“跳倉法”是一種非常有效的混凝土裂縫控制新技術(shù)，該技術(shù)在廈門市多個(gè)大型工程項(xiàng)目中應(yīng)用，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。日前，林樹枝博士對“跳倉法”施工技術(shù)做了系統(tǒng)全面的研究，總結(jié)分析了廈門市多個(gè)成功的工程實(shí)例，內(nèi)容豐富，分析透徹。現(xiàn)將相關(guān)內(nèi)容分享如下：

    2016年，廈門市重大工程結(jié)構(gòu)裂縫控制研究中心正式成立，中心從設(shè)計(jì)、材料、施工、養(yǎng)護(hù)、檢測與評估等方面，系統(tǒng)的研究重大工程結(jié)構(gòu)中大體積混凝土的開裂問題，為城市建設(shè)中重大工程結(jié)構(gòu)普遍存在的開裂問題提供系統(tǒng)的解決方案。中國結(jié)構(gòu)工程大師、國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)獲得者、權(quán)威結(jié)構(gòu)裂縫控制專家王鐵夢教授擔(dān)任中心的名譽(yù)主任及技術(shù)總指導(dǎo)。

    根據(jù)王鐵夢教授的研究，混凝土裂縫主要分為三類：第一類為荷載效應(yīng)引起的裂縫，例如恒載、活載及其他荷載；第二類是變形效應(yīng)引起的，例如地基沉降，溫度效應(yīng)，收縮作用等；第三類為前兩者共同作用。第二種類型占到裂縫成因的80%左右，因此，大體積混凝土主要應(yīng)控制溫度效應(yīng)引起的裂縫。

    （1）永久性伸縮縫：永久性伸縮縫是在建筑物水平方向按一定的間距設(shè)置永久性構(gòu)造縫，將建筑物分切成若干個(gè)獨(dú)立的部分，使建筑物可以做自由伸縮變形。但永久性伸縮縫存在伸縮縫容易滲漏，難以修補(bǔ)，若豎向貫穿建筑物，還會使建筑立面不完整，影響立面景觀。

    （2）后澆帶：后澆帶對釋放混凝土的溫度、干縮等變形具有良好作用，但無論是溫度后澆帶還是沉降后澆帶，均存在封閉前垃圾易掉入后澆帶中，清理很困難，一旦垃圾清理不徹底，就會造成滲漏隱患。

    施工期間，后澆帶長時(shí)間不能封閉，地下水位高或下雨時(shí)，長期處于漏水狀態(tài)，嚴(yán)重影響后續(xù)施工。后澆混凝土與原混凝土交接處因干縮程度不同易引起開裂。澆筑后澆帶時(shí)，混凝土布料機(jī)和塔吊都無法使用，整個(gè)澆筑工期較長。

    （3）跳倉法：“跳倉法” 是在傳統(tǒng)的留置永久性伸縮縫和“后澆帶”方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新的施工技術(shù)?！疤鴤}法”可取代永久性伸縮縫或后澆帶，是解決超長混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的一種有效方法。

    當(dāng)超長結(jié)構(gòu)縱向長度超過規(guī)范限制長度且橫向長度較短時(shí)，可以按一個(gè)方向?qū)⒔ㄖ矫孢M(jìn)行分塊，是一維的“跳倉法”。當(dāng)超長結(jié)構(gòu)縱橫兩個(gè)方向都超過規(guī)范長度時(shí)，可以按縱橫兩個(gè)方向?qū)ㄖ矫孢M(jìn)行分塊，是二維的“跳倉法”。

     混凝土的溫度收縮應(yīng)力與長度呈非線性關(guān)系，在較短關(guān)范圍內(nèi)有顯著影響，在較長范圍內(nèi)應(yīng)力趨近于常數(shù)，與長度無關(guān)。

    混凝土結(jié)構(gòu)早期出現(xiàn)較大的溫度收縮應(yīng)力，后期承受較小的溫度收縮應(yīng)力，逐漸趨于穩(wěn)定；混凝土強(qiáng)度和變形性能隨時(shí)間增長，較高的溫度收縮應(yīng)力及差異沉降應(yīng)力在早期顯著，后期較輕，逐漸趨于穩(wěn)定，混凝土溫度收縮作用是短期效應(yīng)。 

