超厚重晶石混凝土墻頂板施工工法

超厚重晶石混凝土墻、頂板施工工法前言重晶石混凝土廣泛應用于工業(yè)探傷、核能、醫(yī)院與射線裝置場所的環(huán)境防護，它利用重晶石可以吸收X射線或電子束的特性，按一定配合比拌制成重晶石混凝土澆搗而成。1工法特點重晶石主要成份為硫酸鋇，晶體屬正交（斜方）晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體，條痕白色，玻璃光澤，透明至半透明。具有硬度低（莫氏硬度3～3.5），比重大（4.3g/cm3~4.7g/cm3），有抗輻射的特點。重晶石比重大，拌制成重晶石混凝土容重也較普通混凝土大，在2800kg/m3～3500kg/m3之間，且重晶石混凝土易產(chǎn)生離析，難于泵送、澆搗施工。重晶石混凝土結(jié)構多為超厚墻板、頂板，對模板支撐體系要求較高，支撐不牢容易產(chǎn)生局部變形或沉降，導致主筋位移、裂縫等質(zhì)量問題，并存在安全隱患。2適用范圍本工法適用于采用重晶石混凝土墻、頂板的機房，即采用重晶石混凝土澆搗成屏蔽墻的工業(yè)探傷、核能、醫(yī)院與射線裝置場所的環(huán)境防護。3工藝原理超厚重晶石混凝土墻、頂板施工主要工藝原理是在常規(guī)鋼筋砼結(jié)構施工工藝基礎上，考慮超厚重晶石混凝土的材料、結(jié)構特點對工藝流程、各工種操作面的影響。重點是確定重晶石混凝土配合比、混凝土模板支撐結(jié)構計算與搭設、重晶石混凝土澆搗與養(yǎng)護。4施工工藝流程及操作要點4.1施工工藝流程圖4-1重晶石混凝土墻、頂板施工工藝流程4.2重晶石混凝土配合比設計工業(yè)探傷、核能、醫(yī)院與射線裝置場所的環(huán)境防護一般采用超厚的重晶石混凝土墻、頂板，通過重晶石吸收射線與超厚的墻板、頂板屏蔽墻來阻止輻射裝置對外界的影響，通過對每立方重晶石含量保證屏蔽墻對射線的吸附量，通過對混凝土強度等級要求保證超厚混凝土墻、頂板穩(wěn)定。因此一般設計對超厚的重晶石混凝土墻、頂板兩點要求：容重達到3200kg/m3～3250kg/m3,強度C30～C35。因此在施工前應根據(jù)重晶石材料情況進行配合比試驗，確定達到設計容重、強度的混凝土配合比。配合比設計步驟試配配合比計算為使混凝土的強度保證率能滿足規(guī)定的要求，在設計配合比時混凝土的配制強度（fcu,0）高于設計強度等級（fcu,k），配制強度（fcu,0）可采用下式計算：混凝土強度標準差，參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96考慮重晶石混凝土中粗骨料比重大、硬度較低的特點，對混凝土強度有一定的影響，值可提高一個等級取值。初步確定水灰比根據(jù)配制強度（fcu,0），按下式計算所要求的水灰比值：水泥的實際強度。為保證混凝土必要的耐久性，水灰比不能大于《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96中規(guī)定混凝土最大水灰比。選取每1m3混凝土的用水量用水量主要根據(jù)所需要的坍落度值及骨料種類、粒徑來選擇，泵送重晶石混凝土坍落度一般80mm～120mm，根據(jù)坍落度可參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96選擇每1m3混凝土的用水量。也可按下式計算：混凝土坍落度系數(shù)，取決于粗骨料種類與最大粒徑，可參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96。4、計算單位水泥用量根據(jù)已選定的水灰比與每立方用水量，計算水泥用量。