医疗厂房防辐射混凝土超厚墙施工技术

医疗厂房防辐射混凝土超厚墙施工技术身份证号：中冶天工集团有限公司 天津300308摘要：随着我国科技的发展，医疗放射性设备生产应用得到广泛关注，本文以莆田北岸两岸智能医疗产业园一期工程（中科院离子设备生产研发基地）为例，对离子设备生产厂房的防辐射混凝土超厚墙施工技术进行研究。本文从防辐射混凝土配合比性能、模板脚手架支撑体系、大体积混凝土浇筑温控振捣养护等方面阐述了保证防辐射混凝土超厚墙施工质量的技术，重点解决了超厚墙胀模、大体积混凝土开裂、满足墙体屏蔽性能等问题。关键词:厂房；防辐射；超厚墙；大体积混凝土；施工技术引言传统钢筋混凝土墙厚度较小，而防辐射超厚墙体厚度需要增加到传统建筑构件厚度的10-20倍，对于混凝土材料、施工工艺、养护方法都有更高的要求，且利用原有的普通墙体施工技术，超厚墙易出现胀模、大体积混凝土开裂、墙体辐射屏蔽性能不达标等问题，所以对防辐射混凝土超厚墙施工技术进行分析讨论，有利于提高防辐射混凝土超厚墙的施工质量。1防辐射混凝土性能辐射防护混凝土又称屏蔽混凝土，一般采用重密度混凝土，以保证辐射防护性能。本工程厂房超厚墙有防辐射要求，为C35混凝土采用在结构上增加墙体厚度的方法进行防辐射设计。厂房侧墙混凝土最厚处可达3800mm，密度＞2350kg/m3。墙体厚度满足耐辐照性能，可以防止人员可达区域的设备的严重活化，防止空间内放射性气载粒子和放射性气体的释放。水泥采用低水化热的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，本工程位于沿海因地制宜砂采用机制砂，粗集料采用碎石，为了改善混凝土性能增加II级粉煤灰、S95级矿粉、TQ-3聚羧酸缓凝高效减水剂、硼酸砂，经外加剂混凝土与匀质性检测合格，最终确定C35防辐射混凝土试验配合比为水泥：砂：石：水：粉煤灰：外加剂1：矿粉：硼酸砂=290：769：980：175：81：8.54：68：40，每立方米混凝土密度为2411kg/m3，满足防辐射混凝土密度大于2350kg/m3的要求。按上述配合比配置的混凝土坍落度为180±30mm，水胶比为0.4，粘聚力和保水性良好。2超厚墙体模板支架施工技术2.1超厚墙高大模板工程危险性分析根据住房和城乡建设部建字[2018]31号文关于危险性分部分项工程安全管理的规定，本工程超厚墙厚度最大为3800mm，高大支模区域面积约1474皿，高支模模板搭设高度为17-21m，跨度44mX33.5m，集中荷载36kn/M2，集中线荷载86kn/M。因此，本工程超厚墙体属于高风险超过一定规模的工程范围。那如何保证浇筑过程中模板支架稳定保证墙体质量显得尤为重要。防辐射超厚墙体平面分布范围、剖面图2.2超厚墙施工技术参数墙、梁模板采用钢管扣件脚手架支撑。两侧立杆与横梁的距离为200〜250mm。距离根据宽度进行调整。在不影响侧模安装的情况下，该距离等于地板立杆之间的距离。斜撑下端设置在立杆与水平杆节点附近，支模架与竖向结构拉结。墙侧模板采用15mm厚胶合板，墙侧龙骨采用50*50*2.5方钢，间距为W250mm；墙侧模板加固采用双拼648X3.25钢管与M16对拉螺栓加固，间距不大于450mm，第一道对拉螺杆距墙底不大于150mm。超厚墙模板安装节点构造排架支撑：梁底、板底模板下搭设排架，根据设计荷载采用单根立杆，重梁梁底及厚板板底立杆均采用可调托座传力形式，模板排架步距不大于1500m，大梁下的水平纵横杆均双向满设。本工程采用将墙、梁、板支架系统联合搭设方法，增加整体性、稳定性，防止超厚墙在砼浇筑过程中出现胀模、倾覆等现象发生。通过对超厚墙模板支撑体系进行安全计算保证支架体系强度、刚度、稳定性要求，确保砼浇筑整体成型。排架搭设平面图排架搭设剖面图排架搭设平面图排架搭设剖面图2.3超厚墙排架支撑搭设及构造要求2.3.1排架搭设排架搭设需要保证结构的形状尺寸、位置正确。安拆方便易于钢筋的绑扎、安装，砼浇筑等要求。多层支撑时，上下层支点应在同一垂直线上，并应设置底座和底板。采用①48*3.25mm钢管，钢管柱用紧固件紧固。钢管清扫杆与水平拉杆对接，跨接搭接。搭接长度不小于1000mm，用三个旋转扣件固定在距杆端不小于100mm处。2.3.2立杆、水平杆构造排架立杆纵横间距不大于600mm，底端设垫板。水平杆的步距不大于1200mm。每个台阶应垂直和水平设置，并用直角扣件与立杆连接。垂直杆之间应根据步距设置双向水平杆，以确保两个方向上有足够的设计刚度。2.3.3剪刀撑搭设水平剪刀撑横竖与水平杆形成45-60°的夹角，并与封口用旋转按钮连接。高模板区的水平跨每两步设置一次。