    將超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)先分成若干小塊跳倉澆筑，可釋放掉大部分早期收縮應(yīng)力和差異沉降應(yīng)力，間歇時(shí)間不少于7天再進(jìn)行封倉澆筑，后期的應(yīng)力較小，而混凝土的抗力有所提高，承受后期的拉應(yīng)力，即采用“先放后抗”、“抗放結(jié)合”、“以抗為主”的技術(shù)措施。

    常溫下，混凝土在5-7天后，強(qiáng)度即可達(dá)到設(shè)計(jì)值的60%左右。這就為“跳倉法”七天后采用“抗”的方式，提供了足夠的強(qiáng)度。

傳統(tǒng)配筋設(shè)計(jì)與跳倉法配筋設(shè)計(jì)對比表（以地下室為例）

    不過，配筋率也不宜太高。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)配筋率小于1.0%,裂縫寬度隨著配筋率的增加能顯著地減小。當(dāng)配筋率大于1.0%，隨配筋率增加，裂縫寬度減小的趨勢己變得很緩慢,并且裂縫數(shù)量隨著配筋率的提高而驟增，因此過高的配筋率對于裂縫控制已沒有作用。

    對于超長地下結(jié)構(gòu)，可采取以下抗裂措施：

    （1）板配筋加強(qiáng)措施：地下結(jié)構(gòu)頂板、底板設(shè)置外側(cè)縱向通長溫度鋼筋（鋼筋“細(xì)而密”）該通長鋼筋采用焊接接頭。

    （2）梁配筋加強(qiáng)措施：超長方向的頂板梁或底板梁，除按計(jì)算配筋外，適當(dāng)增加梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（腰筋）的配筋率及減少間距，腰筋接頭采用焊接接頭，腰筋錨入支座長度≥La。

    （3）外墻配筋加強(qiáng)措施：地下結(jié)構(gòu)側(cè)墻的墻頂和墻底設(shè)置暗梁，且外墻及較長內(nèi)墻的水平向縱筋率適當(dāng)提高并減少間距，水平向縱筋放置于外側(cè)。

    （4）約束軟化措施：通過減少約束度，讓混凝土在受到溫度作用時(shí)，有更大的變形自由度，可明顯降低溫度應(yīng)力。對于巖石基礎(chǔ)等約束度大的地基，可以設(shè)置滑動層，以減少約束度，如：增設(shè)柔性防水層、碎石墊層、瀝青砂墊層、水泥砂漿層都能起到一定的軟化約束效應(yīng)。側(cè)墻或頂部設(shè)置防水卷材和擠塑板保護(hù)層也能起到軟化約束作用。

    （2）長墻配小直徑、高密度水平鋼筋，并置于主筋外側(cè)，底板加鋪鋼筋網(wǎng)，以增強(qiáng)混凝土抗裂能力。

    （3）選擇低收縮性水泥，優(yōu)化混凝土配合比，嚴(yán)格控制水泥用量，從而有效控制混凝土溫度應(yīng)力和減少混凝土收縮變形。

    （4）嚴(yán)格控制混凝土原材料中粗細(xì)骨料含泥量和混凝土坍落度，進(jìn)一步提高混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉伸變形。

    （5）加強(qiáng)信息化施工，采用測溫法實(shí)現(xiàn)溫控。采用塑料薄膜保濕加草袋保溫的綜合養(yǎng)護(hù)措施，盡快回填覆土，以達(dá)到緩慢降溫，充分發(fā)揮混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)，降低約束應(yīng)力。

    （2）不設(shè)伸縮縫、沉降縫及后澆帶，不埋冷卻管。

    （3）加強(qiáng)二次振搗。二次振搗可使骨料界面之間結(jié)合更加緊密，進(jìn)而提高混凝土的勻質(zhì)性和抗?jié)B能力。二次抹面可提高混凝土的表面強(qiáng)度，并消除干縮導(dǎo)致的塑性收縮裂縫；

    （4）加強(qiáng)保濕養(yǎng)護(hù)。特別是加強(qiáng)混凝土澆筑后三天內(nèi)的早期養(yǎng)護(hù)，初凝前應(yīng)采用多次壓光及加強(qiáng)潮濕養(yǎng)護(hù)，以確?；炷敛怀霈F(xiàn)早期表面裂縫。

