超大地下室裂縫控制“跳倉法”研究與應用

Summary：超大地下室的結構長度、寬度都超過常規，混凝土的抗拉強度不大，早期降溫、干縮、變形的應力，都會加劇地下室的極限拉應力，從而產生大量縫隙，加劇滲透水風險。為了科學防治地下室裂縫，推薦使用“跳倉法”工藝，降低裂縫的危害性。本文研究中，重點討論“跳倉法”在地下室裂縫中的應用，僅供參考。Keys：超大地下室；裂縫控制；跳倉法；研究應用地下室結構剪力墻，設計厚度一般為0.4m，寬度、長度的比例小，截面與箱型結構較為相似。超大地下室的寬度、長度，明顯超過限定范圍，隨著結構長度的延長，混凝土結構的溫度收縮應力會增長。當地下室的混凝土變形應力增加，會提升變形應力，此時要使用“跳倉法”進行施工，科學防治地下室的裂縫。1、項目概況昭通市昭陽區實行A社區安置工程，總建筑面積為25.9萬m2，,主建筑為筏形基礎，地下室為框架結構。地下室底板，采用“跳倉法”施工。混凝土澆筑施工，斜向2個倉，鄰近倉澆筑時間間隔大于1周。按照順序，完成地下室底板結構的施工。為了避免混凝土收縮，導致底板出現表面干燥裂縫、貫穿性裂縫，準確計算混凝土收縮應力，防治內外溫差、表面干燥所致裂縫。2、跳倉法的技術研究2.1技術定義跳倉法，是將建筑物平面結構，劃分為多個分塊，先進行1塊混凝土的澆筑，間隔1周后，再澆筑鄰近混凝土，從而釋放溫度應力，依賴混凝土抗拉能力，有效抵抗溫度應力，屬于新型溫度裂縫的控制方法。建筑縱向長度大于規范值，橫向長度短小時，遵循統一方向劃分建筑平面。2.2技術原理第一，利用混凝土長度、溫度的應力關系：混凝土長度、溫度應力，具備非線性關系，按照該原理，跳倉法對超長混凝土實行分塊處理，每塊混凝土對應的溫度應力，小于原混凝土的溫度應力，分解原混凝土的溫度應力，能夠降低溫度應力數值。第二，利用溫度、溫度的應力關系：澆筑混凝土之后，水化熱反應下，混凝土溫度達到峰值。比如C20-C25的混凝土，溫度峰值為45℃；C25-C30的混凝土，溫度峰值為50℃。在1周降溫之后，溫度接近環境溫度。澆筑混凝土1周后，大部分降溫已完成，混凝土內部溫度，基本和環境溫度相同。3、跳倉法的使用3.1設計技術的應用針對超大地下室的裂縫處理，為了凸顯出施工管理效果，遵循工程管理要求，科學分析施工技術與工藝。超大地下室施工技術，和傳統施工技術的差別大，所以要優化設計施工工藝。在結構變截面，可以設置抗裂鋼筋網片，降低集中應力，減小裂縫風險。通過大量實驗可知，如果配筋率低于1%，當配筋率持續加大時，能夠逐步減小縫隙的寬度。針對梁配筋的加強處理，超大方向的底板梁、頂板梁，除過遵循荷載進行配筋計算，還要針對梁側縱向溫度鋼筋，加大配筋率，縮短配筋間距。針對腰筋接頭，要應用焊接接頭法，腰筋錨入支座長度，應當超過La。針對外墻配筋的加強處理，地下室外墻底部、頂部，可以設置暗梁。外墻、長內墻，應當增加縱筋率，縮短配筋間距。外側設置水平向縱筋。3.2材料技術的使用混凝土原材料，對溫度應力、抗拉強度的影響大。控制混凝土材料，有助于限制溫度裂縫，具體要點如下：第一，優化配合比：為了降低混凝土水化熱、溫度收縮度。在滿足混凝土設計強度、工作性能的同時，盡量減少水灰比，將水灰比控制在0.55以下。合理控制水泥用量、用水量，將用水量控制在170kg/m3。針對礦粉、粉煤灰等摻合料，應當確保膠凝材料占比小于40%，砂率為40%。通過試配法，可以明確最佳的坍落度、保水性、黏聚性。坍落度控制在120±20mm。第二，控制原材料：鈣礬石磊膨脹劑，存在高溫不穩定、缺水不膨脹問題。