北京某病房楼直线加速器室大体积混凝土施工技术(施工总结).doc

直线加速器大体积混凝土施工技术总结
对于大体积混凝土的施工，在各国已进行了多年的研究，大多数为结构底板，结构中架空的大体积混凝土施工在军用设施中应用较多，在民用建筑中为数较少，因此可供借鉴、参考的资料较少。本工程就施工中总结出的经验归纳如下，以供同行参考。
1、工程概况
**医院二部病房楼工程，位于**市西城区大红罗厂街*号，地处市中心，西临***根北街，东临****大街，南侧与原医院住院部相连,北侧为***人大常委会会议楼。
本工程为医政、病房、及办公为一体的综合楼，本工程总建筑面积为61956m2，场地面积为15450m2，地下两层、地上六层，建筑物总长度为165.6m，总宽度为64.8m，总高度为23.97m。本工程主要结构形式为钢筋混凝土框架结构。
直线加速器室位于20-23/K-L轴，结构分高能、低能直线加速器室，设计采用迷宫形式，电缆沟穿墙做折线处理。
本工程底板标高为-10.0m，直线加速器室结构标高从-10.0m~-2.27m，顶板标高范围-5.07m~-2.27m。底板厚0.8m，底板混凝土标号为C30/P8。
2、施工难点
直线加速器室因严格的防辐射要求在结构及机电预埋及以后的装修等各方面都有其特殊性。
超厚的墙及顶板对钢筋绑扎定位及支撑造成一定的困难，尤其模板施工难度较大，北侧及东侧顶板侧模只能支撑于护坡上面，南侧及西侧在-4.27米部位板在墙中部，而且要同直线加速器室顶板一起浇筑，使上部侧模板的支撑和定位也比较困难。
墙及顶板超厚，为大体积混凝土，施工时要按大体积混凝土的要求施工，采取相应的控温及养护措施，防止产生裂缝是重点和难点。除规定的两道水平施工缝外不得留置任何其它施工缝，尤其是不得留置竖向施工缝，混凝土量也比较大，必须保证混凝土连续浇筑。

3、构件特征
3.1、顶板
●厚度为1300mm，净跨度为1100mm×8950mm；
●厚度为1300mm，净跨度为1800mm×9250mm；
●厚度为1300mm，净跨度为2400mm×8950mm；
●厚度为1600mm，净跨度为2100mm×8650mm；
●厚度为1600mm，净跨度为2400mm×8650mm；
●厚度为2500mm，净跨度为3300mm×7750mm；
●厚度为2800mm，净跨度为3500mm×7050mm。
3.2、墙体
●宽度为800mm，长24300mm、11050mm；
●宽度为1000mm，长7350mm；
●宽度为1300mm，长2400mm、1300mm；
●宽度为1500mm，长2900mm；
●宽度为1600mm，长21000mm、2400mm、10250mm；
●宽度为2500mm，长3300mm；
●宽度为3200mm，长3500mm；
●宽度为800mm，长24300mm，11050mm；
注：高度按两水平施工缝之间高度计算为2900mm
4、施工缝留设
4.1、两侧墙体后浇带
直线加速器室两侧外墙各有一条800mm墙体后浇带（L/19-20轴、23/J-K轴 ），在底板顶标高以上250mm处即-9.15米开始留设，钢板止水带成U闭合。
4.2、第一道水平施工缝
为施工方便，第一道水平施工缝留在-8.50米标高（基础反梁顶标高），留成企口形式，墙体错开搭接范围预留插筋。
4.3、第二道水平施工缝
根据设计要求，第二道水平施工缝统一标高留设，留在-5.6米标高。
4.4、地下一层板施工缝
直线加速器室南侧及西侧地下一层板（-4.27米）在直线加速器室墙中部，为满足防辐射要求，及考虑施工便利，并征求设计院意见，-4.27米板、梁在距直线加速器室墙皮500mm处，留设一道施工缝。与直线加速器室墙相连部分板、梁混凝土同直线加速器室墙体一起浇筑。
4.5、顶板顶标高处施工缝
直线加速器室顶板以上外墙施工缝留100mm高企口，浇筑上部抗渗混凝土时加30×20mm遇水膨胀止水条。内侧在板面留水平施工缝。
除以上规定部位施工缝外不得留设任何施工缝。
5、结构施工
5.1、钢筋工程
5.1.1、钢筋型号及使用部位一览表
序号
钢筋型号
使用部位
接头形式
备注
1
Φ25
暗梁及门洞加固
整根

