混凝土施工方案～大体积重晶石防辐射

设计概况本工程住院楼地下室设有二个直线加速器机房，结构设计为重晶石防辐射混凝土，其中墙板厚度为1100，局部为2400，顶板厚度为1150，局部为2400，属于大体积混凝土范畴。抗辐射混凝土的密实度不小于2.35克/立方厘米，设计强度为C30，混凝土结构类型为一类，基础为二类。2工程特点及难点分析医用直线加速器对肿瘤疾病有良好的治疗效果,但如果防护不当,其高能电磁辐射也会给周边人员造成伤害。为了防止射线的泄漏，除进出治疗室的各种管道和线路均应预留、预埋外，不允许成型后钻孔，更不能有穿透的施工缝，并要严防大体积混凝土的水化热反应引起的裂缝。因此，除了应做好原材料的选择和优化配合比以及各种管道和线路的预留、预埋外，还必须做好施工缝的设置，不能有穿透的施工缝。本工程的施工难点主要包括以下几点，必须作为主控对象，做好施工过程的控制和监测。（1）混凝土结构厚度大，属大体积混凝土范畴，应采取措施控制大体积混凝土的温度裂缝；（2）设计要求抗辐射混凝土必须连续浇筑；（3）抗辐射混凝土的密度不小于2.35克/立方厘米。3钢筋混凝土结构施工主要方法3.1基础工程施工方案基础工程施工流程如下：施工前准备→测量放线→垫层→绑扎钢筋、支模→浇筑混凝土→基础墙→回填土。3.1.1垫层混凝土施工基础垫层混凝土的浇筑：复核基坑内土体标高，根据高程控制点用钢筋头垫层尺寸范围内中心的表面控制标志，四周用100mm方木固定。浇筑前要经项目部门复核模板位置无误。浇筑垫层混凝土用滚筒碾压平整，用木抹子抹平压实，最后用铁抹子压实压光。用砖砌模的，严格按照图纸要求进行施工，作到模内干净，无积水、垃圾。3.1.2基础钢筋施工基础钢筋的施工应注意以下几点：成型制作前注意：钢筋是否具备出厂合格证，核对钢筋的规格、数量是否有误，做好原材及焊接件取样、试验工作，合格后方可使用。绑扎前注意的问题：柱、梁箍筋与主筋垂直，箍筋的接头要交错布置在四交纵向钢筋上，箍筋转角与纵向钢筋的交叉点均应扎牢；箍筋平直部分与纵向交叉点可间隔扎牢，以防骨架歪斜；柱插筋位置要正确。具体做法可用直径14的钢筋作成井字型，在柱模安装前焊于柱主筋上，井字筋的尺寸等于柱截面尺寸。3.1.3基础模板施工模板支立要牢固，标高尺寸正确，其支撑部分必须支撑在坚实的地基上，以防因混凝土振捣引起的模板变形，影响混凝土的质量，拆模时要待混凝土达到一定强度，并使混凝土不被损坏才可拆除（一般在浇筑24小时后即可拆除基础梁、柱侧模）。3.1.4底板普通混凝土的浇筑本工程采用独立的布料杆布料，根据工程的结构特点及现场道路的情况，从里向外进行布料。布料杆的作用范围要最大，且要尽量减少移动泵车。材料准备：按照浇筑工作量，作好商品混凝土供应量计划，以保证混凝土连续施工的需要。混凝土的运输能力必须保证混凝土的连续浇筑，并在运输过程中保持其匀质性，作到不分层、不离析、不漏浆，保持较好的和易性，运至浇筑地点时塌落度保持良好。混凝土运到施工现场时，随即开始浇筑，并在初凝前浇筑完毕。浇筑过程中，操作人员不准在模板支撑和钢筋上行走，随时把模内钢筋的临时支撑和混凝土的厚度标志取出，不得埋入混凝土内。浇筑顺序从距卸料点最远的一端开始，逆向进行，以逐渐缩短运距，避免振实的混凝土受扰动。根据基础的厚度分段分层浇筑，每段长度控制在2-3米的距离，各层各段互相衔接，逐层逐段呈阶梯状沿长条形基础长度方向向后浇筑，不得先把下层混凝土浇筑完毕再浇筑上层混凝土。3.2主体结构工程施工方案施工工艺流程：搭设钢排架→绑扎墙板钢筋→支立顶板模板→支立墙板模板→绑扎顶板钢筋→墙板模板加固→连续浇筑墙板、顶板他→保温养护。3.2.1墙、顶板钢筋施工要点墙板钢筋采用对焊连接，接头位置尽量错开，板钢筋绑扎用卷尺正确控制间距。单向板钢筋外围两排钢筋满扎，中间钢筋可采用梅花型绑扎，双向板必须全部满扎。绑扎接头呈八字型，避免钢筋向一侧倾倒。上下钢筋之间设钢筋撑脚，每平方米设置一个，保证上下钢筋间距。钢筋绑扎过程中，如发现钢筋与埋件相碰时，要会同有关人员研究处理，不得任意弯、割、折、移。