新技术在医科大学神经病学中心工程的综合应用

2012-08-15黑祖希袁忠庆王振东

天津建设科技 2012年6期

关键词：钢筋混凝土工程

□文/黑祖希袁忠庆王振东

□文/黑祖希袁忠庆王振东

天津医科大学总医院神经病学中心工程应用多项新技术、新工艺，荣获第六批全国建筑业新技术应用示范工程，经济和社会效益显著，对工程整体技术水平的提高起到了十分重要的作用。文章对这些新技术加以介绍。

高性能混凝土；高效钢筋；预应力；新型模板

1 工程概况

天津医科大学总医院神经病学中心工程由主楼与裙房组成，地下2层、主楼地上23层，裙房地上4层，建筑平面呈圆弧状L型。总建筑面积112 200 m2，建筑物总高度99.25 m，框架剪力墙结构。

地下2层设离子加速器区，区域内墙、板均为2.5 m厚，强度等级为C60高强混凝土；地下1层设露天式下沉广场，提供给医护人员、病人及家属休息、休闲空间并设大型食堂；2层为医院系统专用的检验中心、配液中心等；3层为手术室；4层设大型多功能会议报告厅；20层设大型水疗康复中心；其他层为病房层及办公用房。

该工程是天津市在建医院项目中单体面积最大，采用新技术广泛，工程技术含量非常高的建筑。

2 工程特点及难点

2.1 工程特点

1）工程弧形造型处较多，环向轴线和纵向轴线的交点密集，柱网布置种类多，横向、纵向柱距变化大，圆柱、矩形柱尺寸各不相同。

2）工程外檐采用框架式玻璃幕墙、隐框式玻璃幕墙、陶板玻璃幕墙相结合形式，突出建筑物的整体美观、大方效果；内檐装修部分采用医疗专用的装修方案，形成防菌、洁净的医疗环境。

3）采用倒置式防水屋面。

4）采用许多先进的设计手段和技术设备，使得工程整体的能耗和对环境的影响降到最低的标准。

2.2 工程难点

1）工程地处市中心繁华商业区，地理位置显赫，环境保护要求高；四周场地狭窄，基坑西、东、南面都紧靠干道，施工过程中要保证不扰民。

2）工程所处位置对土方外运、车辆通行的影响比较大。

3）基坑降水及土方开挖施工恰逢冬季，对施工的安全、质量和进度造成的影响比较大。

4）工期紧。施工前，要对劳动力、机械设备、物资材料、施工方法和施工环境作周密部署以确保基坑支护结构的时效性。

5）基坑开挖深度最深达到14 m，安全性要求高，既不能影响周边道路的正常通行，又不能破坏两侧的地下管网，还要保证周围建筑物的正常使用。

6）不同材料的分界线较多，尤其是不同强度等级混凝土的浇筑控制是关键。

7）水电设备安装涉及专业多且复杂，加之工期紧，交叉作业多，如何组织与协调是项目管理的重点。

8）工程涉及医疗专业性强的部位很多，对于重点部位的施工是难点。

9）施工期间，噪声、振动的控制，废水、废气的排放，保护城市生态，减少城市公众对施工活动的投诉是保证工程顺利进行的难点。

3 应用新技术与实施效果

3.1 高性能混凝土技术

地下室基础底板与外墙设计均为抗渗混凝土，共计25 000 m3，在底板、外墙设置3条后浇带，宽度1 m。混凝土中掺加HEA混凝土抗裂剂，掺入量为10%掺量，后浇带中为14%，以补偿其两侧混凝土的收缩。

通过设置膨胀加强带、优选混凝土配比、掺加HEA抗裂膨胀剂改善了混凝土的性能，起到了控制混凝土收缩裂缝的效果，提高混凝土抗裂防渗能力及耐久性，保证建筑物的结构安全性。

3.2 高效钢筋与预应力技术

1）HRB400级钢筋的应用技术。工程结构形式复杂，钢筋品种、规格数量多。基础及主体的结构主筋全部采用HRB400钢筋，质量约11 500 t。

钢筋全部在现场加工成型，由现场钢筋负责人员组织翻样、制作并按照钢筋小样对其规格、品种、数量、钢筋等级、形状、几何尺寸进行核对，无误后分发到各施工队伍。在钢筋制作过程中，根据图纸和规范要求，详细计算钢筋的相关技术数据，使得钢筋的制作有章可循，在深化图纸的前提下，根据现场的实际情况和施工能力，确定钢筋配料长度，减少筋废料和焊接接头数量。