暗柱
绑扎搭接
-8.50～-6.50
2
Φ22
暗梁、部分板、墙
绑扎搭接

3
Φ20
大部分墙筋、部分板筋
绑扎搭接

4
Φ18
中间隔墙墙筋
绑扎搭接
少量
5
Φ16
中间隔墙墙筋
绑扎搭接
少量
6
Φ14
墙体拉接筋
-

7
Φ12
暗梁箍筋
-

8
φ10
暗柱箍筋
-

5.1.2、钢筋接头
●因钢筋型号多样，且弯折较多，又钢筋直径一般都不大，为施工方便钢筋接头一律采用绑扎搭接，搭接、锚固长度均为35d，同一截面的钢筋接头数不大于钢筋根数的50%。
●第一道施工缝施工时按设计预留插筋，预留错开搭接范围，插筋立到底板下铁上。直线加速器室顶板上框架柱钢筋插入墙或梁中1000mm，上部接头采用锥螺纹，接头区域按设计要求。
5.1.3、钢筋保护层厚度

因防辐射要求及构件尺寸关系，根据设计要求，钢筋保护层厚度为60mm。板下铁用60mm厚70×70mm混凝土垫块。双层钢筋间距为150mm，中间用拉结筋（竖向）或马凳（水平）支撑。因墙体较厚，定位钢筋用Φ20以上钢筋制作。
5.1.4、钢筋绑扎
（1）钢筋绑扎顺序
底板及导墙施工时预留插筋→（底板、基础梁及导墙混凝土）→墙内层钢筋、暗柱钢筋→水电套管→墙外层钢筋→墙体定位钢筋、定位卡具→（模板、混凝土）→（直线加速器室内侧墙侧模、板底模）→墙暖洞套管→（-4.27梁钢筋、侧模板底模、钢筋）→板筋下铁保护层垫块→（暖通预留洞钢板模板）→板下铁下层筋→暗梁钢筋→板下铁双层筋马凳→板下铁上层筋→板上铁马凳→板上铁下层筋→板上铁双层筋马凳→板上铁上层筋→上层插筋→定位钢筋→清理验收。
注：防雷接地等穿插进行。
（2）钢筋绑扎注意点
●钢筋锚固长度及弯筋长度；
双层钢筋间距均匀，板双层筋之间用Φ22钢筋做马凳支撑，间距1000mm设一道，2500mm及2800mm板厚部分分开设置。马凳长1000mm，横筋两端悬臂100mm，两支腿间距800mm，高度根据需要制作。

●因墙较厚，竖向钢筋容易变形，板筋绑扎到墙筋上易使墙筋发生变形，在墙的两片钢筋之间加斜支撑或在墙内设马凳支撑。
5.2、模板工程
5.2.1、顶板模板
（1）厚度为1300mm顶板模板

