抗辐射砼结构体施工技术研究

2014-11-12黄文天

科技与创新 2014年18期

摘要：太钢总医院综合住院楼加速器治疗室整体现浇钢筋砼墙体和屋面板属于防辐射大体积砼结构。探讨和研究了大体积防辐射混凝土施工技术，以期为相关工程提供经验，确保类似工程质量可以达到防辐射的要求。

关键词：大体积混凝土；防辐射；裂缝；抗辐射砼结构

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0050-02

在建筑工程中，大体积混凝土施工时，由于结构截面大、水泥用量多，水泥所释放的水化热会使温度发生较大的变化，并产生收缩，所以，形成的温度应力会导致钢筋混凝土产生裂缝；再加上防辐射混凝土工程对混凝土裂缝控制有较高的要求，因此，施工人员要采取相应的措施控制混凝土结构裂缝的产生和发展，以实现工程项目防辐射的使用功能。

1 工程概况

为了满足工程地下一层直线加速室和回旋加速室核医疗用房的功能要求，将墙和顶板设计为防辐射、大体积混凝土，采用普通C50混凝土，要求混凝土密度为2.35 t/m3。直线加速医疗用房顶板厚度为400 mm，回旋加速医疗用房顶板厚度为300 mm；顶板内设2层双向水平钢筋；墙体厚度为800 mm、1 300 mm、2 500 mm，墙体钢筋双层双向布置。

2 工程重点、难点分析

因为顶板厚度为2 500 mm，支撑高度为6.4 m，所以，模板工程施工难度较大。如何设计2 500 mm厚顶板模板支撑架和墙体模板方案，确保施工安全和质量，是该工程需要重点解决的问题。

由于混凝土浇筑量大—— 一次浇筑量大于2 000 m3，且浇筑时间长，因此，应保证商品混凝土的供应量，及时浇注、连续进行。2 500 mm超厚墙体混凝土浇筑振捣时必须严格控制分层厚度，保证混凝土不出现裂缝。在超厚大体积混凝土水泥凝结的过程中，会产生大量的水化热，所以，要做好控制裂缝的相关工作，将内、外温差控制在规定范围内。这是保证混凝土施工质量的关键因素，也是该工程中的重点和难点。

3 施工准备

3.1 测量放线

根据平面主控制轴线，在底板面上放出每个房间各细部轴线、墙截面边线和两条距墙边线200 mm的模板控制线。

3.2 技术准备

技术准备工作主要包括以下几点：①施工技术人员要认真熟悉施工图纸，明确施工中的重点和难点，并根据相关规范、标准要求和施工组织设计编制直线加速器房专项施工方案。②在施工前，由项目总工与管理人员进行方案交底，工长根据施工方案与各工种班组进行书面施工技术交底，并在书面交底内容文件上签字。③要确定混凝土的原材料，合理配制混凝土。从技术力量、生产能力、运输距离和混凝土罐车数量等设备能力方面选择商品混凝土供应公司。④做好各种原材料的取样、检验和试验工作，比如钢筋原材复试、焊接连接试验和模板支撑构配件的进场检查验收。⑤现场管理人员和操作人员要具备上岗的条件。

4 施工安排

针对该项目安全隐患较大、工程体量大、质量要求高的特点，项目部成立直线加速器房施工组织领导小组，由他们在现场指挥和协调相关工作，监控施工全过程，及时处理突发事件，确保直线加速器房混凝土浇筑工作可以顺利进行，不发生任何质量事故。同时，在施工时，要随时收听天气预报，比如遇到大雨天气，要推迟施工。施工顺序如图1所示。

5 主要施工方法

5.1 模板工程施工方法

墙体模板采用15厚覆膜多层板和50×100@150竖向木龙骨组拼，横向和竖向背楞分别为2根Φ48钢管@300；采用M16对拉螺栓，螺栓间距为300 mm×300 mm；在底部、中部和距顶部500 mm处设置3道斜向支撑，斜撑间距为1.2 m。

