浅述“跳仓法”控制结构裂缝

工程技术研究与案例分析论文浅述“跳仓法”控制结构裂缝1浅述“跳仓法”控制结构裂缝1工程现状近年来，各种超长超大的大型公共建筑如体育馆，工业厂房商贸中心等不断涌现，超长大体积混凝土结构的建筑越来越多，但防止超长大体积混凝土有害裂缝的产生一直是业内的一个难题，在往常的设计中，一般采取按照规范设计和规范要求设置伸缩缝和后浇带，进行分段施工的方法。但通过设置伸缩缝和后浇带来进行大体积混凝土裂缝控制会导致一系列问题，由于后浇带留置的时间较长，许多的建筑垃圾落入带中，难以清理，从而影响工程质量；后浇带的留置需采取防水措施，施工工序复杂，影响工期，增加了造价成本；后浇带的设置影响了结构整体性、抗震性、耐久性、抗渗性等。为克服这些问题，中国著名裂缝控制专家王铁梦教授提出了大体积混凝土“跳仓法”施工，不少的工程实例证明该法对于减少超长大体积混凝土的裂缝效果显著。2跳仓法的含义跳仓法是基于“抗放兼施，以抗为主，先放后抗”的设计原则，把超长（或超宽）的混凝土块体划成若干个分块，进行隔块跳仓浇筑，分块封仓，从而取消后浇带，达到控制裂缝的混凝土浇筑施工方法。所谓“抗放兼施，以抗为主，先放后抗”是指由于混凝土早期阶段，温差收缩变形较大，把大体积混凝土划分成若干分块（30~40m）每块即是一仓，施工期间实现分块跳仓浇筑（临仓浇筑需7~10d有的间隔），在较短范围内就能释放应力，等到混凝土早期较大的应力、温差和收缩变形释放后，再把分块边浇筑成整体。3跳仓法的原理超长、大体积混凝土结构由于温度收缩引起的裂缝，实质是跟“抗”和“放”密不可分的。所谓“放”是指为了减少混凝土内残余应变，减少裂缝，在混凝土浇筑完以后采取有效措施让其充分收缩，所谓“抗”是指通过采取各种方法，提高混凝土抗拉强度，以减少裂缝的产生。而混凝土浇筑完成后，早期的温差、收缩大，后期的温差、收缩小，所以跳仓法采用先“放”后“抗”的方法，把大变形大收缩释放，即在早期隔块跳仓浇混凝土，(此时的混凝土抗拉强度较低)通过分块（短距离）释放温度应力及大部分变形，后期就把分块封仓，靠混凝土的抗拉能力承担温度应力，达到控制裂缝的目的。因为当2混凝土的抗拉强度大于混凝土温度应力、收缩应力时，混凝土就足以抵抗，而不因内外温差或混凝土收缩而产生裂缝。且封仓后及时做防水、回填土等措施，可以避免大体积混凝土长时间暴露在空气中，使结构承受的收缩和温差作用减到最低，也能达到裂缝控制的作用。4调仓法的特点（1）采用跳仓法施工，把整体结构划分为各个分块，能极大地容许结构变形，释放或减少结构的收缩应力，从而避免产生裂缝。（2）施工工艺简单，不需购置专门设备、机械，仓间垃圾清理方便，保障混凝土有效结合，简化混凝土剔凿、后浇带模板制作等等工艺，简化了施工步骤，且能实现流水施工，从而有效缩短工期，加快施工的进度。（3）取消后浇带，提高了结构整体性、抗渗性等，不影响后续施工，保证了工程质量。（4）无需在混凝土中掺入膨胀剂，降低了工程造价，创造经济效益，可用施工缝代替后浇带，跳仓法由于浇筑的连续性，不需要特意处理施工缝，同时施工缝数目比后浇带法减少一半，保障了低渗透性，即使偶尔渗水也可以简单处理。5跳仓法施工注意要点（1）利用“抗放兼施、先放后抗、以抗为主”的原理，经分析科学划分“跳仓块”，采取材料、结构、施工管理综合措施，严格实施有效控制混凝土早期裂缝。划分的每个分块不宜过大，一半在40m以内。混凝土裂缝的产生主要是由于大体积混凝土截面尺寸过大，硬化的过程中，释放的水化热产生温度变化、混凝土收缩而过大的截面尺寸又约束其释放能量，导致产生温度应力、收缩应力，从而产生裂缝。所以混凝土分块不宜过大，否则约束还是大，易产生裂缝。（2）仓间的混凝土浇筑时间间隔不宜太短。间隔时间太短，容易导致开裂。