超厚防輻射大體積混凝土剪力墻施工技術

洪建

（廣州市第三建筑工程有限公司）

隨著城市經濟發展，大體積混凝土施工在有防輻射要求的特殊場所項目比如醫療治療區等建設中比例越來越高。但大體積混凝土設計要求強度等級高，澆筑方量大，施工中水化熱產生溫度應力及收縮應力大，影響施工質量的結構裂縫控制問題尤為突出。超厚防輻射剪力墻作為特殊結構形式運用在有防輻射使用功能的大體積混凝土建筑中，能減少建筑物輻射源泄露，無論對人體的健康還是施工質量都至關重要，而這對裂縫控制要求顯然更高。本文對超厚防輻射大體積混凝土剪力墻的施工技術進行了系統分析，并針對內部有害裂縫的控制提出改進措施。

1 工程概況

廣東恒建質子醫療裝置示范工程，建設地址在廣州市黃埔區中心知識城，建筑面積約14000m2，框架混凝土結構，分為地下二層，地上二層。超厚防輻射剪力墻位于質子治療區，包括加速器室、旋轉束機架室、固定束機架室、束流傳送室、入口迷宮、控制室、戊類倉庫等。

本項目質子治療區剪力墻根據設計要求分4 次澆筑，最大厚度3000mm，最大高度5.4m，混凝土的強度等級為C35，抗滲等級為P8。

2 工程重難點分析及解決方案

2.1 重難點分析

⑴超厚防輻射剪力墻裂縫控制要求高。與普通剪力墻相比，超厚防輻射剪力墻內部自身約束強，澆筑后隨著混凝土內部溫度的升高，混凝土中部的收縮最大，裂縫產生的隱患很難完全避免。

⑵超厚防輻射剪力墻內外溫差控制難度大。與水平普通筏板大體積混凝土相比，超厚防輻射剪力墻模板不適宜采用磚胎膜，且其表面積大，表面散熱更快，對混凝土內外溫差提出了更高的要求。

2.2 解決方案

⑴采用混凝土強度等級C35，抗滲等級P8。配合比經混凝土攪拌站提出初步意見，經過專家進行研討會提出意見，再由混凝土攪拌站和廣州市建筑科學研究院根據專家意見進行配合比設計，并送具備相應資質的單位進行配合比驗證試驗。配合比見表1。

表1 C35P8 配合比

⑵運用AutoCAD 技術，確定每塊超厚防輻射剪力墻的尺寸與位置，然后根據剪力墻的尺寸來預制多層細且密的小直徑、小間距溫度鋼筋網，再把它們編號，與剪力墻位置一一對應，通過塔吊整體吊裝到對應的位置，然后與底板預留插筋或下層溫度鋼筋網伸出鋼筋固定，安裝精度高，有效控制超厚防輻射大體積混凝土內部有害裂縫，減少了塔吊吊運次數，使得施工工期大大縮短，實現整體施工效益的最大化。

⑶采用具有保溫抗裂特點的多功能模板代替常規木模板，在1830mm×915mm×18mm 膠合板上先鋪一層麻袋布，用U 型釘間距450mm 梅花形布置固定于膠合板上，然后鋪一層熱鍍鋅鋼絲網，再用雙面膠帶間距450mm 梅花形布置粘貼于麻袋布上。脫模后，麻袋布固定于膠合板上一并取出，熱鍍鋅鋼絲網因嵌合于混凝土結構而留在其表層中，不僅保證了超厚防輻射大體積混凝土內外溫差，而且能有效控制超厚防輻射大體積混凝土表面裂縫，施工工藝簡單，經濟效益顯著。

⑷混凝土分層連續循環澆筑，每層澆筑厚度為300mm 左右，振搗棒插入深度須進入下一層100～200mm，確保每層混凝土都在初凝前經過二次振搗，以提高混凝土的密實性和防輻射能力；合理安排澆筑速度與混凝土初凝時間的關系，確保澆筑層下方的第一層尚未進入初凝階段，第二層（即再下一層）開始進入初凝階段，第三層已經進入初凝階段，尚未進入終凝階段（即混凝土強度約為0.2～0.4MPa）。

