超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)支模體系施工技術(shù)

超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)支模體系施工技術(shù)

摘

要：為解決超高厚的防輻射混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)支模作業(yè)危險(xiǎn)性高、結(jié)構(gòu)整體不穩(wěn)定、施工困難、裂縫控制嚴(yán)格、易發(fā)生漲模爆模等問題，開展了超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)支模體系施工技術(shù)研究。在傳統(tǒng)的高支模施工工藝上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提出“內(nèi)撐外拋、內(nèi)置鋼筋拉結(jié)、一拉二頂”的模板支撐方式和超厚墻體陽角部位的斜向鋼筋對(duì)拉方法，并采用自動(dòng)化監(jiān)測對(duì)高支模水平位移、豎向沉降、傾角等變化量進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控，確保了施工工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防裂要求，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。Keys：超高厚結(jié)構(gòu)、防輻射砼、支模體系、自動(dòng)化監(jiān)測：TU753.6

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DOI：Constructiontechnologyofultra-highthicknessradiation-proofconcretestructuresupportsystemZHUXinpeng,YEJiacheng,ZHANGChaoyangGuangzhouResidentialConstructionDevelopmentCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510075,ChinaAbstract:Inordertosolvetheproblemsofhighriskofsupportingmoldoperation,overallinstabilityofthestructure,difficultconstruction,strictcrackcontrol,andeasymoldexpansionandburstingduringtheconstructionofultra-highandthickradiation-proofconcretestructures,theconstructiontechnologyofultra-highandthickradiation-proofconcretestructuresupportmoldsystemwascarriedout.Ontheoptimizationandimprovementofthetraditionalhigh-supportmoldconstructionprocess,theformworksupportmethodof"internalsupportandexternalthrowing,built-insteelbarknotting,onepullandtwotops"andtheobliquesteelbarcounter-tensionmethodoftheYangcorneroftheultra-thickwallareproposed,andtheautomaticmonitoringofthehorizontaldisplacement,verticalsettlement,inclinationangleandotherchangesofthehighsupportdieiscarriedoutinrealtime,whichensuresthestabilityandcrackpreventionrequirementsoftheconstructionengineeringstructure,andhasgoodsocialandeconomicbenefits.Keywords:Ultra-highandthickstructure,radiation-proofconcrete,supportingsystem,automaticmonitoring0引言隨著我國整體實(shí)力的不斷提升，大型機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)應(yīng)用和功能性建筑不斷涌現(xiàn)，建筑的特殊性能要求越來越高，如大型金屬探傷室其就具有明顯的防輻射功能性要求，施工質(zhì)量要求高。針對(duì)豎向防輻射混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸大，鋼筋布設(shè)密集，且為滿足防輻射功能性要求，常需增大混凝土容重，結(jié)構(gòu)中部不得設(shè)置施工縫且需一次性連續(xù)澆筑，致使結(jié)構(gòu)模架搭設(shè)高，承受的側(cè)壁壓力大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)現(xiàn)場人員安全質(zhì)量把控能力要求高。在超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，如何有效地保證模架體系的整體穩(wěn)定性及完整性，提升模架的抗側(cè)壓能力，保障高大支模體系的安全性等，已成為超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)。1工程概況