2）粗直径钢筋直螺纹连接技术。结构主筋直径≥22 mm，受力钢筋全部采用直螺纹套管连接接头，接头数量140 982个。

直螺纹连接使用的钢套管采用45#优质碳素结构钢，钢筋头螺纹滚轧在施工现场完成。为保证钢筋接头的质量，钢筋切断采用无齿锯，避免钢筋端头出现马蹄。螺纹滚轧完成后一端加塑料保护套，另一端按规定将钢套管安装上面。

采用直螺纹套管连接的钢筋与绑扎搭接的钢筋相比既提高强度，达到二级接头标准，又节约钢筋，降低工程成本。

3.3 新型模板和脚手架

3.3.1 清水混凝土模板技术

为减少湿作业，节约工期并提高混凝土结构表面观感质量，结构墙、柱、梁板采用多层覆膜模板27 000张，减少抹灰量75 000 m2。

3.3.2 早拆模板成套技术及碗扣式脚手架技术

内檐支撑体系采用碗扣式脚手架搭设，操作简便，步高以600 mm为模数，柱网间距1.2 m×0.9 m，与早拆头结合大量节省碗扣钢管投入量，与传统钢管式满堂红脚手架相比提高工效30%以上，节省钢管租赁费用131.41万元。

3.3.3 悬挑式脚手架

分别在建筑物5、11、17层设置型钢，分三步悬挑。每段搭设高度24 m，防护面积36 000 m2。与落地式脚手架相比，虽施工难度和成本增加，但解决了交叉施工问题，保证了外装饰施工的进度。

3.4 钢结构技术

共享大厅及位于4层的大报告厅均采用钢网架屋顶。共享大厅网架长40 m，宽40 m，梯形，顶标高20.2 m；报告厅网架长37 m，宽33 m，矩形，顶标高25.6 m。钢网架涂刷防锈底漆二遍，面层为防火涂料，耐火等级二级。

钢结构网架设计采用CAD技术，杆件与板材的优化下料、钢管相贯节点下料及网架与网壳杆件与节点采用CAM辅助制造技术。

钢结构通过计算机辅助设计与制造，优化了节点的连接质量，减少了钢结构的整体自重，降低了工程成本。

3.5 安装工程

3.5.1 管道制作（通风、给水管道）连接与安装技术

空调系统风管连接采用法兰连接技术，风管面积达到60 000 m2。金属矩形风管薄钢板法兰采用全自动流水线完成各种加工工序，生产效率高、尺寸准确、成形质量好。系统整体重量轻，安装方便，省时、省工、省料。应用此工艺能缩短工期，节省成本。

3.5.2 管线布置综合平衡技术

为满足医疗要求，楼内的医疗及机电系统配备了设施先进、智能化程度高、使用功能完善的专业配套项目，主要包括有氧气系统、物流系统、给水系统、中水系统、热水系统、排水系统、雨水系统、消防系统、供电系统、防雷接地系统、火灾自动报警及联动系统、弱电系统、空调系统、自动扶梯系统等多项系统。管线安装过程中将电系统缆线桥架和水系统管线设在通道上下层布置，中间穿插通风管道；依据设计意图对现场主体实样空间及标高进行测量，按照各专业工艺要求进行综合排布确定细部位置；圆弧形的管线、管道安装前将各专业管线依照建筑物弧形进行不同曲率弧形的弯制，管口使用平行卡箍连接。

3.5.3 电缆安装成套技术

强电电缆接头采用热缩电缆头制作技术，接头数量约1400个。提高了接头防护等级，绝缘可靠，外观整洁。

3.6 建筑节能和环保

3.6.1 新型墙体材料应用及施工技术

内隔墙采用蒸气加压空心砌块及砂加气砌块，材料用量30 000 m3；外墙采用混凝土砂加气砌块砌筑，砌块材料用量10 000 m3。外檐墙体、混凝土构件外贴50 mm厚酚醛挤塑聚苯板，施工面积20 000 m2。外檐窗采用隔热断桥铝合金框料，玻璃为中充氩气Low-E钢化玻璃，传热系数 2.0～3.5 W/（m2·K）。施工面积 17 000 m2。

