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瓦里安高能加速器机房超厚墙板施工方案

XX省中山医院住院医技楼

瓦里安高能加速器机房超厚墙板施工方案

DB32／T 2884-2016标准下载编制单位：XXXX建筑有限责任公司

编制日期：二零零八年七月

XX省中山医院住院医技楼地下室

瓦里安高能加速器机房超厚墙板施工方案

XX省中山医院瓦里安高能加速器机房设在住院医技楼地下室,为封闭式超厚墙板普通钢筋混凝土结构，混凝土墙厚850—2500mm，绝大部分墙体厚度为1200mm，顶板厚为1000mm、1200mm、2500mm,墙板砼总体积1100m3，其中剪力墙占600m3，顶板占500m3，基础为锚杆静压桩基础，因前期工程设计原因，此部分桩基尚未施工完毕。

本工程既有大体积混凝土的性质，又具有竖向连续墙板式结构的约束条件，混凝土施工的主要技术难题是：防止1200mm厚周长138m普通混凝土墙体产生裂缝，从而达到防止辐射的目的。

二、目前施工状况及施工会遇到的几个技术难题

（2）几个关键的技术难题：1、模板的加固问题（砼体积较大，自重较重）；2、砼内外温差的控制问题（是否考虑测量温度控制方法）；3、商品混凝土站如何配制高性能混凝土的方法（配制低水化热、平缓升降温速率、微膨胀性混凝土的能力）。

防辐射混凝土结构避免产生裂缝，从施工角度讲、主要有两个方面的技术措施：即满足满足抗裂需要的高性能混凝土材料与防止产生收缩裂缝与水化热裂缝的施工工艺措施。从结构应力学讲、要求剪力墙的两外侧钢筋采用直径小，间距密的钢筋，钢筋保护层合理。

（1）混凝土的技术措施，本工程对配制高性能混凝土的技术目标是：在采用常规材料的条件下，以抗裂为重点，达到以下要求：

①具有低水化热及较平缓的升降温速率；

②具有低收缩性、匀质性与体积稳定性；

③满足C30强度与P6抗渗要求；

④满足施工工艺要求，即较好的可泵性能，初凝时间不小于5小时，终凝时间不大于12小时，坍落度为16±2（cm）。针对本工程，经建设单位、项管、监理、新中环混凝土搅拌站及我方共同开会决定采用华新P.S、32.5水泥，内掺10%JM—Ⅲ型混凝土防水剂，其他的外加剂如粉煤灰，FDN等由商混站自行进行调配，但必须满足以上各条要求，以保证混凝土浇筑成型质量。

由于在夏季施工，要求商品混凝土站作好原材料砂、石的防晒降温工作，选用冷确后的砂、石。

①为避免冷缝的发生，整个混凝土浇筑一次成型，即顶板与墙板一次浇筑成型，不设施工缝。

②混凝土浇筑工艺，本工程混凝土工艺拟采用“水平分层、接槎复振，循环浇筑、退打合拢”的方法。施工时严格控制分层厚度0.5m，每层混凝土量约为83m3利用一台汽车泵和一台地泵退打合拢，反复循环浇筑至顶板。水平分层浇筑必须采取复振措施，在循环浇筑上层混凝土前，对下层混凝土进行二次复振，以排除掺粉煤灰的混凝土因泌水产生的孔隙，提高密实性，并注意上下层混凝土的振实结合。

③保温模板与温差控制，墙体模板设计主要考虑两方面的作用，即厚墙新浇筑混凝土的侧压力作用与大体积混凝土保温养护要求。厚墙结构的大体积混凝土，内外墙壁为两个主要散热面，控制混凝土内外温差小于20℃（规范为25℃），模板设计体系为：

模板受力构造：采用内外各自独立的整体支撑体系，将每个独立的房间看成一个独立空间，整个外部看成一个独立空间。因机房在地下室底板浇筑完成后还要浇筑350—700mm厚的地坪，因此可考虑事先在地下室底板上将支模体系进行预埋（预埋）。施工工序为：绑扎底板钢筋时拉设墙体两个边线→在支模区域埋设钢板（用以焊接20槽钢）→底板混凝土浇注→墙体钢筋绑扎→搭设竖向钢管脚手架（竖向600×300）→剪力墙模板安装→横向加固支撑→顶板钢筋绑扎→混凝土一次浇筑成型（顶板厚度有1000、1200、2500几种类型）

（一）墙体支模体系验算

模板:915×1830×18mm(宽长厚)九夹板；

内楞:50×100×3000或4000木方,间距为150～200mm；

外楞:双排Φ48×3.5mm焊接钢管,间距450mm，墙体两边加三道斜向支撑。

φ16对拉止水螺栓：450×450mm。

墙模板的施工工艺：根据墙厚、墙高配置墙模板，模板上涂刷脱模隔离剂；立墙面模板钉竖向楞木方；按照450×450的间距打螺杆孔，穿Ф16对拉螺杆；用Ф48×3.5双钢管进行横向加固。墙模安装时应尽量使用整块板，截裁过的模板放置在上部。

