超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术应用.pdf

Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2024年 3月Mar.2024第6卷 第3期Vol.6 No.31 工程概况该工程建筑总面积 175 513.38 m2，其中地下建筑面积 78 600.00 m2，地上建筑面积 96 913.38 m2。建筑层数为地下 0 3 层，地上 1 6 层。住宅楼结构形式为装配式剪力墙结构，地下车库结构形式为框架剪力墙结构，基础为筏板基础，地上为装配式（装配率 60%）。本工程原设计为控制施工过程中混凝土温度收缩干缩裂缝，采用后浇带措施来解决。本工程项目依据按照北京市质量技术监督局严格批准要求，北京市质量技术监督局、北京市住房和城乡建设委员会共同发布，自2015 年 8 月 1 日起实施的超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程DB11/T1200 20151，以及中国工程建设标准化协会批准自 2020 年 4 月 1 日起实施的超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程T/CECS640 20192，本工程采用“跳仓法”的施工工艺来代替留设施工后浇带做法。2 超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术应用2.1 跳仓法介绍2.1.1 跳仓法的定义在地下工程大体积混凝土结构施工项目里，通过把大体积的混凝土结构项目分成若干个小块，间断施工，经过短时间的混凝土应力释放，再把其中若干小块连成一体，再依靠混凝土结构自身抗拉强度对抗下一段混凝土温度收缩应力的方法研究。2.1.2 跳仓法原理跳仓法利用混凝土在没有彻底凝固前，容易将内应力释放出来的“抗与放”特性原理。此法基本原理为：收稿日期：2023-11-21作者简介：余阳（1989），男，河南信阳人，本科，工程师，研究方向：地下工程跳仓法施工。超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术应用余 阳（中铁建设集团有限公司，北京 100043）摘 要：以北京市昌平区北七家镇平坊村土地一级开发项目 PF-10 地块 R2 二类居住用地、PF-09 地块 A33 基础教育用地项目(一区 1 号住宅楼等 41 项)为例，探讨了超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术的应用。重点介绍跳仓法的基本原理和特点，包括仓格划分、施工缝留设、施工顺序等方面。关键词：超长大体积混凝土结构；跳仓法；仓格划分；施工缝留设；施工顺序中图分类号：TU755文献标识码：A文章编号：2096-6903(2024)03-0019-03抵抗、释放相互结合，先释放再抵抗。“释放”的原理同后浇带原理，就是先切开构件释放收缩应力。大体积混凝土水化放热快，平均 3 d 左右达到峰值，而后迅速下降，采用跳仓的方式，将大体积构件分为若干小块，每个小块不大于 40 m，然后采用间隔的方法浇筑混凝土，在过 7d 后再浇筑另外一部分。“抵抗”的原理是借用混凝土随龄期不断增长的抗拉强度来承担混凝土浇筑后的收缩应力，使整体达到不开裂。对于沉降后浇带，当大体积结构采取设计方法控制相互之间的沉降差小于 2/1 000 时，采用跳仓法施工。2.1.3 跳仓法优点首先，可以提高施工质量。采用跳仓法施工取消后浇带，使得整个地下工程成为一体，避免后浇带在长期的留置过程中积累过多的建筑垃圾导致清理困难，以及后浇带处钢筋变形锈蚀等问题，减少渗漏隐患。其次，可以推进施工进度和减少周转材料的使用。采用跳仓法施工，避免了后浇带独立支撑体系的使用，在地下工程施工完成后可以提前插入地下防水工程以及土方回填施工。最后，采用跳仓法施工，可为构件提供场地，方便构件堆放、吊运。