3.6.2 预拌砂浆技术

二次结构及初装修的砂浆全部采用预拌砂浆。随着建筑业技术进步和文明施工要求的提高，现场拌制砂浆日益显现出其固有的缺陷，如砂浆质量不稳定、材料浪费大、砂浆品种单一、文明施工程度低以及污染环境等。

通过多项新材料的应用，节约了能源、保护了环境、减轻建筑物自重、经济合理，达到了建筑节能效果。

3.7 建筑防水

地下室底板及外墙、部分首层板防水均采用3 mm+3 mmBAC“贴必定”新型防水卷材，卷材铺设面积为11 000 m2；屋面采用4 mm+4 mm厚SBS改性沥青卷材施工面积2000 m2；地下室外墙内侧、卫生间墙面、淋浴间墙面、部分设备用房墙地面，房间内用水点1 m直径范围内均采用水泥基渗透结晶涂刷，涂刷施工面积33 000 m2；卫生间地面、部分设备用房地面、淋浴间地面均采用聚氨酯防水涂层，厚度要求≮1.5 mm，施工面积47 000 m2。外檐幕墙采用硅酮密封膏。

经过实践及后期的观察，达到良好的防水效果，基本无渗漏，有效地保证工程的防水质量。

3.8 施工过程监测和控制技术

3.8.1 施工过程测量技术

在拟建建筑物周围建立8个轴线控制点，施工测量放线过程中引入计算机、全站仪、激光铅直仪，精密水准仪和精密经纬仪等先进的设备和仪器，利用全站仪建立了一、二级施工控制网，层层放线，时时监控。

在首层楼板上轴线外1 m设制控制点12个，作为上部结构轴线传递的基准点。基准点采用预埋100 mm×100 mm钢板并在钢板上刻划“十”字做为标记。由于场地狭小，为保证测量的准确，其后视点设在现场鞍山道一侧围墙上。在每层楼板上预留200 mm×200 mm孔洞，使用铅锤仪将轴线传递到上一层。

针对建筑物两端的圆弧进行施工放样，利用极坐标法放出弧线点的各个位置。

3.8.2 特殊施工过程监测和控制技术

最深部位为-14.4 m，采用密排钻孔混凝土灌注桩、水泥搅拌桩、2道环型混凝土梁和108根钢格构柱作为基坑的支护系统。为确保基坑及周边环境的安全，进行基坑监测，对基坑开挖过程中可能出现的所有不安全状况及时报警，以便提前采取应急措施和补救办法，观测项目包括支护结构水平位移、周围建筑物、地下管线变形、地下水位变化、桩、墙内力、水平支撑轴力及变形、土体分层竖向位移、基底隆起，共布置131个监测点。基础施工过程中，所监测项目均未超出设计给定的允许值。

3.9 建筑企业管理信息化技术

3.9.1 工具类技术

施工进度管理应用“Project”计划管理软件，保证了施工计划安排的严密性与科学性。

利用PKPM软件对塔吊基础进行计算，对悬挑脚手架进行受力分析，还进行了梁、柱、墙模板、大断面柱模板、满堂高架楼板模板支架的受力计算。简化施工计算，提供大量的计算参数用表及图文并茂的计算书，大大提高编制效率。

3.9.2 工程信息化管理技术

计算机应用在工程预算、成本管理、器材管理、施工计划、施工方案编制等方面。工程管理贯彻GB/T 19000-ISO 9000质量标准。

工程预算采用广联达造价和项目管理软件，该软件以工程量清单计价为业务背景，完整地支持电子招投标应用模式，帮助工程造价人员解决电子招投标环境下的工程计价、招投标业务问题，使计价更高效、招标更便捷、投标更安全。在施工项目建造全过程，通过对项目进度、收入、目标成本、材料、机械、分包和资金等全方面的管理，实现施工企业对项目成本的有效控制。