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“跳仓法”是一种非常有效的混凝土裂缝控制新技术，该技术在厦门市多个大型工程项目中应用，取得了明显的社会效益和经济效益。日前，林树枝博士对“跳仓法”施工技术做了系统全面的研究，总结分析了厦门市多个成功的工程实例，内容丰富，分析透彻。现将相关内容分享如下： 2016年，厦门市重大工程结构裂缝控制研究中心正式成立，中心从设计、材料、施工、养护、检测与评估等方面，系统的研究重大工程结构中大体积混凝土的开裂问题，为城市建设中重大工程结构普遍存在的开裂问题提供系统的解决方案。中国结构工程大师、国家科技进步特等奖获得者、权威结构裂缝控制专家王铁梦教授担任中心的名誉主任及技术总指导。 根据王铁梦教授的研究，混凝土裂缝主要分为三类：第一类为荷载效应引起的裂缝，例如恒载、活载及其他荷载；第二类是变形效应引起的，例如地基沉降，温度效应，收缩作用等；第三类为前两者共同作用。第二种类型占到裂缝成因的80%左右，因此，大体积混凝土主要应控制温度效应引起的裂缝。 混凝土温度裂缝控制方法 （1）永久性伸缩缝：永久性伸缩缝是在建筑物水平方向按一定的间距设置永久性构造缝，将建筑物分切成若干个独立的部分，使建筑物可以做自由伸缩变形。但永久性伸缩缝存在伸缩缝容易渗漏，难以修补，若竖向贯穿建筑物，还会使建筑立面不完整，影响立面景观。 （2）后浇带：后浇带对释放混凝土的温度、干缩等变形具有良好作用，但无论是温度后浇带还是沉降后浇带，均存在封闭前垃圾易掉入后浇带中，清理很困难，一旦垃圾清理不彻底，就会造成渗漏隐患。 施工期间，后浇带长时间不能封闭，地下水位高或下雨时，长期处于漏水状态，严重影响后续施工。后浇混凝土与原混凝土交接处因干缩程度不同易引起开裂。浇筑后浇带时，混凝土布料机和塔吊都无法使用，整个浇筑工期较长。 （3）跳仓法：“跳仓法” 是在传统的留置永久性伸缩缝和“后浇带”方法的基础上发展起来的一项新的施工技术。“跳仓法”可取代永久性伸缩缝或后浇带，是解决超长混凝土结构不设缝的一种有效方法。 “跳仓法”的基本原理 把超长结构按长宽各30—40m分为独立块体。早期隔块跳仓浇筑，后期分块封仓。跳仓的间隔时间一般为7—10天。早期混凝土主要靠分块释放温度应力，后期主要靠混凝土的抗拉能力承担温度应力。 当超长结构纵向长度超过规范限制长度且横向长度较短时，可以按一个方向将建筑平面进行分块，是一维的“跳仓法”。当超长结构纵横两个方向都超过规范长度时，可以按纵横两个方向对建筑平面进行分块，是二维的“跳仓法”。
混凝土的温度收缩应力与长度呈非线性关系，在较短关范围内有显著影响，在较长范围内应力趋近于常数，与长度无关。
混凝土结构早期出现较大的温度收缩应力，后期承受较小的温度收缩应力，逐渐趋于稳定；混凝土强度和变形性能随时间增长，较高的温度收缩应力及差异沉降应力在早期显著，后期较轻，逐渐趋于稳定，混凝土温度收缩作用是短期效应。 将超长大体积混凝土结构先分成若干小块跳仓浇筑，可释放掉大部分早期收缩应力和差异沉降应力，间歇时间不少于7天再进行封仓浇筑，后期的应力较小，而混凝土的抗力有所提高，承受后期的拉应力，即采用“先放后抗”、“抗放结合”、“以抗为主”的技术措施。 常温下，混凝土在5-7天后，强度即可达到设计值的60%左右。这就为“跳仓法”七天后采用“抗”的方式，提供了足够的强度。
