防輻射、超大、超厚、大體積混凝土施工技術難點解析

梅　放, 楊　波

(四川省第六建筑有限公司, 四川成都 610081)

1　工程概況

四川大學華西第二醫院錦江院區一期工程位于成都市錦江區三圣鄉成龍路以南、銀木街以東、楊樹街以西、紫羅蘭路以北，總建筑面積154 596 m2，主要分為門急診醫技樓和第一住院樓兩部分，其中門急診醫技樓：地上5層，地下2層；第一住院樓：地上16層，地下1層。直線加速器室位于門急診醫技樓負二層地下室內，結構形式為筏板基礎及鋼筋混凝土墻板結構(圖1)。

圖1　直線加速器室平面(單位: mm)

2　技術難點

(1)直線加速器室采用超大、超厚的大體積混凝土結構作為對直線加速器室的防輻射屏蔽結構，為防止輻射外泄，頂板及墻體不能有任何直線型貫通性縫隙，而目前常用的模板拉桿不能確保不產生貫通性裂縫，如何選用可靠的模板拉桿，避免結構產生貫通性裂縫為本工程重點。

(2)為防止輻射外泄，設計要求直線加速器室超大、超厚鋼筋混凝土頂板及墻體必須一次性同時澆筑，如何留置施工縫為本工程一大難點。

(3)直線加速器室長41.1 m、寬17.3 m ,墻體最厚達2.5 m，頂板厚度有1 m、2.2 m、3.2 m ，頂板自重分別達到25 kN/m2、55 kN/m2、80 kN/m2，根據JGJ 59-2011《建筑施工安全檢查標準》及建質(2009)87號文《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》，施工總荷載超出15 kN/m2，屬于超大、超厚、超重的結構體系，超出一定規模的危險性較大的分項工程，由此對模板及支撐體系的設置要求很高。

3　難點解析

3.1　模板拉桿的選用

本工程直線加速器室墻體厚度最大達2.5 m厚，且墻體與頂板為一次性同時澆筑，澆筑時墻模板所受的側壓力很大，由此模板拉桿的抗拉性能必須滿足要求；同時為避免模板拉桿與混凝土之間產生直線型貫通性裂縫，模板拉桿必須消除結構產生直線型貫通性裂縫的可能性，以下對此種性能統稱為防輻射性能。

由此確定本工程模板拉桿同時必須滿足兩個要求：(1)抗拉性能好；(2)模板拉桿必須要有防輻射性能。

根據以上兩個要求，首先想到建筑施工常用的防水拉桿。

經過現場實際測驗，防水拉桿的抗拉性能能滿足要求，但由于止水鋼板與拉桿之間的焊接為人為操作，且拉桿制作量大，焊縫質量無法控制，達不到防輻射要求，由此防水拉桿被排除在選用之列。

在查閱大量資料及類似工程勘察后，經商討確定采用三根Φ16螺紋鋼雙面搭接焊的方式來制作模板拉桿(圖2)。

圖2　Φ16高強防輻射對拉螺桿(單位:mm)

Φ16高強防輻射拉桿由于采用三根Φ16螺紋鋼雙面搭接焊的方式來制作，避免了結構產生直線型貫通裂縫的可能性，防輻射性能滿足要求，經檢測，抗拉性能滿足要求，通過業主、設計、監理及相關專家的一致認可。

在直線加速器室結構施工完畢后，經輻射環境監測機構現場檢測，防輻射屏蔽結構未見泄漏點，滿足規范要求。

3.2　施工縫的留置

由于設計要求直線加速器室超大、超厚鋼筋混凝土頂板及墻體必須一次性同時澆筑，經研究決定將施工縫留設在墻體底部，具體留置方式如下：

3.2.1直線加速器室的內剪力墻

內剪力墻施工縫留置在墻體底部，利用室內二次澆筑350 mm厚素混凝土結構，形成U型縫隙，阻礙了輻射的直線傳播，發揮了防輻射的作用(圖3)。

圖3　內墻施工縫留置示意(單位: mm)

3.2.2直線加速器室的外剪力墻

外剪力墻施工縫留置在墻體底部，利用室內外室筏板350 mm高差及室內二次澆筑350 mm厚素混凝土結構，形成U型縫隙，阻礙了輻射的直線傳播，發揮了防輻射的作用(圖4)。

圖4　外墻施工縫留置示意(單位: mm)

3.3　模板及支撐體系的設置

由于直線加速器室屬于超大、超厚、超重的鋼筋混凝土結構，為防止輻射外泄，設計要求頂板及墻體一次性同時澆筑，施工難度高。經公司及項目各方技術力量多次討論研究，確定以下解決措施。

