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大型肿瘤医院大体积现浇钢筋混凝土施工技术应用

2023-01-07孔令海张寒松

工程质量 2022年12期
关键词:墙板温差间距

孔令海,张寒松

(山东平安建设集团有限公司,山东 济南 250306)

0 引言

大型综合医院用于治疗肿瘤患者的大功率放射性医疗设备,价格昂贵,墙板及顶板混凝土不仅厚度大,而且要求不能有任何裂缝,对于大体积混凝土温度裂缝的控制一直以来都是工程界的技术难题之一,为此笔者单位专门组织技术力量开展了超厚大体积混凝土施工技术攻关,对低水化热混凝土的设计、混凝土温度的监控、混凝土养护等方面都进行了认真研究,成功完成了青岛蓝谷医院直线加速器室外墙、顶板大体积混凝土的施工,无任何影响结构的有害裂缝产生。

1 工程概况

山东大学青岛蓝谷医院,总建筑面积 10.05 万 m2,其中地上建筑面积 7.4 万 m2,地下 2.65 万 m2,地上建筑由门诊综合楼、康复中心、肿瘤中心、生殖中心 4 个单体建筑组成,其中直线加速器工程为框架结构,墙板厚 1.75 m,顶板厚 2.85 m,墙高 4.35 m,混凝土标号为C 40,内掺聚丙烯抗裂纤维,混凝土总量 750 m3。

2 工艺原理

1)根据 GB 50496-2018《大体积混凝土施工标准》,该医疗放射设备室结构物实体混凝土外墙、顶板最小实体尺寸均> 1 m,属大体积混凝土工程,且顶板荷载>90 kN/m2,是危险性较大的分部分项工程范围中的模板工程及支撑体系规定的施工总荷载 10 kN/m2的 9 倍,通过对直线加速器室高大模板支撑体系进行受力分析,按 JGJ 162-2014《建筑施工模板安全技术规范》的有关规定进行设计、计算,制定高大模板专项施工方案,确保模板支撑体系的稳定性、安全性。

2)由于大体积混凝土浇筑量大,在振捣和养护过程中,混凝土会释放出大量的水化热,加之混凝土具有热胀冷缩的物理性能,当水化热得不到有效释放时,因内外部温度梯度发生了变化,导致产生微裂缝,通过掺加抗裂纤维,显著提高了混凝土的拉伸强度,闭阻了混凝土内部毛细管渗水通道,增加了混凝土的韧性与抗拉强度[1],在施工工艺上,采用分层连续浇捣,在墙板混凝土浇筑完成后,停歇 1 h,而后墙体和顶板混凝土一次施工完毕,确保不留施工缝,及时振捣并进行保湿、保温养护,有效控制混凝土内、外温差在 25℃ 以内,避免出现温度裂缝,从而确保大体积混凝土施工质量,达到防辐射要求。

3 工艺流程

施工工艺流程图如图 1 所示。

图1 工艺流程

4 操作要点

为确保混凝土能一次性连续浇筑成功[2],须对模板工程、钢筋工程、混凝土工程进行方案设计,危大工程部分还须专家论证后实施。

4.1 模板工程

4.1.1 1.75 m 厚墙板的模板方案

墙板模板施工作业前,先对墙板支模位置清理、凿毛、高压水枪冲洗处理干净。

1)模板侧板采用 18 mm 厚竹胶板,内龙骨采用截面为 50 mm×100 mm 木枋,内龙骨木枋间距 120 mm,外龙骨采用双钢管φ48×3.5 mm。在水平与纵向用φ16@400 mm 对拉螺栓,26 型 3 形扣、双钢管外龙骨固定。

2)满堂内脚手架架杆端头应紧靠墙内侧模板,墙外侧搭设双排施工脚手架,内、外侧模板龙骨安装完毕后,用对拉螺栓固定。

4.1.2 2.85 m 厚顶板的模板方案

模板安装按照专家论证方案搭设,在钢管上部设螺旋顶托并抄测标高,达到满足设计要求、搁置双钢管檩条、按计算间距放置木枋搁栅、满铺 18 mm 厚竹胶板。

1)顶板竹胶板搁置在搁栅上,搁栅截面为10 cm×10 cm 木方,长 2.1 m,间距 20 cm。

2)顶板内侧模,其龙骨木方为 6 cm×10 cm 的木方,间距 12 cm,外龙骨采用双钢管,用对拉螺栓紧固,纵向间距按 40 cm 均布,水平方向按 50 cm 布设,用螺栓直径 18 mm,26 型 3 形扣紧固。

3)支撑系统采用φ48 的钢管[3],立杆横向、纵向间距为 40 cm,立柱置于 2 m 长×20 cm 宽×5 cm 厚通长垫木上,距底部 10 cm 处,双向设拉接杆,立杆上部螺旋支托,外露丝长以 18 cm 为宜,采用双钢管檩条间距 40 cm布设,搁置在檩条上的木方间距 18 cm 铺设。满堂红支架每四排由下至上设置连续双向剪刀撑,同时每两步设横向剪刀撑,该体系经监理单位组织相关方验收合格后方可浇筑混凝土。

