前沿拓展：牙齒矯正縫沒有完全關(guān)閉
1、現(xiàn)狀
在現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常碰到超長(zhǎng)超大地下室（包括底板、樓板、地下室外墻等），大尺寸往往在200m以上。
超長(zhǎng)超大地下室需要解決三個(gè)問題，其一，混凝土在凝結(jié)過程中的收縮問題；其二，超長(zhǎng)超大混凝土在使用過程中的應(yīng)力問題；其三，由上部結(jié)構(gòu)高度差異、基礎(chǔ)形式差異、地基持力層差異等因素引起的豎向變形差。
針對(duì)前兩個(gè)問題，設(shè)計(jì)師通常采用設(shè)置伸縮縫或伸縮后澆帶及其他措施，比如附加鋼筋、添加膨脹劑、添加纖維、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等；針對(duì)后一個(gè)問題，通常采用設(shè)置沉降縫或沉降后澆帶的措施。
由于地下室設(shè)縫，對(duì)后期使用影響較大，難免出現(xiàn)漏水等問題，所以，現(xiàn)在的主流趨勢(shì)是，如果后澆帶可以解決問題，就盡量不設(shè)縫。
2、設(shè)置后澆帶的問題然而，設(shè)置后澆帶，依然存在不少問題：1）施工困難，質(zhì)量難以，后澆帶封閉澆筑前，地下室始終處于漏水狀況，雨水、雜物和各種形式垃圾進(jìn)入后澆帶內(nèi)，造成污染并使鋼筋銹蝕。清理時(shí)要花很多勞動(dòng)力，鋼筋除銹不僅費(fèi)工且不宜除凈，影響質(zhì)量；2）沉降后澆帶長(zhǎng)期存在（一般到主樓封頂方可封閉），容易造成隱患，尤其對(duì)于深基坑的隱患尤為嚴(yán)重；3）沉降后澆帶長(zhǎng)期存在，高水位地區(qū)（尤其是承壓水）必須長(zhǎng)時(shí)間降水，嚴(yán)重影響施工開展，施工費(fèi)用高、浪費(fèi)水資源，不僅不符合綠色施工，且有可能影響周圍建筑物；4）在后澆帶混凝土澆筑時(shí)，因該處結(jié)構(gòu)早已封閉，因此混凝土運(yùn)輸十分困難，泵送混凝土無法使用。只能采用人工運(yùn)輸緩慢澆筑，還要派專人養(yǎng)護(hù)14天，且零星分散不好管理。根據(jù)項(xiàng)目反應(yīng)，后澆帶后期澆筑果往往不理想，驗(yàn)收時(shí)常發(fā)現(xiàn)后澆帶自身開裂問題；5）嚴(yán)重影響模板周轉(zhuǎn)，因后澆帶（指樓蓋）兩側(cè)板、兩底模、支撐都不能拆除，很大一部分的模板長(zhǎng)期無法周轉(zhuǎn)，尤其是沉降后澆帶幾個(gè)月甚至1~2年無法拆除；6）影響施工進(jìn)度：影響機(jī)電、裝修的立體交叉作業(yè)；影響構(gòu)件堆放、吊裝；7）沉降后澆帶未封閉前，地下室頂板回填土無法回填，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地?zé)o法平整使用，造成道路不通順，給整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)施工造成了極大困難。
3、解決方式-跳倉(cāng)法國(guó)內(nèi)針對(duì)超長(zhǎng)大體積混凝土采取主動(dòng)裂縫控制技術(shù)從第一代的“變形縫法”，進(jìn)化到第二代“后澆帶法”，針對(duì)第2節(jié)中提到的問題，又進(jìn)化到第三代“跳倉(cāng)法（無縫分塊防抗法）”。
跳倉(cāng)法，是將結(jié)構(gòu)按不開裂長(zhǎng)度進(jìn)行分倉(cāng)，根據(jù)混凝土供應(yīng)條件對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)采取跳倉(cāng)澆筑的方法施工，相鄰倉(cāng)的間歇時(shí)間為7d，此期間混凝土應(yīng)力得到松弛，抗拉性能得到提高，前后倉(cāng)應(yīng)力疊加，降低拉應(yīng)力，有利控制溫度收縮應(yīng)力和有害裂縫的出現(xiàn)，避免采用性變形縫和后澆帶。跳倉(cāng)法是將后澆帶法兩縫變一縫（施工縫），縫中設(shè)置鋼板止水帶。