廣州重機(jī)臨港基地項(xiàng)目位于廣州市南沙區(qū)，項(xiàng)目包括輕型車間、中型車間及探傷室，熱處理爐、噴丸室等輔助用房，總建筑面積23078.88m3。其中服務(wù)于大型機(jī)械設(shè)備的金屬探傷檢測的兩個(gè)探傷室，現(xiàn)今為國內(nèi)最大之一、亞洲罕見的工業(yè)探傷室，建筑高度分別為16.35m（地上1層）、22.35m（地上1層），防護(hù)墻最大厚度分別達(dá)到2.2m、2.8m。為滿足探傷室防輻射功能性要求，結(jié)構(gòu)墻體中部不得留守施工縫，兩探傷室一次性連續(xù)澆筑需分別至12.8m、18.0m，連續(xù)澆筑量分別達(dá)2568m3和2946mm3，具有支模危險(xiǎn)性大、混凝土連續(xù)無縫施工澆搗困難、容易產(chǎn)生溫度裂縫、脹模變形等諸多施工難點(diǎn)。結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際和工藝技術(shù)，通過對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行合理優(yōu)化和改進(jìn)，設(shè)計(jì)出超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)支模體系施工技術(shù)，通過工程實(shí)踐，取得了顯著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2施工工藝流程2.1內(nèi)滿堂架搭設(shè)在超高厚防輻射混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間進(jìn)行滿堂架搭設(shè)，采用盤扣式模架體系，選用Φ48×3.5mm鋼管、輪扣架等材料。2.2墻體鋼筋綁扎和內(nèi)外連墻件布設(shè)2.2.1墻體鋼筋搭設(shè)為滿足防輻射功能性要求，墻體結(jié)構(gòu)中部位置不得留設(shè)施工縫，故應(yīng)施工需求在基礎(chǔ)負(fù)1m位置預(yù)留水平施工縫，在施工縫處進(jìn)行鉛板安裝。2.2.2內(nèi)外連墻件預(yù)埋以滿堂架為主架體，將預(yù)埋于剪力墻體中的短鋼管通過鋼筋或鋼管與預(yù)埋鋼管連接至內(nèi)滿堂架，同時(shí)在支模架與墻體之間進(jìn)行對(duì)頂支撐，加強(qiáng)模架體系的穩(wěn)定性，以防墻體模架傾覆。2.3結(jié)構(gòu)模板安裝2.3.1墻模板安裝及支撐架體搭設(shè)根據(jù)施工圖紙和施工方案進(jìn)行模架體系搭設(shè)。采用915×1830×18mm覆面木膠合板，50×100×2000mm木方進(jìn)行墻體模板搭設(shè)，主楞采用Φ48×3.5鋼管進(jìn)行雙排安裝。模板工程在施工后還應(yīng)檢查預(yù)埋、預(yù)留孔洞，以確保預(yù)埋、預(yù)留孔洞的位置、尺寸、數(shù)量須準(zhǔn)確無誤。模板接縫控制和模板制作時(shí)保證幾何尺寸精確，拼縫嚴(yán)密，材質(zhì)一致，模板面板拼縫隙高差、寬度應(yīng)≤1mm。模板接縫處理要嚴(yán)密。模板內(nèi)板縫用雙面膠封閉，以防漏漿。模板周轉(zhuǎn)次數(shù)嚴(yán)格控制，周轉(zhuǎn)三次后需進(jìn)行全面檢修。因該探傷室結(jié)構(gòu)一次性連續(xù)澆筑的高度達(dá)到12.8m和18.8m，且為滿足防輻射功能性要求，增加了重晶石等容重較大的防輻射材料【1】，提高了混凝土的表觀密度，極大地增加了結(jié)構(gòu)容重，致使模板側(cè)模壓力增大，故通過對(duì)原模架體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高其整體穩(wěn)定性和側(cè)壁抗側(cè)壓能力。每間隔一跨布設(shè)一道外部拋撐，拋撐豎向支撐點(diǎn)設(shè)置于外側(cè)模架上，約為第三層高度，即5-6m的高度，加強(qiáng)模架穩(wěn)定；墻體內(nèi)側(cè)模架體系，通過設(shè)置上下兩道間隔4-5m高度差且與水平地面成55°的斜向鋼筋拉桿，此外在每道鋼筋拉桿下部分別加設(shè)一道同角度的斜向支撐，最終形成外拋內(nèi)撐，一拉二頂?shù)膬?nèi)側(cè)模架支撐方式，保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。并結(jié)合上述計(jì)算的支座反力施加荷載，創(chuàng)建簡化滿堂鋼管架抗傾覆驗(yàn)算的受力模型，以內(nèi)滿堂架的第一個(gè)根立桿與第一排掃地桿的交點(diǎn)取矩，通過力矩平衡復(fù)核拋撐及拉結(jié)鋼絲繩的強(qiáng)度【2-3】。9Mev探傷室墻一拉二頂模架示意圖2.3.2對(duì)拉螺栓布置對(duì)于防輻射混凝土結(jié)構(gòu)而言，對(duì)拉螺栓處很容易導(dǎo)致射線泄露，故在對(duì)拉螺桿處，澆筑面一側(cè)附加安裝了80×80×18mm的木模板壓塊，使得脫模后對(duì)拉螺桿處的混凝土澆筑面形成凹槽。把外露的對(duì)拉螺桿割除后，打上建筑粘膠，將對(duì)應(yīng)大小尺寸的80×80×10mm鉛板安裝在凹槽內(nèi)，以達(dá)到防輻射功效。2.3.3墻體陽角部位模板斜拉鋼筋布設(shè)針對(duì)大厚度豎向板狀結(jié)構(gòu)的陽角部位混凝土澆筑時(shí)，側(cè)壁壓力較大，陽角處模板通常處于無拉結(jié)狀態(tài)，或是采用簡易的對(duì)拉螺栓進(jìn)行斜向布置，但是很難滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求，易發(fā)生脹模情況，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致爆模事故，故需加強(qiáng)陽角部位的側(cè)壁抗壓能力，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。采用帶肋高強(qiáng)鋼筋對(duì)陽角部位進(jìn)行45°水平斜拉布設(shè)，并與模板外部布設(shè)的豎向鋼筋進(jìn)行焊接，加強(qiáng)陽角部位模板穩(wěn)定性；此外于陽角部位的外側(cè)模板處采用雙鋼管進(jìn)行垂直扣接，以防止因陽角處側(cè)壁壓力過大而出現(xiàn)爆模漲?，F(xiàn)象。根據(jù)高支模的計(jì)算結(jié)果，得出超厚連墻陽角處側(cè)模的受力大小，確定斜拉鋼筋的型號(hào)、直徑、布設(shè)間距和長度等參數(shù)。將選定的斜拉鋼筋安裝至墻陽角預(yù)留孔洞處，將其與墻體內(nèi)部鋼筋進(jìn)行綁扎固定，并在龍骨外部，緊貼預(yù)留出的斜拉鋼筋設(shè)立豎向加固鋼筋，將斜拉鋼筋與豎向加固鋼筋進(jìn)行焊接，豎向加固鋼筋焊接至鋼管龍骨上。

