跳倉法在大體積混凝土施工中的應(yīng)用研究

金亞婷，李慧敏

（黃河交通學(xué)院，河南 焦作 454950）

1 工程概況

本工程主樓基礎(chǔ)采用的是筏板基礎(chǔ)，筏板厚度為1 m，混凝土強(qiáng)度等級為C35，其抗?jié)B等級為P6，主樓周邊車庫底板采用下柱墩+筏板形式，部分下柱墩處基礎(chǔ)厚度達(dá)到1.2 m，依據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)GB 50496—2018《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》[1]，實(shí)體最小尺寸大于1 m 的混凝土結(jié)構(gòu)物屬于大體積混凝土，故本工程歸屬于大體積混凝土的施工。

現(xiàn)場道路及混凝土供應(yīng)條件：施工現(xiàn)場周邊有市政道路可用，已修建外環(huán)及內(nèi)環(huán)瀝青混凝土道路，交通便利，混凝土運(yùn)輸罐車進(jìn)出較為方便；且本工程混凝土用量較多，單位已經(jīng)與多家商品混凝土供應(yīng)商簽訂了商用混凝土的供應(yīng)合同，現(xiàn)場混凝土施工的正常供應(yīng)有保證。

2 工程施工重難點(diǎn)

大體積混凝土溫控：筏板、頂板等屬大體積混凝土，厚度較大，不同高度溫差與溫度變化大，混凝土內(nèi)部溫度會對養(yǎng)護(hù)效果造成直接影響。

筏板裂縫控制：筏板局部厚度最大達(dá)到1 400 mm，混凝土凝結(jié)硬化過程中釋放水化熱過大，加上外界條件約束，使得混凝土產(chǎn)生溫度與收縮應(yīng)力；并且混凝土中存在的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的膠凝物質(zhì)會吸收水分，導(dǎo)致筏板混凝土出現(xiàn)膨脹性裂縫。

混凝土的振搗質(zhì)量：混凝土體積大、厚度大，混凝土內(nèi)部振搗容易不密實(shí)，影響抗?jié)B性能及強(qiáng)度。

測溫點(diǎn)的布置、保護(hù)：大體積混凝土測溫測位的布置是觀測混凝土內(nèi)部溫度的變化以及控制裂縫較為重要的參數(shù)。

3 方案對比分析

在大體積混凝土施工時，采用“抗、放結(jié)合，先放后抗”的原理方法，將過長的混凝土塊體劃成小塊區(qū)域間隔進(jìn)行施工，經(jīng)過短期應(yīng)力釋放后，再將小塊區(qū)域連接成為整體，下段溫度收縮應(yīng)力用混凝土抗拉強(qiáng)度來抵抗的施工方法是跳倉法。施工“后澆帶”則是為防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于溫度、收縮不均可能產(chǎn)生的有害裂縫，在建筑施工中，按照設(shè)計(jì)或者施工規(guī)范的要求，在基礎(chǔ)底板、梁、墻對應(yīng)位置留設(shè)臨時施工縫，暫時將結(jié)構(gòu)劃分成幾部分，經(jīng)過一定時間構(gòu)件的內(nèi)部收縮，再澆搗施工縫位置的混凝土，將部分連成整體。

“跳倉施工法”有如下顯著施工技術(shù)優(yōu)勢：①后澆帶需在一定時間后再進(jìn)行振搗澆筑，對工期有不利影響，跳倉施工法為分塊施工，預(yù)留施工縫，簡化施工工序，縮短施工工期；②避免后澆帶施工周期長造成底部支撐排架長時間的留置，可提前為下一道工序提供工作空間；③各劃分區(qū)塊澆筑時間為7 d 左右，先澆筑區(qū)塊應(yīng)力釋放的時間較充足，兩側(cè)混凝土的結(jié)合更為緊密，提前形成結(jié)構(gòu)整體性，運(yùn)輸機(jī)械可提前介入，方便材料的周轉(zhuǎn)倒運(yùn)，大大提高了施工效率；④混凝土配合比的優(yōu)化，通過控制原材料質(zhì)量、混凝土入模時的溫度等不利影響因素，在混凝土澆筑過程中進(jìn)行二次振搗和抹壓，來減少混凝土的收縮裂縫以及混凝土滲漏隱患，提高混凝土密實(shí)度與抗拉強(qiáng)度；⑤后澆帶的存在，導(dǎo)致模板及支撐體系租賃費(fèi)增加，跳倉施工法則采取節(jié)能和環(huán)境保護(hù)措施，可有效節(jié)約材料、綠色環(huán)保；⑥后澆帶處施工質(zhì)量難以保證，跳倉施工法減少了施工縫、有利于對裂縫進(jìn)行控制，提升工程質(zhì)量。