模板面层选用12mm厚双面覆膜竹胶板，次龙骨采用40×90mm木方，间距不大于200mm，主龙骨采用双根背靠背[10槽钢做支撑（单根[10槽钢虽能满足要求但肢短不容易固定，两槽钢用M12螺栓连接，间距1000mm），间距600mm，支撑采用碗扣支撑体系，立杆间距300mm，横杆步距600mm。
（2）厚度为1600mm顶板模板
模板面层选用12mm厚双面覆膜竹胶板，次龙骨采用40×90mm木方，间距不大于150mm，经计算主龙骨采用100×100mm木方不能满足要求，因此主龙骨采用双根背靠背[10槽钢做支撑（单根[10槽钢虽能满足要求但肢短不容易固定，两槽钢用M12螺栓连接，间距1000mm），间距600mm，支撑采用碗扣支撑体系，立杆间距300mm，横杆步距600mm。
（3）厚度为2500mm、2800mm顶板模板
模板面层选用双层12mm厚双面覆膜竹胶板，次龙骨采用40×90mm木方，间距不大于100mm，主龙骨采用双根背靠背[10槽钢（两槽钢用M12螺栓连接，间距1000mm），做支撑间距600mm，支撑采用碗扣支撑体系，立杆间距300mm，横杆步距600mm。
顶板模板支撑脚手架因横杆长度模数关系在周边如出现不合适情况，要增加立杆并用扣件横杆与整架连接。或采用交错方式保证顶板模板周圈支撑强度。顶板模板在混凝土强度达到设计标准值100%后再晚一周方可拆除。因顶板支撑较密，直线加速器室内第二道施工缝以上侧模板同顶板一起拆除。
5.2.2、顶板侧模板
模板面层为15mm覆膜多层板，次龙骨采用40×90mm木方竖向设置，间距不大于150mm，水平向采用双根背靠背[10槽钢做背楞间距400mm。采用M22对拉螺栓，水平间距800mm。外墙部分用止水型加焊80×80×5止水片，内墙对拉螺栓埋在墙混凝土中，对拉螺栓两端加锥形垫，剔除后将螺杆外露部分割除，用膨胀砂浆补平。
因有塔吊盲区，多数侧模板配成2440mm、1220mm两种规格，模板宽度可根据实际需要进行调整，一般不超过2440mm宽。模板高度3.6米。南侧、西侧侧模板及内侧侧模板高度根据需要配制，但因侧压力相同，龙骨间距、背楞间距不变。
北侧及东侧侧模板在板底标高以下用螺栓对拉，外侧用可调支撑或100×100mm木方配木楔支撑于护坡桩上，支撑水平间距800mm，支撑端部垫木方。内侧模板用钢管做斜撑。