跳倉(cāng)法的基本原理是“抗、放結(jié)合，先放后抗”，“放”的思想與施工后澆帶原理一樣，就是切開構(gòu)體釋放收縮應(yīng)力。膠凝材料（水泥）水化放熱速率較快，1d~3d達(dá)到峰值，以后迅速下降，經(jīng)過7d~14d接近環(huán)境溫度?！翱埂钡乃枷胧窃诓辉黾幽z凝材料用量的基礎(chǔ)上，盡量提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，主要從控制混凝土原材料性能、優(yōu)化混凝土配合比入手，包括控制骨料粒徑、級(jí)配與含泥量、盡量減小膠凝材料用量與用水量，控制混凝土入模溫度與入模坍落度，以及混凝土“好好打”混凝土的均質(zhì)密實(shí)等方面。
跳倉(cāng)平面布置方式
4、跳倉(cāng)法的應(yīng)用跳倉(cāng)法起源于工業(yè)建筑領(lǐng)域，在20世紀(jì)70年代，武鋼（箱筏設(shè)備基礎(chǔ)總長(zhǎng)686m）、上海寶鋼（箱形設(shè)備基礎(chǔ)總長(zhǎng)912m）建設(shè)時(shí)期，王鐵夢(mèng)教授即采用了跳倉(cāng)法整體施工，不留后澆帶，取得了很好的果并積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
隨著超長(zhǎng)、深基坑民用工程越來越多，部分大型民用工程嘗試了跳倉(cāng)法，比如貴陽(yáng)機(jī)場(chǎng)樓板、沈陽(yáng)萬達(dá)底板、廈門國(guó)際會(huì)議中心樓板、海峽交流中心底板等。
2013年，北京市著手編制北京市地方標(biāo)準(zhǔn)，并于2015年8月正式實(shí)施DB11/T1200-2015 《超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)法技術(shù)規(guī)程》，此時(shí)，北京市采用跳倉(cāng)法施工的項(xiàng)目已有60余項(xiàng)，全國(guó)有150余項(xiàng)。
隨后，跳倉(cāng)法逐漸在全國(guó)民用工程中推廣，多地多部門成立了結(jié)構(gòu)裂縫控制中心（跳倉(cāng)法為其中一個(gè)重要措施）。應(yīng)用實(shí)例包括：廈門梧村汽車站地下商業(yè)街、廈門寶龍一城、廈門海峽交流中心二期、雄安新區(qū)雄東片區(qū)A單元安置房、深圳前海周大福金融大廈工程、廣州知識(shí)塔項(xiàng)目、海口美蘭機(jī)場(chǎng)、杭州世博中心項(xiàng)目等。
2019年11月28日，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)布了T/CECS 640-2019 《超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)法技術(shù)規(guī)程》。該規(guī)程已于2020年4月1日實(shí)施。
其實(shí)，即使翻開《高規(guī)》(JGJ3-2010),13.9.7條，"超長(zhǎng)大體積混凝土施工可采取留置變形縫、后澆帶施工或跳倉(cāng)法施工"。
可見，無論是應(yīng)用實(shí)踐，還是規(guī)范條文，跳倉(cāng)法都是一項(xiàng)成熟的控制超長(zhǎng)大體積混凝土裂縫的措施。
跳倉(cāng)法施工示意圖
5、跳倉(cāng)法的問題跳倉(cāng)法的概念簡(jiǎn)單，對(duì)工程管理確實(shí)有很多好處。如果我們?nèi)ニ阉魈鴤}(cāng)法的相關(guān)文獻(xiàn)，幾乎清一色的贊譽(yù)之詞。
但是，凡事，有利總有弊，我們既要關(guān)注跳倉(cāng)法的優(yōu)勢(shì)，也要看到它的不足。
我們回想一下，相比后澆帶，跳倉(cāng)法的問題是什么？
跳倉(cāng)法加快了混凝土的合攏時(shí)間。
按照《高規(guī)》，后澆帶的合攏時(shí)間為45d；跳倉(cāng)法的混凝土合攏時(shí)間約為7d。