為保證混凝土必要的耐久性，單位水泥用量不能小于《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96中規(guī)定混凝土最小水泥用量，且最大水泥用量不得大于550kg/m3（GB50204-92），所以應綜合考慮水泥用量。5、選用合理的砂率合理的砂率主要應根據(jù)混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特征來確定，可參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ/T55-96，選擇合理砂率值。考慮重晶石混凝土對單位重晶石含量的要求，選擇較小砂率值。6、計算粗、細骨料的用量、可采用絕對體積法計算單位體積粗、細骨料的用量，下式聯(lián)立計算：、、、:分別為1m3混凝土的水泥用量、石子用量、砂用量、水用量；、、、分別為水泥密度、石子表觀密度、砂表觀密度、水密度；為混凝土的含氣量百分數(shù)，重晶石混凝土可取1；為砂率。確定基準配合比以上求出的各種材料用量，是借助經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)計算出來的，或者利用經(jīng)驗資料查出的，因此不一定能符合實際情況，必須經(jīng)過試拌調(diào)整，直到混凝土拌合物的和易性符合要求為止。當坍落度低于設計要求時，可保持水灰比不變，適當增加水泥漿量或調(diào)整砂率；若坍落度過大時，則可在砂率不變的條件下增加砂石用量；若出現(xiàn)含砂不足、粘聚性和保水性不良時，可適當增加砂率，反之應減少砂率。每次調(diào)整后再試拌，直到和易性符合要求為止；同時應測出重晶石混凝土拌合物的實際表觀密度，實際表觀密度應大于設計容重要求，反之應適當增加重晶石、砂的摻量。確定試驗室配合比經(jīng)過和易性調(diào)整試驗得出的基準配合比，其水灰比比值不一定選用恰當，強度、容重不一定符合要求，所以應檢測混凝土的強度、容重，一般采用三個不同的配合比，一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應較基準配合比分別增加及減少0.05，其用水量應該與基準配合比基本相同，但砂率可分別增加或減少1％，每個配合比至少制作一組試件，標準養(yǎng)護28天試壓與實測容重。施工配合比試驗室得出的配合比，是以干燥材料為基準的，而現(xiàn)場使用的重晶石、重晶石砂都含有一定水分，所以應根據(jù)情況進行修正。首先測出現(xiàn)場重晶石含水率a%、b％，則試驗配合比換算為施工配合比為：施工常用配合比C25～C30強度等級混凝土重晶石混凝土常用配合比有（水泥：重晶石石子：重晶石砂：水）1：4.54：3.4：0.5；1：5.44：4.66：0.6；1：5：3.8：0.24.3超厚重晶石混凝土墻、頂板支模體系設計1、結(jié)構分析重晶石混凝土屏蔽墻厚度多為0.8m以上的超厚墻板、頂板，且重晶石混凝土容重3200kg/m3較普通混凝土容重2400kg/m3大，因此結(jié)構施工對模板支撐體系整體穩(wěn)定性要求較高，頂板主要需重點關注立竿承載力、扣件抗滑移問題。墻板需重點關注對拉螺桿的抗拉強度、傘形銷強度。2、頂板支模體系設計對于超厚的重晶石混凝土墻、頂板，頂板多為超厚結(jié)構，一般0.8m以上，支模體系立竿間距一般0.4m～0.6m，若小于0.4m，操作空間太小不易于施工作業(yè)。當頂板厚度2.0m或2.0m以上時，立竿間距0.4m仍不能滿足承載要求，可考慮雙立竿。以**區(qū)**醫(yī)院醫(yī)療綜合樓直線加速器機房頂板支模體系為例：頂板模板承重架搭設采用木質(zhì)九夾板、48×3.5鋼管、60×80方木與12止水對拉螺桿等材料搭設。