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混凝土抗爆墙防护性能的改进

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第21期作者：高扬冯帆陈璨

[导读] 摘要：抗爆墙设置在爆炸源与建筑物之间，能阻隔空气冲击波，耗散爆炸冲击波能量，降低冲击波对建筑物的破坏威力，延缓建筑物倒塌，增加人群逃生时间。

        中国五洲工程设计集团有限公司北京 100000
        摘要：抗爆墙设置在爆炸源与建筑物之间，能阻隔空气冲击波，耗散爆炸冲击波能量，降低冲击波对建筑物的破坏威力，延缓建筑物倒塌，增加人群逃生时间。本文某工程混凝土抗爆墙防护性能的改进与施工。
        关键字：抗爆墙；防护性能；施工
        1.抗爆墙概述
        抗爆墙指的是耐爆炸压力较强的墙，也称耐爆墙、防爆墙。多设在有爆炸危险的厂房或仓库。包括抗爆砖墙、抗爆钢混凝土墙和抗爆钢板墙。
        抗爆砖墙只用于爆炸物质较少的厂房和仓库。
        抗爆钢混凝土墙厚度不应小于200mm。多为500mm、800mm，甚至100 mm；混凝土强度不低于C20。
        抗爆钢板墙以槽钢为骨架，钢板和骨架铆接或焊接在一起。按做法不同，分为单层或双层钢板抗爆墙、双层钢板中间填混凝土抗爆墙、钢板木板抗爆墙和型钢抗爆墙。
        抗爆墙在的重要作用可以用“隔”和“耗”两个字来概括。“隔”主要体现在抗爆墙能为墙后建筑起到一定的屏蔽作用和阻止炸弹接近建筑物爆炸，相当于加大了爆炸源与目标建筑物之间的距离，由于爆炸能量随距离的增加成三次方衰减，施加在建筑结构上的爆炸冲击波荷载被大大减轻。“耗”主要体现在抗爆墙阻挡空气冲击波向目标建筑物传播，通过墙体变形吸收大量爆炸能量，减轻爆炸波对目标结构的冲击作用。修建抗爆墙耗费少，防护作用明显，是工程反爆炸恐怖袭击的有效措施。在场地允许的条件下，安全隐患较大的重要建筑物周围应尽量修建抗爆墙。
        2.某工程抗爆墙的防护性能的改进与施工
        某工程中，装药抗爆间平面尺寸 12 m x6.6 m，高10.5 m，分别由三面抗爆墙和一面卸爆墙组成，其中，抗爆墙为钢筋混凝土墙，墙厚为 700 mm，顶板厚为 500 mm。墙体钢
        筋主筋为 Φ22 双层双向配置，拉钩为 Φ10，100 x100 布置，顶板为Φ25，Φ22双层双向布置，混凝土强度均为 C30，设计要求混凝土一次连续浇筑，不留设施工缝。卸爆墙采用加气混凝土砌块砌筑。
        2.1模板体系工程
        抗爆墙厚、高且一次性浇筑，混凝土浇筑时产生的侧压力较大，因此，模板本身及支撑体系的强度和整体稳定性必须经过计算和验算。模板体系及支撑体系的选用和施工如下：1）模板制作。模板选用 15 mm 厚，1.22m x 2.44 m 的木胶板。结合墙体几何尺寸，将木胶板拼装成 3.3 x3 和 3 x 3 两种规格的大模板。竖向拼缝处采用 10 cm x10 cm 的方木，横向拼缝处用 10 cm 宽的木胶板盖缝。2）拼装好的模板按墙体结构编号，然后就近侧立放置，并做好临时稳固支撑。3）钢筋隐蔽合格后，进行模板就位安装，先安装大墙内侧模板，然后安装阴角异形定型模板，单面校正，校正合格后安装外侧模板，并通过对拉螺杆和槽钢进行加固，对拉螺杆300 mm × 500 mm 间距布置。4）异形阴角模板与大模板连接处的加固非常重要，该处容易产生胀模和跑模现象，因此，根据阴角异形定制专用加固支撑件，支撑件与满堂架做刚性连接。5）用干硬性水泥砂浆提前2d 封堵模板底缝，并洒水养护。6）墙体模板 48h 后即可拆除，顶板后28 d 拆除，模板拆除后应及时清理干净，并按编号竖立放置，做好防雨淋措施。7）抗爆墙钢筋密、墙体厚，因此，要做好装药观察口和防爆门洞口的留置，尺寸、位置不得有误。墙上预埋件数量、位置、规格要符合，确保无误。8）墙体模板在混凝土浇筑 72h后拆除。顶板模板在混凝土浇筑28d 后拆除。用木楔打入混凝土模板使其逐渐脱离，严禁用撬棍撬拆模板。模板拆除后应及时清理干净，修补缺陷，进行保养。
        2.2钢筋制安工程
        墙、顶板钢筋非常稠密，并且内置双排专用降温水管，安装工程量较大。受力钢筋分别采用电渣压力焊和闪光对焊，严禁采用绑扎搭接，降温水管用“S”拉钩兼做支架，进行敷设固定，但“S”拉钩必须采用 18 号铅丝绑扎牢固。钢筋保护层采用塑料卡，卡于外侧立筋或横筋进行控制。钢筋绑扎安装过程中由施工单位专职质量员、钢筋班组长、监理工程师进行旁站、监督，经隐蔽验收合格并签字后方可进行下道工序施工。
        2.3混凝土的施工技术措施
        抗爆间墙、顶板混凝土要求较高的整体性，而设计要求一次性浇筑完成，不能留置施工缝，因此必须按大体积混凝土施工的要求采取措施，预防裂缝的发生。

