跳倉法在超高層建筑基礎(chǔ)底板澆筑施工中的應(yīng)用

劉 杰

1. 上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103；2. 上海建筑改建與持續(xù)利用工程技術(shù)研究中心 上海 201103

1 工程概況及特點(diǎn)

寧波新世界廣場5#地塊項目地上部分56層，高250 m，地下部分3層，局部有夾層，地下室底板形狀基本呈正方形，南北向長約140 m，東西向?qū)捈s110 m。基礎(chǔ)底板裙房區(qū)域采用承臺＋防水板基礎(chǔ)，底板厚800～1 000 mm，主樓區(qū)域采用樁筏基礎(chǔ)，底板厚3 000～3 500 mm。

2 混凝土澆筑方案比選

按傳統(tǒng)方法和現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，一般大體積混凝土底板都是采用設(shè)置溫度后澆帶、沉降后澆帶等方法以解決混凝土早期溫度應(yīng)力釋放及各單體、地下室之間的沉降差異，本工程考慮到若采取后澆帶法施工將會產(chǎn)生以下問題：

1）后澆帶長期暴露，容易掉落各種垃圾和雜物，后期難以清理。

2）地下室后澆帶需通過型鋼換撐等措施以解決基坑水平傳力問題，增加項目成本。

3）后澆帶后期封閉混凝土澆筑條件差，后澆帶采用的微膨脹混凝土養(yǎng)護(hù)要求施工現(xiàn)場難以達(dá)到，可能產(chǎn)生混凝土質(zhì)量薄弱點(diǎn)。

采用跳倉法則有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）施工方便、縮短施工工期。跳倉法將大體積混凝土澆筑劃分成若干塊，塊與塊之間只有1條施工縫，澆筑間隔7 d，相較于后澆帶易于清理施工縫，縮短了流水節(jié)拍從而縮短了工期。

2）提高結(jié)構(gòu)整體性、防水性。跳倉法通過將大體積混凝土劃分成若干塊，能提前釋放混凝土內(nèi)部應(yīng)力和收縮變形，并在較短時間內(nèi)合攏形成整體，充分利用混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，提高了結(jié)構(gòu)的整體性和自防水效果。

應(yīng)業(yè)主要求，本工程邀請了跳倉法專家參與方案評審與施工指導(dǎo)，并協(xié)同設(shè)計調(diào)整了原有方案中主樓與地下室裙房區(qū)域樁位、樁數(shù)、單樁承載力等樁基設(shè)計參數(shù)，擴(kuò)大了主樓筏板面積、加強(qiáng)了厚薄底板間鋼筋，從而增大了底板剛度，通過上述設(shè)計調(diào)整從而達(dá)到控制建筑設(shè)計使用年限內(nèi)的沉降差異，將沉降差異控制在1/1 000。

3 跳倉法施工過程

3.1 混凝土原材料選用

跳倉法施工對混凝土品質(zhì)要求較高，混凝土應(yīng)具有緩凝、低熱的特性。為滿足這一要求，本項目先后2次對底板大體積混凝土配合比進(jìn)行了調(diào)整（表1）。首次試配根據(jù)常規(guī)大體積混凝土配合比進(jìn)行試配，混凝土和易性未達(dá)到跳倉法施工要求。第1次調(diào)整減少了水泥用量，增加了礦粉和粉煤灰的用量，以降低混凝土水化熱；同時增加了粗骨料用量，混凝土和易性較首次有大幅度提升。結(jié)合本工程底板大體積混凝土澆筑季節(jié)及攪拌站至工地距離等因素，進(jìn)行了第2次調(diào)整，考慮到大體積混凝土夏季澆筑及混凝土運(yùn)輸途中的坍損，減小了粗骨料用量以增加混凝土的流動性與和易性，使得混凝土滿足跳倉法施工要求。

