超长大体积混凝土跳仓法施工技术

◎赵建国

引言

现阶段，我国的工程建筑中，大体积大面积混凝土的应用较为广泛。在部分重点工程施工中，使用大体积大面积混凝土基础底板，受到早期水化的作用影响，产生大量热，增加了自身温度，极易造成混凝土开裂情况。因此，应用大体积大面积混凝土，必须要加强技术的研究，提出有效的技术手段。经过工程不断地实践，验证了应用跳仓法施工技术，能够保证混凝土工程的建设质量。

一、背景及概况

1.后浇带的问题。

近30年来，全国范围内的建筑施工大多采取设置后浇带的方法来解决建筑物因温度、收缩和沉降导致的混凝土开裂问题。后浇带可分为两种：施工后浇带—为控制超长混凝土在结构施工阶段中的裂缝而设置；沉降后浇带—为控制不同高度建筑之间的差异沉降而可能产生的结构构件附加内力与裂缝而设置。但后浇带的设置带来进度、质量、环保、安全、管理等诸多方面的问题：

（1）施工困难，质量难以保证：后浇带封闭浇筑前，地下室始终处于漏水状态，雨水、杂物和各种垃圾进入后浇带内，造成污染并使钢筋锈蚀。清理时要花很多劳动力，钢筋除锈不仅费工且不易除净，影响质量；

（2）沉降后浇带长期存在，造成安全隐患，尤其对于深基坑的安全隐患尤为严重；

（3）沉降后浇带长期存在，高水位地区（尤其是承压水）必须长时间降水，严重影响施工开展，施工费用高、浪费水资源，不仅不符合绿色施工，且有可能影响周围建筑物安全；

（4）后浇带后期浇筑后效果往往不理想，验收时常发现后浇带自身开裂问题；

（5）影响施工进度：影响机电、装修的立体交叉作业；对于目前大力推广和实施的装配式结构，影响构件堆放、吊装，影响装配式结构优势的发挥。

2.跳仓法起源。

跳仓法起源于工业建筑领域，王铁梦教授从20 世纪70年代起开始探索工业厂房伸缩缝的间距问题，取得理论成果并付诸实践。例如武钢、上海宝钢建设时期，地下工程超大超长，地下水位很高、施工难度很大，工艺要求不留设施工后浇带或结构永久缝，否则易留下漏水等安全隐患。因此，王铁梦团队在上海宝钢（箱形设备基础总长912m）、武钢（箱筏设备基础总长686m）等项目中采用了跳仓法整体施工，不留后浇带，取得了很好的效果并积累了实践经验。在此基础上进行了进一步理论研究和分析，因此可以说工程实践反过来又促进了理论研究的发展。

3.跳仓法的发展和民用工程实践。

随着超长、深基坑民用工程越来越多，施工难度越来越大，业主和施工单位迫切需要解决后浇带带来的困难。因此，不少大型工程尝试了跳仓法，例如贵阳机场楼板、沈阳万达底板、厦门国际会议中心楼板、海峡交流中心底板等项目，虽然无规范、标准可以执行，但借鉴冶金工业跳仓法的经验后均取得了成功。跳仓法看似施工方法变革，实际上是施工安全和效益需求下的变革。

2005年2月，北京市邀请王铁梦教授指导中京艺苑（梅兰芳大剧院工程）采用跳仓法施工。该工程建筑面积16.1万m2，地上为2 栋办公、1 栋酒店和裙房大剧场，地下4 层，地下平面尺寸为201m×86m。在方案论证阶段专家认真研究、分析了地质勘察资料和设计图纸，一致认为不仅可以取消施工后浇带，也可以取消沉降后浇带。设计师积极配合，经计算复核同意取消沉降后浇带，保证了整个地下室的跳仓无缝施工，经长期沉降观察无任何异常。该项目获得了北京市科技成果奖。北京市建委专门召开了推广会，全面推广此新技术，很快北京市不少大工程都纷纷采用此新技术，如蓝色港湾工程（北京市建筑设计研究院有限公司设计，简称BIAD），地下室长度386m 成功实施此新技术。据统计，至2015年全国已有150 多个工程应用此项技术，其中北京市60 余项。为了更好地推广应用这项技术，北京市在2013年着手编制北京市地方标准，并于2015年8月1日正式实施《超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程》（DB11/T1200—2015）（简称《跳仓法规程》）。这是全国第一本包含跳仓法施工和设计要点的技术规程，BIAD 负责其中设计相关章节。规程实施以来受到了业主和施工企业的关注和欢迎，近三年来，北京地区及全国其他地区，经过规范编制专家组的技术论证和把关后，已经有几十项大型工程实施了跳仓法并取得满意效果。