2.12.0米厚頂板區(qū)域模板支架搭設高度為3.8米，采用原根的48×3.5鋼管，禁止搭接。立桿采用雙立桿，立桿的縱距b=0.45米，立桿的橫距l(xiāng)=0.45米，立桿的步距h=1.20米。板底布置縱橫雙向鋼管（間距450×450），縱向間距225加密一道鋼管，上鋪60×80方木間距150，立桿與橫桿采用雙扣件緊固。2.21.2米厚頂板區(qū)域模板支架搭設高度為3.8米，采用原根的48×3.5鋼管，禁止搭接。立桿采用單立桿，立桿的縱距b=0.45米，立桿的橫距l(xiāng)=0.45米，立桿的步距h=1.20米。板底布置縱橫雙向鋼管（間距450×450），縱向間距225加密一道鋼管，上鋪60×80方木間距150，立桿與橫桿采用三扣件緊固。布置形式如上圖。3、墻板板支模體系設計1.2m、2.0m厚墻板:采用48×3.5鋼管及止水對拉螺桿。螺桿縱距b=0.46米，螺桿的橫距l(xiāng)=0.36米，內(nèi)側(cè)60×80方木按間距120鋪放，外抱兩根48×3.5鋼管。4.4超厚重晶石混凝土墻、頂板支模體系搭設超厚重晶石混凝土墻、頂板支模體系應嚴格按照專項施工方案搭設，但由于機房空間局限、承重架操作空間小等問題，支模體系搭設前應根據(jù)結(jié)構情況制定搭設順序，保證各桿件、扣件連接到位、牢固。1、頂板支模架搭設由于頂板承重架立竿間距在0.4m～0.6m操作空間較小，架體各桿件必須有序搭設，搭設順序：彈立竿立腳定位線→搭設立竿、連接掃地桿→連接第一道牽桿與剪刀撐→連接第二道牽桿→連接板底撐鋼管→鋪板底方木與頂板模板2、墻板支模架搭設頂板支模架立竿間距小導致墻板內(nèi)模支設操作空間小，因此墻板內(nèi)模在搭設頂板承重架前應基本到位，盡量減少內(nèi)側(cè)操作內(nèi)容。搭設順序：彈墻板模板定位線→墻板鋼筋綁扎→立墻板兩側(cè)模板→穿對拉止水螺桿、內(nèi)側(cè)鋼管抱壓→內(nèi)側(cè)鋼板銷固定→頂板承重架搭設及模板鋪設→墻板外側(cè)鋼管抱壓、鋼板銷固定3、支模架驗收支模架投入使用前應組織驗收，超厚重晶石混凝土墻、頂板支模體系應分階段驗收，主要檢查現(xiàn)場搭設情況與專項施工方案的符合性，以及浙江省建設標準《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》的執(zhí)行情況。3.1立竿與掃地桿搭設完成應對立竿搭設間距進行驗收，搭設間距不應超出專項施工方案確定數(shù)據(jù)，并且能雙向跟通，以便于牽桿、剪刀撐的搭設。3.2安裝后的扣件螺栓扭緊扭力矩應采用扭力扳手檢查，抽樣方法應按隨即分布原則進行，抽樣檢查數(shù)量與質(zhì)量判定標準應按浙江省建設標準《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》表確定，螺栓扭緊扭力矩不應小于40N·m，且不應大于65N·m。3.3牽桿、剪刀撐搭設完成后應對桿件的間距、布置方向、數(shù)量及連接牢固進行檢查。4.5重晶石混凝土澆搗、養(yǎng)護1、重晶石混凝土拌制重晶石混凝土應嚴格按照試驗級配拌制，可采用現(xiàn)場加工或商品混凝土廠加工的方法拌制，現(xiàn)場加工由于器皿限制，級配較難控制，建議商品混凝土廠家加工，可較準確控制混凝土級配，保證重晶石混凝土質(zhì)量。2、重晶石混凝土泵送、澆搗泵機的布置：重晶石比重大，容易導致混凝土離析，因此混凝土泵送距離不易過長，容易導致泵管堵塞，需盡量就近布置。在選擇泵機位置時，要使泵機澆灌地點最近，附近有水源和照明設施，泵機附近無障礙物以便于攪拌車行走、喂料。