墻陽角斜拉鋼筋平面示意圖

陽角部位斜拉鋼筋現(xiàn)場布設(shè)2.4自動(dòng)化預(yù)警監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用為確保施工安全，通過采用物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)，對(duì)高支模水平位移、豎向沉降、傾角等變化量進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控【4-5】。傳感器布置方法：在防輻射混凝土墻外模板與外架內(nèi)立桿間設(shè)置拉線式位移計(jì)和立桿上端部安裝傾角計(jì)，兩種傳感器均將特制夾具固定在支架上面，確保無松動(dòng)；傳感器自帶無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，施工過程中傳感器可通過5G信號(hào)將感應(yīng)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸至綜合數(shù)據(jù)采集儀，最終通過采集儀終端無線對(duì)接至企業(yè)綜合信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)測。自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)場安裝圖2.5區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)出基于區(qū)塊鏈的高支模建筑施工智能管控集成平臺(tái)，并輔以物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)，解決高支模施工過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上鏈、統(tǒng)計(jì)分析、自動(dòng)預(yù)警與多方協(xié)同管控功能，達(dá)到施工智能化監(jiān)控目的。高支模綜合信息平臺(tái)3結(jié)語（1）本文針對(duì)結(jié)構(gòu)厚度超過2m且一次性連續(xù)澆筑高度近20m的大型豎向防輻射混凝土墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)通過優(yōu)化模架結(jié)構(gòu)體系，采用“內(nèi)撐外拋、內(nèi)置鋼筋拉結(jié)、一拉二頂”的模板支撐方式，以內(nèi)部滿堂架為基礎(chǔ)，對(duì)撐墻體內(nèi)側(cè)模板，并于內(nèi)測加設(shè)上下兩道斜向拉桿及兩道斜向支撐，外側(cè)加設(shè)斜向拋撐，內(nèi)外兩側(cè)通過鋼筋和鋼管進(jìn)行對(duì)拉，提高了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。（2）通過在內(nèi)嵌于墻體且貫穿墻體兩側(cè)的對(duì)拉螺桿處設(shè)置凹槽，并在結(jié)構(gòu)施工完成后切斷外漏螺桿，內(nèi)嵌鉛板，避免墻體對(duì)拉螺桿位置造成輻射泄漏。（3）通過對(duì)大厚度墻體陽角部位加設(shè)45°水平斜拉鋼筋，并與模板外側(cè)布設(shè)的雙排豎向鋼筋或鋼管進(jìn)行焊接固定，加強(qiáng)陽角部位模板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止陽角處發(fā)生漲模爆模，提高墻體施工質(zhì)量。（4）針對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測不及時(shí)、多方協(xié)同管控不到位、監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不安全且易篡改等問題，開發(fā)出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的高支模實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過高支模自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備，輔以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)傳輸至高支模管控信息平臺(tái)，確保了施工過程監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全性、唯一性和即時(shí)性，實(shí)現(xiàn)多方遠(yuǎn)程協(xié)同管控，解決了數(shù)據(jù)共享、存證鑒真、監(jiān)管穿透等難題，確保高支模施工安全。Reference［1］肖方平，郄嘉琳，張海靜.防輻射大體積重晶石混凝土施工技術(shù)［J］.價(jià)值工程，2016，35（32）：152-154.［2］胡長明,董攀,沈勤等．扣件式鋼管高大模板支架整體穩(wěn)定試驗(yàn)研究［