跳仓法综合技术在超长地下结构裂缝控制的应用

王敬东，王 涛（浙江江南工程管理股份有限公司， 浙江 杭州 310007）

0 引 言

随着国家在基础设施方面投入的加大，有更多的工业与民用建筑（包括建筑物和构筑物）等各类大型基础设施工程都会涉及到超长、超大混凝土结构的施工。水泥的水化热会引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土浇筑体在早期塑性收缩和混凝土硬化过程中收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度收缩应力剧烈变化，导致混凝土浇筑体或构件时有发生裂缝现象。

如何防止超长大体积混凝土施工中出现有害裂缝，更优、更快地完成项目建设，是这类工程施工的关键技术问题和难题，一般采取“后浇带”技术措施。虽然后浇带施工能释放温度应力和收缩应力，但也带来了不少的问题。

所谓跳仓法，就是在大体积混凝土工程施工中，在早期温度收缩应力较大阶段，将超长的混凝土块体分为若干小块体，实施间隔施工，经过短期应力释放，在后期收缩应力较小阶段，再将若干小块体连成整体，依靠混凝土抗拉强度抵抗下一阶段温度收缩应力的施工方法。即“抗放兼施，先放后抗，以抗为主”的辩证原则。采用跳仓法进行混凝土浇筑，能成功解决后浇带法带来的一系列问题，有效缩短工期，该法尤其适合地下室工程。

临平净水厂工程原设计采用“后浇带”法将底板分成72 块，后浇带贯穿底板、墙、中板、顶板。由于地下室体大面广，隔墙众多，计算得出底板后浇带 3 018 延米，中板、顶板后浇带均为 3 018 延米，板墙后浇带总长2 500 余 m。加之对混凝土抗渗要求高，工期紧张，给工程施工带来很多不便。若采取“跳仓法”施工混凝土，可节省后期对后浇带封闭投入的时间，不仅非常有利于地下室提前进行满水试验工作和展开设备安装等各项下道工序施工，而且还解决了“后浇带”法带来很多不利问题，可以提前约 1 个月的时间。鉴于地下工程环境条件最适宜于“跳仓法”的工程实践，经多次研讨，决定采用“跳仓法”进行该项目超大体积混凝土结构施工。

跳仓法综合技术贯穿于工程设计、施工、材料、管理等全过程，本文结合该项目专项方案的几次研讨论证，介绍超长大体积混凝土结构跳仓法施工的分仓原则、针对性措施和注意事项，从管理的角度总结跳仓法管控要点，以期对类似工程的现场管理具有一定的借鉴意义。

1 工程概况

临平净水厂工程位于杭州市余杭区东湖南路以西，沪杭高速以南，为地下二层全地埋式污水处理构筑物。地下建筑面积 78 343.37 m2，基坑平面尺寸约 143 m×289 m，底板顶至顶板上表面 12.65 m，开挖深度 15.45 m，底板厚1 100 mm，中板厚 120 mm～150 mm，顶板厚 300 mm～600 mm 不等，下层墙板厚 1 000 mm，上层墙板厚为600 mm，内隔墙厚多为 300 mm。围护结构采用钻孔灌注桩加止水帷幕，内设二道钢筋混凝土内支撑。

工程采用钻孔灌注桩基础，桩径分 1 100 mm、900 mm两种，桩距（柱距）7 m～8 m，多为单桩承台。底板、外墙、顶板采用防水混凝土 C35.P8，局部膜池部位采用C40.P8，其余结构构件多为 C30、C35 混凝土。

2 各部位区块跳仓划分

2.1 划分原则

（1）规范跳仓法的分仓尺寸和间隔施工时间要求。

跳仓法施工分仓最大尺寸不宜大于 40 m。相邻块混凝土施工的时间间隔不宜小于 7 d。

（2）本工程根据现场施工组织与裂缝控制的需要，对底板、墙体、梁板进行不同的仓块划分。

2.2 底板仓块划分及施工顺序

地下室底板根据最后一层土方开挖及基坑减小变形的要求，为减少后浇带的危害，将原设计“后浇带”法的72 块合并调整为 38 个区块。中间大块，考虑深基坑安全需要，临边按小块划分跳仓施工。即原设计纵向 5 道后浇带、横向 11 条后浇带形成 72 各区块，中间区块合并调整后共 38 区块，保留原设计横向的 2 条后浇带，封闭时间按原设计要求，其余均按跳仓法施工，相邻两块混凝土浇筑时间大于 7 d。