泵機安裝就位，最好在機架底部墊木塊，增加附著力，以保證泵機穩(wěn)定。泵機周圍應當有一定空間以便于人員操作。泵管的敷設：管道敷設對泵送效果有很大的影響，特別是重晶石混凝土，比重較普通混凝土大，因此在現(xiàn)場布管時應注意以下幾個問題：1）輸送管道的配管線路應最短，管道中盡量少采用彎管和軟管，更應避免使用彎度過大的彎頭，管道末端活動軟管彎曲不得超過180°，并不得扭曲。2）泵機出口要有一定長度的水平管，然后再接彎頭，轉(zhuǎn)向垂直運輸，垂直管與水平管長度之比最好是2：1。水平管長度不小于15m。3）泵機出口不宜在水平面上變換方向，如受場地限制，宜用半徑1m以上的彎頭。否則壓力損失過大，出口處管道最好用木方墊牢。4）施工面上水平管越短越好，長度不宜超過20m。否則應采取措施。重晶石混凝土的澆搗：1）在泵送前要對泵機進行全面檢查，進行試運轉(zhuǎn)用系統(tǒng)各部位的調(diào)試。以保證泵機在泵送期間運轉(zhuǎn)正常。2）在泵送前先加入少量清水（約10L左右）使料斗、閥箱等部位濕潤，然后再加入一定量的水泥砂漿，一般配合比為1：2。泵漿的用量取決于輸送管的長度。3）泵機操作人員要經(jīng)過嚴格訓練，掌握泵機制工作原理及泵機制結(jié)構，熟悉泵機的操作程序，能處理一般簡單事故。4）剛開始泵送混凝土時，應緩慢壓送，同時應檢查泵機是否運轉(zhuǎn)正常，輸送管接頭有無漏漿，如發(fā)現(xiàn)異常情況，應停泵檢查。5）混凝土澆搗前應做好應急措施，準備好備用泵車、泵管等設施，避免由于泵送堵管、泵車故障導致混凝土泵送不及時產(chǎn)生冷縫等質(zhì)量問題。6）開始澆筑砼時，應先澆水濕潤模板和底部處理過的節(jié)點砼，并填以5~10cm厚與砼內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿，墻板豎向結(jié)構應采用串筒導送砼。7）為保證混凝土結(jié)構的整體性，混凝土應連續(xù)澆筑，要求在下層混凝土初凝前就被上層混凝土覆蓋并搗實。根據(jù)重晶石混凝土結(jié)構超厚板墻的結(jié)構特點，采用斜面分層澆筑法。斜面分層澆筑，即當結(jié)構的長度超過厚度的三倍時，可以采用斜面分層澆筑。斜面坡度取決于混凝土的坍落度，混凝土澆筑厚度一般為20-30cm，振搗工作應從澆筑層的下端開始。8）重晶石混凝土振搗需均勻，重晶石比重大，較普通石子易下沉，過度振搗也容易造成混凝土離析。振搗時間宜為10~30秒，以混凝土開始泛漿和不冒氣為準。振搗時，快插慢撥，據(jù)點布置要均勻。3、重晶石混凝土養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護應在澆筑完畢后12h內(nèi)進行，派專人看護澆水濕潤，頂板可覆蓋保濕材料，墻板采用帶模養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14d。4、重晶石混凝土抗裂措施選用穩(wěn)定性好的大廠水泥，嚴格控制水灰比，摻加水泥量5%~10%的I級優(yōu)質(zhì)粉煤灰和高效減水劑，以盡量降低混凝土水化熱。嚴格控制粗、細骨料的含泥量，規(guī)定石子、黃砂含泥量均不得大于1%，減少混凝土的干縮。澆筑混凝土時做好泌水處理，在模板上留出泌水孔，以提高混凝土的質(zhì)量和抗裂性能。加強混凝土的早期養(yǎng)護。保持砼表面14d濕潤，保持內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。