5.2.3、墙侧模板
墙模板内混凝土净高3.2米，模板配制高度3.4米，模板面层板15mm厚覆膜多层板，次龙骨间距150mm，双[10槽钢背楞间距400mm，对拉螺栓水平间距800mm。模板宽度以2440mm、1220mm为主。
5.2.4、墙体重点、难点部位的模板施工方法
●墙下口施工缝处：因企口缝高300mm，墙下第一道对拉螺栓无法穿过，现作如下修改：将该处对拉螺栓割断，与附加的Ф25水平钢筋单面焊10d，紧贴企口缝上口位置加一排对拉螺栓，间距按500mm。
●墙上口施工缝处：该处先支设企口模板，模板与搭设的操作架上的钢管连接、锁牢，模板下端放在预埋的对拉螺栓上。
●西南阳角处：该阳角内侧沿45°方向加三排对拉螺栓@600mm，竖向间距500mm，20～21轴之间变截面的墙，南北方向加对拉螺栓，间距不大于500mm。
●室内所有阳角均按电梯井阳角节点大样做法，阴角处的钢管相互锁紧。
●对拉螺栓@600mm，用120×80×10mm的钢板作垫片，用双螺母锁紧钢板，调整好模板尺寸后，后一道螺母与对拉螺栓点焊牢固，两钢管之间间距不大于20mm，且通高分三处用钢筋点焊连接牢固。
●反梁或电梯井筒处加钢管锁紧，斜撑下端与该处钢管相连，上端设调节丝杆加100×100mm木方支撑在模板上，斜撑下端均需加100×100mm木方；电梯井筒内壁相应位置也要加支撑，撑在另一道井壁墙上。
5.2.5、施工注意事项
●顶板模板因跨度大，自重大，应按2‰起拱。
●为防辐射，所有穿墙螺杆不能加套筒。
5.3、混凝土工程
●直线加速器室墙厚达1.3米、1.6米、2.5米、3.2米，顶板厚达1.3米、1.6米、2.5米及2.8米，为大体积混凝土，为保证施工质量，按大体积混凝土施工要求进行施工。施工控制重点为分层浇筑及温度控制。
●直线加速器室混凝土浇筑量约为1226m3，分三次浇筑，第一次浇筑底板及基础梁（C30P8），混凝土量约为215m3，浇筑至-8.50m标高，同该段底板其余部分一起浇筑。第二次浇筑墙体（C25矿），混凝土量约为310m3，浇筑至-5.60m标高。第
三次浇筑墙体剩余部分及顶板（C25矿），混凝土量约为616m3，浇筑至-2.30、-2.60m。
●-8.50m以下（混凝土底板及侧墙）为C30P8，水泥采用普通硅酸盐水泥。 -8.50m以上（混凝土侧墙及顶板）为C25P8，水泥采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，混凝土密度≥2400kg/m3。
●由于直线加速器室墙、板厚度不同，现场混凝土浇筑后温度应力仅根据水泥选料及选择最大浇筑厚度计算。
5.3.1、混凝土的施工
1.技术措施
为保证混凝土工程在夏季期间的施工质量，采取如下措施：
●为保证混凝土不开裂，在混凝土中应掺加缓凝剂或减水剂。
●在风雨或暴热天气运输混凝土，罐车上应加遮盖，以防进水或水分蒸发。
●在高温炎热季节施工时，要在混凝土运输管上遮盖湿罩布或湿草袋，以避免阳光照射，并注意每隔一定的时间撒水湿润。
2.混凝土温度控制和收缩裂缝预控措施
●混凝土温度控制
为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑的措施。
（1）降低水泥水化热
a.选用低水化热混凝土；
b.充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试配、试验水泥用量P.S425#，严格控制在345kg/m3以内；
c.使用粗骨料，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料，如：密云产碎石，掺加粉煤灰等掺合料、掺加相应的减水剂、改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。
（2）降低混凝土入模温度
a.选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季采用低温搅拌混凝土，对骨料进行护盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具应达设避阳设施，以降低混凝土拌合物的人模温度。

b.掺加FS-H复合型外加剂，初凝时间延长到16小时。
c.在混凝土入模时，入模温度不大于25℃，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。
（3）加强施工中温度控制
a.在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免爆晒，注意保湿，以免发生急剧的温度梯度发生。
b.采取14天长时间的养护，规定合理的拆模时间，混凝土浇筑后7天拆侧模，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
c.加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，混凝土降温速度不大于1.5~2℃/d，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。
d.合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中分层浇筑厚度，避免混凝土拌和物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。
（4）改善约束条件，消减温度应力
采取分层浇筑大体积混凝土，要求混凝土分层厚度为15~25cm ，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。
（5）提高混凝土的极限拉伸强度
a.选择良好级配的粗骨料，采用密云产机碎石，严格控制其含泥量，含泥量不大于1.0%。加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少收缩变形，保证施工质量。
b.采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
c.在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。
●其它预控措施
混凝土浇筑时，振捣要密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后，终凝前，进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强
度，减少收缩量。混凝土浇筑后，应及时进行养护（顶面蓄水养护，侧墙在拆模后喷水养护）。
3.混凝土浇筑
●由于施工时间处于夏季，为保证混凝土浇筑连续均衡，为缩短浇筑时间，采用两台汽车泵进行（位置见附图）。
混凝土理论泵送能力：90m3/h×2=180m3/h
混凝土实际泵送能力（1#泵为例）：
5.5 m3÷（90m3/h÷60min）=3.7min（每罐车泵送时间）
考虑交通影响、罐车就位、退车及分层浇筑、振捣的要求，间隔时间合计为20min
60min÷20 min=3车
60min泵送能力为5.5m3×3=16.5m3
总的60min泵送能力为16.5m3×2=33m3 （每小时最小混凝土需求量）
①考虑到交通高峰期是造成堵车，将该部位混凝土浇筑时间定在晚上八点开盘，同时夜间环境温度较低，有利于减少混凝土浇筑期间的蓄热量。
②另外要合理安排施工程序，使两台汽车泵顺序循环分层浇筑混凝土，分层厚度严格控制在200~250mm，用标尺杆检查，振捣密实以表面出浆为准，控制混凝土浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差，防止水化热的聚集，消减温度应力。
③预先在模板上口四周留设泄水孔。在浇筑混凝土前清理流畅，以使混凝土表面泌水排出。当混凝土浇筑接近尾声时，将混凝土泌水排集到模板边，顺泄水孔流出或用真空泵将水抽出。
④大体积混凝土养护期间需严格控制，其内外温差在25℃范围内，养护主要达到保温、保湿的目的。混凝土浇筑后12小时内在混凝土上表面覆盖塑料布及两层麻布袋，在侧面模板外侧悬挂包覆一层塑料布，一层麻布袋形成保温层，以保证混凝土表面温度不至过快散失，减少混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性。使混凝土的平均总温差产生的接应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。同时连续蓄水养护保湿，使尚在混凝土强度发展阶段。潮湿的条件可防止混凝土表面产生脱水而产生干缩裂缝，另外，可使水泥的水化顺利进行，提高混凝土极限抗接强度，拆侧模时间控制在7天。