4 “跳倉施工法”應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

本工程筏板大體積混凝土采用預(yù)拌商品混凝土，混凝土地泵與汽車泵組合、輔以人工進(jìn)行澆筑。依據(jù)筏板基礎(chǔ)面積的大小沿長度和寬度方向各分為不大于40 m 的區(qū)格，沿各自方向分別編號。本工程現(xiàn)場施工時注意以下關(guān)鍵點(diǎn)。

4.1 混凝土配合比

混凝土配合比優(yōu)化，通過超量取代來提高粉煤灰的摻量[2]，使水泥水化熱降低，使得混凝土內(nèi)外的溫差變小，溫度應(yīng)力變小，達(dá)到抑制應(yīng)力裂縫的目的?；炷僚浜媳瘸凉M足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和規(guī)范要求外，按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60 d 達(dá)到普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d 等效強(qiáng)度，進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)（即按60 d 齡期強(qiáng)度進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)），降低水泥水化放熱、延緩水化熱釋放。

4.2 混凝土的現(xiàn)場澆筑

混凝土的澆筑原則為：斜面分層、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到位。本工程采用斜面分層澆筑，如圖1所示，在坡尖、坡中和坡頂分別布置振搗棒，保證混凝土振搗密實(shí)，且不漏振。依據(jù)振動器作用深度、混凝土和易性來確定混凝土澆筑分層的厚度，在進(jìn)行整體連續(xù)澆筑時，分層厚度宜取300～500 mm。大體積混凝土澆筑采用推移式連續(xù)澆筑，間歇時間應(yīng)縮短，且在前層混凝土初凝之前，后層混凝土應(yīng)及時澆筑完畢。層間最長的間歇時間不應(yīng)超過混凝土的初凝時間。層間間隔時間超過混凝土初凝時間的，層面之間按照施工縫來處理。本工程根據(jù)實(shí)際情況組織安排為分多步澆筑施工，澆筑過程中確保了相鄰2 個倉格的澆筑時間間隔超過7 d。

圖1 混凝土斜面分層澆筑示意圖

4.3 混凝土振搗控制

進(jìn)行混凝土振搗時，在混凝土初凝前約每半小時對已澆筑的混凝土進(jìn)行一次重復(fù)振搗。振搗方法要快插慢拔、上下抽動、均勻振搗，且插點(diǎn)均勻排列，振動器插點(diǎn)可采用“行列式”順序移動，也可采用“交錯式”順序移動，但2 種移動方式不能同時混用，行列式、交錯式排列振搗示意如圖2 所示。插點(diǎn)間距的區(qū)間為300～400 mm，插入下層未初凝的混凝土的深度區(qū)間為50～100 mm，避免層間形成冷縫，使層間結(jié)合緊密，成為一體，依次進(jìn)行振搗，以避免采用跳躍式振搗出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。每個振點(diǎn)振搗時間持續(xù)30 s，避免混凝土表面水分出現(xiàn)顯著下沉與氣泡。每一插點(diǎn)須控制好振搗的時間，一般在15～20 s 區(qū)間內(nèi)，不能過振，避免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。

圖2 振搗示意圖

在混凝土自然流淌斜坡面澆注帶的前、中、后分別布置一道振動器。第一道振動器設(shè)置在混凝土布料點(diǎn)，振搗手負(fù)責(zé)對出管混凝土進(jìn)行振搗，使混凝土通過面筋向底層流入；第二道設(shè)置在混凝土中間位置，負(fù)責(zé)密實(shí)斜面混凝土；第三道則設(shè)置在坡腳處，確保密實(shí)底層鋼筋以下的混凝土。分層振搗示意如圖3所示。

