷劣邢薰?/p>

地下大體積混凝土跳倉(cāng)法施工介紹及配合比設(shè)計(jì)

王 聰

北京中建宏?；炷劣邢薰?/p>

以北京新機(jī)場(chǎng)某項(xiàng)目地下混凝土為例，從跳倉(cāng)區(qū)域劃分、相鄰區(qū)域間隔澆筑時(shí)間、混凝土原材料的選擇、配合比優(yōu)化、混凝土施工方法、混凝土養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行分析，縮短了施工工期，工程項(xiàng)目在普通民建工程的應(yīng)用證明了采用跳倉(cāng)法積極深遠(yuǎn)意義和作用。從原材料篩選選用到配合比的設(shè)計(jì)優(yōu)化，混凝土配合比的應(yīng)用使工程取得了良好的效果。

跳倉(cāng)法，大體積，配合比，優(yōu)化，應(yīng)用

1 工程概況

北京新機(jī)場(chǎng)某項(xiàng)目分為0110和0111兩個(gè)地塊，總建筑面積201238.5m2，其中地上面積141399.8m2，地下面積59838.7m2。110-5#樓地上18層，地下3層，高度51.45m；110-10#車庫(kù)1層人防出口，地下2層；111-2#地上15層，地下3層，高度43.05；111-7#1層人防出口。

本工程全面取消溫度后澆帶和環(huán)狀樓的沉降后澆帶，以車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙后澆帶為依據(jù)劃分倉(cāng)區(qū)。當(dāng)采用施工后澆帶時(shí)，后澆帶的澆筑時(shí)間可在地下室頂板澆筑時(shí)同時(shí)進(jìn)行，且間隔時(shí)間不應(yīng)小于7d。

2 跳倉(cāng)法施工簡(jiǎn)介

2.1 跳倉(cāng)法施工的原理

在大體積結(jié)構(gòu)施工中，在早期溫度收縮應(yīng)力較大的階段，將超長(zhǎng)的混凝土塊體分為若干小塊體間隔施工，經(jīng)過短期的應(yīng)力釋放，在后期收縮應(yīng)力較小的階段再將若干小塊體連成整體，依靠混凝土的抗拉強(qiáng)度抵抗下一階段的溫度收縮應(yīng)力的施工方法[1]。早期的跳倉(cāng)法施工主要用于超長(zhǎng)、超寬、大體積混凝土大型工業(yè)建筑的地下工程和水利工程。近幾年大量應(yīng)用于民用建筑的地下車庫(kù)中，以解決超長(zhǎng)、超寬、超厚混凝土的施工縫處理問題[2]。

“跳倉(cāng)法”施工技術(shù)是在傳統(tǒng)的留置伸縮縫和后澆帶的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型施工技術(shù)，是以“抗放兼施、先放后抗、以抗為主”的原理來控制結(jié)構(gòu)裂縫[3]。

3 工程施工組織

采用跳倉(cāng)法，以結(jié)構(gòu)后澆帶(或施工縫)為依據(jù)，結(jié)合平面的縱向和橫向分倉(cāng)不大于40m為宜的原則將110-10#地庫(kù)水平構(gòu)件—板(底板、負(fù)1/負(fù)2層頂板)劃分為16個(gè)倉(cāng)區(qū)；111-7#地庫(kù)水平構(gòu)件—板(底板、負(fù)1/負(fù)2層頂板)劃分為10個(gè)倉(cāng)區(qū)。每次混凝土澆筑施工斜向2個(gè)倉(cāng)位，相鄰倉(cāng)澆筑時(shí)間間隔不少于7d，依次按照順序完成地下結(jié)構(gòu)的整體施工。

4 跳倉(cāng)法大體積混凝土制備及性能

4.1 材料要求與選用

1)水泥 采用低熱水泥或水化熱較小的礦渣硅酸鹽水泥。3d的水化熱不超過240 kJ/kg，7d的水化熱不超過270 kJ/kg；水泥比表面積盡可能選用水泥比表面積小的水泥；入機(jī)溫度不應(yīng)大于60℃；該項(xiàng)目地下車庫(kù)為60d評(píng)定，但是由于材料限制無法提供低熱水泥，通過提高摻合料用量和降低水泥用量來限制混凝土水化溫升，水泥選用冀東盾石的硅酸鹽水泥( P·O42.5)，符合《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2007) 規(guī)定，選用的水泥物理檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