3.3.1從設計源頭降低荷載

直線加速器室頂板設計為一個凸形板，凸出區域頂板厚度為3.2 m，其余頂板厚度為2.2 m，兩者高差1 m，要能將此1 m厚凸出頂板改為二次澆筑，頂板自重由最大80 kN/m2降低到55 kN/m2，將極大降低施工時頂板自重，降低安全風險。經與設計方溝通，此方案得到設計認可。

3.3.2模板支撐體系設置

對于直線加速器室超大、超厚、超重的鋼筋混凝土結構的支撐體系，重點考慮為對頂板支撐體系的設置，還有剪力墻內側及外側支撐體系的設置。

3.3.2.1頂板支撐體系

考慮到頂板厚度達2.2 m，結構荷載大，模板支撐體系的設置對保證結構安全影響很大。結合工程實際，直線加速器室分為3個 直線加速器治療室，每間房面積不大(每間約60 m2)，初步在扣件式鋼管支撐體系、型鋼支撐體系、碗扣式鋼管支撐體系中選擇，經過整體性、穩定性、施工難易性及經濟性分析，采用碗扣式鋼管支撐體系。

頂板模板采用1 830 mm×915 mm×18 mm厚覆膜膠合板。覆膜膠合板下鋪100 mm×100 mm木枋，間距@200，木枋下設碗扣式鋼管支撐體系。碗扣式鋼管支撐體系采用Φ48×3.5鋼管，立桿間距600 mm×600 mm，橫桿步距1 200 mm，沿架體外圍采用鋼管設置豎向連續剪刀撐，每步均設置水平剪刀撐(圖5)。

圖5　頂板支撐體系剖面

施工要點：

(1)在CAD中精確畫出模板支撐體系放樣圖，按照放樣圖現場進行測量放線，架工按放線進行架子搭設。因為立桿間距600 mm×600 mm，并還有水平剪刀撐及橫向加固鋼管(墻體模板加固所用)，由于架體較密集，搭設完畢后，人員、材料難以進出，無法進行修改，所以必須精確搭設。搭設時，架體四周墻模支撐體系必須施工完畢，架體水平剪刀撐、橫向加固鋼管(墻體模板加固所用)、架體外圍剪刀撐需隨碗扣式鋼管支撐架搭設過程中插入實施。

(2)架體頂部所用可調托撐必須牢固可靠。根據JGJ130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》要求，可調托撐螺桿與支托板焊接應牢固，焊縫高度不得小于6 mm；支托板厚度不應小于5 mm。可目前市場上的可調托撐普遍不合格，為避免可調托撐影響整個支撐體系的可靠性，采用對購進的可調托撐進行改造方式，更換托板，重新焊接，加工出合格的可調托撐，經檢測改造后的可調托撐承載力均大于40 kN，且不易變形。

3.3.2.2剪力墻支模體系

(1)直線加速器室為超厚鋼筋混凝土剪力墻，厚度最大達2.5 m厚，墻體模板采用1 830 mm×915 mm×18 mm厚覆膜膠合板，墻體加固采用Φ16高強防輻射對拉螺桿間距@450 mm×450 mm，內龍骨采用Φ48鋼管豎向布置，間距@100 mm，外龍骨采用Φ48雙鋼管間距@450 mm(圖6、圖7)。

圖6　外墻支模

(2)剪力墻外側模板支撐。在地下室施工前，為考慮實施直線加速器室超大、超厚結構施工，利用后澆帶分隔，先行施工直線加速器室相鄰四周地下室結構，在實施直線加速器室結構時，利用四周地下室結構及架體對直線加速器室剪力墻外模板進行合圍抵牢，使之不產生變形移位。

(3)剪力墻內側模板支撐。在碗扣式鋼管支撐架每步水平面采用Φ48單鋼管(鋼管兩端設可調托撐)間距600 mm雙向設置，每根鋼管均抵緊兩側內模龍骨，避免模板向內側變形移位。

圖7　內墻支模(單位:mm)

(4)限位螺栓的固定。根據施工經驗，墻體模板拉桿上的蝴蝶限位卡，在澆筑混凝土時，由于振搗棒振搗混凝土可能使得蝴蝶限位卡松動移位，導致模板變形移位，未避免此情況發生，用綁扎帶將每個限位螺栓綁扎固定，防止其松動移位(圖8)。

圖8　限位螺柱的輔助固定

4　結束語

直線加速器室防輻射、超大、超厚、超重的大體積鋼筋混凝土結構在公司及項目全體員工的努力下，順利完成施工，施工完畢后，混凝土結構未見變形及移位，未出現任何裂縫，整體質量符合規范要求，經輻射環境監測機構現場檢測，防輻射屏蔽結構未見泄漏點，達到防輻射要求。