2.1.4 “跳仓法”在本工程应用可行性分析本工程地下部分属于超长混凝土结构，地下部分东西方向长度 340 m，南北方向连长度 173 m，有足够的作业面用于跳仓施工流。经地基沉降分析后，差异沉降均不大于 L/500（L 为相邻墙、柱基中心距离），满足超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程T/CECS 640 2019 第 4.1.3 条规定，可以将沉降后浇带取消。地下工程在土方回填前受温度和湿度变化等因素影响较大，在土方回填后，温度、湿度达到相对稳定状态。在智能建筑与设计施工智能建筑与工程机械 20 第6卷土方回填前混凝土的温度应力远大于混凝土自身的抗拉能力，因此地下工程施工条件适合“跳仓法”。2.2 跳仓法施工设计2.2.1 跳仓法仓格划分原则跳仓法的跳仓原则、尺寸和间隔施工时间要求。跳仓法的原则为“隔一跳一”,即至少隔一仓块跳仓或封仓施工,上下层的分仓施工缝可不对齐。根据印发的超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程T/CECS640 2019 第 6.1.2 至 6.1.4 条规定，地下结构墙体采用跳仓法施工时，地下结构墙体仓格间格直线长度应小于 40 m；地下结构楼板采用跳仓法施工时，平面的纵向及横向仓格应小于 40 m。基础筏板采用跳仓法施工时，根据超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程B11/T1200 2015 的 4.2.2条解释，底板分仓在特殊情况下仓格长度可放宽或缩小，墙体分仓的仓格长度则应严格控制在 30 40 m。本工程对基础底板、车库地下二层顶板、车库地下一层顶板、主楼地下一层顶板、车库地下二层竖向构件、车库地下一层竖向构件及主楼地下一层竖向构件 7 个位置分别进行跳仓方案设计，明确了每一部分的仓格划分形式、施工缝留设位置并根据施工分区确定施工顺序。2.2.2 基础底板仓格划分依 据 大 体 积 混 凝 土 施 工 标 准 GB50496 20183，底板伸缩缝间距计算公式如式（1）所示。（1）式中，Lmax板或墙允许最大伸缩缝间距，单位是 m；H 板厚或墙高计算厚度或高度，单位是 m；Cx反映地基对结构约束程度的地基水平阻力系数，单位是 N/mm；T 为结构相对地基的综合温差，包括水化热温差，气温差和收缩当量温差，单位是；混凝土的极限变形值；混凝土或钢筋混凝土的线膨胀系数。计算参数为：计算高度或厚度 H1=0.60,0.7 m；地基水平阻力系数 Cx=1.5；混凝土或钢筋混凝土的线膨胀系数=1.010-5。收缩当量温差 Ty计算公式如式（2）所示。（2）计算所得，收缩当量温差 Ty(90)=-11.40。水化热温差 T2计算公式如式（3）所示。（3）计算得，水化热温差 T2=36 ；环境温差，T3=-10；混凝土的极限变形值=0.0001。计算结果如下：C35混凝土的弹性模量E=30 231 N/mm2。在进行良好的控温养护及保湿养护状态下，可采取小于50 m 分仓。基础底板最大分仓尺寸为 D10 仓格，仓格最大长度 52.01 m；最大分仓面积出现在 C3 仓格，仓格最大面积为 1 085.10 m2。2.2.3 地下顶板分仓依据大体积混凝土施工标准GB50496 2018，顶板伸缩缝间距计算公式如式（4）所示。（4）计 算 参 数 如 下：计 算 高 度 或 厚 度 h（c30 顶 板）=0.12 0.25 m；h（c35 顶板）=0.25 0.50 m；水平阻力系数 Cx1=1.5；混凝土或钢筋混凝土的线膨胀系数=1.010-5。收缩当量温差 Ty计算公式如式（5）所示。（5）计算得，收缩当量温差 Ty（28）=-4.81 ；水化热温差 T2，大于 500 mm 时，考虑此项。本工程顶板均小于 500 mm。环境温差 T3=-10 ；混凝土的极限变形值=0.00015。计算结果如下：C30 混凝土的弹性模量 E(28)=27 030 N/mm2，C35 混凝土的弹性模量 E(28)=28 890 N/mm2；在进行良好的控温养护及保湿养护状态下，可采取小于40 m 分仓。