顶板模板采用15厚覆膜多层板，龙骨为50×100的木方，间距为200 mm；采用满堂支撑脚手架，支撑立杆纵、横向间距为450 mm×450 mm；采用碗扣式脚手架，各立杆间布置双向水平钢管支撑，步距为0.9～1.2 m；在顶部设置可调U托，用来调整模板的高度；在满堂架四周和中间每隔4排立杆布置竖向剪刀撑，斜杆与地面的夹角为45°～60°。

墙体施工至顶板底面的后浇部位墙体需要二次支模，模板构造与下部相同，将M16对拉螺栓间距调整为450 mm×450 mm。因为侧模无法设置对拉螺杆处，所以，使用M16对拉螺栓与结构水平钢筋两端焊接10d的方式加固。

5.2 钢筋工程施工方法

5.2.1 钢筋原材料管理

管理钢筋原材料时要注意以下两点：①所采购的钢筋必须有出厂证明（试验报告）、钢筋炉号标牌，并要求其与材质报告单相符。钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、带颗粒状或片状老锈；钢筋原材料进场后按批进行报验复试，并取得复试报告，不合格的不得使用。②钢筋成品进场后，要严格按部位、构件名称分类、挂牌堆放。存放钢筋成品的场地要经过硬化，并设有排水坡度。堆放钢筋时，钢筋下要用垫木铺垫，离地面不少于20 cm，防止钢筋锈蚀或受到污染。

5.2.2 加工钢筋

加工钢筋时要注意以下几点：①在加工钢筋前列出钢筋配料单，配料单经过反复核对无误后，由项目生产经理审批，同意下料加工。②加工钢筋要求平直、无局部曲折。如果不符合要求，应按照规定，采用冷拉方法调直（HPB300级热轧光面钢筋的冷拉率不宜大于4%）。③钢筋的弯钩或弯折。当HPB300级热轧光面钢筋末端需要做180°的弯钩时，起圆弧直径不应小于钢筋直径的2.5倍，平直部分的长度不应小于钢筋直径的3倍。当HRB400 E级热轧带肋钢筋末端需做90°或135°弯折时，其弯曲直径不小于钢筋直径的4倍，弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径不应小于钢筋直径的5倍。④箍筋。箍筋末端应做弯钩，弯钩平直部分的长度不应小于箍筋直径的10倍。

5.2.3 钢筋绑扎和钢筋间距控制措施

施工要点：钢筋交点处都要用铁丝扎牢，采用顺扣或八字扣。扎丝头朝截面里侧，不可外露。在绑扎板底钢筋前，要先清理干净表面的垃圾和泥土。在绑扎底部钢筋前，应先弹好钢筋摆放的位置线。绑扎时，横向钢筋置于纵向钢筋的下侧，钢筋接头按要求位置错开。同一截面内，上、下层有接头钢筋的面积不得超过本层受力钢筋面积的50%. 墙体钢筋连接绑扎前，要依据放线结果校对墙体插筋，按要求调整钢筋尺寸间距后再连接绑扎。所有钢筋的交叉点都要用铅丝绑扎牢，搭接部分的中间点和两端必须要绑扎。墙体采用“顺扣”逐个绑扎牢固，并隔行换向，绑丝圆头朝向墙中，以避免保护层出现偏差。模板支撑严禁焊于主筋上，应另行插入短筋，将其与短筋焊接。