5.3.2、测温
1、测温仪器的选用和埋设
测温仪器选用JDC-2型携带式电子测温仪及其相匹配的埋入测温元件。全部测温孔均按平面布置图编号，每组测温点元件埋设3个深度，分别为200mm、浇筑高度的中间位置、浇筑底标高返200mm高位置。这样就可真实地反映混凝土内外温差、降温梯度和温升的均匀性。将测温元件按不同测定深度定位，将其引出线绑扎在一起，固定在与板中上下层钢筋绑在一起的竖向钢筋支棍上，让测温线的插头露出混凝土表面300～500mm用塑料布包扎保护好。根据温差，再增减保温层的厚度。
2、测温
●每个工作班对混凝土入模温度测定４次。
●混凝土从开始浇筑15天之内每隔2h测量一次。以后对混凝土上、中、下面和大气温度每昼夜测定４次。
●由于直线加速器室层高高，浇筑截面面积大，为保证浇筑质量，减少温度裂缝，共分三次浇筑。第一、二次混凝土浇筑后的测温应持续到下一次浇筑开始前；最后一次混凝土浇筑后的测温应达到28d,混凝土浇筑14d以后可每昼夜测温２次。
●测定的温度必须正确、真实、记录详细及时反馈给现场技术负责人。
3、混凝土养护
●降低混凝土块体里外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度，以承受外约束应力时的抗裂能力，对混凝土的养护是非常重要的。
●混凝土浇筑前，应准备好在浇筑过程中所必须的抽水设备和防雨防暑措施。混凝土的养护墙、梁混凝土采用涂刷养护剂及浇水的方法进行养护，大体积混凝土顶面蓄水养护。
●夏季施工时，覆盖保温在混凝土浇筑完毕后混凝土终凝后进行。
●抗渗混凝土的浇水养护时间不得少于14天。
4、混凝土试块留置
每一台班浇筑的混凝土，均留置四组试块（并依据混凝土方量增加组数），测同条件、7d、28d强度，一组备用；地下室底板、外墙等有抗渗要求的部位增加一组抗渗试块。

各构件拆模强度以及同条件强度试块预留
结构类型
拆模要求
试块留置
组数
竖向结构
7天
留置同条件试块
4组
楼板
强度达到100%再晚一周
留置同条件试块
4组以上
注：拆模后，混凝土和模板分离，但不能撤除模板，以保证混凝土内部温度与表面温度的温差要求。