浅谈“跳仓法”在滨江核心区地下空间环路施工中的应用

浅谈“跳仓法”在滨江核心区地下空间环路施工中的应用

聂明明 ,江荣威

中国一冶集团有限公司  

摘要：超长超厚大体积混凝土结构在现代化建筑工程中具有重要的作用，尤其是在大型公共建筑、高层建筑、桥梁、地下空间隧道等工程中广泛应用。本文结合武汉市武昌滨江地下空间环路工程实例，浅谈跳仓法在地下空间环路实际施工过程中的应用，进一步探讨分析了跳仓法施工工艺在地下空间环路大体积超长超厚混凝土结构中的关键技术，对类似工程提供参考借鉴。

关键词：跳仓法；超长超厚；大体积混凝土；地下空间环路；施工应用

1  引言

城市地下空间环路是一种复杂而重要的地下工程结构，主体结构通常设计采用大体积、超长超厚混凝土。然而该设计在施工过程中存在诸多控制难点，如裂缝（温度裂缝、收缩裂缝）、变形、不均匀沉降、渗漏水等，给设计功能实现和施工质量管控带来了一系列潜在影响。为解决此问题，探索运用“跳仓法”施工原理，合理划分施工段及间距、优化施工顺序，可减弱施工初期部分激烈温差及干缩作用，消减施工期间的温度伸缩应力，减少裂缝产生、控制结构不均匀沉降。同时区段间周转材料可灵活调配，有效组织流水施工，加快施工进度，降低施工成本。避免人、材、机等资源集中，有利于安全、质量控制。 

2 工程概况

武汉市武昌滨江地下空间环路（二期）工程主线依次沿规划市政道路下方布置，局部穿越三阳路公铁越江隧道、轨道交通7/8号线。环路位于长江临江500m范围内，总体标高位于地下室2~3层，基坑平均深度12.0m～16.0m，宽度13.3m～24.6m。采用“支护明开挖+箱涵结构形式”工艺实施。

主线全长约3.0km，按30~35m分段，具备组织“跳仓法”施工条件。，主体结构由底板、侧墙、中板、顶板组成，结构底板厚1400mm ,外墙厚1200mm，中板厚400mm ,顶板厚1200mm ,部分梁高3200m（图1），属于大体积混凝土施工。

此外，本工程主体结构总体防水等级为二级，重要附属用房等防水等级为一级，防水以“结构自防水+卷材+细部构造”等打造综合防水体系，确保结构质量安全。

图1-地下环路三维设计示意图

3 工程难点及方案分析

3.1重难点分析

1）全地下、大体积混凝土箱涵结构工程

本工程具备大体积混凝土结构工程的特点，降低混凝土配合比对混凝土理化性质的影响是本工程技术控制要点之一。

2）长江Ⅰ级阶地、水文地质复杂

本工程位于临江500m范围内且属一级深基坑，基坑地下水与长江水利联系紧密，水位受长江水位变化影响较大，防水以混凝土结构自防水为根本，减少混凝土深层裂缝、避免渗透是本工程需面对的一项关键问题。（图2）

图2-地下空间环路项目平面位置及长江堤防关系图

3）场地狭长，汛期对工程工期造成较大影响

核心区高强度开发、平行作业，场地作业面受限。各施工阶段对现场的平面布置要求不同；施工作业面分段移交，流水作业衔接难度大；施工场地狭窄，影响场内交通通行，加之长江汛期影响，有效工期短，施工具有突击性。

图3-地下空间环路与周边项目区位关系图

3.2跳仓法原理及优势

跳仓法是一种先进的混凝土施工方法，其基本原理是将大型混凝土结构划分为若干个区域，按照一定的顺序进行浇筑。该方法能减小混凝土的温度应力，降低裂缝产生的风险。相较于传统的连续浇筑设置后浇带等方法，跳仓法具有以下优势：

（1）减少温度裂缝：通过分区分段浇筑，能够减小混凝土内部的温度应力，降低温度裂缝的产生。

（2）提高施工效率：按照分区浇筑的方式进行施工，可以同时进行多个区域的浇筑，缩短了施工周期。

（3）降低质量风险：通过合理的分区设计，能够充分考虑混凝土的收缩、膨胀等因素，提高施工质量。

结合本工程的重难点分析可知，采用跳仓法施工工艺可取消超长超厚大体积混凝土结构后浇带的设置，对混凝土结构裂缝的控制、不均匀沉降及防水性能的提升作用显著；再者是考虑汛期、长江水位对基坑稳定性影响，采用跳仓法施工可实现区段间周转材料可灵活调配，有效组织流水施工，加快施工进度，降低施工成本。避免人、材、机等资源集中，有利于安全、质量控制。