5.3 混凝土施工方法

5.3.1 浇筑顶板混凝土的方法

顶板混凝土浇筑方法是：①为了使顶板支撑架承受的荷载比较均匀，浇筑顶板混凝土时将采取“一个方向、全面分层、逐层到顶”的方法，即在浇筑混凝土时，将结构分成若干个厚度相等的浇筑层，每层浇筑厚度约为50 cm，建筑区面积即为平面面积。浇筑混凝土时，从短边开始，沿长边方向浇筑，要求逐层浇筑，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。②浇筑混凝土前，模板内的杂物和钢筋上的油污都要清理干净，将模板缝隙和孔洞堵严，检查模板及其支架、钢筋、预埋件、管线、施工缝处理等，并做好预检、隐检记录。确定符合设计和有关规范要求后，待监理人员验收后方可浇筑。③将混凝土运到施工现场后，要检测其坍落度，观察混凝土是否均匀，要保证其颜色一致，具有良好的和易性和保水性，不离析；不符合要求的混凝土要及时退回搅拌站。④在第二次浇筑顶板混凝土前，先剔凿、清除墙顶部水平施工缝的水泥浮浆和松动石子，将其充分湿润、冲洗干净，并且要保证不得有积水。在正式浇筑混凝土前，应先拌制一盘与混凝土同配合比的石子砂浆（由商品混凝土搅拌站提供），润湿输送泵管，并将其均匀地铺在浇筑面上，约50 mm厚，不得超过100 mm。⑤混凝土上、下层浇筑时间间隔不得超过3 h，要尽可能同时进行，保证混凝土的连续性。⑥每层作业面分前、后两排振捣，第一道布置在混凝土卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过上层钢筋流入底层；第二道设置在中间、坡角和底层钢筋处，因为底层钢筋间距比较密，振捣手负责让混凝土流入下层底部，确保将下层混凝土振捣密实。⑦为了让分层浇筑的上、下层混凝土结合为整体，在振捣时，振捣棒要插入下一层混凝土，插入深度不少于5 cm。在浇筑混凝土的过程中，钢筋工要随时检查钢筋的位置，如果发现移位，必须立即将其调整到位。⑧在浇筑、振捣时，要做到“快插慢拔”，振捣延续时间以混凝土表面呈现浮浆，且浮浆不再沉落、气泡不再上浮来控制，避免振捣时间过短或过长，一般为15～30 s，并在20～30 min后对其进行二次复振。插点方式选用行列式或边格式，插入间距一般为400 mm左右。振捣时要注意振捣棒与模板的距离，不得大于15 cm，避免振捣棒碰撞到钢筋、模板和预埋管。⑨混凝土振捣、表面刮平抹压1～2 h后，即在混凝土初凝前，在混凝土表面进行二次抹压，消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩时产生的表面裂缝，增强混凝土内部的密实度。但是，必须恰当掌握二次抹压的时间，过早抹压没有效果，过晚抹压混凝土已经进入了初凝状态，失去了塑性，消除不了混凝土表面已经出现的裂缝。⑩在混凝土终凝前，对出现龟裂或有可能出现裂缝（应力集中处，比如后浇带两侧）的地方再次进行抹压，以消除裂纹。○11在浇筑过程中，要随时拉线检查混凝土的标高。

5.3.2 紧急状态下的施工缝处理措施

如果无法及时处理施工过程中出现的异常情况，比如地泵故障，致使商品混凝土不能及时供应浇筑，这时就应留设施工缝，在施工缝外插入模板，然后将浇筑的混凝土振捣密实，在下次浇筑前，将接槎处的混凝土凿掉，并在表面作凿毛处理，铺设遇水膨胀止水条，并铺5 cm同配比无石子砂浆，保证混凝土接槎处达到应有的强度和抗渗指标。

5.3.3 混凝土养护

为了防止混凝土内部与表面温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，养护工作尤为重要。该工程采取保温、保湿的养护方法，通过抗裂计算确定保温材料的厚度。墙体混凝土浇筑完毕后，在内、外侧木模板表面和墙顶浇筑面上覆盖一层塑料薄膜和两层阻燃草袋用以保温，尤其要将墙顶钢筋处覆盖严密，减少表面热量的扩散，让混凝土表面处于湿润状态。

顶板混凝土表面浇筑抹压完毕后，立刻在其表面覆盖一层塑料薄膜，这样做的目的是防止水分蒸发。然后在塑料薄膜上覆盖2层阻燃草袋用以保温，要将墙柱顶插筋处覆盖严密，减少表面热量的扩散，使混凝土表面处于湿润状态。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2]杭元凤，吴爱民.关于大型综合性医院住院部建设内部功能设置和外部环境建设若干问题的思考[J].医学研究生学报，2003，16（1）：75-76.