超长结构的抗裂设计 混凝土的极限拉伸可以通过减小钢筋直径以及提高配筋率，即采取“细而密”的构造钢筋来提高钢筋混凝土抗温度裂缝能力。混凝土的弹性模量比钢筋的弹性模量小7～15倍，在一定范围内提高配筋率可提高混凝土的抗裂能力。 传统配筋设计与跳仓法配筋设计对比表（以地下室为例）
不过，配筋率也不宜太高。实验表明：当配筋率小于1.0%,裂缝宽度随着配筋率的增加能显著地减小。当配筋率大于1.0%，随配筋率增加，裂缝宽度减小的趋势己变得很缓慢,并且裂缝数量随着配筋率的提高而骤增，因此过高的配筋率对于裂缝控制已没有作用。
对于超长地下结构，可采取以下抗裂措施： （1）板配筋加强措施：地下结构顶板、底板设置外侧纵向通长温度钢筋（钢筋“细而密”）该通长钢筋采用焊接接头。 （2）梁配筋加强措施：超长方向的顶板梁或底板梁，除按计算配筋外，适当增加梁侧纵向构造钢筋（腰筋）的配筋率及减少间距，腰筋接头采用焊接接头，腰筋锚入支座长度≥La。 （3）外墙配筋加强措施：地下结构侧墙的墙顶和墙底设置暗梁，且外墙及较长内墙的水平向纵筋率适当提高并减少间距，水平向纵筋放置于外侧。 （4）约束软化措施：通过减少约束度，让混凝土在受到温度作用时，有更大的变形自由度，可明显降低温度应力。对于岩石基础等约束度大的地基，可以设置滑动层，以减少约束度，如：增设柔性防水层、碎石垫层、沥青砂垫层、水泥砂浆层都能起到一定的软化约束效应。侧墙或顶部设置防水卷材和挤塑板保护层也能起到软化约束作用。 综合技术措施 （1）利用 “抗放兼施、先放后抗、以抗为主” 的原理，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，有效控制混凝土的早期裂缝。 （2）长墙配小直径、高密度水平钢筋，并置于主筋外侧，底板加铺钢筋网，以增强混凝土抗裂能力。 （3）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。 （4）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极限拉伸变形。 （5）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护措施，尽快回填覆土，以达到缓慢降温，充分发挥混凝土的应力松弛效应，降低约束应力。 施工技术要求 （1）加强施工管理，严格落实施工管理措施，避免因施工不当引起混凝土开裂； （2）不设伸缩缝、沉降缝及后浇带，不埋冷却管。 （3）加强二次振捣。二次振捣可使骨料界面之间结合更加紧密，进而提高混凝土的匀质性和抗渗能力。二次抹面可提高混凝土的表面强度，并消除干缩导致的塑性收缩裂缝； （4）加强保湿养护。特别是加强混凝土浇筑后三天内的早期养护，初凝前应采用多次压光及加强潮湿养护，以确保混凝土不出现早期表面裂缝。
厦门梧村汽车站地下商业街 地下商业街，420米长，42米宽。采用跳仓法，无缝施工，地下室南北区各分为12个仓。
设计优化： 结构布置：顶板主要采用单向（纵向）框架梁，板沿着横向为四跨连续单向板，纵向仅考虑双层外侧构造钢筋以抵消部分温度应力，地下室底板为了适应逆作法的需要，多数采用无梁楼盖的方式。 配筋加强措施：纵向（超长方向）的配筋率0.25%以上， “细而密”的温度筋布置于受力筋外侧。 模板优化做法：砖胎地模侧均设置柔性夹层以减少地基土的约束。 施工缝处理：设置止水钢板与铁丝网板，顶板外打毛后覆盖钢筋带。