4.6重晶石混凝土結(jié)構機房環(huán)境輻射防護水平檢測重晶石混凝土結(jié)構機房建成及設備安裝完成后，應聘請衛(wèi)生防疫部門對放射性機械的性能指標和機房環(huán)境輻射防護水平，依據(jù)《醫(yī)用電子加速器放射衛(wèi)生防護標準》（GBZ126-2002）和《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）進行檢測及評價。檢測及評價合格后方可投入使用。5材料與設備5.1材料要求一般要求做防射線砂漿及混凝土的重晶石、重晶石砂，BaSO4含量應不低于80%，其中含有的石膏、黃鐵礦、硫化物和硫酸鹽等雜質(zhì)不得超過7%。選擇穩(wěn)定性較好的大廠水泥，鋼管、扣件、模板等材料應符合《建筑施工扣件式鋼管模板支架技術規(guī)程》的規(guī)定。5.2機具設備序機具名稱規(guī)格、型號單位數(shù)量備注1砼抗壓試模150×150××150組4每組3只2砼抗?jié)B試模Φ150×300組33磅秤臺秤臺14踏落度桶只15扭矩扳手Y100只16振動棒ZDN60只87固定泵HBT80臺28導管M1009鋼板銷只100010安全帶付1511安全帽只2312鋼卷尺5米把613卷尺50米把214水準儀S1臺115經(jīng)緯儀臺2注：機具數(shù)量僅供參考，實際根據(jù)工程量大小等適當調(diào)整。6質(zhì)量控制超厚重晶石混凝土墻、頂板的質(zhì)量驗收，可按照《混凝土結(jié)構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》進行。模板工程質(zhì)量驗收標準見下項目允許偏差(mm))軸線位置5底模上表面標高±5截面內(nèi)部尺寸基礎±10柱、墻、梁+4-5層高垂直全高≤5米6全高＞5米8相鄰兩板表面高低低差2表面平整（2米長長度上）5鋼筋工程質(zhì)量驗收標準見下項目允許偏差(mm))綁扎鋼筋骨架長±10寬、高±5受力鋼筋間距±10排距±5保護層厚度基礎±10柱、梁±5板、墻、殼±3綁扎箍筋、橫向鋼鋼筋間距±20鋼筋彎起點位置20結(jié)合本工程特點與質(zhì)量管理工作需要，組建一支以項目經(jīng)理為主，具有責任性強、有管理水平、有能力、施工經(jīng)驗豐富的資質(zhì)合格的項目質(zhì)量管理班子，使項目經(jīng)理的責、權、利全面到位。結(jié)構混凝土施工時，為確保配比準確，可采用商品混凝土站供應。為此，一方面加強與混凝土的原材料質(zhì)量監(jiān)控、計量校驗及試驗級配方面的聯(lián)系，同時在混凝土澆搗的過程中加強混凝土質(zhì)量的監(jiān)控，嚴禁向混凝土中任意摻水，必須由砼攪拌站試驗室，嚴格按氣候條件、原材料含水量情況，合理調(diào)整級配，以最適宜的砼級配，滿足現(xiàn)場施工需要。加強對混凝土坍落度及試塊抽檢管理，在現(xiàn)場設立標準養(yǎng)護室，并做好試塊的及時送檢，確?；炷临Y料反映準確、及時。加強隱蔽工程驗收制度，在結(jié)構混凝土澆搗前，作為總承包應自檢合格，在隱蔽驗收24小時前通知業(yè)主、監(jiān)理方參加隱蔽工程驗收，經(jīng)總包、監(jiān)理方在驗收記錄上簽字確認驗收合格后，方可進行隱蔽和砼施工?，F(xiàn)場混凝土澆搗，必須嚴格監(jiān)控混凝土振搗質(zhì)量及混凝土的收頭質(zhì)量，確保混凝土結(jié)構的施工質(zhì)量。每次柱、梁封模隱蔽前必須清理干凈模板內(nèi)的雜物、浮灰，并經(jīng)質(zhì)監(jiān)人員和現(xiàn)場監(jiān)理的認可，混凝土澆搗前，必須再用自來水沖洗干凈并排清積水。