通過施工養護措施，很難達到膨脹劑要求的養護條件。膨脹劑吸收混凝土內的水，可以加大收縮效應，從而產生裂縫。所以，混凝土摻合膨脹劑之后，會增加裂縫控制難度。在混凝土材料中，只需添加減水劑，無需添加其他外加劑。第三，原材料的技術要求：在處理超大地下室的裂縫時，通過應用跳倉法，可以獲得理想施工效果。科學分析原材料的性能與質量，以滿足工程質量的要求。3.3施工技術與管理方法的使用第一，溫度控制技術：在澆筑混凝土時，應當規避高溫、炎熱天氣。在該項目施工中，由于處于高溫天氣下，所以在夜晚進行混凝土澆筑。在白天澆筑混凝土時，屬于土工布覆蓋，并且做好灑水養護，從而降低混凝土的入模溫度。對于施工現場，選擇太陽布遮擋材料，以免增加入模溫度。第二，混凝土澆筑技術：在澆筑混凝土時，選擇斜坡分層澆筑法，合理控制澆筑間歇時間，控制在初凝之前。科學分析底板內的混凝土施工，優化調整混凝土技術，從而保障工程建設質量。通常情況下，為了對施工裂縫進行控制，應當優化設計縱比例，控制混凝土振搗棒的插入深度，約為50mm。第三，計算收縮應力：首先，混凝土的溫度收縮應力，和降溫幅度具備正向關系。注重混凝土內部水化溫升的控制，能夠降低溫度收縮應力。所以，合理控制用水量、膠凝材料使用量，能夠控制水化溫升、干縮的數值。其次，在前28d內，混凝土具備明顯的松弛效應，通過徐變松弛效應，能夠使結構內部的應力疊加下降，所以跳倉澆筑時間應當維持在1周。應力徹底松弛之后，可以繼續疊加，落實保濕、保溫的養護處理，逐漸降低混凝土的溫度，通過徐變松弛效應，可以降低內外溫差、表面干燥形成的裂縫。自動測溫系統、土工布的相互配合，能夠起到監測、保濕、保溫效果。最后，在不添加膠凝材料的情況下，為了控制好混凝土的裂縫，必須加大混凝土抗拉強度。做好骨料含泥量的控制，注重骨料級配的優化，落實振搗、收光處理。4、跳倉法施工的注意事項第一，在地下室結構施工中，由于牽扯到支護結構變形、混凝土結構施工、土方開挖工程。施工人員應當綜合考慮跳倉法施工結構、其他施工控制問題，從而實現分區開挖，快速形成底板的目標，合理統籌各項資源。在分區挖土操作時，應當優化設計臨時坡的坡度。基坑最后一層土方開挖，應當參考區域變形、控制要求。第二，優化設計混凝土的配合比，做好實驗室分析，從而掌握混凝土收縮數據。第三，墻板剛度超過中板，墻體實行分段澆筑，合理控制收縮裂縫，維護墻體施工質量。第四，針對地下結構的澆筑施工，1層梁板結構，應當聯合外墻施工共同開展，維護混凝土澆筑質量。第五，中板的傳力帶施工，應當參考地下2層防水要求，確保外墻剛度、傳力帶強度的匹配度。第六，中板只有120mm厚度，頂板的厚度達到了300mm，所以要關注頂模架的設計，以免無法拆除地下2層的模架。第七，針對跳倉施工順序，則要關注換撐問題，支撐模架的流水要求。由于澆帶處支撐拆除早，中板后澆帶未澆筑，所以要設置傳力帶，以滿足基坑傳力要求。第八，分段跳倉施工中，需要做好外防水、防水保護層的設置，防止混凝土長期暴露，加大內外部的溫度差，從而產生溫度裂縫。完成頂板施工后，應當及時回土覆蓋，縮短暴露時間。5、結束語綜上所述，在地下室施工中，合理應用跳倉施工法，能夠控制地下室裂縫。使用此種方法時，可以盡早釋放水化熱的溫度應力，發揮出混凝土的徐變特點，收縮應力松弛之后。混凝土形成整體后，盡管計算長度變長了，但是收縮力下降，很少會引發比較明顯的收縮應力，因此跳倉法的應用價值顯著。Reference[1]薛勝楠,林剛,袁文志,李海平.跳倉法控制結構裂縫在施工中的應用[A].《施工技術