2.3 外墙仓块划分原则

为控制裂缝，墙体采取小仓施工，仍按原后浇带的划分，划分成 32 个仓，除按设计单位要求保留 5 条东西向后浇带之外，其余均跳仓施工，相邻区块 7 d 以后可封闭浇筑。后浇带仍按原设计要求 45 d 后浇筑。

2.4 中板仓块划分原则

中板由于受多道纵墙的强烈约束，有较大的开裂风险，为控制裂缝，需要控制楼板的一次性浇筑大小，因此中板仍按原后浇带区块大小划分为 72 仓。除保留原设计纵向5道后浇带、1 道横向后浇带之外，其余均跳仓施工，相邻区块 7 d 以后可封闭浇筑。后浇带仍按原设计要求 45 d后浇筑。

2.5 顶板仓块划分原则

地下室顶板区块较易划分，为了施工组织方便，仍按原设计后浇带分块进行分仓，共 72 块，除按设计单位要求预留 5 条后浇带外，其余均按跳仓施工，大于 7 d 即可封闭浇筑。

3 采取的针对性措施

3.1 设计措施

（1）针对墙板更易出现裂缝、实践中养护措施更难到位，将原设计板墙分布筋（间距 150 mm）调整为细而密配置，控制在 100 mm～120 mm。

（2）针对墙板更易在底板、楼板受约束部位出现竖向裂缝，由设计计算确定在墙体上下两端是否增设暗梁（增加钢筋）。

3.2 混凝土材料、配合比与制备

混凝土原材料及配合比除严格执行 GB 50496—2009《大体积混凝土施工规范》有关规定外，尚可采取以下措施。

（1）混凝土采用 60 d 龄期的强度指标，并作为混凝土配合比设计、评定及工程验收的依据。

（2）矿渣水泥发热量比普通水泥低，但是早期收缩要大，因此采用普通硅酸盐水泥；若混凝土有抗渗指标要求，则所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于 8%。

（3）采用“双掺”技术，即掺加粉煤灰和高效减水剂。为更有效地防止混凝土裂缝，在实践中掺入少量聚丙烯抗裂纤维，混凝土的掺入量为 1.0 kg/m3。采用II级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热，减缓早强速率，减少混凝土早期裂缝，粉煤灰的掺量为胶凝材料总量的20%～40%；优先选用聚羟酸减水剂，不宜掺加早强型减水剂，不得掺加膨胀剂和膨胀剂类外加剂。

（4）选用质地坚硬、连续级配、不含杂质的非碱活性碎石。石子粒径宜选用 5 mm～31.5 mm，含泥量不宜大于1%；选用细度模数在 2.3～3.0 的中粗砂，级配良好，含泥量不应大于 3%，泥块含量不应大于 1%。

（5）尽量减少用水量，混凝土粗骨料用量一般不应低于 1 050 kg/m3，据工艺要求，严控混凝土坍落度和入模温度。底板混凝土坍落度控制在 12±2 cm，梁板墙混凝土坍落度控制在 12±3 cm。炎热天气浇筑混凝土时，混凝土入模温度宜控制在 32℃ 以下；冬季浇筑混凝土，混凝土入模温度不应低于 5℃。

3.3 施工措施

（1）跳仓法施工前，掌握气象情况，并对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行测算，确定施工阶段浇筑体的温度峰值、里表温差及降温速率的控制指标，制定相应措施。

（2）底板与外墙、底板与底板施工缝，地下 2 层干湿分区隔墙施工缝采取钢板止水带防水措施。施工缝处采用钢筋骨架，用钢沙网封堵混凝土。止水钢板骨架及钢板网上、下断开，保持止水钢板的连续贯通。

（3）混凝土浇筑完毕后，应尽早进行保温保湿养护且不少于14 d。根据温控及监测结果，当浇筑体的里表温差和降温速率超过有关规定，则应及时调整保温养护措施，并制定特殊气候条件下的施工措施。