4.2 钢筋工程

1)钢筋的绑扎应符合图纸设计要求,做好隐蔽验收。

图2 墙板与顶板模板支撑搭设示意图(单位:mm)

2)为保证墙板、顶板的多层(或双层)钢筋之间相互位置的正确,可采取钢筋马凳等措施,确保钢筋绑扎位置偏差符合设计要求。

3)钢筋保护层厚度应采取塑料垫块等措施,控制好墙、板面层钢筋保护层厚度,混凝土浇筑时要对表面被踩踏的钢筋及调整,防止保护层过厚。

4.3 混凝土工程

1)墙板和顶板混凝土施工,先行浇筑至顶板板底下 300 mm 处,然后停歇约 45 min,待混凝土初步沉降后,再行浇筑顶板混凝土。

2)混凝土搅拌车进场,严格把控好混凝土质量关,检查每车商品混凝土坍落度是否满足施工方案要求,确保混凝土质量。

4.4 大体积混凝土保温与养护

1)墙板养护。待墙板混凝土浇筑完成后,及时覆盖,及浇水养护并严密监控墙板温差,如温差达到 25 ℃ 及时采取措施处理(见图 3)。

图3 混凝土测温监控

2)顶板养护。养护做法及措施同墙板,但在放射性医疗设备室内,采用增湿器喷雾,使内部空间始终保持湿润状态,以达到降低室内外温差及保湿养护的目的。

4.5 混凝土的抗裂措施

1)降低混凝土上、下表面与内部温差[4]。①在混凝土入模时,对输送泵管用毛毯覆盖浇水降温,以降低混凝土入模温度。②在夏季施工时,从密闭材料车间取料避免日光照射,尽量采用深井水搅拌混凝土,以降低预拌混凝土的温度。③在冬季施工时,要正温搅拌、正温浇筑。④混凝土浇筑顺序的安排,以 500 mm 左右厚度连续浇筑,循序渐进,不出现施工冷缝为原则。⑤振动棒的插入间距≤600 mm,确保上、下层钢筋密集部位混凝土振捣密实。⑥尽可能采用二次振捣工艺,以提高混凝土的密实程度和抗拉强度,对面层用平板振捣器振捣密实。

2)加强施工过程中的温度控制。①在混凝土浇筑之后,及时进行塑料薄膜覆盖,待达到一定强度后,用一次性地毯覆盖并进行保温保湿养护。②确定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,尽量使混凝土硬化过程中产生的温度应力小于混凝土自身的抗拉强度。③加强测温监控管理,实行信息化控制[5],一旦混凝土相邻各层间混凝土温差超过 25 ℃,立即启用循环降水系统,确保混凝土温差控制在 20 ℃ 以内,以有效控制有害裂缝的出现。④合理分层浇筑,防止因浇筑不匀导致的温差过大。

5 质量控制

严格按 GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》进行施工,钢管立杆必须对接,严禁搭接使用,梁板模板跨度≥4 m 时,应按规范要求起拱,墙板的支撑排架体系应与楼板的支撑排架体系,连成满堂脚手架整体,并通过建设、监理单位的验收。

在施工过程中,须委派专人对模板及支架进行监控,方可浇捣混凝土。混凝土浇筑完成后须加强对测温、养护工作的管理,模板拆除在满足构件强度要求及温控要求后,拆除模板及支撑杆件。

6 安全措施

高大模板应严格按审批通过的专家论证方案搭设满堂支撑架,并经各方检查验收后方可进入下道工序施工,模板铺设后,支撑架杆密度大,应加强下层施工照明,确保作业、检查人员安全,墙板、顶板混凝土必须均匀布料,分层浇捣,不得一次浇捣到位。

临边防护架必须高出施工作业面 1.2 m,并满封密目网,工作面临边要满铺木架板,严禁出现探头板,混凝土浇捣施工期间,要有专业工长 24 h 监控,避免模板及支撑体系超载使用,严防模板变形、垮塌事故发生,专职安全员应全过程进行现场巡查,按照施工方案及JGJ 59-2011《建筑施工安全检查标准》 要求进行检查、验收。

7 效益分析

通过严格执行大体积混凝土施工方案,完工后经测算经济效益如下:缩短工期达 21 d,施工成本节约达 32 万元。墙板和顶板未有裂缝发生,降低了成本,加快了工期,节约了资源,产生了较好的社会和经济效益。现场采用预拌商品混凝土,使粉尘、噪音、污水、废渣都大大减少,达到了绿色科技示范工程工地的环保要求。

8 结语

本工程在青岛蓝谷医院直线加速器室大体积混凝土施工过程中,由于编制了切实可行的施工方案,从原材料选择、配合比优化设计、施工工艺等方面,严格落实了合理周密的技术措施,有效降低了混凝土内部最高温度和减小了内外温差,并在施工中采取了全过程的温度监测,从而确保了工程质量,经后期工程实际检查无温度裂缝产生,赢得了建设、监理单位的好评,同时为企业创造了良好的经济和社会效益。Q

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