跳仓法施工在大体积混凝土基础底板中的应用探究论文_孙琳 江培礼

跳仓法施工在大体积混凝土基础底板中的应用探究论文_孙琳 江培礼

摘要:随着高层建筑、大跨结构、特种结构及大型设备基础的大量出现,大体积混凝土被越来越多的应用到建筑、桥梁、道路、水利等领域中,而大体积混凝土底板也在地下建筑结构中较为常见。大体积混凝土底板一方面由于内外温差而产生应力;另一方面,由于混凝土的收缩变形受到底板下地基土的约束,混凝土底板内会产生拉应力,当混凝土内部的降温差引起的拉应力超过同龄期混凝土的极限抗拉强度时,底板内就会产生裂缝,从而影响结构的整体性、防水性和耐久性,给建筑安全带来隐患。基于此,本文详细探讨了跳仓法施工在大体积混凝土基础底板中的应用,旨在提升建筑工程的施工质量。

关键词:跳仓法施工;大体积混凝土;基础底板;应用

“跳仓法”工艺充分利用混凝土本身的抗拉、抗压、徐变、收缩等自身特性,将大面积混凝土地下室分为多个仓位,仓与仓之间封闭时间为7~10天。先行施工的仓位混凝土在7~10天时间内释放了较多的温度热应力,7~10天天混凝土强度可以达到28天强度的70%左右,此时封闭仓位,利用混凝土本身的强度来抵抗温度应力,这样取消了伸缩缝和后浇带,又解决了超长、超宽大体积混凝土抗裂、防渗问题,施工质量有保证。“跳仓法”工艺施工灵活,将于大面积地下室分为多个仓位,可以灵活选取先行施工的仓位,可以确保节点工期。

1 跳仓法的施工原理及优势

1.1 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。

1.2 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业,施工工艺难度比较低。不过跳仓法施工技术的应用,对施工技术队伍的能力水平,有着较高的要求,施工节奏快。

2 跳仓法施工在大体积混凝土基础底板中的施工要点

2.1增配构造筋

大体积混凝土结构的配筋不仅需要满足结构强度和构造的要求,还需要结合大体积混凝土的施工工艺(分层浇筑、整体浇筑、跳仓浇筑), 配置承受因水化热和收缩引起的温度应力以及控制结构中出现的温度裂缝所需的构造钢筋。薄壁结构(壁厚200-600mm)如墙、板、梁等,可增配构造钢筋,使构造筋起到温度筋的作用,能有效地提高抗裂性能。应尽可能地合理布置“细而密”的构造钢筋,也就是采用小直径、小间距,一般情况下8-14mm 的钢筋直径和150mm 的钢筋间距是比较合理的,并将构造筋布置在受力筋的外侧。配筋率越大,收缩越小,但配筋率过大则会增加混凝土的拉应力。全截面的配筋率不应小于0.3%, 宜在0.3-0.5%之间。受力筋能满足变形构造要求的,不再增加温度筋;构造筋不能起到抗约束作用的,应增配温度筋。注意在收缩应力集中区,加强构造配筋;预应力结构加强非预应力配筋。构造筋的设计是控制工程裂缝和质量的关键, 如某核电站反应堆基础顶部采用直径25-32mm, 间距400rnnn 的构造筋,对于抗裂不起任何作用,结果出现了大量放射形裂缝。