3.4 加强技术管理

施工前对所有施工人员进行详细技术交底，认真检查现场的准备工作。施工中严格按技术交底执行，落实岗位责任制，加强计量、定时检测坍落度、出罐温度、入模温度及浇注完毕的混凝土内部温度，及时处理施工过程中所遇到的问题。

4 实施中的注意事项

（1）地下结构施工，涉及土方开挖、钢筋混凝土结构施工、支护结构变形控制等多方面问题，跳仓法施工钢筋混凝土结构要与其他施工控制问题综合考虑，以达到分区开挖、迅速形成底板这个最重要的施工控制目标，必须做好各项资源统筹。分区挖土要做临时坡位置的坡度设计，基坑内最后一层土方的分区开挖，要以该阶段实际变形情况和变形控制要求进行安排。

（2）对混凝土配合比的设计和实验室分析工作要做到深入细致，要取得混凝土收缩性能的准确数据。

（3）由于墙板刚度大于中板（中板厚 120 mm～150 mm），应重视墙体的分段浇筑设计，做好控制墙体收缩裂缝的工作，保证墙体的施工质量。

（4）完成地下 2 层结构浇筑施工后，地下 1 层的梁板结构施工可以结合地下 1 层外墙施工，有序组织分仓分段（因为那时分仓分段施工承受相关条件的约束力），保证混凝土的浇筑施工质量。

（5）中板的传力带施工要结合地下 2 层结构的外防水施工迅速地组织实施，并注意传力带强度与外墙刚度的匹配。

（6）由于中板 120 mm 较薄，而顶板为 300 mm 较厚的有梁板，须细致考虑顶模架的设计与施工，可能导致地下 2 层的模架不能拆除。

（7）跳仓施工顺序须考虑换撑的要求，支撑模架的流水要求，在涉及后浇带处第一道支撑已拆除时，中板后浇带尚未浇筑，应设置传力带（短向）以满足基坑传力要求。

（8）随着分段跳仓施工的不断进行，应及时进行外防水、防水保护层施工，避免混凝土较长时间地暴露在空气中，导致内外温差大而造成裂缝；顶板施工完成后，宜尽快回土覆盖，避免长期暴露。

（9）实践中应合理组织，尽量避免过早形成超长结构。

（10）在实际施工中，既要坚持专项方案原则，又要根据基坑变形、气象、资源等外界条件，进行灵活细化调整。

5 跳仓法施工管控要点

5.1 充分理解跳仓法原理

跳仓法是一项综合技术，是后浇带法的改进，是利用“抗放兼施、先放后抗、以抗为主”的原理，科学划分跳仓块，采取设计、材料、施工、管理综合措施，有效控制混凝土早期裂缝的一种施工方法。

跳仓法的设计和施工应符合一定的要求。混凝土强度设计等级宜为 C25～C40。结构设计应验算配置控制因温度和收缩可能产生裂缝的构造钢筋，采取减少超长大体积混凝土结构外部约束的技术措施，即跳仓法有其应用条件，只要把混凝土结构进行“分块、跳仓浇筑”，就可以避免混凝土的收缩裂缝，这种对跳仓法的理解是片面和肤浅的。

以 60 d 或 90 d 龄期的强度指标作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据，符合相关设计规范规定；而以 28 d 龄期的混凝土强度作为混凝土强度评定指标，则是片面的。

混凝土均质性差，抗拉强度低，裂缝控制难度高，因而是耐久性较差。改善混凝土的均质性和提高混凝土的抗拉性能，特别是提高混凝土的韧性，是“普通混凝土好好打”的内涵，它包含精心设计、精心施工和材料供应三方面。

设计技术措施配套，完善的方案，科学合理的分仓，周密的准备、交底和组织，混凝土原材料质量的把控，合理的混凝土配合比，混凝土制备、运输的保证，保证混凝土质量密实均匀的浇筑，温升峰值、里表温差、降温速率的有效控制和及时的保温保湿养护，重要部位的关注和特殊天气情况下的应对措施等，每一个环节都环环相扣、互相融合，每一步的控制都重要，都不容闪失。