安装时，先检查弹好的墙边线是否符合图纸要求，根据边线立模，然后钉纵楞木方，纵楞木方的搭接头应错开，搭接长度为一排螺杆间距。螺杆孔要根据墙体实际情况，用墨线弹出方格网，在交点处用电钻钻出对拉螺杆孔，螺杆孔要平直，操作时应避开另一侧模的纵楞。穿好对拉螺杆，用两道横楞钢管夹住对拉螺杆，垫上钢板垫块，拧紧螺帽。

墙体构造选择：采用16对拉螺杆，螺杆中间（墙中）套10×10×2mm（厚）止水环，螺杆两端由传统的蝴蝶卡改为10mm厚钢板与钢管卡实，螺杆纵横向间距均为450mm。

1.1砼侧压力标准值F1=0.22γct0β1β2V1/2，β1——外加剂影响修正系数，掺有缓凝作用外加剂时取1.2,β2——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度为110—150mm时取1.15砼浇筑速度。

V=2米/h施工时，F1=0.22×25×10×1.2×1.15×21/2=107.34KN/m2（当V=4米/h时F1=151.8KN/m2）F2=γc×H=25×4.5=112.5KN/m2（H—混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶的总高度取H=4.5m）F1、F2二者取较小值，

当V=2米/h时，取F1=107.34KN/m2；

当V=4米/h时，取F2=112.5KN/m2设计值，F=F2×分项系数×折减系数=112.5×1.2×0.85=114.75KN/m2，1.2倾倒砼时产生的水平荷载2KN/m2荷载设计值为2×1.4×0.85=2.40KN/m2。

1.3荷载组合F'=114.75+2.4=117.15KN/m2。

1.4对拉螺栓的应力计算：采用φ16mm的对拉螺栓，纵横向间距均为450mm，φ16mm：截面面积A=144mm，N=F'×横间距×纵间距N=117.15×0.45×0.45=23.72KNσ=N/A=23720N/144mm2=164.72N/mm2<170N/mm2，符合要求（14、12螺杆在计算时不符合要求，不得在工程中使用）。

（二）砼顶板模板支撑计算

模板支架搭设高度为4.1米,搭设尺寸为：立杆纵距b=0.60米，立杆横距l=0.30米，立杆的步距h=1.10米。钢管类型为48×3.5（相关数据：A=4.89×102(mm2)，I=12.19×104(mm4)，抵抗弯矩W=508×103(mm3)，回转半径i=15.8mm,E=20.6）；

2.5米厚区域采用219×6钢管，立杆的纵距b=0.6米，立杆的横距l=0.60米，立杆的步距h=1.10米。（相关数据：A=4014.96mm2，I=22787400mm4、W=208104mm3、i=75.3mm）

顶板顶部横楞采用20槽钢,板厚处（2.5m厚处采用焊接）。间距为800×800。

2．1、模板面板计算：面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25.000×2.500×0.600+0.500×0.600=37.800kN/m，活荷载标准值q2=(2.000+2.500)×0.600=2.700kN/m，面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=60.00×1.80×1.80/6=32.40cm3；

I=60.00×1.80×1.80×1.80/12=29.16cm4；

其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；　　

M——面板的最大弯距(N.mm)；　　

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；

M=0.100ql2其中q——荷载设计值(kN/m);经计算得到M=0.100×(1.2×37.800+1.4×2.700)×0.200×0.200=0.197kN.m。经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.197×1000×1000/32400=6.067N/mm2,面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!

(2)抗剪计算[可以不计算]

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600×(1.2×37.800+1.4×2.700)×0.200=5.897kN　　截面抗剪强度计算值T=3×5897.0/(2×600.000×18.000)=0.819N/mm2　　截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2，抗剪强度验算T<[T]，满足要求!

v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250，面板最大挠度计算值v=0.677×37.800×2004/(100×6000×291600)=0.234mm，面板的最大挠度小于200.0/250,满足要求!