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2.2后浇带法及跳仓法

在现浇整体式混凝土结构中, 只在施工阶段保留的临时性变形缝,即“后浇带”。其目的是代替混凝土结构中的永久缝,与混凝土的温度收缩应力、差异沉降等有关,因此,后浇带是设计中的伸缩缝和沉降缝,是一种临时性的缝。后浇带可以分为三类:沉降后浇带、温度后浇带和补偿收缩混凝土后浇带。温度后浇带的封闭时间为45 天至2 个月;沉降后浇带的封闭时间是在主楼封顶后,工期拖延较长。后浇带的宽度一般应在700-1000mm 左右,实际中较多采用1000mm。在正常施工条件下,后浇带的间距为20-30m,不宜超过40m。后浇带处的钢筋连续不断。后浇带一般采用普通等强混凝土填充, 在中低强度等级(C20~C25)的混凝土结构中,要求采用比原结构的强度等级高一级的混凝土填充。另外,仍需注意后浇带的间歇时间及严格执行后浇带中垃圾的清理。在大体积混凝土工程施工中,将超长的混凝土块体分为若干小块体,经过短期的应力释放,再将若干小块体连成整体,依靠混凝土抗拉强度抵抗下一段的温度收缩应力的施工方法称为“跳仓法”。跳仓法是后浇带法的进一步发展,具有许多优点。跳仓施工,分仓间歇时间为7-10d,比后浇带法可节省工期。如深圳市民广场地下停车库大面积钢筋混凝土施工中,采用了跳仓浇筑综合技术施工工艺,即将整个结构按垂直施工缝分段,间隔一段、浇筑一段,经过约3-7d,再浇筑成整体,本工程比采用后浇带法提前两个月完成,同时节省了建设投资,工程结构裂缝控制取得圆满成功。后浇带法和跳仓法实际上是一个道理,两种方法的基本原理是相同的,都属于“先放后抗”的原则,可控制施工期间的较大温差与收缩应力。

2.3铺设滑动层

根据建筑的平面布置, 为了减少地基土对大体积混凝土的约束度,可在地基土与混凝土底面之间铺设一定的滑动层,如岩石基础或旧混凝土基础上设置滑动层,以减少地基水平阻力系数Cx,一般可将其减少至0.1~0.3×10-2N/mm3。滑动层常用的铺设方法有:铺设两层油毡或施沥青涂层,减少混凝土与地基土之间的摩阻力;若垫层上铺设有防水层,可在防水层的保护层上铺设两层油毡或施沥青涂层; 铺设松散砂层, 砂层上铺设0.4-0.6mm 厚的塑料布两层; 在垫层上(或防水层的保护层上) 铺设150mm 厚的沥青砂。另外,任何柔性防水层都可兼做滑动层,包括沥青砂垫层、筏式底板的碎石垫层、弹性模量较低较厚的抹灰层都能起到一定的隔离和软化的约束效应,降低温度应力。例如一焦化厂水池同时受到地基和桩基的约束,在最长一座水池的垫层上表面和底板下表面贴一毡一油作为滑动层,在露出池底突入地基中的地中梁两侧和池内水沟的里侧,设置1-3cm 厚的聚苯乙烯硬质泡沫塑料压缩层,以减小地基对水池的侧面阻力。

2.4 合理选择混凝土强度等级

大体积混凝土设计中建议选用强度等级为C25 (40 的混凝土,不宜采用C40 以上的高强混凝土(特殊情况除外),也就是说C40 是大体积混凝土设计的门槛值,虽强度不高但可以充分利用低强混凝土的后期强度(60d 或90d)。随着混凝土强度等级的提高,混凝土的抗压强度也不断地提高,且提高的很快,然而其抗拉强度虽然也有所提高但是提高的很有限,即拉压比在逐渐降低,而且最重要的是混凝土的极限拉伸几乎不随着抗压强度的提高而提高,也就是说混凝土强度等级的提高并不能给混凝土的抗裂性能提供显著的作用。

3 结束语

综上所述,工程采用“跳仓法”取代永久变形缝和后浇带,极大地缩短了施工工期,减少了工程成本,也保证了工程质量,取得了明显的经济效益和社会效益。因此,建筑从业人员在实际施工过程中要重视对跳仓法施工技术应用,确保我国建筑行业的健康稳定发展。

参考文献

[1] 刘印.大体积混凝土常见裂缝分析及预防控制措施[J].安徽建筑,2015,22(3):64-65.

[2]欧阳挺淦.大体积混凝土跳仓法施工技术在地下结构施工中的运用[J].福建建材,2015(11):64~65.

论文作者:孙琳 江培礼

论文发表刊物:《城镇建设》2019年19期

论文发表时间:2019/11/13

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