苏州高新区(虎丘区)建设工程质量监督站(建设工程安全监督站)
摘 要:对于体量大、任务重、要求高,且部分施工时间处于秋、冬季节的基础结构工程,可利用“跳仓法”将地下室分成若干施工段,优化施工顺序,并且能有效控制有害裂缝,提高工程质量、加快施工进度。本文基于苏州高新区某工程实例为依托,对“跳仓法”施工的工法应用重难点进行了探讨。
关键词:跳仓法;施工段;优化顺序;控制裂缝
1 工程概况
达善花园二期项目是苏州市高新区通安镇重点民生项目,总建筑面积576034.69平方米,用地面积163506.7平方米。本工程为地下单体建筑,基础筏板的下边缘长度约554米,上边缘长度约为30米,高度约为490米。正式施工图后浇带被设置为伸缩后浇带和沉降后浇带,筏板与地下室结构划分纵向后浇带约10条,横向后浇带约10条。
2 “跳仓法”原理和在本工程应用可行性
2.1 “跳仓法”工艺原理
混凝土材料在工程中的开裂现象,综合了材料学和施工工艺控制,乃至环境管理的多学科课题,一般在工程应用中采取“抗”加“放”的混合工艺加以应对,“跳仓法”施工正是基于这个原理发展出来的施工工艺。
所谓“抗”是指:在提高混凝土的抗拉强度的前提下,同时不提高以水泥为主的胶凝材料比例。一般做法为:优化混凝土配合比、把控混凝土原材料品质、保证混凝土的均质密实、控制入模塌落度与温度以及加强构造配筋等方法。
所谓“放”是指:合理安排施工现场场地布置、作业进度、计划顺序,结合现场超长结构体的形状、布局分仓,确保相邻区域(仓体)的混凝土施工间隔时间不少于14天,借助作业进度的划分(即“跳仓法”),将混凝土的主要前期温度变形和收缩变形的约束应力提前释放出来。
超长结构使用“跳仓法”施工,整个过程“先放后抗”,最后“以抗为主”,既能取消后浇带又能起到控制有害裂缝的作用。
2.2 “跳仓法”在本工程应用可行性分析
一是本工程属于超长超大混凝土结构,地下一层,单层施工面积约14万多平方米,有足够的流水段。
二是地下工程在施工中承受的温度和湿度变化较大,而在地下回填土以后,正常使用阶段,温湿度变化较小。在这样的施工环境中,施工阶段中发生的温度应力远大于混凝土材料的抗拉能力,完全靠抗的办法很难抗得住,应当采取“抗放兼施”,“先放后抗”,最后“以抗为主”的办法。这说明地下工程环境条件最适于“跳仓法”施工。
三是采用跳仓法施工,即把整体结构按施工缝分段,隔一段浇一段(跳开一段浇一段),经过不少于14d时间再填浇成整体。用此方案施工即可避免一部分施工初期的激烈温差及干缩作用,大量消减施工期间的温度伸缩应力,有效控制裂缝,还能加快进度。
3 技术措施
3.1 施工部署
1、施工区段划分
地下室底板约(30+554)m×490m,形状极不规则,底板面积约14.3万㎡,原设计留置的伸缩、沉降后浇带位置分成199个区块进行施工。为了减少多区块各个周期时间产生的影响,根据筏板跳仓块划分长度不宜大于40m的原则,且各区块划分主要考虑到承台、集水坑位置、人防门、单块浇筑混凝土底板面积等因素相结合。
2、施工顺序的选择
根据“跳仓法”的跳仓原则、尺寸和间隔施工时间要求,本工程底板“跳仓法”施工的原则为“隔一跳一”,即至少隔一仓块跳仓或者封仓施工,分仓间隔施工时间14d以上。
本工程根据后浇带、浇筑建筑面积宜不大于1600m2以及砼浇筑长边宜不大于40米等等,将底板分成201个区块,施工适当安排每块仓混凝土的浇筑顺序及时间。
3.2 跳仓施工技术措施
1、混凝土原材料控制
混凝土材料控制与配合比设计的原则是在保证抗压强度满足要求的条件下,尽量提高抗拉强度,同时从减小水泥用量与用水量两个方面减小混凝土的温度收缩与干燥收缩。
2、混凝土配合比与性能控制
在保证混凝土抗压强度满足要求的条件下,应尽量提高抗拉、抗折强度,同时,可以从减小水泥用量与用水量两个方面减小混凝土的温度收缩与干燥收缩。混凝土原材料与配合比要经过试配合格,满足所需的强度、施工性能后方可最终确定。经过对C35P6混凝土配合比进行优化,最终经搅拌站试配合格后方可实施。
