地下大体积混凝土跳仓法施工介绍及配合比设计

王 聪

北京中建宏福混凝土有限公司

地下大体积混凝土跳仓法施工介绍及配合比设计

王 聪

北京中建宏福混凝土有限公司

以北京新机场某项目地下混凝土为例，从跳仓区域划分、相邻区域间隔浇筑时间、混凝土原材料的选择、配合比优化、混凝土施工方法、混凝土养护等方面进行分析，缩短了施工工期，工程项目在普通民建工程的应用证明了采用跳仓法积极深远意义和作用。从原材料筛选选用到配合比的设计优化，混凝土配合比的应用使工程取得了良好的效果。

跳仓法，大体积，配合比，优化，应用

1 工程概况

北京新机场某项目分为0110和0111两个地块，总建筑面积201238.5m2，其中地上面积141399.8m2，地下面积59838.7m2。110-5#楼地上18层，地下3层，高度51.45m；110-10#车库1层人防出口，地下2层；111-2#地上15层，地下3层，高度43.05；111-7#1层人防出口。

本工程全面取消温度后浇带和环状楼的沉降后浇带，以车库结构设计图纸后浇带为依据划分仓区。当采用施工后浇带时，后浇带的浇筑时间可在地下室顶板浇筑时同时进行，且间隔时间不应小于7d。

2 跳仓法施工简介

2.1 跳仓法施工的原理

在大体积结构施工中，在早期温度收缩应力较大的阶段，将超长的混凝土块体分为若干小块体间隔施工，经过短期的应力释放，在后期收缩应力较小的阶段再将若干小块体连成整体，依靠混凝土的抗拉强度抵抗下一阶段的温度收缩应力的施工方法[1]。早期的跳仓法施工主要用于超长、超宽、大体积混凝土大型工业建筑的地下工程和水利工程。近几年大量应用于民用建筑的地下车库中，以解决超长、超宽、超厚混凝土的施工缝处理问题[2]。

“跳仓法”施工技术是在传统的留置伸缩缝和后浇带的基础上发展而来的新型施工技术，是以“抗放兼施、先放后抗、以抗为主”的原理来控制结构裂缝[3]。

3 工程施工组织

采用跳仓法，以结构后浇带(或施工缝)为依据，结合平面的纵向和横向分仓不大于40m为宜的原则将110-10#地库水平构件—板(底板、负1/负2层顶板)划分为16个仓区；111-7#地库水平构件—板(底板、负1/负2层顶板)划分为10个仓区。每次混凝土浇筑施工斜向2个仓位，相邻仓浇筑时间间隔不少于7d，依次按照顺序完成地下结构的整体施工。

4 跳仓法大体积混凝土制备及性能

4.1 材料要求与选用

1)水泥 采用低热水泥或水化热较小的矿渣硅酸盐水泥。3d的水化热不超过240 kJ/kg，7d的水化热不超过270 kJ/kg；水泥比表面积尽可能选用水泥比表面积小的水泥；入机温度不应大于60℃；该项目地下车库为60d评定，但是由于材料限制无法提供低热水泥，通过提高掺合料用量和降低水泥用量来限制混凝土水化温升，水泥选用冀东盾石的硅酸盐水泥( P·O42.5)，符合《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007) 规定，选用的水泥物理检测结果如表1所示。

2)掺和料 矿物掺合料是配制大体积混凝土常用原材料。该工程选用选用Ⅱ级粉煤灰和S95级矿粉为矿物掺合料。

表1 水泥物理检测指标

粉煤灰采用天津军电Ⅱ级粉煤灰，细度17.8%，需水量比95%，烧失量5.3%。矿粉采用三河天龙S95级矿粉，比表面积436m2/kg，7d活性指数98%，28d活性指数99%。

掺和料的使用可以降低水泥用量，降低水化热，提高混凝土耐久性、体积稳定性、和易性，也降低了成本取得了良好的经济效益。

3)骨料

粗骨料选用滦平碎卵石。最大粒径25mm，5-25mm连续级配，压碎指标7%，针片状含量4%，含泥量0.1%，泥块含量0.1%，表观密度2810kg/m3。

细集料采用滦平天然中砂。选用II区连续级配天然中砂，细度模数2.6，含泥量2.0%，泥块含量0.2%，表观密度2690kg/m3。

4)外加剂

外加剂选用金隅聚羧酸高性能减水剂。减水率27%，PH值6.24，1h经时坍落度变化量50mm。

5)水

拌合用水选用地下井水，PH值8.2，氯化物155mg/L，硫酸盐263mg/L。

以上各种原材料均符合配制C35P8混凝土用材料的相关标准。

4.2 配合比的设计

根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行配合比设计和试验[4]。

1)试配强度。fcu.o=fcu.k+1.645×σ=35.0+1.645×6.0=44.0MPa。

3)用水量。根据施工坍落度的要求，石子的最大粒径及外加剂的减水率，确定用水量为170kg/m3。

4)胶凝材料用量。根据水胶比和用水量计算出胶凝材料总量C0=395kg/m3。依据GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》选定粉煤灰取代率为13%，则粉煤灰用量F=51kg/m3；选定矿粉取代率为37%[5]。计算出矿粉用量K=146kg/m3；水泥用量为198kg/m3。

5)砂率βs。βs=43%，砂率的大小对混凝土的流动性、粘聚性、保水性、施工可泵性起着关键性的作用。按照该大体积混凝土表观密度为2390kg/m3计算的出砂石用量分别为782kg/m3和1036kg/m3。

6)试验调整。以水胶比0.43为中间值，增减0.02；粉煤灰、矿粉用量及砂率微调，得出2，3，4三组混凝土配合比四组配合比详见表2。

经过试验各项性能的检测结果见表3，最终将第4组确定为基础大体积混凝土配合比。

5 混凝土的生产施工过程注意事项

5.1 生产过程注意事项1)混凝土搅拌站加强对原材料的检测，以保证原材料的质量；严格控制配合比；控制出站混凝土坍落度不超过180mm，到施工现场混凝土基本无坍落度损失,工作性良好；控制混凝土出站温度不超过25℃，入模温度不大于30℃，实际混凝土入模温度为27℃。

2)混凝土浇筑时，分层浇筑，二次振捣工艺，每次浇筑厚度根据振捣棒的作用深度和混凝土的和易性确定[5]。

5.2 混凝土养护

混凝土浇筑完成后，及时用毡布或塑料薄膜底板覆盖，注意监控混凝土里表温差以及内部绝热温升；其次降低底板混凝土的降温速度，延长散热时间，利用混凝土的抗拉强度以提高混凝土承受外约束的抗裂能力，以达到控制裂缝的目的；夏季保湿养护不得少于14d，应检查覆盖物的完整情况，保证混凝土表面湿润[5]。