梁、板混凝土澆搗時，必須嚴格控制好平臺混凝土的面標高及平臺板厚度，平臺面按雙向間距1500mm范圍由關砌統(tǒng)一抄平的平臺面標高控制標記，由收頭的人員用2m長括尺按控制標志括拍平整，并隨混凝土的干硬速度情況，用細木蟹打磨兩遍，確保平臺板混凝土的收頭質(zhì)量，最后視季節(jié)氣候條件，及時做好養(yǎng)護措施。結(jié)構鋼筋綁扎時，必須嚴格按設計圖紙之規(guī)定要求進行，尤其是墻柱板的結(jié)構主筋連續(xù)方法，嚴格按有關鋼筋連接規(guī)范執(zhí)行，由鋼筋翻樣向鋼筋班仔細全面交底。所用的鋼筋，進場時必須具備廠方提供的質(zhì)保書，并及時收集歸類。嚴格控制插筋位置，采用增加定位箍及限位筋電焊固定措施。澆搗混凝土時派專人負責看守，發(fā)現(xiàn)有鋼筋移位情況，及時糾正。在對結(jié)構施工過程中，對所有鋼筋連接結(jié)頭（除綁扎外），應在監(jiān)理見證下現(xiàn)場取樣，送專業(yè)測試單位進行復試，合格后方可進行下道施工。模板工程作為結(jié)構施工的重要分項工程，也是保證混凝土最終質(zhì)量的關鍵工序，故必須建立起全過程的質(zhì)量控制體系，其最終目的是保證整個模板體系有足夠的強度與剛度，能夠承受混凝土工程施工的各種荷載。7安全措施施工前應編制詳細的模板施工專項方案，對施工階段模板支撐的受力性能進行計算分析，設計合理的支承系統(tǒng)及局部的加固措施，并對施工人員進行技術交底。在施工過程中施工員和安全員應經(jīng)常檢查支撐和模板的安全狀況，并用測力器檢查夾具的夾緊程度。以保證模板支撐在砼澆搗時的安全。鋼管、扣件等材料使用前必須根據(jù)國家、省標準規(guī)定，進行檢驗，合格后方可使用。支模架搭設完成后，需根據(jù)國家、省規(guī)范標準規(guī)定，進行驗收后方可進入下一道工序。進入施工現(xiàn)場人員必須戴好安全帽，并應系好帽帶。工作前應先檢查使用的工具是否牢固，板手等工具必須用繩鏈系掛在身上，釘子必須放在工具袋內(nèi)，以免掉落傷人。工作時要思想集中，防止釘子扎腳和空中滑落。安裝與拆除5m以上的模板，應搭腳手架，并設防護欄桿，防止上下在同一垂直面操作。不得在腳手架上堆入大批模板等材料。超厚頂板、墻板結(jié)構的高大鋼筋骨架應設臨時支撐固定，以防傾倒。澆筑柱砼時，應搭操作臺，不得站在模板或支撐口操作。使用振動棒時，應穿膠鞋，濕手不得接觸開關，電源線不得有破皮漏電。振搗過程中，發(fā)現(xiàn)模板撐脹，變形時應立即停止作業(yè)并及時處理。施工現(xiàn)場用電應嚴格遵守《電氣安全技術》規(guī)定。用火嚴格按照《施工消防安全》要求執(zhí)行。搭設腳手架應嚴格執(zhí)行《施工腳手架安全規(guī)程》。施工作業(yè)人員必須持證上崗，符合《特種行業(yè)勞動安全規(guī)程》。8環(huán)保措施首先，應加強施工企業(yè)的自身建設，使管理水平不斷提高，不斷趨于科學合理，并加強企業(yè)管理人員的培訓，提高他們的綜合素質(zhì)和環(huán)境保護意識。制定有效的現(xiàn)場管理措施。重晶石、重晶石砂進場應分類對方，并做好標識，并有覆蓋措施，減少粉塵污染與光污染?，F(xiàn)場設專門的廢棄物臨時儲存場地，廢棄物應分類存放，配合比試驗試件拌合物應妥善處理，用作鋪設現(xiàn)場地坪或堆場，減少材料浪費與環(huán)境污染。對于建筑垃圾的處理，盡可能防止和減少垃圾的產(chǎn)生；對產(chǎn)生的垃圾應盡可能通過回收和資源化利用，減少垃圾處理處置；對垃圾的流向進行有效控制，嚴禁垃圾無序傾倒，防止二次污染。特別是配合比試驗拌合物等廢棄混凝土。應重視設備的選擇和放置位置。在施工過程中，大部分的噪聲污染都是由施工機具產(chǎn)生的，如泵送機械、振搗棒等等，應采取有效減噪措施。在機械布置的選擇上，應將產(chǎn)生較大污染的設