    設(shè)計(jì)優(yōu)化：

    結(jié)構(gòu)布置：頂板主要采用單向（縱向）框架梁，板沿著橫向?yàn)樗目邕B續(xù)單向板，縱向僅考慮雙層外側(cè)構(gòu)造鋼筋以抵消部分溫度應(yīng)力，地下室底板為了適應(yīng)逆作法的需要，多數(shù)采用無梁樓蓋的方式。

    配筋加強(qiáng)措施：縱向（超長方向）的配筋率0.25%以上， “細(xì)而密”的溫度筋布置于受力筋外側(cè)。

    模板優(yōu)化做法：磚胎地模側(cè)均設(shè)置柔性夾層以減少地基土的約束。

    施工縫處理：設(shè)置止水鋼板與鐵絲網(wǎng)板，頂板外打毛后覆蓋鋼筋帶。

    材料控制：

    （1）采用60天或90天強(qiáng)度的混凝土配合比。

    （2）混凝土配合比中盡量降低膠凝材料含量，總量在360kg以下；

    （3）用水量不超過165kg；

    （4）水泥用量不大于220kg；

    （5）摻合料以I級粉煤灰為主，磨細(xì)礦粉為輔；

    （6）水膠比控制在0.4 ～0.5之間；

    （7）出廠坍落度應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸距離，保證現(xiàn)場坍落度140mm 以內(nèi)；

    （8）保證混凝土入模溫度在30℃以內(nèi)，如有困難應(yīng)加入冰屑，砂率不大于42%；

    （9）水泥品種盡量采用普通硅酸鹽水泥，不用礦渣水泥或純硅酸鹽水泥，不用帶“R”的早強(qiáng)水泥；

    （10）不摻特殊外加劑及特殊纖維。減水劑須采用聚羧酸高效減水劑；

    （11）砂石骨料嚴(yán)格控制含泥量：粗骨料<1%，細(xì)骨料<3%，嚴(yán)格控制泥塊及針片狀含量；粗骨料用二級配，最大粒徑31.5mm；骨料應(yīng)遮蓋，避免在陽光下暴曬。

    施工措施：

    從中間向兩側(cè)跳倉，跳倉間隔時(shí)間7天以上，且每倉均一次性澆筑；

    現(xiàn)場專人嚴(yán)格檢測砼塌落度與入模溫度，不符合要求的退回；

    澆筑工藝：分區(qū)定點(diǎn)、循序漸進(jìn)、一個(gè)坡度、一次到頂；

    初凝前二次或多次以上壓光，之后進(jìn)行人工噴霧養(yǎng)護(hù)；

    砼終凝后立即鋪塑料薄膜與養(yǎng)護(hù)毯，對養(yǎng)護(hù)毯定時(shí)澆水保持潤濕，在砼上方搭設(shè)黑色紗簾作遮陽棚；

    養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14d，揭開覆蓋層待風(fēng)干后頂板涂上“永凝液”兩遍，等24小時(shí)后做一層高分子卷材，然后卷材表面抹上砂漿保護(hù)層，最后盡快覆土回填。

    由于本工程位于海邊，地下水位很高且有腐蝕性，若采用眾多后澆帶，則地下室將不可避免進(jìn)水，將影響施工與工程質(zhì)量；同時(shí)本工程工期較緊，部分裙房可能先期投入使用，采用后澆帶會影響工期。在王鐵夢教授的指導(dǎo)下，本工程采用跳倉法施工。

    地下室底板、地下二層、一層及地下室頂板共四塊板均采用跳倉法，共分為34個(gè)倉，其中兩個(gè)倉為塔樓樁筏基礎(chǔ)，分南北兩區(qū)各17個(gè)倉塊，每個(gè)倉塊長度40m以內(nèi)；分倉布置如右圖所示：

    南區(qū)跳倉順序?yàn)椋?→6→11→17→23→32

    南區(qū)封倉順序?yàn)椋?→5→10→12→16→22→31→30

    北區(qū)跳倉順序?yàn)椋?→7→9→14→20→27

    北區(qū)封倉順序?yàn)椋?→8→13→19→25→26→28→29    

膠凝材料：

    水泥：采用普通硅酸鹽水泥，

    粉煤灰：摻入I級粉煤灰，

    減水劑：采用聚羧酸高效減水劑

砼配合比設(shè)計(jì)要求：

    采用60天強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)作為砼配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量驗(yàn)收依據(jù)。