材料控制： （1）采用60天或90天强度的混凝土配合比。 （2）混凝土配合比中尽量降低胶凝材料含量，总量在360kg以下； （3）用水量不超过165kg； （4）水泥用量不大于220kg； （5）掺合料以I级粉煤灰为主，磨细矿粉为辅； （6）水胶比控制在0.4 ～0.5之间； （7）出厂坍落度应根据运输距离，保证现场坍落度140mm 以内； （8）保证混凝土入模温度在30℃以内，如有困难应加入冰屑，砂率不大于42%； （9）水泥品种尽量采用普通硅酸盐水泥，不用矿渣水泥或纯硅酸盐水泥，不用带“R”的早强水泥； （10）不掺特殊外加剂及特殊纤维。减水剂须采用聚羧酸高效减水剂； （11）砂石骨料严格控制含泥量：粗骨料<1%，细骨料<3%，严格控制泥块及针片状含量；粗骨料用二级配，最大粒径31.5mm；骨料应遮盖，避免在阳光下暴晒。 施工措施： 从中间向两侧跳仓，跳仓间隔时间7天以上，且每仓均一次性浇筑； 现场专人严格检测砼塌落度与入模温度，不符合要求的退回； 浇筑工艺：分区定点、循序渐进、一个坡度、一次到顶； 初凝前二次或多次以上压光，之后进行人工喷雾养护； 砼终凝后立即铺塑料薄膜与养护毯，对养护毯定时浇水保持润湿，在砼上方搭设黑色纱帘作遮阳棚； 养护时间≥14d，揭开覆盖层待风干后顶板涂上“永凝液”两遍，等24小时后做一层高分子卷材，然后卷材表面抹上砂浆保护层，最后尽快覆土回填。
厦门海峡交流中心二期工程 厦门海峡交流中心二期 B地块位于厦门国际会展中心北侧，上部为两栋超高层塔楼，裙房五层，地下室为三层大底盘地下室。地下室南北长236.7m，东西宽189.2m，占地48950m2，与周围在建几个地块的地下室相连成为超大地下综合体。 由于本工程位于海边，地下水位很高且有腐蚀性，若采用众多后浇带，则地下室将不可避免进水，将影响施工与工程质量；同时本工程工期较紧，部分裙房可能先期投入使用，采用后浇带会影响工期。在王铁梦教授的指导下，本工程采用跳仓法施工。
地下室底板、地下二层、一层及地下室顶板共四块板均采用跳仓法，共分为34个仓，其中两个仓为塔楼桩筏基础，分南北两区各17个仓块，每个仓块长度40m以内；分仓布置如右图所示： 南区跳仓顺序为：4→6→11→17→23→32 南区封仓顺序为：3→5→10→12→16→22→31→30 北区跳仓顺序为：2→7→9→14→20→27 北区封仓顺序为：1→8→13→19→25→26→28→29
胶凝材料： 水泥：采用普通硅酸盐水泥， 粉煤灰：掺入I级粉煤灰， 减水剂：采用聚羧酸高效减水剂 砼配合比设计要求： 采用60天强度标准作为砼配合比设计及质量验收依据。 降低水泥用量，减少水化热、减少收缩。 减少用水量，控制水胶比，减少收缩。 采用聚羧酸高效减水剂，保证砼的和易性并减少收缩。 控制砼坍落度，泵送砼坍落度为：120±20mm。 砼浇筑要求： 砼浇捣过程中振捣工作必须认真、细致；不得漏振、过振；砼浇筑完成初凝后，立即进行砼表面二次抹压，控制砼早期塑性收缩裂缝。
砼养护要求： 砼在二次抹压完成后，即进行保湿、保温养护。保湿，主要采用喷雾及薄膜覆盖。
施工工艺要求： 对相邻仓位间隔施工，间隔时间控制在5~7天，释放砼早期收缩；相邻施工仓位间施工缝设置钢板止水带(300mm宽，3mm厚)；节点做法如下图。