（3）水泥用量不宜多，混凝土应及时养护，这是防止裂缝产生的重要措施。（4）为提高混凝土结构极限抗拉强度，施工中在保护层过厚或梁窝处加设抗裂构造钢筋。提高各楼层混凝土梁板配筋率，采用合理的混凝土强度等级，保证混凝土的极限拉伸值。长墙配小直径!高密度水平钢筋置于主筋外侧，底板加铺钢筋网，以增加混凝土抗裂能力。3（5）选择低收缩性水泥，优化混凝土配合比，严格控制水泥用量，从而有效控制混凝土温度应力和减少混凝土收缩变形。（6）严格控制混凝土原材料中粗细骨料含泥量和混凝土坍落度，进一步提高混凝土抗拉强度及抗拉伸变形能力。（7）加强信息化施工，采用测温法实现温控。采用塑料薄膜保湿加草袋保温的综合养生措施尽快回填覆土，以达缓慢降温，充分发挥混凝土的应力松弛效应，降低约束应力。混凝土的温度应力与结构长度并非线性关系，超长结构的混凝土裂缝是可控的。超长、超宽、超厚的大体积混凝土结构不设变形缝和后浇带，利用不加任何膨胀剂的常规混凝土采取“分块跳仓法浇筑综合技术措施”，可有效控制混凝土有害裂缝，确保了工程抗裂安全度，较目前国内外常用的施工方法具有创新性，突破了国内规范中地下长墙变形缝许可间距的规定。6跳仓法施工时混凝土的裂缝验算6.1计算混凝土的收缩量0.010123(1)ttMMMe（）=--式中：（t）任意时间的收缩；-400==3.32410--（）最终收缩，在标准状态下；110MM考虑各种因素非标准条件的修正系数。6.2计算混凝土收缩当量温度T11(t)(t)/()T为混凝土的线膨胀系数。6.3计算混凝土水化热温升T22max1234TTTKKKKT式中：混凝土结构水化热温升（℃）；1K水泥强度等级修正系数；2K水泥品种修正系数；3K水泥用量修正系数；44K模板修正系数。6.4综合温差123TTTT115T式中：天时的温升；230T天时的温升；3T外界气温差。6.5混凝土极限拉伸（考虑配筋影响）4(t)0.5(1/)10patfdd式中：混凝土中混凝土中钢筋直径；tf混凝土抗拉强度标准值；--配筋率6.6计算最小裂缝间距，即最小跳仓块长度minLcosh()xPTHErCT4310;EEMpa式中：混凝土弹性模量，混凝土线膨胀系数；mmH混凝土板厚（）；T综合温差；xC--地基或基础水平阻力系数；P混凝土配合比有所不同。57跳仓法总结跳仓法施工，改变了通常的后浇带做法，能有效降低工程造价，简化施工工艺，加快施工进度，加强混凝土结构的整体性!抗渗性等，提高工程整体的质量。跳仓法施工技术不止可以应用于地下工程，也同样适用于超长大体积混凝土地上工程，在很多工程实例中，跳仓法都得到成功应用，比如首都国际机场新航站楼等，可见该法具有广泛的应用前景。但跳仓法理论研究滞后于工程实践，仍需广大学者不断深入研究与探索。8《工程技术研究与案例分析》课程总结及致谢首先感谢于德湖老师、曲成平老师和张纪刚老师对《工程技术研究与案例分析》这门课生动的讲解，老师们将自己多年沉淀的理论与实践的经验倾囊相授，将我们所学的专业知识穿插进实际的工程案例分析中，使我们对工程问题有了更加直观的了解，加深了对学过知识的具体了解。这门课给我印象最深的是于老师鼓励大家要对现有的规范强条提出自己的想法，批判性的对待已经存在的设计要求。另外要培养对专业知识感性认识，对待工程中类似裂缝等问题，把握好主要分析问题的方向，运用所学知识分析原因、提出解决方案。老师带领大家一起探讨实际中出现的工程质量问题，如：楼倒倒、楼亲亲等。通过学生课下资料收集、课上提出自己的思路、同学之间互相讨论、老师对问题进行解答，这种“教”与“学”，让同学们真正参与到课程中，学到的不仅仅是理论知识，还会提高独立思考、勇于表达自己的想法的能力。《工程技术研究与案例分析》是一门非常成功的课程，有别于其他理论课的枯燥，带给同学们生动的知识，感谢老师们。