5.2 专项施工方案审查

跳仓法的施工管理，科学周密的专项施工方案是基础，管理是根本，落实是关键。

跳仓法施工应编报专项施工方案，施工方案应经过讨论、论证，并经上级和监理、业主审批后才能实施，实施中应严格执行到位。

施工方案应符合相关规定，施工方法应具体、全面，能够指导施工作业，还应包括超长大体积混凝土结构跳仓法施工温度应力和收缩应力的计算，跳仓格长度的确定，施工阶段温控措施，原材料优选、配合比设计、制备与运输，混凝土主要施工设备和现场总平面布置，温控监测设备和测试布置图，混凝土浇筑顺序和施工进度计划，混凝土保温和保湿养护方法，主要应急保障措施（交通堵塞、不利气候条件下等），特殊部位和特殊气候条件下的施工措施等。

专项施工方案应与挖土、深基坑变形控制、工程进度等其他施工控制问题综合考虑。

5.3 严把原材料关，严格审查、控制混凝土配合比，保证制备及运输质量

应考察混凝土生产厂家，选择实力强、信誉好、管理水平高的预拌混凝土生产单位，水泥、粉煤灰、外加剂的存放环境须符合有关规定，砂料、石料应分类分级在有罩棚的库房存放；试验设备齐全；施工人员技术能力强、经验丰富。

应按相关规范、规程要求，尽早（提前 2 个月以上）进行多组试配确定合理的配合比；在确定混凝土配合比时，应根据混凝土的绝热温升、温控方案的要求等，提出混凝土制备时粗细骨料和拌合用水及入模温度的技术措施；高温、严寒天气，拌合物运输的混凝土搅拌车、运输车应具有防风、防晒、防雨和防寒措施。

5.4 混凝土施工过程质量控制

施工前应完成图纸会审，制定关键部位和关键工序的作业指导书，检查材料、设备（含测温设备）、人员准备情况，对接好混凝土生产厂家以保证混凝土连续供应，监督做好岗前培训工作，要求明确岗位职责、责任到人，落实技术交底，遵守交接班制度，尽可能做到信息化管理以提高工效。

大体积混凝土浇筑与普通混凝土有很多不同，混凝土宜从低处开始，沿长边方向自一端向另一端进行，采用整体分层连续浇筑施工或推移式连续浇筑施工的方法。

混凝土宜采用三遍抹压，从初凝开始直至终凝结束。

若有条件，宜适当延长拆模时间，拆模后应采取防寒流、突然降温和剧烈干燥等措施。

混凝土浇筑后，应尽早进行保温保湿养护（浇筑后10 h ～12 h），应由专人负责做好保温保湿养护工作，并做好测试记录；保温保湿养护的持续时间不得少于 14 d，应经常检查塑料薄膜和覆盖层的完整情况，保持混凝土表面湿润。处于严寒季节，保温层厚度应根据温控要求计算得出。

总之，跳仓法综合技术应用是设计与施工的完美融合，原材料是连接二者的桥梁。在施工过程中，无论是对专项方案的审查、混凝土生产厂家的考察、原材料的把关、配合比的控制，还是对施工准备工作的检查、浇筑质量的控制、养护工作的检查等，都要以预控为主，并严格过程控制。只有这样，才能达到预期的目标。

6 结 语

目前，临平净水厂工程已处于地下 1 层结构施工阶段，在施工完成的底板混凝土和墙板混凝土中，除个别墙板和框架柱部位因表面覆盖养护不严密，表皮出现少量细小浅表收缩裂纹外，未发现有害裂缝，总体质量良好。值得注意的是，由于采用分块跳仓浇筑的施工技术，大大简化了该工程的施工工艺，提高了功效，加快了施工进度，降低了工程成本，加强了结构的整体性能。

跳仓法施工顺序颇有规律，分仓施工有利于超大、超长基坑的安全稳定性，即分段分仓开挖，先开挖的完成底板混凝土浇筑，相邻补仓区块未完成开挖（预留临时坡），从而对基坑边围护起到“稳脚”作用。7 d 补仓浇筑后，又尽早形成整体，有利于换撑（传力带）施工，起到基坑围护的支撑作用。

综上所述，跳仓法施工技术与传统的后浇带法相比，在工业与民用建筑及各类超大、超长混凝土结构的应用方面具有明显优势，不仅可以减少结构渗水，而且还能缩短工期，取得可观的经济效益。