⑸施工縫位置設置兩道止水鋼板，形成凸形施工縫，從而提高施工縫處的防輻射能力。

3 施工技術要點

3.1 預制溫度鋼筋網制作與吊裝

鋼筋制作流程：運用AutoCAD 技術確定剪力墻尺寸與位置→根據剪力墻厚度預制溫度鋼筋網→成品分類堆放→剪力墻位置放樣→根據剪力墻位置吊裝相應的溫度鋼筋網→溫度鋼筋網固定→剪力墻主筋安裝。

3.2 多功能模板設計安裝

在設計上采用具有保溫抗裂特點的多功能模板代替常規單一功能木模板并配合鍍鋅鋼絲網。具體施工工序以第5 澆筑層3000mm 厚、5.4m 高的墻體為例。墻體模板采用18 厚多功能膠合板，次楞為80mm×80mm 木方，豎向布置，水平間距450mm，主楞為Φ48×3.5mm 雙鋼管，橫向布置，豎向間距450mm，用Φ16 對拉螺栓固定，端頭配2 個山型蝴蝶扣、2 個螺母。縱向間距450mm，豎向間距450mm。安裝插入的對拉螺栓因墻體有規定的防輻射要求，不得采用PVC 套管，間距要嚴格按施工方案進行布置。

3.3 混凝土澆筑

混凝土安排在全天溫度較低的時候澆筑，入模溫度不大于32℃，澆筑方法采用分層連續循環澆筑，每層澆筑厚度為300mm 左右，采用二次振搗施工工藝，振棒插入深度進入下一層不少于100mm（也不大于200mm）。

同時應嚴格控制澆筑速度與混凝土初凝時間的正確關系，確保澆筑層下方的第一層尚未進入初凝階段，第二層（即再下一層）開始進入初凝階段，第三層已經進入初凝階段，尚未進入終凝階段（即混凝土強度約為0.2～0.4MPa）。

混凝土具體澆筑流程：計算分析混凝土工澆筑方法→平面布置及泵送設備選擇→確定線路圖→混凝土澆筑→振搗→施工縫設置。

3.4 施工縫設置

施工縫位置設置兩道止水鋼板，形成凸形施工縫，從而提高施工縫處的防輻射能力。

⑴把表面松動的石子、軟弱混凝土層以及浮漿剔除掉，直到露出均勻的粗骨料。

⑵先用壓力水把混凝土表面的浮粒及污染物沖洗干凈，并充分潤濕，但不得有積水。

⑶在上層混凝土澆筑時，通過接漿措施使用非泵送及低流動度的混凝土。

⑷選用100～150 粒徑的優質花崗石作分層澆筑的層間連接鍵（投放按凈距約300 梅花形控制在1/4 混凝土量內，使用前須用井水或冰水浸過，投入新澆混凝土內時石塊表面應拭干），不但有效降低水化熱，還能吸收熱量。

⑸各水平施工縫在澆筑新混凝土前，先注入50～100 厚去石混凝土（相同配比混凝土不加石子），確保接口密實，并應備有同批水泥、砂、石（指100～150 毛石板、30～50 石子。前者作吸熱降溫作用，后者作施工縫用）。

3.5 混凝土養護

剪力墻結構澆筑完成后，兩側因采用了保溫抗裂模板，故只需進行噴霧保濕養護。頂部與空氣接觸部分的混凝土初凝前采取噴霧養護，初凝3～4h 后在剪力墻澆筑面覆蓋麻袋，入模后第二天至第七天，采用40℃～55℃熱水養護，持續保溫保濕帶模養護不少于14d。

3.6 混凝土溫度控制

本工程溫測主要布置在2750mm、3000mm 厚剪力墻中，測點布置水平間距10m，垂直間距5m，金屬管宜露出混凝土表面300mm，并應固定牢靠。金屬管埋設前應預先封堵底端，防止水及其它有害物質進入金屬管內。溫度傳感器安放完畢，金屬管上端應做密封保護處理。

4 結語

此項目施工技術的成功實施，使得特殊結構形式的混凝土裂縫控制效果良好，并且縮短了施工工期，可為類似工程項目提供借鑒經驗。