本项目采用“跳仓法”替代了原设计的27条后浇带。在塔楼主体结构施工的同时，得益于“跳仓法”的无缝施工，地下室和裙房可先行装修，提前交付使用，这即降低成本，又缩短工期。 本项目各参建方密切配合，设计、材料、施工等环节管控到位，工程质量优良，地下室不裂不渗不漏，达到了预期的效果。
厦门宝龙一城 宝龙一城超长超宽地下室，共两层，单层面积约6万平方米，长300米，宽250米，采用“跳仓法”无缝施工。
掺合料优化方案： 掺合料＜40% (23%粉煤灰,15%矿渣粉，外加剂掺量1.8%)。将粉煤灰和矿渣粉的含量提高到142kg。水泥用量减少到232kg。粉煤灰和矿粉替代了部分水泥，减少水泥用量，直接减少水化热，降低温度应力。同时还略降低了水的用量，减少混凝土干缩。
底板分为9个仓区施工段，每个仓区最大的控制在长80米，宽40米以内，如图所示。施工顺序：⑤ → ① → ⑧ → ② → ④ → ⑦ → ③ → ⑥ → ⑨。
考虑剪力墙受到底板的约束力较大，结合剪力墙裂缝控制措施，顶板和剪力墙分仓重新调整。在底板分仓基础上，采取一分为二的办法。地下室负二层顶板、负一层顶板以及剪力墙分为18个仓区施工段，浇筑顺序按底板分仓方式依次进行。
跳仓施工缝采用钢丝网，施工缝表面粗糙，不需要凿毛，清洗后即可进行第二次砼浇筑，接缝处两次浇筑混凝土粘接紧密。施工缝两边混凝土要振捣密实，每次浇筑完毕后施工缝处宽500mm的混凝土表面要用人工两遍收光。
效果展示： 地下室拆模后，因没有后浇带，形成了大空间，为砌体、机电安装提前进场提供了工作界面，节省了工期。本项目采用的“跳仓法”无缝施工技术，施工效果良好，不渗不漏，经专家论证，达到了国际领先水平。
“跳仓法”要点归纳 实践表明：裂缝应从设计、材料、施工入手进行全过程控制。 设计：釆用“细而密”的钢筋提高结构的抗拉能力；底板设置防水卷材等柔性材料作为“滑动层”，减少约束；设置温度构造钢筋，提高结构抗拉能力。 材料：利用混凝土60天或90天的后期强度，降低混凝土的强度等级；采用低水化热水泥，控制水灰比、砂率，控制骨料级配、含泥量，减少水泥和水的用量，取消膨胀剂、掺入高效减水剂，用粉煤灰和矿粉取代部分水泥，通过这些措施，降低水化热，减少混凝土温升，避免混凝土开裂。 施工：控制入模温度，二次振捣、二次抹压，确保混凝土浇筑密实，采用“塑料薄膜 土工布”保温保湿养护，以减少温度骤变产生的温度应力。 结束语 实践证明：“跳仓法”是一种非常有效的混凝土裂缝控制新技术，具有裂缝控制效果优良、施工可操作性强、工期短、节省造价等突出优点。该项技术在厦门市多个大体积混凝土地下工程建设中发挥了巨大作用，取得了显著的社会效益和经济效益。这项成果对同类超大型地下结构工程的裂缝控制有重要借鉴价值，具有广阔的推广应用前景。 致谢 本项研究在王铁梦教授的具体指导下进行。王铁梦教授对厦门梧村汽车站地下商业街、厦门海峡交流中心二期工程、厦门宝龙一城等项目实施的“跳仓法”施工做了全面的技术把关。研究生黄伟鹏、蔡伟参与相关研究。部分图片资料来自各项目的业主、设计、施工、监理单位。仅此，向王铁梦教授，向各项目的参建单位，向参与研究的相关人员表示衷心的感谢。 |
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