3.3设计思路与方法

针对本工程的特点，将全长3.0km主线结构按30m-35m进行段落划分。

结构设计：根据地下空间环路的结构特性和施工要求，将其划分为若干个区域，并进行合理的结构布局和荷载分析。

材料选择：选用优质水泥、骨料等原材料，并添加适量的外加剂和掺合料，以满足混凝土的性能要求。

施工过程：按照设定的顺序和工艺要求进行混凝土的浇筑、振捣和养护。同时，加强对混凝土温度和变形的监测和控制。

4  跳仓法施工技术

4.1  结构分仓

为了确定合理的跳仓间距，本工程考虑了地下空间环路的结构特点、混凝土性能、环境条件等因素，以本工程（主线ZXK0+851~ZXK1+117段基坑为例）施工设计图纸中按30～35m分段设置一道变形缝为依据，按照变形缝将主线环路基础底板由西向东分为9个仓（图3）,分别以①、②、③等进行标注。施工时浇筑一段、跳开一段、浇筑下一段，即隔一跳一施工①、③仓块,后期施工②仓块，施工完成至少7d后进行邻仓施工。同样原理，单元仓内的侧墙、中板、顶板等其他主体结构及施工内容等均与底板部位一致，按照“底板→侧墙→中板→顶板”四步法施工。（图4）

图4-主线ZXK0+851~ZXK1+117段分仓、跳仓施工流程图

图5-单元仓主体结构四步法施工示意图

4.2  混凝土原材料确定

本工程主体混凝土施工均采用商品混凝土。原材料质量要求如下：

1）水泥：42.5级普通硅酸盐水泥。

2）石：级配良好的碎石，粒径为 5mm~25mm。石子的其他质量符合JGJ53的有关规定。

3）砂：细度模数为 2.9，级配相对良好。砂的其他质量符合JGJ52的有关要求。

4）掺料：Ⅱ级粉煤灰/S95矿粉。

5）外加剂：高性能水泥基渗透结晶型防水剂及镁质高性能抗裂剂，材料添加严格进行配合比设计与检测。

6）水：拌合用水符合JGJ63-2006的相应规定。

4.3 施工过程控制

4.3.1 混凝土的浇筑和振捣

     针对工程主体大体积混凝土结构，设计上从主筋配置、抗裂构造、分缝分段等方面入手优化。严控施工艺，

从“拌、运、泵、筑、养”等各环节把控。泵送混凝土分层浇筑使每层布料均匀不成堆，仓块的长边从一头向另一头推进。分层浇筑的厚度不得超过0.5m，斜面坡度为 1: 6，混凝土分层接槎时间严格控制在初凝时间内。在浇筑和振捣混凝土时，需要采取一些措施以确保混凝土的质量和抗裂性能。在振捣混凝土时，要注意振捣棒插入下层混凝土50mm左右进行二次振捣，以消除两层之间的接缝，确保混凝土振捣密实。同时，也要避免过度振捣，以免导致混凝土离析和产生裂缝。这些措施有助于提高混凝土的质量和抗裂性能，确保结构的稳定性和耐久性。

图6-浇筑分层示意图

4.3.2 混凝土养护

混凝土二次抹压压光后，及时进行保温、保湿覆盖。覆盖一层土工布和棉毡，再进行连续喷雾养护，派专人进行浇水，养护时间不少于14天。养护期间应保证混凝土表面的潮湿，膜内应有凝结水；当膜内较干燥无冷凝水时，应掀开薄膜进行补充喷雾，喷雾结束后，应立即进行严密的覆盖。混凝土养护水应与拌和用水相同，且应控制养护用水的水温，养护水温度与混凝土表面温度之差不宜大于15℃，不应将冷的自来水直接浇于混凝土。在保温养护中，应对混凝土保温层下的保温温度进行现场监测，当实测结果不满足温控指标要求时，应及时调整保温养护措施。

如果是冬季施工，混凝土浇注完毕后，先以薄膜保湿防止水分溢出，上部再覆棉毛毡、草袋,麻袋等保温材料。保温材料铺设宜为：一般情况下零摄氏度以上铺一层，冬季零度以下铺二层或三层，要确保毛毡的干燥，严禁洒水。模板拆除后应及时保温,温度骤降导致温差较大也会产生裂缝。

4.3.3 混凝土测温

   特别是对冬季/高温特殊时期的把控，采用JDC-2建筑电子测温仪测温，在底板砼中预安测温探头，专人定点连续30天测温记录，监控温度变化，及时采取保温/降温等针对性措施，使混凝土的温变梯度和湿度变化均满足规范要求。

图7-测温点温度传感器预埋示意图

5  跳仓法技术应用的效益

5.1 经济效益

采用跳仓法可分段进行流水施工作业，为施工方节省时间和资源，提高生产效益，降低管理成本。取消后浇带，也降低相关人工费和材料费等施工成本。

5.2 社会效益

分段进行平行施工，工序流水作业，有效缩短了施工周期，大大推进场地移交与反移交进程，区域建设协调推进，共同开展，作为一种新型的施工方法，在超长超厚大体积混凝土施工质量控制方面，有效提升了混凝土的整体性、抗震性、耐久性及抗渗性，保证结构的安全性、稳定性，充分体现了先进技术的创新性。

6  结论

通过跳仓法在地下空间环路超长超厚大体积混凝土结构施工中的应用研究，本文得出以下结论：跳仓法是一种适用于地下空间环路施工的先进施工方法，具有显著的优势和应用价值。通过合理的结构设计、材料选择和施工过程控制，能够提高结构施工质量、缩短施工周期、降低质量安全风险等。跳仓法在地下空间环路施工中的应用具有较好的发展前景，希望对同类或相似工程建设有一定参考价值。

参考文献

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