3.2 底板施工縫處理

施工縫采用鋼絲網(wǎng)＋止水鋼板的形式。根據(jù)跳倉法要求，止水鋼板折邊朝背水面，以防止混凝土在止水鋼板折邊面形成氣泡。鋼筋上下錯開35d（d為鋼筋直徑），預(yù)留一級鋼筋接駁器。施工縫采用20目鋼絲網(wǎng)以達(dá)到免拆施工縫的效果（圖1）。對比常規(guī)快易收口網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)對于先后澆筑混凝土接縫效果有大幅度提升。

表1 混凝土配合比（單位：kg/m3）

圖1 跳倉施工縫節(jié)點(diǎn)

3.3 底板分區(qū)及澆筑流程

根據(jù)跳倉法技術(shù)要求和專家意見，本項目底板分為9個區(qū)域（圖2），施工縫設(shè)置盡量避開了承臺和地梁，并考慮先后施工鋼筋預(yù)留長度的要求。由于本工程為超高層建筑，主樓筏板與裙房筏板土方挖深差異較大，且基坑臨近周邊住宅小區(qū)。本工程對基坑土方開挖有分次開挖的要求，故跳倉澆筑順序為：第1階段（1-1區(qū)、1-2區(qū)、1-3區(qū)、1-4區(qū)）、第2階段（2-1區(qū)、2-2區(qū)、2-3區(qū)）、第3階段（3區(qū)）、第4階段（4區(qū)）。各跳倉分倉邊長約40 m，其中最大的分倉4區(qū)主樓筏板區(qū)考慮到底板大面厚度達(dá)3.5 m，電梯井、集水井等位置更厚，留設(shè)施工縫風(fēng)險高，故4區(qū)分倉尺寸達(dá)到67 m×66 m。

1-1、1-2、1-3、1-4分區(qū)澆筑時間安排在6月8日，2-1、2-2、2-3分區(qū)澆筑時間安排在6月15日，3區(qū)澆筑時間為6月24日，4區(qū)澆筑時間為9月1日，跳倉間隔時間7 d以上，滿足要求。

其中3區(qū)緊鄰周邊小區(qū)，為保證小區(qū)地基沉降安全，需待第1階段、第2階段底板澆筑完成后方可開挖，混凝土澆筑日期也相應(yīng)延后。因除4區(qū)以外的分倉混凝土澆筑時間較早，形成了類似環(huán)狀的混凝土支撐，與設(shè)計溝通可一次性開挖4區(qū)。4區(qū)中C坑（坑深4 900 mm）、D坑（坑深6 000 mm）坑深過大，經(jīng)與專家討論，先將C、D坑澆筑至與4區(qū)底板底平，后隨4區(qū)底板一起澆筑。4區(qū)分倉面積略超常規(guī)分倉面積，但由于此時周圍裙房區(qū)域底板早已完成收縮變形，抗拉強(qiáng)度也已滿足要求，可以抵抗4區(qū)混凝土后期的收縮變形。

裙房底板每塊混凝土方量約為150 m3，4區(qū)混凝土方量為13 500 m3。

3.4 混凝土澆筑要點(diǎn)

1）本工程對進(jìn)場混凝土質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。對進(jìn)入現(xiàn)場的混凝土按批次（三車為一批）進(jìn)行檢測，保證坍落度控制在120 mm±30 mm。嚴(yán)禁工人向混凝土內(nèi)加水。對不合格混凝土堅決予以退車，嚴(yán)禁不合格混凝土進(jìn)入泵車輸送。及時向攪拌站反饋現(xiàn)場混凝土實際坍落度、可泵性、和易性等質(zhì)量信息，控制攪拌站出料質(zhì)量。

2）混凝土澆筑時，本工程通過控制混凝土的出盤溫度，采用草袋、麻袋包裹混凝土輸送管道并澆水降溫等措施達(dá)到控制混凝土入模溫度（入模溫度30 ℃）的目的。

3）混凝土采用斜面分層的澆筑方法，對于厚3 000、3 500 mm的基礎(chǔ)底板，按厚500 mm分幾步澆筑到頂，保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時間不超過混凝土初凝時間，以充分實現(xiàn)混凝土的自防水效果。