在配合比确定的前提下,要求混凝土入泵坍落度为150~180mm,到浇筑仓面坍落度为130~150mm,同时具有良好的和易性与保水性。
3、跳仓施工缝设计与施工要求
施工缝的位置应避开集水井、电梯坑、柱基、条基等结构变化较大部位,且设置在结构受力较小部位。地下基础和顶板跳仓施工缝需在采用单层细钢丝网进行阻隔,并在侧面采用HRB400级∅12钢筋按间距1000mm进行支撑。跳仓施工缝留设时,在底板厚度居中位置设置3×300钢板止水带(钢板止水带搭接处,双面满焊严密,转角处采用定型转角钢板,转角两边伸出300mm进行搭接焊)。施工缝表面需根据情况进行凿毛(须保证上下保护层向内至少凿毛10cm),浮浆及杂物清理后浇水润湿,进行第2次砼浇筑,接缝处两次浇筑混凝土粘接紧密。施工缝两边混凝土要振捣密实,每次浇筑完毕后施工缝处宽500mm的混凝土表面要用人工2~3遍收光。
本工程后浇带部位增设加强钢筋,筏板、顶板分仓缝处增设抗裂钢筋。
在沉降后浇带部位,按正常的沉降后浇带设置,即位置和构造做法不变。在主楼施工一半以上主体沉降量低于0.02mm/d或未来的总沉降量<20mm时,在设计核定允许的情况下,用比两侧原混凝土等级高一个等级的微膨胀混凝土封闭地下室沉降后浇带,盖塑料薄膜,并浇水养护时间不得少于14天。
4、大体积混凝土材料及配合比要求
本工程筏板、顶板混凝土标高:C35P6,内掺膨胀剂和聚丙烯抗裂纤维,其限制膨胀率为0.025-0.040%,在混凝土中掺入的膨胀剂应采用符合现行国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439性能指标的高性能膨胀剂:镁质材料应满足Q/WSY026-2017《镁质高性能混凝土抗裂剂》中技术要求,其28d限制膨胀率比7d高0.010%以上,28d限制膨胀率≥0.025%;钙质材料应满足GB23439-2009《混凝土膨胀剂》Ⅱ型指标要求,其水中7d限制膨胀率≥0.050%,空气中21d干缩率≥-0.010%。
5、混凝土浇筑、养护的收缩裂缝的控制
在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土,宜采用整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑法,不得中断,分层浇筑厚度应根据振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定,整体连续浇筑时宜为300-500mm(冬季施工采用分层浇筑时,已浇筑层的混凝土在未被上一层覆盖前,温度不应低于2摄氏度);整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑应缩短间歇时间,混凝土供应速度应大于混凝土初凝速度,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间,下层混凝土初凝前应浇筑上层混凝土;整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑应缩短间歇时间,混凝土供应速度应大于混凝土初凝速度,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间,下层混凝土初凝前应浇筑上层混凝土;大体积混凝土不得漏振、欠振和过振,宜采用二次振捣工艺。
4 结束语
采用“跳仓法”施工取消后浇带,能减少支撑材料的投入,减少混凝土剔凿等工序并提前工序穿插,避免后浇带长期留置和长期泡水对工程质量的影响,降低工程成本,节约施工工期。同时,该施工工艺增强了结构整体性、抗震性、耐久性和抗渗性,保证工程质量,为施工建设方降低了成本,提高了公司的社会影响力,对提升大体积混凝土的施工水平起了重要作用。