圖3 分層振搗示意圖

4.4 混凝土二次振搗

大體積混凝土分層澆筑時應(yīng)進(jìn)行二次振搗。二次振搗時間過早起不到混凝土的密實(shí)效果，過晚則容易發(fā)生混凝土無法回流密實(shí)，因此，掌握好二次振搗的時間是一個關(guān)鍵點(diǎn)。其原則為每層混凝土澆筑完后，在混凝土初凝前使用振動棒進(jìn)行插搗。二次振搗間歇時間控制在40～60 min 之間，若混凝土中加有緩凝劑，其間歇時間可適當(dāng)延長，控制在1.5～2.5 h 范圍內(nèi)即可。

4.5 大體積混凝土保溫及養(yǎng)護(hù)

靈活應(yīng)用養(yǎng)護(hù)技術(shù)，降低混凝土內(nèi)部與外部之間的溫度差，有效防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫[3]。本工程混凝土的養(yǎng)護(hù)，第一步是進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，即在混凝土表面嚴(yán)密覆蓋一層塑料薄膜；第二步進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，即在塑料薄膜的表面再嚴(yán)密覆蓋毛氈。

當(dāng)筏板混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高時，在第一遍抹壓收活完畢之后，立即進(jìn)行混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，優(yōu)先選用厚度較薄的一次性塑料薄膜做保濕養(yǎng)護(hù)，相鄰兩幅塑料薄膜接縫處的搭接寬度應(yīng)大于等于200 mm，以保證保濕養(yǎng)護(hù)時不漏氣，塑料薄膜與混凝土表面要緊貼，邊角以及薄膜搭接處用方木壓牢。特別是墻柱插筋內(nèi)部與根部、突出筏板預(yù)埋件的位置、集水坑位置、筏板邊角等部位的要精心覆蓋嚴(yán)密，不出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。覆蓋時如若混凝土表面水分散失較多、發(fā)白，需用噴壺噴灑少量水后再覆蓋。

同類工程測溫記錄表明，大體積混凝土降溫過程較為緩慢（中心溫度降至與大氣溫度溫差小于5 ℃的時間需1～1.5 個月）。本工程大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)覆蓋材料拆除時間依據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范確定，首先必須滿足抗?jié)B混凝土不得少于14 d 的保濕養(yǎng)護(hù)要求，但要控制混凝土的降溫速率不得超過規(guī)范要求，當(dāng)混凝土表面和大氣之間的最大溫差低于20 ℃時，即可全部拆除保溫材料。

4.6 測點(diǎn)測位布置

在大體積混凝土澆筑體內(nèi)布置測位，應(yīng)能如實(shí)反映混凝土澆筑體內(nèi)的最高溫升、降溫速率、環(huán)境溫度以及里表溫差。本工程依據(jù)混凝土底板厚度以及澆搗方向，選擇具代表性位置布置測點(diǎn)測位。應(yīng)連續(xù)對大體積混凝土的進(jìn)行溫測，確保內(nèi)外溫差不超過25 ℃。

根據(jù)GB/T 51028—2015《大體積混凝土溫度測控技術(shù)規(guī)范》，測位測點(diǎn)的布置應(yīng)能全面準(zhǔn)確反映大體積混凝土溫度變化的情況，測點(diǎn)測位布置原則：按施工進(jìn)度每晝夜作業(yè)面布置1～2 個測位；混凝土邊緣、中部、角部、電梯井等位置可布置測點(diǎn)測位；澆筑體厚度均勻的混凝土，測位間距取10～15 m，變截面部位可增加測位；在墻體立面上，測位水平間距取5～10 m，垂直間距取3～5 m。依據(jù)混凝土厚度，每個測位布3～5 個測點(diǎn)，于混凝土表層、中上、中心、中下以及底層部位分別設(shè)置?；炷帘韺訙y點(diǎn)測位布置，以在混凝土表面50 mm 處為宜；底層測點(diǎn)測位布置，以在混凝土澆筑體底面以上50～100 mm 為宜。當(dāng)溫度傳感器直接埋至混凝土澆筑體內(nèi)時，傳感器與傳輸導(dǎo)線要有相應(yīng)的防護(hù)措施，防止在施工時傳感器和導(dǎo)線出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。采用把溫度傳感器放入直徑為20～30 mm 金屬保護(hù)管內(nèi)時，金屬管的底部應(yīng)預(yù)先封堵，宜露出混凝土表面300 mm，并應(yīng)將金屬管固定。每段混凝土澆筑前將探頭按測溫點(diǎn)平面布置圖埋設(shè)于底板內(nèi)，沿混凝土厚度布設(shè)外表、地面以及中心的測點(diǎn)，其余測點(diǎn)間距布設(shè)按不超過600 mm 布置，且每監(jiān)測點(diǎn)傳感器布置3 個。