4）現(xiàn)場要求振動機(jī)械操作“快插慢拔”，鋼筋密集部位用撬棒分開以便振動器插入，并配備了φ35 mm的振動棒。采用二次振搗，以增加混凝土密實度，提高抗裂性。

5）本工程混凝土表面處理要求做到“三壓三平”。首先，按面標(biāo)高用煤撬拍板壓實，長刮尺刮平；其次，初凝前用鐵滾筒數(shù)遍碾壓、滾平；最后，終凝前用木蟹打磨壓實、整平，以閉合混凝土收水裂縫。

3.5 混凝土測溫

測溫點(diǎn)布置：在基礎(chǔ)底板上有針對性地選取了18個測區(qū)，共88個測點(diǎn)（圖3）。其中F、H、J、K、M、N每個測區(qū)各布置5個測點(diǎn)，E、L每個測區(qū)各布置7個測點(diǎn)，G、I測區(qū)各布置8個測點(diǎn)，其余測區(qū)均各布置3個測點(diǎn)，另外設(shè)4個大氣溫度測點(diǎn)。

圖2 底板分區(qū)和澆筑流程

圖3 測溫點(diǎn)布置

測溫報告顯示，L測區(qū)、G測區(qū)測溫期間混凝土溫差超過25 K的報警溫度，施工方及時在該測區(qū)混凝土上加蓋1層薄膜再加3層麻袋使溫差達(dá)到要求。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

本工程底板體量大，混凝土約26 320 m3，按跳倉法施工要求分塊施工。底板施工時間為6～9月，正值夏天高溫天氣?；炷翝矒v完成后，及時在底板表面覆蓋1層塑料薄膜和3層草袋或麻袋、綠網(wǎng)等，進(jìn)行蓄熱溫差養(yǎng)護(hù)。

4 跳倉法施工效果

4.1 進(jìn)度

1）跳倉法將大底板分割成一塊塊小板，與此同時底板上的鋼筋、模板也被分成了小塊，提供了工作面，方便采用流水施工，在此基礎(chǔ)上合理安排勞動力，就能縮短整體工期。

2）取消后澆帶，一次澆筑成型，將減少后期封堵工序，提前進(jìn)行土方回填，消除后澆帶對后期二次結(jié)構(gòu)、裝飾裝修等專業(yè)施工的影響，節(jié)約工期。

4.2 經(jīng)濟(jì)性

1）后澆帶留置期間，鋼筋會銹蝕，混凝土面會結(jié)垢污染，取消后澆帶省去了鑿毛、清理、除銹等大量清理費(fèi)用。

2）取消后澆帶可整體傳遞圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳來的水平力 ，減小支護(hù)結(jié)構(gòu)位移，節(jié)省后澆帶中換撐施工費(fèi)。

3）取消后澆帶可最快地形成整體結(jié)構(gòu)，方便現(xiàn)場材料的堆放與運(yùn)輸 ，節(jié)省后澆帶保護(hù)費(fèi)用。

4.3 成型效果

取消后澆帶可避免后澆帶部位出現(xiàn)排水不及時產(chǎn)生的底板隆起問題，破壞附加防水層。通過實際現(xiàn)場觀察并無明顯裂縫產(chǎn)生，收水裂縫也大大減少，分塊面接縫平順，底板平整度大大提高。

5 結(jié)語

本工程優(yōu)化了設(shè)計，采用“抗”與“放”的設(shè)計原則，整個工程采取跳倉法施工工藝，通過設(shè)計、施工、材料等多方面的綜合技術(shù)措施，實現(xiàn)底板大體積混凝土施工的無縫銜接，節(jié)約工期，簡化工藝且施工質(zhì)量容易保障，極大地減小底板滲漏的風(fēng)險，特別是在主樓與地下室之間取消沉降后澆帶，保證了結(jié)構(gòu)整體性、抗震性、耐久性及抗?jié)B性，節(jié)約了堵漏費(fèi)用和人工，效益顯著。