每个水平剪刀撑斜杆与支架杆搭接扣件数：跨越立杆根数N4时，与支架杆扣件连接点N4,且N50%相交立杆总数；跨越立杆根数W4,与支架杆须全数连接。垂直剪刀撑垂直跨应与立杆在垂直面上形成45°〜60°的夹角，并用旋转扣件与立杆连接。高排架与已经施工完毕的独立柱以及两边已经施工完毕的混凝土结构柱进行有效的拉接，保证排架的整体稳定。2.4排架施工质量安全保证措施确保立柱的垂直偏差和横杆的水平偏差小于规范要求；同一直线上垂直杆的垂直误差需要拉过长线。模板和架体要有足够的强度、强度和稳定性。过程中要派专家检查支承情况，沉陷变形时要及时处理。设置1层架设体后，要对入口垂直度进行初校，之后设置楼层后进行垂直度校正。布置好后组织验收，验收合格后才能投入使用。3超厚墙大体积混凝土施工技术大体积混凝土具有结构尺寸大、体积大、钢筋密集、混凝土用量大、施工技术要求高等特点。温度应力和混凝土收缩应力是大体积混凝土结构开裂的主要原因。因此，如何控制温度变形裂纹的发生，需要仔细讨论。3.1超厚墙大体积混凝土浇筑施工要点超厚墙全部采用防辐射混凝土，汽车泵浇筑为主的浇灌方式。高支模架与已施工的竖向结构拉结形成整体。剪力墙的混凝土先分层浇捣至板底，待其沉降稳定后（停歇1〜1.5h）再浇捣梁板混凝土。高低跨部位墙板模板上翻及下翻部位均需采取斜撑加固，砼一次性浇捣完成。具体方法：砼进行分层浇筑，施工缝应凸口分缝，凸口水平长度不小于500mm，高度不小于300mm进行施工，确保防水措施。因墙结构厚度大，砼工程量较大，为保证浇筑过程中不出现施工冷缝，浇筑墙砼采取斜面分层方式。配备2台以上砼泵平行浇注时，墙施工中同时从短边一侧开始向另一侧连续推进浇筑。如下图：每个出料泵管必须划分浇筑区域，浇筑过程中要沿直线前进，同时保证各浇筑带要齐头并进，互相搭接，利用混凝土自然流淌的斜面分层浇筑。分层浇筑厚度控制在500mm左右。混凝土振捣：在浇筑过程中，混凝土振捣是一个重要环节，可以快速插入，缓慢拉出。振动器插入点之间的距离应控制在50cm左右。为保证振动器插入精度，在距振动器端部65cm处绑扎红色橡皮筋作为深度标记。振动器的插入点应均匀布置。振捣上层混凝土时，应插入下层混凝土，直到上层有浮浆，以确保浮浆不下沉，消除层间接缝。两层混凝土的浇筑间隔应在混凝土初凝时间内。混凝土浇筑应按照信息化施工的原则，加强现场调度管理，确保已浇筑的混凝土在初凝前被上部混凝土覆盖，无“冷缝”。3.2超厚墙大体积混凝土温度控制及预防开裂措施大体积混凝土的养护的要点在于控制温差，不同于传统大体积混凝土，具有防辐射要求的大体积混凝土厚度较大，所以传统的薄膜覆盖养护、喷淋养护等可能不足以满足其养护要求，需要在构件中预埋冷凝管。预埋冷凝管沿大体积混凝土构件的长方向布置，以绑扎的方式固定在最外层主筋内侧，大体积混凝土厚度方向两侧各布置一层，布置示意图：冷却管采用外径40mm，壁厚2.5mm的钢管。冷却管有一个进水口和一个出水口。使用过程中用水泵抽水，保证冷却管进水口有足够的压力，进出水管的水温相差需保证在5°C〜10°C之间，从浇筑起至浇筑完砼后15天内内不间断注水。出水水温降至常温后再循环使用。砼养护完成后，管内压入水泥砂浆。由于钢筋较密，冷凝水管可在实际施工过程中对位置进行调整。3.2.1大体积混凝土养护大体积混凝土养护采用蓄热法养护。混凝土终凝前在压光混凝土表面，并用塑料薄膜或阻燃草帘覆盖以减少水分的蒸发。对边缘、棱角部位的保温厚度应增加到面层部位的两倍。混凝土达到强度标准值的30%后，当内外温差及表面与大气的最小温差小于20°C时，可去除养护层。外墙模板拆除时间延长，以保证导墙混凝土有更好的养护条件。根据测温数据，拆模时间可控制在混凝土浇筑完成后5-7天内。3.2.2测温温度监测采用预埋测温线连接电子测温仪读数来完成。用①14-①16钢筋（钢筋长度N筏板厚度+200mm）作为固定支架，将测温线（根数二厚度方向的测点数）沿该钢筋长度方向用绝缘胶带邦扎在该钢筋上，再将该钢筋支架固定在混凝土筏板的上、下钢筋网上，绑扎（或焊）牢固。温度监测：混凝土入模后开始温度监测。首先，监测进入模具的混凝土温度。混凝土浇筑完毕10h后再进行温度监测。各监测点的测温，应与混凝土浇筑、养护过程同步进行，如遇温度值超过规范范围，应立即采取通循环水内部降温、加盖外部保温措施减小温差。当混凝土表面40〜100mm处温度与环境温度之差小于20C时，可停止测温。结语防辐射混凝土超厚墙大体积混凝土施工技术从防辐射混凝土配合比的优化、模板支体系搭设、混凝土浇筑方法设计、浇筑过程中预埋冷凝水管降温、成型后的养护测温监控等方面，解决了满足墙体屏蔽性能、超厚墙胀模、大体积混凝土开裂等问题，在实际施工中重要把握各工序细节，精确做好测温降