參考王鐵夢(mèng)《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》(第二版)：
任意時(shí)間混凝土收縮量計(jì)算公式為：
7d，混凝土的收縮應(yīng)變約完成7%；45d，完成36%；90d，完成60%；
任意齡期混凝土彈性模量計(jì)算公式為：
不同齡期抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式如下：
大致可以推算，第7d，混凝土合攏后，至第45d，混凝土發(fā)生的收縮應(yīng)變約為0.94e-4（相當(dāng)于溫差9.4℃），此期間，混凝土的平均彈性模量取為2.39e4（以C40為例），則對(duì)應(yīng)的收縮拉應(yīng)力約為2.25Mpa。也就是說，因?yàn)榛炷撂崆昂蠑n，約增加了2.25Mpa的收縮拉應(yīng)力。
混凝土的平均抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值約為2.1Mpa，依靠混凝土自身的抗拉強(qiáng)度抵抗收縮拉應(yīng)力，略顯不足。
第二個(gè)問題，無論是跳倉(cāng)法還是后澆帶，都是解決混凝土施工期間的收縮問題，不能解決后期使用期間的溫度應(yīng)力。
因此，規(guī)范也明確，跳倉(cāng)法的實(shí)施范圍為工業(yè)與民用建筑地下室，因?yàn)榈叵鹿こ淘诘叵峦粱靥钜院?，以及正常使用階段，溫度變化較小，后期使用期間的溫度應(yīng)力也較小。
第三個(gè)問題，跳倉(cāng)法不能解決結(jié)構(gòu)沉降差，所以，并不能因?yàn)椴捎锰鴤}(cāng)法，而取消沉降縫或沉降后澆帶。但是，我們想一想，如果保留沉降縫或沉降后澆帶，跳倉(cāng)法的優(yōu)勢(shì)就會(huì)大打折扣。
所以，推進(jìn)跳倉(cāng)法工藝的專家們進(jìn)一步研究了設(shè)置沉降后澆帶的必要性。他們指出，主樓與裙樓之間的地基反力及沉降變形是漸變的，不存在的變形差，并通過很多實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)說明這個(gè)問題。
主裙樓交接處沉降漸變
文獻(xiàn)給出了幾個(gè)取消沉降后澆帶的實(shí)例。
1）北京麗澤商務(wù)區(qū)中心F02、F03地塊，3棟塔樓，1棟200m，1棟150m，1棟120m，裙房5層，地下4層，埋深23m。塔樓、裙房均采用天然地基，持力層為卵石，150m、120m高塔樓采用平板式筏基，裙房采用獨(dú)立柱基、墻下條基加防水板。裙房獨(dú)立柱基加防水板，板下設(shè)聚苯軟墊。施工期間150m、120m高塔樓與裙房之間均未設(shè)置沉降后澆帶。
2）北京中國(guó)尊項(xiàng)目，主塔樓地上108層，建筑高度528m，地下7層，埋深38m，局部40m，采用樁筏基礎(chǔ)，主塔樓兩側(cè)純地下室部分采用天然地基，持力層為黏性土層。塔樓與純地下室之間過渡區(qū)亦有布樁；所有樁均采用樁側(cè)樁端后注漿。該工程528m主塔樓與相鄰純地下室之間未設(shè)沉降后澆帶。
接下來，我們按廣東省的典型項(xiàng)目進(jìn)行推算。
在廣東省，很多超高層項(xiàng)目都采用微風(fēng)化嵌巖樁，微風(fēng)化巖的壓縮可以忽略，樁變形主要由樁身壓縮引起。樁承載力特征值主要由樁身強(qiáng)度控制，即0.75fcAp，假設(shè)樁身強(qiáng)度利用率為80%，則基本組合下，樁反力約為0.8X0.75fcAp，基本組合的驗(yàn)算工況為1.3D+1.5L，樁身壓縮變形按準(zhǔn)組合考慮，即1.0D+0.5L，假設(shè)活載為恒載的10%，則基本組合與準(zhǔn)組合的換算系數(shù)為1.38，即準(zhǔn)組合下，樁反力為0.8X0.75fcAp/1.38=0.435fcAp。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，彈性模量為3.45e4Mpa，對(duì)應(yīng)壓縮應(yīng)變?yōu)?.91e-4，當(dāng)樁長(zhǎng)為35m時(shí)，壓縮變形為10mm，考慮混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的收縮徐變應(yīng)，終，樁的壓縮變形約為20mm。