3.2.2墙、顶板模板工程3.2.2.1模板的设计制作要求模板采用九夹板和36mm厚木板制作，排架采用直径48钢管搭设，排架搭设的同时，外围脚手架与排架应同时搭设梁下，钢管可支撑在基础底板混凝土面上。现浇板下钢管立杆间距为0.5米，水平联系杆设置4道，扫地杆离地20cm，中间设间距1.4米的纵横联系杆，考虑排架的整体稳定，纵横二向均需设置水平拉杆。除水平拉杆外还须适当布置纵横二个方向的剪刀撑。模板在设计和施工时，其尺寸宜稍小于建筑的净尺寸，以使处理与结构的接头，模板长度方向的尺寸也应留有安装余量。3.2.2.2模板施工模板施工要制定好施工工艺流程和施工方案，作好一切施工布置，对操作班组和各专业人员进行必要的技术交底。模板施工划分好流水段以及各个不同的施工区域，施工顺序和施工总平面布置尽量合理，以便充分利用起重机械设备，减少模板落地吊运次数，同时也使得其他工作也能顺利开展。模板按设计和施工方案要求编排编码，并用醒目的字体注明在模板背面。安装前核对模板型号、数量并维修清刷干净。在模板就位前，认真涂刷脱模剂，不得有漏。模板施工前应先绑扎钢筋，后支立一侧模板，待安装好其他全部项目，再支另一侧模板。检查墙体钢筋、混凝土保护层垫块、水电管线、预埋件、门窗洞口模板和穿墙螺栓套管有无遗漏，位置是否准确，安装是否牢固，并清除模板内的杂物方可合模。模板校正合格后，在模板顶部安放固定位置的卡具，并紧固螺栓或销子。模板安装完毕后，检查扣件、螺栓是否紧固，拼缝是否紧固，经检查合格后，方可浇筑混凝土。拆模顺序应是先支的后拆，后支的先拆。先拆除模板的固定件和连接附件，使模板向后倾斜。吊运模板前应其是否完全脱离主体，所有配件是否已取出，确认无误后方准起吊。3.2.3墙、顶板大体积重晶石混凝土工程3.2.3.1重晶石混凝土工艺原理（1）重晶石混凝土采用密度大，含结合水多的重晶石碎石、重晶石砂等粗细骨料（主要成分为BaSO4.2H2O），以普通水泥作为胶凝材料，同时加入水、外加剂按一定配合比拌合形成防辐射混凝土。其表观密度大，对X射线和γ射线防护性能好；骨料中有大量的结合水，氢元素含量多，能有效防护中子流。重晶石混凝土浇入模成型后与钢筋骨架共同形成具有特殊防辐射性能的混凝土结构。（2）通过优选原材料和科学的配合比设计；确保混凝土在拌合和成型过程防止离析、保持均匀、成型密实；控制大体积混凝土温度裂缝；以及施工缝的特殊处理。从而保证结构混凝土的表观密度和结构构件厚度符合设计要求，达到设计的防辐射效果。3.2.3.2原材料选用与配合比设计（1）原材料选用水泥：采用PO.32.5普通硅酸盐水泥和高效混凝土掺合料，其质量应符合GB175－1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的相关要求。也可采用其他密度较大、耐热性能好、低水化热的水泥。重晶石碎石、重晶石砂：表观密度要求在4300kg/m3以上，其BaSO4含量不低于90%，内含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7％，碎石含泥量≤1％。拌合用水：混凝土拌合用水应符合JGJ63-89《混凝土拌合用水标准》的相关要求。外加剂：泵送剂、减水剂和膨胀剂质量应符合GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》的相关要求。（2）重晶石混凝土配合比设计经过原材料优选，主要参照GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》和JBJ/T55-2000、J64-2000《普通混凝土配合比设计规程》的相关规定进行配合比设计。塌落度控制在100-120mm之间。每立方米胶凝材料总用量控制在最大水泥用量以内；考虑地下结构有利于大体积混凝土抗裂，采用UEA-E型膨胀剂（内掺10％）和高效混凝土掺合料（内掺50％）等量取代水泥。砂率按43%、掺泵送剂、经多次试配试验后确定最优配合比。