2．2、纵向支撑钢管的计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，Φ48×3.5截面力学参数为截面抵抗矩W=5.08cm3；Φ219×6截面惯性矩I=12.19cm4；I=22787400mm4、W=208104mm3

2.2.1.荷载的计算：(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：

q11=25.000×2.500×0.200=12.500kN/m；

(2)模板的自重线荷载(kN/m)：q12=0.500×0.200=0.100kN/m；

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m)：经计算得到，活荷载标准值q2=(2.500+2.000)×0.200=0.900kN/m，静荷载q1=1.2×12.500+1.2×0.100=15.120kN/m，活荷载q2=1.4×0.900=1.260kN/m

2.2.2.抗弯强度计算

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×16.38×0.30×0.30=0.147kN.m；

最大剪力Q=0.6×0.300×16.380=2.948kN；

最大支座力N=1.1×0.300×16.380=5.405kN；

抗弯计算强度f=0.147×106/5080.0=29.02N/mm2；

纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

2.2.3.挠度计算：三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×13.500+0.990×0.900)×300.04/(100×2.06×105×121900.0)=0.029mm，纵向钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求!

2．3、板底支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=5.41kN，经过连续梁的计算得到，最大弯矩302kN.m

最大变形vmax=0.066mm；

最大支座力Qmax=9.329kN；

抗弯计算强度f=0.302×106/5080.0=59.38N/mm2；

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!支撑钢管的最大挠度小于300.0/150与10mm,满足要求!

2．4、扣件抗滑移的计算

纵向或横向水平杆杆件的抗滑承载力按照下式计算：规范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；

2．5、模板支架荷载标准值(立杆轴力)，作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

2.5.1.静荷载标准值包括以下内容：

(1)脚手架的自重(kN)：NG1=0.149×3.400=0.506kN

(2)模板的自重(kN)：NG2=0.500×0.600×0.300=0.090kN

(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：

NG3=25.000×2.500×0.600×0.300=11.250kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=11.846kN。2.5.2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(2.500+2.000)×0.600×0.300=0.810kN

2.5.3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ

2．6、立杆的稳定性计算

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式：

其中N——立杆的轴心压力设计值(kN)；N=15.35——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.58（

A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.89　　

W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=5.08——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；　　

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；　　

l0——计算长度(m)；如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算l0=k1uh(1)l0=(h+2a)、(2)k1——计算长度附加系数，取值为1.155；　　

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70　　

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.10m；公式(1)的计算结果=85.45N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!公式(2)的计算结果=44.23N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

计算参数：混凝土为C30P6、矿渣硅酸盐水泥为P.S.32.5

mc=319kg/m3（按每立方砼水泥按319kg考虑）、Q=461KJ/kg、c=0.91KJ/kg.K、β=2400kg/m3、混凝土浇筑温度按27℃考虑。

1、3d最大水化热绝热温升值

Tmax=mc.Q/(c.β)=319*461/（0.91×2400）=67.34℃。

2、3d混凝土内部实际最高温度

Tmax=TO+T（t）ξ

3d水化热温升：T（3）ξ=67.34×0.57=36.7℃

混凝土内部最高温度为：

T3=TO+T（3）ξ=27+36.7=63.7℃

混凝土断面采用麻袋保温养护，则

传热系数β=1/[δ/λ+1/βa]=1/[0.005/0.14+1/23]=12.7

混凝土导热系数λ取2.33W/m.k

T／CEA／TR 0002-2020 ISO8100-1和ISO8100-2的应用指南--关注问题的技术的说明.pdf混凝土计算高度H=h+2h’=2+2×0.12=2.24m

大气平均温度Ta按22℃考虑

混凝土内部温度与表面温度之差：

混凝土表面温度与大气温度之差：

虽表面温差能满足要求，但混凝土梯度不能满足防裂要求，因此内部混凝土温度需要采取有效降温措施。(详见大体积砼降温方案进行降温)

大体积砼养护措施：拟采取保温保湿养护，减少砼内外温差延长散热时间（即后期缓慢的降温），使砼在缓慢的散热过程中获得必要的强度来抵抗温度应力，同时降低变形变化的速度，有效的削减约束应力，防止内外温差过大超过允许界限而导致出现温度收缩裂缝。其目的主要是防止砼出现有害的深进或贯穿性温度收缩裂缝。方法是采用表面覆盖一层塑料薄膜两层干草袋外加一层薄膜，墙面的模板根据现场实际情况干挂两层草袋做保温保湿养护进行,草袋上下错开，搭接压紧，交接处包裹，形成良好的保温层，使砼表面保持较高的温度，减少砼表面热扩散，充分发生发挥砼强度的潜力和材料的松弛特性，使应力小于抗拉强度。

由于直线加速机房内支撑较密,基本成密封形式,保温不成在问题,增加湿水养护难度,根据现场实际情况在机房内剪力墙边上部支撑脚手架上预埋Φ25PPR管,PPR管身钻满小孔形成喷洒孔喷水保湿养护，其PPR水管布置详见附图。如遇天气剧变和温度超过报警线时采用在砼面加设碘钨灯间距(2×2m)进行加温保养。

吉林某水利泵站工程施工组织设计XXXX建筑有限责任公司