本工程大體積混凝土施工依據(jù)上述測溫點(diǎn)布置原則，測溫點(diǎn)布設(shè)示意如圖4 所示，混凝土內(nèi)部溫升主要集中在澆筑后3 天，一般第3 天即可達(dá)到或者接近峰值，本工程設(shè)置了專職測溫工及技術(shù)管理人員，嚴(yán)格按照檢測周期進(jìn)行測溫。

圖4 測溫點(diǎn)布設(shè)示意圖

4.7 驗(yàn)收程序及驗(yàn)收內(nèi)容

本工程驗(yàn)收程序?yàn)椋轰摻铍[蔽驗(yàn)收→安裝預(yù)留預(yù)埋隱蔽驗(yàn)收→預(yù)拌商品混凝土進(jìn)場驗(yàn)收→試塊留置及試壓。分為主控項(xiàng)目驗(yàn)收和一般項(xiàng)目驗(yàn)收，內(nèi)容如下。

主控項(xiàng)目驗(yàn)收：預(yù)拌混凝土的原材料質(zhì)量、制備、質(zhì)量檢驗(yàn)等均應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14902—2012《預(yù)拌混凝土》規(guī)定。預(yù)拌混凝土進(jìn)場驗(yàn)收時，應(yīng)檢查其質(zhì)量證明文件，同時抽查其稠度。檢查數(shù)量按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14902—2012《預(yù)拌混凝土》規(guī)定，稠度每五罐檢查一次。如有設(shè)計(jì)要求，混凝土中最大氯離子含量、最大堿含量應(yīng)同時符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定與設(shè)計(jì)要求。同種原材料、同一配合比的至少應(yīng)檢查一次。通過檢查原材料試驗(yàn)報(bào)告以及氯離子、堿總含量計(jì)算書，以確定氯離子與堿的含量。結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級滿足設(shè)計(jì)要求是硬性條件，在混凝土澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽取標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件，用于檢查混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度。

一般項(xiàng)目驗(yàn)收：混凝土配合比為首次使用的，應(yīng)進(jìn)行開盤鑒定，原材料、強(qiáng)度、凝結(jié)時間以及稠度均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)配合比要求。當(dāng)工程有要求時，還應(yīng)檢查混凝土的耐久性能，通過檢查開盤鑒定資料進(jìn)行檢查。如對混凝土耐久性有要求，應(yīng)在現(xiàn)場隨機(jī)抽取試件，檢查混凝土的耐久性能，檢查結(jié)果應(yīng)同時符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

本工程大體積混凝土采用“跳倉法”，將混凝土塊體分為若干區(qū)域間隔施工，采用測溫儀高頻率地對基礎(chǔ)筏板溫度進(jìn)行測量，對筏板采用塑料薄膜蓄水養(yǎng)護(hù)及棉氈保溫養(yǎng)護(hù)，解決了工程中大體積混凝土溫控難題。預(yù)拌混凝土也優(yōu)先選用了低水化熱水泥，采用超量取代提高粉煤灰的摻入量；嚴(yán)格控制溫度，進(jìn)行保溫和養(yǎng)護(hù)，解決了筏板裂縫控制的難點(diǎn)。控制好混凝土內(nèi)、外溫差，及時對其表面壓實(shí)抹面。分層澆筑，振搗方法正確，振搗時間滿足條件，保證了混凝土的振搗質(zhì)量。測溫點(diǎn)在布置、保護(hù)時，嚴(yán)格按照布置圖布置，澆筑混凝土?xí)r注意保護(hù)，切忌直接將混凝土澆筑在測溫器件表面。本工程應(yīng)用跳倉施工法，解決了傳統(tǒng)后澆帶遺留的安全及質(zhì)量問題，縮短了工期，降低了成本。

大體積混凝土施工時，應(yīng)合理選擇施工用材料，優(yōu)化配合比，嚴(yán)格施工的過程管理，采用較為科學(xué)的施工方法，加強(qiáng)對大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，降低混凝土溫度應(yīng)力，控制其溫度變形裂縫，從而保證工程質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)耐久年限，達(dá)到提質(zhì)增效的效果。