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1、超大面积混凝土楼板跳仓施工工法中国建筑第八工程局有限公司技术中心中国建筑第八工程局有限公司青岛公司王桂玲 危鼎 陈成林 王可勇 李纬1 前言按照现行混凝土设计规范，结构超过一定长度就需设置伸缩缝以避免超长引起温度应力导致结构损坏。目前超长混凝土结构设置伸缩缝的方法，基本有如下两种：1、设置永久伸缩缝；2、设置施工后浇带。但永久性伸缩缝在防水材料老化后，经常成为渗水的泉源，后浇带也带来一系列的施工难题，如后浇带清理工作艰难，施工质量很难保证；后浇带填充前，地下室处于漏水状态，严重影响施工；后浇带将底板分成若干块，换撑时底板抗水平力能力不足等。鉴于以上原因，中建八局技术中心与青岛公司，研究针对超大
2、面积楼板混凝土结构采用“跳仓法”施工并形成工法。“跳仓法”施工利用“抗放兼施”的思想，先将超长结构划分为若干仓，分仓间隔施工，运用“放”的原则释放结构早期的温度及收缩应力，最后通过封仓将结构连成一起，抵抗剩余的温度及收缩应力。“跳仓法”可流水作业，方便各工序穿插，节省工期，并在节约施工成本的基础上，达到超长结构裂缝控制的良好效果。贵阳龙洞堡国际机场扩建航站楼工程B区3.885m与7.885m标高处，两层楼板轴线尺寸为255m36.2m与255m116.2m，属超长、超宽混凝土结构，通过使用“跳仓法”施工，取得了缩短工期，节约建设成本的良好效果。2 工法特点2.1 楼板“跳仓法”施工，是一项可以
3、加快工期，具有显著经济技术效益的新技术。2.2 楼板“跳仓法”施工可取消后浇带、膨胀剂及纤维，并在适当条件下取消部分预应力。2.3 “跳仓法”施工要求设计、施工、监理、供货商做好综合技术措施，特别是加强原材料质量控制与结构的保温、保湿措施，充分利用混凝土的后期强度等措施，籍以避免产生有害开裂。3 适用范围本工法适用于各种超大、超长混凝土楼板结构施工，尤其适合工期短，面积大，各种工序穿插复杂的工程。4 工艺原理楼板“跳仓法”施工利用“抗放兼施”的原理，先将超大楼板结构按合适的大小分仓，每仓的浇筑时间按温度应力理论计算或有限元分析所得的最优施工流程，并结合其它专业施工的要求，进行总体部署确定，但基
4、本原则是相邻仓间隔至少7天后才能施工相连。“放”的原理是通过间隔7天浇筑，释放结构早期温度及收缩应力；“抗”的原理是通过严格的材料质量控制措施与完善的混凝土浇筑与养护措施，确保混凝土的浇筑质量，提高混凝土的抗拉强度，同时利用徐变减小收缩应力，结构整体封仓后，以混凝土本身的抗拉强度抵抗收缩应力，整个过程“先放后抗”，最后“以抗为主”。5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程本工法工艺流程详见图5.1。确定每仓浇筑顺序与最后一仓封仓的温度分仓缝隔离网安装浇筑确定仓混凝土浇筑其它不相邻指定仓薄膜草袋保温、保湿养护尽量在计算求得的环境温度下对超长混凝土结构封仓1天后凿除已浇筑仓边沿的快易收口网楼板分
5、仓划分混凝土性能与材料、配合比确定对分仓后结构进行施工过程水化热、收缩应力分析图5.1 楼板跳仓施工基本工艺流程5.2 操作要点5.2.1 楼板分仓划分楼板“跳仓法”施工利用“抗放兼施”的原理，先将超长楼板结构按合适的大小分仓，一般每仓的边长在45m60m间，每仓形状尽量规则，以矩形为主。分仓时需要考虑的因素有：1）对结构影响最小的要求，分仓缝一般设在结构剪力最小处；2）根据现场混凝土一次性浇筑能力，分仓面积不宜过大，浇筑施工的时间不宜过长，避免因疲劳影响工人的施工质量；3）分仓时宜考虑其它专业施工的要求，避免因分仓间隔时间的要求，而影响其它专业的施工。5.2.2 每仓浇筑顺序确定对分仓后的结
6、构进行施工过程收缩应力理论计算或有限元仿真分析，确定合理的每仓浇筑流程，从而减小每仓混凝土结构收缩应力的产生与整体混凝土结构收缩应力的叠加，在此基础上结合其它专业施工的要求，进行施工过程总体部署，确定工期与成本均较优的各仓浇筑顺序以及最后整体封仓时间与封仓温度。每仓浇筑顺序有二条原本原则：1）相邻仓间隔至少7天后才能施工相连；2）沿结构整体的最长方向，各仓的浇筑顺序可基本按“先中间后两边再中间”进行，即应先浇筑处于结构长度方向中间位置的浇筑仓，但留一仓后浇，后浇筑两侧的浇筑仓，最后在合宜时间浇筑预留的中间仓，若预留中间仓较困难也可按“先中间后两边”进行，直接从中间开始浇筑向两边延伸。5.2.3