2.2.4 竖向构件分仓依据 GB50496 2018大体积混凝土施工标准，底板伸缩缝间距计算公式如式（6）所示。（6）计算参数如下：计算高度或厚度：h=0.30 0.35 m；水平阻力系数 Cx1=1.5；混凝土或钢筋混凝土的线膨胀系数=1.010-5；收缩当量温差 Ty计算公式如式（7）所示。（7）计算得，收缩当量温差 Ty=-8.68。水化热温差 T2计算公式如式（8）所示 （8）计算得，水化热温差 T2=36 ；大于 500 mm 时，考虑此项。混凝土的极限变形值=0.0001。计算结果如下：车库范围墙体为 C35 混凝土，弹性模量 E=27 811 N/mm2；主楼范围墙体为 C40 混凝土，弹性模量 E=28 694 N/mm2；主楼范围墙体为 C452024年 第3期 21 混凝土，弹性模量 E=32 335 N/mm2。材料强度等级 C35C40 墙体在进行良好的控温养护及保湿养护状态下，可采取 40 m 分仓。材料强度等级 C45 墙体在进行良好的控温养护及保湿养护状态下，需采取不大于 25 m 分仓。本工程竖向构件分仓与地下室顶板分仓一致，车库地下 1 层竖向最大分仓尺寸出现在 A18 仓格，最大直线墙长度为 38.60 m。主楼地下一层竖向最大分仓尺寸出现在 A20 等仓格，最大直线墙长度为 14.67 m。2.3 浇筑顺序工程需按照现场实际情况，并根据仓格划分情况，组织安排分多步浇筑施工，浇筑过程中确保相邻两个仓格浇筑时间间隔 7 d 以上。基 础 底 板 浇 筑 顺 序 为：第 1 步 浇 筑 仓 格A1 A24；第 2 步浇筑仓格 B1 B23；第 3 步浇筑仓格 C1 C14；第 4 步浇筑仓格 D1 D10。车库地下二层顶板及竖向构件浇筑顺序：第 1 步浇筑仓格 A1 A14；第 2 步浇筑仓格 B1 B16；第 3步浇筑仓格 C1 C11；第 4 步浇筑仓格 D1 D7。车库地下一层顶板及竖向构件浇筑顺序：第 1 步浇筑仓格 A1 A26；第 2 步浇筑仓格 B1 B24；第 3步浇筑仓格 C1 C15；第 4 步浇筑仓格 D1 D11。主楼地下夹层顶板及竖向构件浇筑顺序：第 1 步浇筑仓格 A1 A26；第 2 步浇筑仓格 B1 B21。实际施工顺序可根据现场情况调整，确保相邻两个仓格浇筑时间间隔 7 d 以上。2.4 常见问题控制本工程项目采用跳仓法施工超长大体积混凝土结构，其中不掺加膨胀剂及其以外类加剂。超长大体积混凝土结构底板与梁板混凝土的浇筑顺序应分仓进行，相邻仓的浇筑间隔时间不少于 7 d。地下室外墙及地下车库顶板在完成防水施工后及时回填和覆盖，保证超长结构的封闭状态，避免温度变化引起开裂。严格执行回填和覆盖措施，确保跳仓法一体化施工成果。为了控制裂缝，将地下室外墙水平分布钢筋布置在竖向钢筋的外侧。当地下室外墙设有附壁柱时，应在附壁柱处沿竖向原有水平分布钢筋间距之间增加直径为 8 mm、长度为柱每边伸出 800 mm 的附加钢筋。底板、外墙、覆土位置顶板施工缝应采取钢板防水措施。底板及覆土顶板留施工缝见图 1。3 结束语建筑地下室大体积混凝土结构利用跳仓法浇筑施工技术，不仅调高了混凝土水化硬化的强度，而且减少了混凝土结构内部水化热，减少了混凝土结构表面的裂缝，降低了大体积混凝土浇筑施工的难度，为建筑结构的稳定性提供了保障。参考文献1 DB11/T1200-2015,超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程S.2 T/CECS 640-2019,超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程S.3 GB50496-2018,大体积混凝土施工标准S.图 1 底板及覆土顶板施工缝大样图注：已浇筑混凝土；3 mm 止水钢板（必须上翘以避免窝气影响混凝土的密实）；钢筋骨架，先浇侧绑扎 20 目钢丝网。余 阳：超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术应用