二、跳仓法的施工原理及优势

1.施工原理。

从跳仓法施工技术发展的角度来说，其是基于施工缝法，经过不断地优化形成的，利用施工缝，替代后浇带以及永久性变形缝。采用跳仓法，开展施工作业，对于裂缝的控制，坚持的是抗放兼施以及先放后抗原则，以抗为主的综合方法，控制初期收缩，避免裂缝的产生。由于各个工程的情况不同，在实际应用的过程中，要做好技术优化和创新，保证技术应用的效果。仓法的基本原理是“抗、放结合，先放后抗”。“放”的思想与施工后浇带原理一样，就是切开构体释放收缩应力。基于胶凝材料（水泥）水化放热速率较快，1～3d 达到峰值，以后迅速下降的特点，采用如图1所示分仓方式，把超长结构分成若干个小构体（仓），每个构体（仓）不大于40m，只是浇筑混凝土的程序采取了跳仓法，即先浇 1，3，5 仓…，隔 7d 后再浇筑 2，4，6 仓…。“抗”的思想是利用随龄期不断增长的混凝土抗拉强度来承担混凝土封闭之后的收缩应力，可保证整体不开裂。

图一 分仓图示意

2.技术优势。

从工程实际来说，跳仓法施工技术的应用，能够优化施工作业，提高大面积大体积混凝土工程的施工效率。同时在具体应用中，不使用膨胀剂以及各类纤维材料等，能够节省工程投资。跳仓法施工技术的应用优势明显，现和后浇带施工技术进行对比分析。后浇带施工技术的应用优点为采取常规做法、应用较为广泛。缺陷如下：①施工工期长；②后浇带部分施工工艺较为复杂，混凝土养护时间比较长；③难以实现连续作业，常见窝工问题和停工问题等。照比跳仓法施工技术，后浇带施工方法的可操作性比较弱。利用跳仓法施工技术，不仅施工周期比较短，而且便于施工组织，人员和机具以及材料的调配较为简单。采取常规的施工缝作施工技术。

但应注意的是要将堵板的厚度控制在24cm 左右。③在进行给排水管道闭水试验前，施工及试验人员还应查看管道与井四周，并确保管道中无回填土、沟槽中无积水。同时，要求相关人员封堵预留孔，以防水渗入进去。④闭水试验：试验人员应将试验的管道灌满水，并浸泡24h；在注水期间，相关人员应控制好水的流进方式，并及时启动排气阀；若排出的水流中，无气泡产生，应立即关闭排气阀并停止冲水。检测管道渗水情况时，应保持水位处于恒定位置，直至测试结束。渗水观测时间为30min。

3.土方回填。

闭水试验合格以后，应进行土方回填，回填的土方不应有混凝土块、石块、碎砖等尖锐的杂物。回填的过程中，应确保回填土有一定含水量，且不过分干燥或潮湿。回填前，施工人员还应对土壤进行“标准击实试验”，以确保其最大的干密度和最佳的含水率；在回填期间，施工人员应保证槽内无明显的积水。回填结束以后应对回填土进行夯实，并对每层的土方进行质量检验；同时，强化管道两侧的高度差，以免出现“高低坡”的情况。

三、市政给排水管道施工技术的质量控制

1.严审施工图纸以及施工方案。

施工监管或监理部门应在市政给排水管道施工前，审核相关的图纸和图纸上的数据；一旦发现图纸有问题，须及时告知设计方和施工方，让其立即进行整改；对于整改后的图纸还应进行复核，只有复核通过后方能进行施工。对于设计的图纸与预期图纸存在较大的差异，监管部门也应要求设计方队设计图纸进行修整与完善，并适时调整施工的范围。此外，监管部门应与施工方拟定科学、严谨的施工方案，进而确保市政给排水管道施工能够顺利开展，并最大限度降低施工成本，提升施工给排水管道的施工质量。

2.加大对施工管理和控制的力度。

监管部门应严格监管施工现场的环境、施工的材料、设施、方案以及施工人员等，进而提高市政给排水管道施工的质量和技术。在勘察施工现场过程中，监管人员应全方位分析勘察的结果，以确保施工的整体质量能够满足预期的标准，对于影响施工质量的部分，应立即与施工方进行沟通和协商，以便其作出整改，进而保证施工项目能够顺利完工，并达到预期的质量要求。

3.强化施工质量的控制。

市政给排水管道施工过程中，监管人员应进一步强化对施工质量的控制力度：①根据市政给排水管道施工现场的实际状况对施工的时间以及流程等进行科学监督和管理，确保施工流程、操作和相关规范标准基本一致；②严格监管施工技术应用的每个过程，并详细掌握施工技术使用的情况，以便提升市政给排水管道施工的整体质量。

四、案例

1.工程概况。

某站位于雄县城区东北部，总建筑面积47.52万m2，南北向长606m，东西向宽355.5m，建筑高度47.2m，地下2 层，地上3层。地下2 层基础采用桩-筏板结构，地下1 层基础采用桩-承台+防水板结构，地下室约20万m3超长大体积混凝土采用跳仓法施工。