7、 分仓缝隔离网安装跳仓施工缝处可使用快易收口网，也可使用不锈钢丝收口网。不锈钢丝收口网采用焊接14D200钢筋成钢筋骨架，钢筋骨架上再绑扎不锈钢丝网，不锈钢丝网收口见示意图5.2.31。跳仓施工缝采取不锈钢丝收口网，施工缝表面粗糙，不需要凿毛，清洗后即可进行第二次混凝土浇筑。图5.2.31 不锈钢丝收口网使用快易收口网需在混凝土浇筑1天后凿除浇筑仓边沿的快易收口网，从而保证新老混凝土的粘接。浇筑相邻仓时需用水润湿分仓缝处混凝土，再进行第二次混凝土浇筑图5.2.32 凿除了快易收口网的浇筑块边沿5.2.4 混凝土性能、材料、配合比确定根据现场施工条件、当地原材料性能、施工时外界环境条件，确定施工
8、所需的混凝土工作性能，主要是混凝土的塌落度与扩展度。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、抗拆强度，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，当工期允许时可建议使用60天强度。混凝土原材料与配合比要经试配合格，满足所需的强度、施工性能后方可最终确定。主要工作包括：收集当地混凝土地材资料、混凝土地材质量现场检验、混凝土工作性能指标确定、混凝土试配检验。配合比中材料用量可参考以下经验数据：1）对于C40混凝土水泥用量宜小于290公斤，对于C30混凝土水泥用量宜小于260公斤；2）单掺粉煤宜为1520或复合掺20粉煤灰与10矿渣粉；3
9、）C40混凝土胶凝材料总量宜小于390公斤，C30混凝土胶凝材料总量宜小于330公斤；4）C40混凝土用水量宜小于165公斤，C30混凝土用水量宜小于170公斤；5）聚羧酸减水剂，C30C35用量宜为0.8，C40宜为11.2；6）粗骨料用量宜大于1110公斤，细骨料用量宜大于750公斤；6）楼板混凝土的现场塌落度宜控制在122，初凝时间控制在56小时，终凝时间控制在78小时。图5.2.41 混凝土试配检验5.2.5 混凝土浇筑过程控制要点根据浇筑仓楼板现场情况确定合理的浇筑流程，整体浇筑方向为沿浇筑块的长边从一头向另一头推进，从而方便喷雾养护、收光、覆盖养护工作的流水衔接。要求在混凝土入模用
10、刮杆刮平后，开始喷雾养护，当现场风速较大时宜在浇筑仓周围搭设高度为34m,由两层密目网构成的围挡。 图5.2.51 混凝土入仓后喷雾养护在混凝土终凝前后进行第二或第三遍人工压抹、收光与抹光机收光工作，当浇筑面积较大时在进行最后一次收光工作的同时，进行覆盖薄膜、草袋工作。 图5.2.52 边收光边覆盖养护5.2.6 养护过程控制要点对于楼板使用一层薄膜加一层草袋保温、保湿洒水养护15天，薄膜起覆盖保湿作用，草袋起遮阳、蓄水作用。图5.2.61 薄膜加草袋保温、保湿洒水养护洒水养护15天后，掀除覆盖的草袋，但薄膜尽量一直保留，以减少后期干燥收缩的发展。图5.2.62 尽量保留的薄膜在楼层混凝土浇筑
11、完毕的24h以前，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，不允许吊卸大宗材料，避免冲击振动。24小时以后，可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事正常支模施工。6 材料与设备6.1 水泥水泥的品种与用量是影响混凝土力学性能与混凝土温度变形、自收缩变形、干燥收缩变形大小的重要因素。在选择水泥时应从水泥的标号、水泥熟料的矿物组成、水化热大小、水泥的细度等方面进行综合考虑，水泥铝酸三钙（C3A）宜小于8，使用时水泥的温度不宜超过60。其它质量指标应符合现行国家标准通用硅酸盐水泥G