2)摻和料 礦物摻合料是配制大體積混凝土常用原材料。該工程選用選用Ⅱ級(jí)粉煤灰和S95級(jí)礦粉為礦物摻合料。

表1 水泥物理檢測(cè)指標(biāo)

粉煤灰采用天津軍電Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度17.8%，需水量比95%，燒失量5.3%。礦粉采用三河天龍S95級(jí)礦粉，比表面積436m2/kg，7d活性指數(shù)98%，28d活性指數(shù)99%。

摻和料的使用可以降低水泥用量，降低水化熱，提高混凝土耐久性、體積穩(wěn)定性、和易性，也降低了成本取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3)骨料

粗骨料選用灤平碎卵石。最大粒徑25mm，5-25mm連續(xù)級(jí)配，壓碎指標(biāo)7%，針片狀含量4%，含泥量0.1%，泥塊含量0.1%，表觀密度2810kg/m3。

細(xì)集料采用灤平天然中砂。選用II區(qū)連續(xù)級(jí)配天然中砂，細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量2.0%，泥塊含量0.2%，表觀密度2690kg/m3。

4)外加劑

外加劑選用金隅聚羧酸高性能減水劑。減水率27%，PH值6.24，1h經(jīng)時(shí)坍落度變化量50mm。

5)水

拌合用水選用地下井水，PH值8.2，氯化物155mg/L，硫酸鹽263mg/L。

以上各種原材料均符合配制C35P8混凝土用材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 配合比的設(shè)計(jì)

根據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)[4]。

1)試配強(qiáng)度。fcu.o=fcu.k+1.645×σ=35.0+1.645×6.0=44.0MPa。

3)用水量。根據(jù)施工坍落度的要求，石子的最大粒徑及外加劑的減水率，確定用水量為170kg/m3。

4)膠凝材料用量。根據(jù)水膠比和用水量計(jì)算出膠凝材料總量C0=395kg/m3。依據(jù)GB50496-2009《大體積混凝土施工規(guī)范》選定粉煤灰取代率為13%，則粉煤灰用量F=51kg/m3；選定礦粉取代率為37%[5]。計(jì)算出礦粉用量K=146kg/m3；水泥用量為198kg/m3。

5)砂率βs。βs=43%，砂率的大小對(duì)混凝土的流動(dòng)性、粘聚性、保水性、施工可泵性起著關(guān)鍵性的作用。按照該大體積混凝土表觀密度為2390kg/m3計(jì)算的出砂石用量分別為782kg/m3和1036kg/m3。

6)試驗(yàn)調(diào)整。以水膠比0.43為中間值，增減0.02；粉煤灰、礦粉用量及砂率微調(diào)，得出2，3，4三組混凝土配合比四組配合比詳見表2。

經(jīng)過試驗(yàn)各項(xiàng)性能的檢測(cè)結(jié)果見表3，最終將第4組確定為基礎(chǔ)大體積混凝土配合比。

5 混凝土的生產(chǎn)施工過程注意事項(xiàng)

5.1 生產(chǎn)過程注意事項(xiàng)1)混凝土攪拌站加強(qiáng)對(duì)原材料的檢測(cè)，以保證原材料的質(zhì)量；嚴(yán)格控制配合比；控制出站混凝土坍落度不超過180mm，到施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土基本無坍落度損失,工作性良好；控制混凝土出站溫度不超過25℃，入模溫度不大于30℃，實(shí)際混凝土入模溫度為27℃。

2)混凝土澆筑時(shí)，分層澆筑，二次振搗工藝，每次澆筑厚度根據(jù)振搗棒的作用深度和混凝土的和易性確定[5]。

5.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，及時(shí)用氈布或塑料薄膜底板覆蓋，注意監(jiān)控混凝土里表溫差以及內(nèi)部絕熱溫升；其次降低底板混凝土的降溫速度，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，利用混凝土的抗拉強(qiáng)度以提高混凝土承受外約束的抗裂能力，以達(dá)到控制裂縫的目的；夏季保濕養(yǎng)護(hù)不得少于14d，應(yīng)檢查覆蓋物的完整情況，保證混凝土表面濕潤(rùn)[5]。