假設(shè)裙房采用樁基礎(chǔ)，裙房也會(huì)有一定沉降，則塔樓與裙房之間的沉降差小于20mm。
參考《跳倉(cāng)法規(guī)程》4.1.3條，主樓、裙房或地下車庫(kù)的基礎(chǔ)采用樁基，經(jīng)計(jì)算相鄰跨的柱或墻不均勻沉降值小于L/500，或差異沉降小于30mm，可以不設(shè)置沉降后澆帶。
如果各位朋友有嵌巖樁的沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，歡迎交流討論。
6、跳倉(cāng)法的加強(qiáng)措施相比設(shè)置后澆帶，跳倉(cāng)法的溫度收縮應(yīng)力更大，那么請(qǐng)問，我們需要采取什么加強(qiáng)措施？
抱歉，規(guī)范和文獻(xiàn)并沒有給出我們期待的加強(qiáng)措施。
規(guī)范的要求主要針對(duì)混凝土的配合比、養(yǎng)護(hù)、施工等方面。和設(shè)計(jì)相關(guān)的主要是這條，建議在設(shè)計(jì)圖紙中明確采用60d或90d齡期的強(qiáng)度指標(biāo)作為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
采用后期強(qiáng)度，可以利用大摻量粉煤灰替代水泥，粉煤灰早期水化活性較低，可有降低混凝土的水化熱，從而降低大體積混凝土的溫峰和溫升速率，有地減小裂縫。
另外，跳倉(cāng)法規(guī)程要求，不應(yīng)摻加任何膨脹劑和膨脹類外加劑，強(qiáng)調(diào)通過高品質(zhì)的“普通混凝土好好打”，提高混凝土的勻質(zhì)性，降低變異性。
文獻(xiàn)中的其他措施：
交接位置附加鋼筋
交接位置設(shè)止水鋼板
7、參考文獻(xiàn)1)CECS 640-2019 超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)法技術(shù)規(guī)程2)GB50496-2018大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)3)超長(zhǎng)大體積混凝土跳倉(cāng)法工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，周筍，李國(guó)勝等；4)大型國(guó)際航站樓超長(zhǎng)、大體積混凝土結(jié)構(gòu)的跳倉(cāng)法施工技術(shù)，龐程程，付敏等；5)后澆帶設(shè)置相關(guān)問題分析，楊嗣信，李國(guó)勝等；6)巧用跳倉(cāng)法取消施工后澆帶，史宏剛，劉振華等；7)跳倉(cāng)法綜合技術(shù)在超長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu)裂縫控制的應(yīng)用，王敬東，王濤等；8)圖解超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)，吳龍生，周迅等；9)網(wǎng)絡(luò)文章
來源：JIE 構(gòu)生活 。
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《建筑結(jié)構(gòu)》雜志是國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)影響力大的雜志，創(chuàng)刊于1971年，隸屬于中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院，歷屆核心期刊評(píng)比中均名列前茅。官網(wǎng)：www.buildingstructure.cn。
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