12、B175-2007的规定。6.2 砂选择细骨料时应主要从细骨料的平均粒径、细度模数、颗粒级配与砂率等角度考虑。理想砂为石英含量高、颗粒形状浑圆、洁净、具有平滑筛分线、细度模数在2.83.6之间、平均粒径为3.8mm、含泥量（或石粉量）小于1.5、泥块含量小于0.5的中粗砂。其它质量指标应符合普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52-2006要求。6.3 石选择粗骨料时应从粗骨料的品种、力学性能、级配、颗粒形状大小、含杂质量、含泥量、吸水率等方面考虑。理想粗骨料为540mm连续级配花岗岩碎石粗骨料，粗骨料的含泥小于0.5，泥块含量小于0.2，其它质量指标应符合普通混凝土用砂、石质量及检验方
13、法标准JGJ52-2006要求。6.4 水拌合水的水质应符合现行行业标准混凝土拌合用水标准JGJ63的要求。6.5 掺合料粉煤灰掺到混凝土中后，能降低水化热，减少干缩，改善新拌混凝土的和易性，但早期强度较低。宜选用性能良好、各项指标符合国家标准的二级粉煤硝灰，CaO含量不超过10%，其它质量指标应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005要求。根据工程的需要确定粉煤灰掺量，楼板混凝土粉煤灰参量不宜大于20。掺入矿渣粉后胶凝材料水化热的发展规律类似于掺入粉煤灰，但矿渣粉降低水化热的效果低于粉煤灰，而早期强度略高于掺粉煤灰。矿渣粉宜与粉煤灰双掺使用，双掺时掺量不宜超过水泥用量的50。
14、矿渣粉各项指标应符合用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046要求。6.6 减水剂减水剂宜采用符合国家标准聚羧酸系高性能减水剂JG/T223-2007的聚羧酸减水剂。C30C35用量为0.8，C40则控制11.2。使用聚羧酸时必须注意聚羧酸的敏感性，装载聚羧酸的罐车不能与装载萘系减水剂的罐车混用，并要注意聚羧酸与水泥、掺合料的相容性。6.7 机具设备1、主要施工机具设备表6.7-1 主要施工机具设备序号机械名称型号单位数量用 途1混凝土泵机HBT60A台12泵送混凝土2混凝土罐车EQ5250JBF辆1520运输混凝土3振动棒ZN25台4振捣4收光机DMR800台2收光5喷雾器3WZ-
15、200L 台12喷雾养护6薄膜0.06mm厚平方米浇筑面积覆盖2.主要劳动力表表6.7-2 主要劳动力表部门名称岗位名称配备人数职责范围混凝土班组安全员1现场安全管理技术员1现场质量管理混凝土工15混凝土浇筑钢筋工4钢筋维护木工2模板维护架子工2支撑维护电工、气焊工1用电维护杂工1现场清理工作7 质量控制7.1 质量控制标准本工法实施过程中，以混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（2011年版）、混凝土结构设计规范GB50010-2010为依据进行质量控制。7.2 质量控制措施7.2.1 混凝土材料、配合比质量控制混凝土浇筑前派技术员到搅拌站，检查所用砂、石材料是否为规定品种
16、的材料，到拌合楼检查下料是否按规定配合比下料，检查混凝土出机工作性能是否满足要求。7.2.2 混凝土浇筑质量控制1）熟悉商品混凝土搅拌站与工地之间各时间段的交通状况，与交管部门联系，选择最节省时间的行走路线。2）根据现场平面布置输送泵摆放位置和场内交通情况，布置混凝土输送车的进出路线、等待区域、倒车区域、洗车区等，混凝土输送车较多时，安排专人指挥场内混凝土输送车的进出。3）混凝土浇筑前，选定责任心强、技术好的人员为振捣人员，针对楼板各个部位进行详细振捣交底，项目人员跟班作业，检查和监督振捣作业。4）浇筑过程中，项目人员跟班作业，检查混凝土塌落度与扩展度是否符合要求，并确保浇筑流程按交底进行，注
17、意浇筑速度避免出现施工冷缝。7.3 质量验收标准7.3.1 外观质量现浇结构的外观质量不应有严重缺陷。对已经出现的严重缺陷，应由施工单位提出技术处理方案，并经监理（建设）单位认可后进行处理。对经处理的部位，应重新检查验收。检查数量：全数检查。检验方法：观察7.3.2 尺寸偏差标准现浇结构不应有影响结构性能和使用功能的尺寸偏差。混凝土设备基础不应有影响结构性能和设备安装的尺寸偏差。对超过尺寸允许偏差且影响结构性能和安装、使用功能的部位，应由施工单位提出技术处理方案，并经监理（建设）单位认可后进行处理。对经处理的部位，应重新检查验收。检查数量：全数检查。检验方法：量测，检查技术处理方案。表7.3.