3.2.3.3重晶石混凝土的制备与运输采用矿区样品按规定送检合格后，备足材料，进场后分区堆放，按规定取样送检，重晶石碎石、重晶石砂每200m3取样一次，进行级配分析和表观密度检测，经检验合格方可使用。并定时校验自动计量装置，控制投料误差在规定的范围内。严格控制投料顺序、单盘搅拌量、搅拌时间、出厂坍落度、入泵坍落度，并按规定留设试块。采用专车运输供应；每车装料时，罐体要高速搅拌，运输途中低速搅拌，防止混凝土离析；装载运输量控制在普通混凝土的60～65%；供应速度应保证混凝土连续施工要求；还应考虑备用的运输路线和停水、停电及设备故障等应急措施。3.2.3.4重晶石混凝土的泵送和浇捣重晶石混凝土骨料重，易离析，准备采用泵送工艺输送。通过以下措施，保证重晶石混凝土成功泵送和浇捣。采用功率较大的输送泵，尽量使混凝土沿水平输送，主管控制在100m以内。严格控制重晶石混凝土的质量，进场的每车混凝土必须经目测无离析，现场实测坍落度符合要求后，才能入泵。鉴于重晶石混凝土的泵送具有一定的难度，现场泵送施工时，一定要根据现场情况先进行有针对性的泵送试验；成功后再组织浇筑作业。墙板砼浇筑应分层进行，每层厚度不超过500mm，且上下层间不超过砼初凝时间，不允许留设任何规范允许外的水平施工缝。墙板砼浇至梁底后应稍加停息约1小时左右，让砼达到初步沉落，再浇上部砼。震动棒应插入墙板下层砼5cm左右，以防发生水平裂缝。鉴于本工程重晶石混凝土施工面不大的特点，顶板大体积混凝土采用整体平面分层浇筑的方法，每层浇筑厚度400mm，共分三层进行。局部2400mm部位分六层进行。3.2.3.5施工缝的特殊处理措施鉴于本工程的特殊性，重晶石混凝土应连续浇筑，仅在基础底板部位留置一条水平施工缝，具体位置在底板顶标高下0.2米，宽度同墙厚，在浇筑底板混凝土时预留，墙板和顶板同时浇筑，以确保防辐射效果。施工缝位置示意图3.2.3.6大体积混凝土裂缝控制措施采用低水化热水泥和掺合料。优化配合比设计，控制骨料质量和含泥量及水灰比，砼表面做好二次抹平压实工序。采取对板基层压光或增加滑动层等降低结构边缘约束措施。就结构本身而言，针对其相应薄弱部位及应力集中部位要采取有效的加强措施；外露结构表面应增加细而密的温度筋网片；水平施工缝适当增加插筋。采取有效的温度测量与控制措施。混凝土浇捣后，采用在混凝土体内不同部位及深度预埋测温孔的办法，用温度计进行测量。发现偏差立即采取有效处理措施纠偏，直至达到预定控制范围。养护完成后，测温孔采用重晶石砼封堵密实。3.2.3.7大体积混凝土温度监控及保温养护（1）大体积混凝土温度监控大体积混凝土温度控制参数:混凝土内表温度之差不得超过25℃,混凝土温度骤降不得超过10℃，内表温差达23℃时就发警报。测温点布置:四面墙板:墙板超厚部分4处,在其中部沿高度方向各取1处,分别在距混凝土表面10cm及结构中间部位布置2个测温点,共计8个测温点。顶板:大体积顶板2处，在其中部沿高度方向取2处,分别在距混凝土表面以下10cm及结构中间部位布置2个测温点,共计4个测温点。外环境:在墙板与顶板加厚部分中心部位,离混凝土表面以外10cm处各布置一处环境温度测点。测温工具的选用:采用表盘式干式温度计与水银温度计。测温线布置:浇筑混凝土前,按照测温点布置要求，从结构室外混凝土面预埋DN25热镀锌钢管至结构中部,与结构钢筋焊接固定以防混凝土振捣时移位或脱落,管底固定一块5cm×5cm×2mm的铅板,防止射线透过,测温时将传感器带测温线穿入管中监控。待温度监控工作结束后,钢管内进行压力灌浆。测温制度:在混凝土升温保持阶段,2—3h测温一次,在温度下降阶段,4—8小时测温一次。（2）大体积混凝土保温与养护在混凝土浇筑完成2小时后，拆除障碍的钢管，用黑色塑料薄膜全面封闭，外围用棉毯缠裹，然后再用黑色塑料薄膜全面封闭，并加强测温。如外界和内部的温差大于25℃时，再用以上方法重复处理。当混凝土内部与表面温度之差不超过20℃,且混凝土表面与环境温度之差也不超过10℃时,逐层拆除保温层,当混凝土内部与环境温度之差接近内部与表面温差控