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        2.3.1 预防混凝土发生裂缝的相关措施
        1）材料控制。ａ.选用水化热较低的矿渣水泥，尽可能降低水泥用量；b.通过在混凝土拌合料中，掺加缓凝减水剂，来延长混凝土初凝时间，降低水胶比，以有利于混凝土接槎和延迟水化热放出速度；c.调整骨料级配，在满足和易性的前提下，尽量提高粗骨料含量，严控骨料中含泥量；d.通过控制原材料堆场温度和混凝土运输过程中升温来降低混凝土入模温度在２5 ℃以下。
        2）技术措施。ａ.在墙体中预埋冷却水管，通过循环水降低墙体内外的温差。b.采用电子测温仪加强温度监察，以便及时掌握混凝土各个部位升温情况，并及时采取措施。c.控制混凝土浇筑的速度，尽可能降低混凝土堆积厚度。d.加强混凝土养护，采用长时间养护方法，直至混凝土内外温差满足要求。
        2.3.2保证混凝土密实、均匀的相关措施
        1）控制好混凝土浇筑质量，严格执行确定的施工配合比，并根据骨料含水率的变化及时调整配合比，严格控制搅拌时间和投料顺序，特别是外加剂的掺拌，混凝土要在现场抽检坍落度。
        2）避免运输车停滞过长，混凝土产生离析或坍落度损失过大。
        3）混凝土振捣要到位，不得欠振或漏振。
        2.3.3管理和组织措施
        1）每工作班必须有一名技术或质量人员跟班监督、指导。
        2）由于墙体高，工作强度大，因此分三班倒，每班 4h。
        3）班组交接时要将部位、振捣情况交清。
        2.3.4混凝土原材料的选择和配合比的确定
        1）选用天脊42.5 号低水化热矿渣硅酸盐水泥；粗砂，含泥量不大于2%；30 mm - 50 mm 碎石，含泥量 0%；高效缓凝减水剂，能够使混凝土初凝时间延长3h，掺量为水泥用量的 1% - 2%。
        2）本工程混凝土干密度要求大于2350 kg/ m3，通过多次试配，最终确定的施工配合比为：水泥 352 kg/ m3，砂 650 kg/ m3，石子 1200 kg / m3，高效减水剂 1.90 kg/m3，水 190 kg/ m3。混凝土坍落度为 100 mm - 120 mm。初凝时间 5h，终凝时间为9h。
        2.3.5混凝土施工
        抗爆墙高度较大，为了避免混凝土离析，混凝土通过串筒由墙体预留浇筑口分别进料，为保证混凝土振捣密实，布料要分层，每层最大虚铺厚度 300 mm，且上下层间隔时间不得超过使用混凝土的初凝时间。混凝土操作手要有丰富的工作经验，上岗前必须由项目施工员根据工程特点和施工方案作详细交底，为了操作并能清楚掌握混凝土振捣情况，在墙内设置安全照明灯，混凝土振捣时振捣棒始终保持与混凝土面垂直，否则会因密布拉勾卡棒，振捣棒插入下层中控制在 50 mm - 100 mm，振捣时间控制在 30 s左右，表面出浆且不再有气泡逸出为宜，为了及时发现漏振或振捣不密实部位，振捣混凝土时，辅以人工用皮锤敲击模板，洞口处由于加强筋布置更加稠密，且预埋有安装螺栓，必须采用振捣和敲击结合。
        墙体混凝土浇筑至顶板时，让墙体混凝土下沉稳定，浇筑工作暂时停工，待 2h 后再浇筑顶板混凝土，这样可以避免墙与模板交接处出现裂缝。
        2.3.6混凝土的养护和测温
        1）混凝土采取长时间养护。顶板顶部先浇水，然后采取双层塑料膜封严，并在上面铺 50 mm - 100 mm 土覆盖。顶板底部用喷管对模板浇水湿润，在墙的外表面挂毛毡，连续浇水保持毛毡湿润14 d。
        2）在抗爆墙和顶板上共选出具有代表性的测温点 14 处，每一测温点在混凝土两表面内 100 mm 和混凝土中心埋设 3 根测温导线，用建筑电子测温仪对混凝土中心温度和表面温度进行测量。自混凝土浇筑完毕12h 开始，前3 d 每2h 测量1 次，从第4 天开始每4 H测量1 次，连续测量7 d，并做好测量记录。根据测量结果表明：混凝土浇筑后的第 3 天温度达到最高值，持续一定时间后开始逐渐降温，所有测点的温差均小于 25 ℃。
        由于采用了以上技术措施，抗爆墙、顶板表面未发现裂纹、断层现象，通过射线检测，达到了行业规范的要求和设计使用要求。
        参考文献：
        [1]孙文彬.钢筋混凝土板的爆炸荷载试验研究[J].辽宁工程技术大学学报，2009，28（2）：217-220