2.施工关键技术。

（1）分仓间距设计。

某站防水板最大平面尺寸为321.4m×355.5m，桩承台最大尺寸为13.1m×7.8m×4m，墙体最大厚度为1m，均属厚大混凝土结构；底板、墙体及顶板均属超长结构。根据设计图纸，结合实际情况及工期要求，经理论计算、论证比较，适当增大了底板、顶板尺寸。

（2）混凝土浇筑。

采用跳仓法施工的超长大体积混凝土宜采用全面或斜面分层的方式进行浇筑，分层厚度≤500mm，并采用二次振捣和多次抹压技术。施工时注意上层混凝土应在下层混凝土初凝前完成浇筑，避免形成冷缝。

（3）施工缝处理。

地下室底板施工缝处甩槎钢筋密集，止水钢板下部工作面受限，二次剔凿困难，实际施工过程中，难以保证施工缝质量。通过采用免剔凿施工技术，改善接缝效果，从而提高施工质量。施工缝处使用钢丝网收口，首先将钢筋焊接成格栅，然后在格栅上绑扎钢丝网。

（4）混凝土养护。

本工程地下室施工处于夏季，混凝土养护对施工质量的影响较大，应重点控制混凝土表面温度和湿度，减少表面暴露时间，避免水分蒸发。为防止表面温度扩散较快、与内部温差较大，水平构件采用1 层塑料薄膜+土工布的方式进行保温养护，竖向构件采用延长带模养护时间、拆模后覆盖土工布的方式进行保温养护。站房工程超长、超大构件同时浇筑部位较多，范围较广，工作量较大，可能存在减少浇水次数、诱发混凝土开裂等问题。为此，采用自动定时喷淋系统进行混凝土养护。该系统利用施工现场泵房供给水源，通过给水管道将水引至需养护部位水箱内（水箱规格可根据养护区域面积进行增减）。水箱水位由液位开关控制，经管道加压泵加压后将水引至养护用PVC 给水管道，通过配电箱内KG316T 型定时器控制加压泵启停。在养护管道上打孔，并利用穿墙螺栓进行固定。每隔50cm 将管道切断，通过φ25mm 软管连接，方便拆卸。加压泵启动后，管道增压，可将水箱内水引至管道内，呈喷射状洒在浇筑体上，并沿浇筑体向下流淌，达到自动养护的目的。

（5）混凝土温度控制。

1）测温点布设。

选择具有代表性的部位设置测温孔，设置时避开钢骨位置。在浇筑体厚度方向至少布设上部、中心、下部测温点，测温点间距宜≤500mm。根据平面尺寸，以地下2 层筏板为例，在每个仓格内均匀布设6个测温孔，每个测温孔由板顶、中心、板底测温点组成。

2）自动测温。

将测温头按测温点位置布设在混凝土中，将测温线引至混凝土表面0.5m 以上，并与无线采集单元相连。待混凝土覆盖测温头1h 后开始测温，无线收发模块自动接收采集单元传递的数据，并自动保存。通过需求设定，终端监控显示器可实时查看温度数据，生成测温曲线，方便根据测温值对混凝土保温、保湿养护进行动态调整。

3）测温结果分析。

①测温曲线基本呈先上升后下降的趋势，这是由于混凝土浇筑后，水泥水化释放热量，温度上升；浇筑完成3d 时，水泥水化基本结束，温度曲线开始下降。②板顶、板底温度下降时间不固定，这是由于板顶测温点所在位置混凝土厚度较小，受大气温度的影响较大，而板底测温点受地表温度的影响较大。③混凝土内部温度最高，下部次之，上部最低，符合“中间温度高、边缘温度低”的原则。④混凝土内部温度最高值＜65℃，温升值＜35℃，可见跳仓法能较好地实现降温。⑤里表温差基本＜25℃，可见后期养护效果较好，可有效避免裂缝的产生。

结束语

工业与民用建筑地下室超长大体积混凝土采用跳仓法施工，经过工程实践检验行之有效。此方法来源于工程施工现场的迫切需要，可给工程建设带来巨大的实用价值和社会效益，有广泛的应用前景。

跳仓法的无缝整体实施，看似施工问题，实则需要设计先行。设计需要在材料强度、构造节点，尤其是取消永久伸缩缝、沉降缝、后浇带等方面紧密配合方可保证跳仓法的可行。《跳仓法规程》目前的实施范围是工业与民用建筑地下室。地上建筑受环境温差、湿度影响较大，各地施工水平等因素也差异较大，由地下室向地上范围的推广还有待实践的积累。

《跳仓法规程》2015年在北京市实施后产生较高社会效益和经济效益。2017年中国工程建设标准化协会开始组织编制全国行业标准，参编单位扩大至全国范围的施工、设计、科研单位。行业标准在北京地方标准的基础上，进一步总结了这几年跳仓法的科研成果及成熟的工程经验，结构设计方面进一步明确了关于取消沉降后浇带的内容。2019年5月送审稿通过审查，力争2019年颁布实施，以满足工程建设之需。