18、2-1 现浇结构尺寸允许偏差和检验方法项 目允许偏差（mm）检验方法轴线位置基础15钢尺检查独立基础10墙、柱、梁8剪力墙5垂直度层高5m8用经纬仪或吊线、钢尺检查5m10全 高（H）H/1000且30用经纬仪、钢尺检查标高层高10水准仪或拉线、钢尺检查全高30截面尺寸+8，-5钢尺检查电梯井井筒长、宽对定位中心线+25，0钢尺检查井筒全高（H）垂直度H/1000且30经纬仪、钢尺检查表面平整度8用2m靠尺和楔形塞尺检查预埋设施中心线位置预埋件10钢尺检查预埋螺栓5预埋管5预留洞中心线位置157.3.3 裂缝验收标准裂缝验收标准为楼板面不出现早期塑性收缩裂缝,楼板在水化热与各种收缩作用下不出现
19、宽度大于0.3mm有害裂缝。8 安全措施针对项目特点、施工现场环境、施工方法、劳动组织、作业使用的机械、动力设备、变配电设施、架设工具以及各项安全防护设施等制定确保安全施工、保护环境，防止工伤事故和职业病危害，从技术上采取的预防措施。8.1 安全教育1 技术工要进行三级安全教育，统一命题、统一考试、考试合格后方能上岗。2 做好特殊工种的培训工作，坚持持证上岗，未持证人员坚决不能上岗工作。3 坚持每周的安全例会制度,坚持经常性的安全活动制度并做记录。4 在安排施工任务时，必须进行专项有针对性的全面安全交底，履行签字。5 认真执行安全操作规程，严禁违章指挥，违章作业，违反劳动纪律。8.2 安全生产
20、的具体措施1 施工现场入口处及现场所有危险作业区域要挂安全生产宣传画、标语、安全危险标，提醒工人注意安全。2 施工前需进行各工种的安全交底，交底内容要有针对性。针对重点问题提出重点可靠的防护措施。并明确责任人是谁。3 任何人进入现场区域必须戴好安全帽，不准穿拖鞋，高跟鞋或赤脚，从事高空作业，要系好安全带，不得酒后上岗。4 特殊工种必需持证上岗，严禁非正式特殊工种代替特殊工种作业。5 加强现场临电管理，经常检查配电设备的安全可靠性，如有损坏，及时更换，除电工之外的任何工种不准私自接改电线，需用时应申请电工完成接线工作。6 现场围护栏杆，要严密稳固，电缆线不允许直接敷设在栏杆上。夜间施工时基坑边缘
21、要有明显的标志和有足够的照明。7 混凝土操作人员处于湿作业环境中，振捣操作时要戴好绝缘手套，穿好胶鞋。8 各种小型电动工具，必需由专人进行操作使用保管。9 现场照明灯具的架设高度要符合有关安全规程的要求，不低于2.5m。夜间施工必须有足够的照明设施。10 加强安全教育，落实安全责任，严格实行安全奖罚制度。9 环保措施1、 合理进行施工现场的平面布置，按照施工总平面布置图布置地泵和堆放各类材料，不得侵占场内道路及安全防护设施。2、 实行逐级防火责任制,参加义务消防队的人员组织经常性的业务学习和消防演习。3、 合理安排作业时间，在夜间振捣混凝土时，尽可能避免发生扰民情况出现。4、 夜间灯光集中照射
22、，避免灯光扰民。5、 混凝土罐车撤离现场前，派人用水将下料斗及车身冲洗干净。6、 现场管理人员、作业人员均要佩戴统一的出入证(身份卡),不得擅自进入机场一期跑道内。7、 各项施工任务，做到工完场清料净。8、 在施工区域与飞行区设置牢固可靠的围挡,与机场飞行区完全隔离开，面向飞行区的墙面涂刷反光标志漆。9、 机场补给管线及通信线路做出标识，确保机场补给管线及通信线路的安全。10 效益分析1、 跳仓法由于避免了施工后浇带封闭的等待时间与后浇带混凝土强度成长的等待时间，可以极大地缩短工期，尤其对于有预应力穿插的工程，可让预应力工程提前进行从而缩短整个工期。2、 在缩短工期的基础上，对于整个工程的施工
23、成本都有极大节约作用。3、 能很好地控制楼板早期裂缝与后期裂缝，节约裂缝治理成本并得到良好的社会效益。11 应用实例11.1 工程概况贵阳龙洞堡国际机场扩建航站楼工程B区3.885m与7.885m标高处，轴线尺寸为255m36.4m与255m116.2m，属超长、超宽预应力混凝土楼板结构，为缩短工期与节约施工成本采用跳仓工。通过理论计算结合各工序的穿插要求，确定的7.885m标高的255m36.4m楼板分仓与跳仓施工顺序如图111。图111 255m36.4m楼板分仓与跳仓施工顺序11.2 施工情况在两层楼板施工过程中，采取上述确定的跳仓施工顺序，并加强对施工过程中重点环节的控制，两层楼板的施工质量良好，达到了缩短工期节约成果的目标。此工法在本工程中得到了成功应用。