    降低水泥用量，減少水化熱、減少收縮。

    減少用水量，控制水膠比，減少收縮。

    采用聚羧酸高效減水劑，保證砼的和易性并減少收縮。

    控制砼坍落度，泵送砼坍落度為：120±20mm。

砼澆筑要求：

    砼澆搗過程中振搗工作必須認(rèn)真、細(xì)致；不得漏振、過振；砼澆筑完成初凝后，立即進(jìn)行砼表面二次抹壓，控制砼早期塑性收縮裂縫。

砼養(yǎng)護(hù)要求：

    砼在二次抹壓完成后，即進(jìn)行保濕、保溫養(yǎng)護(hù)。保濕，主要采用噴霧及薄膜覆蓋。

施工工藝要求：

    對相鄰倉位間隔施工，間隔時(shí)間控制在5~7天，釋放砼早期收縮；相鄰施工倉位間施工縫設(shè)置鋼板止水帶(300mm寬，3mm厚)；節(jié)點(diǎn)做法如下圖。

    本項(xiàng)目采用“跳倉法”替代了原設(shè)計(jì)的27條后澆帶。在塔樓主體結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，得益于“跳倉法”的無縫施工，地下室和裙房可先行裝修，提前交付使用，這即降低成本，又縮短工期。

    本項(xiàng)目各參建方密切配合，設(shè)計(jì)、材料、施工等環(huán)節(jié)管控到位，工程質(zhì)量優(yōu)良，地下室不裂不滲不漏，達(dá)到了預(yù)期的效果。

    寶龍一城超長超寬地下室，共兩層，單層面積約6萬平方米，長300米，寬250米，采用“跳倉法”無縫施工。

摻合料優(yōu)化方案：

    摻合料＜40% (23%粉煤灰,15%礦渣粉，外加劑摻量1.8%)。將粉煤灰和礦渣粉的含量提高到142kg。水泥用量減少到232kg。粉煤灰和礦粉替代了部分水泥，減少水泥用量，直接減少水化熱，降低溫度應(yīng)力。同時(shí)還略降低了水的用量，減少混凝土干縮。

    底板分為9個(gè)倉區(qū)施工段，每個(gè)倉區(qū)最大的控制在長80米，寬40米以內(nèi)，如圖所示。施工順序：⑤ → ① → ⑧ → ② → ④ → ⑦ → ③ → ⑥ → ⑨。    

    考慮剪力墻受到底板的約束力較大，結(jié)合剪力墻裂縫控制措施，頂板和剪力墻分倉重新調(diào)整。在底板分倉基礎(chǔ)上，采取一分為二的辦法。地下室負(fù)二層頂板、負(fù)一層頂板以及剪力墻分為18個(gè)倉區(qū)施工段，澆筑順序按底板分倉方式依次進(jìn)行。

    跳倉施工縫采用鋼絲網(wǎng)，施工縫表面粗糙，不需要鑿毛，清洗后即可進(jìn)行第二次砼澆筑，接縫處兩次澆筑混凝土粘接緊密。施工縫兩邊混凝土要振搗密實(shí)，每次澆筑完畢后施工縫處寬500mm的混凝土表面要用人工兩遍收光。

效果展示：

    地下室拆模后，因沒有后澆帶，形成了大空間，為砌體、機(jī)電安裝提前進(jìn)場提供了工作界面，節(jié)省了工期。本項(xiàng)目采用的“跳倉法”無縫施工技術(shù)，施工效果良好，不滲不漏，經(jīng)專家論證，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

    設(shè)計(jì)：釆用“細(xì)而密”的鋼筋提高結(jié)構(gòu)的抗拉能力；底板設(shè)置防水卷材等柔性材料作為“滑動層”，減少約束；設(shè)置溫度構(gòu)造鋼筋，提高結(jié)構(gòu)抗拉能力。

    材料：利用混凝土60天或90天的后期強(qiáng)度，降低混凝土的強(qiáng)度等級；采用低水化熱水泥，控制水灰比、砂率，控制骨料級配、含泥量，減少水泥和水的用量，取消膨脹劑、摻入高效減水劑，用粉煤灰和礦粉取代部分水泥，通過這些措施，降低水化熱，減少混凝土溫升，避免混凝土開裂。

    施工：控制入模溫度，二次振搗、二次抹壓，確保混凝土澆筑密實(shí)，采用“塑料薄膜+土工布”保溫保濕養(yǎng)護(hù)，以減少溫度驟變產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。