直线加速器和射波刀机房防辐射超厚结构一次浇筑性裂缝控制技术

直线加速器和射波刀机房防辐射超厚结构一次浇筑性裂缝控制技术

占瑜黎映呈孙云飞

中国建筑第八工程局有限公司天津分公司天津300000

摘要：天津医科大学肿瘤医院扩建二期北院工程位于运营的天津医科大学肿瘤医院院内，具有周围环境复杂、施工场地狭小、超深基坑、工期紧张、施工组织要求高等特点，现对其基坑施工中使用的施工技术进行详细分析和总结，主要针对本工程地下四层北侧12间直线加速器机房和东侧1间射波刀机房墙体厚达1.8m~3.1m，钢筋排为8~14排，竖向钢筋HRB40014，水平钢筋为HRB40022，钢筋间距为150mm；混凝土强度高达C50P10，总体积约6000m3。上述放疗机房配置治疗设备的电子束和光子束，如果泄漏，对人体有严重的伤害甚至死亡，因此该区域大体积混凝土采取一次浇筑的方式，且质量要求必须无裂缝。为确保直线加速器机房一次浇筑性无裂缝，重点加强了施工过程的管控，合理部署，科学管理，从多方面入手从而达到对施工技术、施工安全、施工质量高效的要求，为今后类似建筑的此项施工提供了参考和借鉴。

关键词：超厚结构；一次性浇筑无裂缝

一、工程概况

本工程位于天津市河西区天津医科大学肿瘤医院南侧建设用地范围内，东至环湖西路，南至宾水道，西至卫津南路，北至肿瘤医院住院楼A楼、C楼；本项目为天津市重点项目，总建筑面积为79587㎡，建筑层数为地下4层，地上10层；基坑面积约9850㎡，周长平面尺寸为112.7×87.4m。开挖深度约为21.15m，局部设电梯井开挖深度为23.15m；基础结构形式为桩基筏板基础，主体为框架结构。

二、工程技术要求与特点

本工程周围环境复杂，施工极度场地狭小，工期紧，施工组织要求高，且施工现场无法形成环型道路，且仅在临近环湖西路和卫津南路设置两个出入口和南侧一条主道理，需制定高效、安全的砼浇筑方法。该结构主要特点是砼质量控制难度大，砼墙体最小厚度为1.8m，最大厚度为3.8m，高度4.5m，属于大体积砼施工，温度裂缝控制难度大；砼施工难度大，由于超厚墙体设置钢筋直径较大，排数多间距小，砼浇筑及振捣难度大；砼性能要求高，砼强度为C50P10，为避免分区浇筑设置施工缝，对机房整体结构砼的影响，实现一次性浇筑完成6000m3，需要高强度高性能砼，对砼配合比、和易性，可泵送性要求高；建立目标较高，本工程为保证国建“鲁班奖”，保证核心功能机房是重中之重。综上所述加速机房大体积砼一次浇筑完成的控制技术较为困难。

三、施工总体思路部署及技术要求

3.1超厚结构一次浇筑后浇带优化加强带

本工程膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位，在结构长度和宽度方向上各每间隔30m设一条加强带，带宽1.5~2m，设置附加钢筋，附加钢筋不小于墙板受力钢筋截面积一半，带的两侧上下层钢筋之间设置Ф5mm钢丝网，网格尺寸为35×35mm，两端分别绑扎在上下层钢筋上，将带内混凝土与带外的分隔开。

3.2超厚结构一次浇筑施工方法

根据周围环境、工程特征和加强带分区的实际方量，针对特殊机房超厚结构一次浇筑采用象泵和地泵水平分层推进同时浇筑的方法，实施前合理布置泵点浇筑，循环浇筑。

3.3超厚结构施工质量控制

为保证超厚结构混凝土密实度和泵送性能，原普通混凝土优化为自密实混凝土。采用60d龄期的强度作为混凝土强度评定工程交工验收和混凝土配合比设计的依据，减少水泥用量。掺入防腐型纤维抗裂防水剂大大提高了混凝土的流动性，抑制了混凝土开裂进程，减少收缩裂缝的产生。一级粉煤灰含量增加为158kg/m3，增加流动性，减少水化热，可有效控制砼温度裂缝，对超厚结构混凝土裂缝控制效果显著。

3.3.1强度要求

超厚结构混凝土采用60d龄期的强度作为混凝土强度评定工程交工验收和混凝土配合比设计的依据，并严格控制混凝土的强度值，施工完成后的混凝土强度值不大于设计强度的1.3倍。

3.3.2配制

1）水泥品种的选择为降低混凝土水化热。

2）混凝土骨料选择：配制混凝土所用的粗骨料含泥量控制在1%；对于配制超厚结构混凝土，其粗骨料的连续级配5~31.5mm，细骨料的级配为中粗砂，细度模数2.80，平均粒径0.38mm。

3）配合比设计：该工程超厚混凝土结构的梁板及剪力墙的混凝土强度等级为C50。

3.3.3养护要求

具体要求如下：水平结构采取覆盖塑料薄膜密封保湿养护；拆模后使混凝土的周围环境相对湿度达到80%以上，墙体采用带模、挂麻袋片浇水或布设喷淋管定时喷水养护；在施工操作上控制浇筑层厚度500mm，并通过测温记录与保温覆盖，使内外温差控制在25℃以内，总降温差严格控制在30℃以内；根据工程具体情况确定混凝土拆模，但拆模强度应满足施工规范要求，养护时间为2个月。

3.4超厚结构施工过程检验

3.4.1对混凝土外加剂掺和料及配合比的检验检查各种产品合格证出厂检验报告和进场复验报告通过检查施工记录和试件强度试验报告，检验混凝土配合比。

3.4.2混凝土外观质量检验对超厚混凝土结构进行全数观察检验。

3.6超厚结构施工要点

3.6.1混凝土塌落度不宜过大，控制在180~200mm左右。墙体混凝土浇筑前底部应先填以50~100mm厚与混凝土配合比相同减半石水泥砂浆。

3.6.2混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2m，浇筑高度如超过3m时必须采取措施，用串桶使混凝土下落。浇筑混凝土时应分段分层连续进行，最大不超过500mm。

3.6.3使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.25倍（一般为300～400mm）。振捣上一层时应插入下层50mm，以消除两层间的接缝。

3.6.4浇筑混凝土应连续进行，如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间2h。

3.6.5浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土凝结前修正完好。

四、效果实施分析

本工程地下四层北侧12间直线加速器机房和东侧1间射波刀机房墙体，长达112米，体量大。针对此项混凝土的裂缝控制，施工过程中对混凝土的收缩、降低水化热和加强混凝土浇筑过程中质量控制，以及及时保温保湿养护。并对混凝土配合比优化设计，采用低水化热混凝土和自密实混凝土，以及加设纤维抗裂外加剂，浇筑过程中严格控制混凝土振捣，应用无线电测温设备全过程监控混凝土外温差和采用带模保温保湿养护等措施，确保了混凝土施工质量，最大限度的减少超厚混凝土墙体裂缝，实施效果明显。

五、结束语

本项目对于有特殊要求的直线加速器机房的施工在天津乃至全国范围医院类工程应极为少见，并且施工条件极其复杂，故对此项施工采取的一系列的技术措施，根据重要部位完善的专项方案策划和先进的施工技术是提升工程质量和保障安全的必备因素。在直线加速器机房一次浇筑性无裂缝施工技术实施过程中，对质量安全进行双重保护，合理部署，科学管理，从而达到对施工技术、施工安全、施工质量高效的要求，缩短了工期、降低了成本，为以后类似工程提供了成功的借鉴案列。