浅论高海拔地区冬季施工的工程质量保障

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  中图分类号:TU742文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
  
  一、冬期施工定义
  冬期施工是指当日平均气温降低到5℃或5℃以下,或者最低气温降低到0℃或0℃以下时,用一般的施工方法难以达到预期目的,必须采取特殊措施进行施工方能满足要求,即认为进入了冬期施工阶段。
  二、冬期施工的特点
  1、在冬期施工中,对建筑物有影响的长时间的持续负低温、大的温差、强风、降雪和反复的冰冻,经常造成质量事故,冬期施工期是事故多发期。
  2、冬期发生事故往往不易察觉,到舂天解冻时,一系列质量问题才暴露出来。这种事故的滞后性给处理质量事故带来很大的困难。
  3、冬期施工的计划性和准备工作的时间性很强。常常由于仓促施工,发生质量事故。
  三、冬期施工的基本要求
  1、加强计划安排。
  2、抓紧施工准备工作。
  3、编好技术措施。
  4、制定单项工程施工方案。
  5、重视技术培训和技术较低工作。
  四、冬期施工需掌握的要点
  1、入冬前,要对现场的技术员、工长、施工员、材料员、试验员及主要工种的班组长、测温工作人员、电焊工、外加剂掺配和高空作业等人员进行技术培训,掌握有关冬季施工方法、质量标准及技术工作操作要点。
  2、在冬季施工过程中,对防冻剂掺量、原材料加热、混凝土养护和测温、试块制作和养护及保温、加热设施的管理等各项冬期施工措施都要设专人负责,及时做好记录,并由工程主管、技术负责人和质量检查人员抽查,随时掌握质量状况,发现问题及时纠正,切实保证工程质量。
  3、在冬季施工期间,必须指定专人负责天气预报工作,掌握气温变化情况,及时传达气象信息,并逐日做好气象记录,并应有气温骤降的技术措施和物资准备。
  4、在冬季施工中应用防冻剂或复合外加剂,要严格执行质量认证制度。必须具有产品的质量合格证件,并具有省、自治区、直辖市以上级别的技术鉴定证书,凡未通过鉴定或质量不合格的产品,不得在工程中使用。
  5、应加强对冬季施工混凝土试块的管理,掌握混凝土工程的强度发展情况,防止混凝土早期受冻而影响混凝土构件强度、耐久性。
  冬期施工技术管理
  (一)、土方工程冬期施工
  1、土方工程冬期施工的一般规定
  (1)、冬期开挖冻土方,要因地制宜地确定经济、合理的施工方案和制定切实可行的技术措施,以节约人力、材料、能源,保证施工质量和加快施工进度。
  (2)、凡是需要冬季进行开挖的土方,应做到连续施工。
  (3)、在相邻旧建筑侧边开挖土方时,要采取避免旧建筑物地基土受冻害的措施。
  (4)、道路必须采取防滑措施,以保证正常进行的安全。
  2、冻土的开挖
  (1)、人工开挖冻土方
  适用范围:开挖面积较小的沟槽(坑)和不具备用其他方法的条件下。
  (2)、机械开挖冻土方
  1)、适用范围:采用机械挖冻土,主要适用于大面积冻土方的开挖作业,而不适用于狭小的沟槽(坑)的开挖。
  2)、机械挖冻土的方案:
  、要根据开挖面积的大小、形状和开挖的深度等具体条件,合理地布置挖掘机、装载机和破碎机等的作业方向,保证运输道路畅通,要有合理的进出环形道路,充分发挥各种作业机械设备的效率。
  、要根据土的冻结深度和工期、土方产量及土方的运距等,配备各种机械设备。
  3)、爆破法开挖冻土方
  、适用范围:采用爆破方法开挖冻土,现在被广泛地用在工业于民用建筑和道路桥梁工程中。冻土厚度小于2m时,采用此法不仅可加快施工进度,而且只要计划周密、措施得当、管理妥善,既不会出现安全事故,也不会“得不偿失”。
  、爆破材料的种类和性能
  a、炸药。爆破冻土所用炸药有黑色炸药、硝铵炸药及梯恩梯等。
  b、雷管。
  c、导火索。
  、操作要点
  a、布置爆破孔。要根据需要开挖冻土方的面积放线,布置爆破孔。爆破孔的布置方式通常有梅花形和方格形两种。
  b、钻眼。钻眼应尽量采用冻土钻孔机,按照规定的顺序进行。
  c、装炸药及下雷管。装炸药分散装和药包装两种,均需过秤。当钻孔内干燥无水时可采用散装法。当眼内有少許水或潮湿时,可用塑料布事先做成炸药包,其直径为4~6cm,使雷管居中。
  d、接线及引爆。
  3、冻土回填
  冻土回填的操作要点为:
  (1)、基坑、基槽等砌筑完毕后,允许用含有冻土块的土回填时,冻土颗粒直径不得大于15cm,而且含量不得超过填土总体积的15%。冻土块应均匀分布,逐层压实。
  (2)、房屋内部不允许用冻土回填。
  (3)、回填地下管道的沟槽内,管顶上50cm厚范围内不得用冻土回填,其余部分冻土体积不得超过15%。
  (4)、构筑物及有路面道路,路基范围内管沟不得用冻土回填。
  (5)、为确保冬季回填的质量,对一些重大工程项目,必要时可用于砂土进行回填。
  (6)、在冻胀土地梁及桩基的承台,其下面有可能被冻土隆起,要回填炉渣、矿渣等松散材料。
  (7)、所有回填的地方均必须排除积水,清除冰块等杂物。其每层填铺厚度应比夏季时小为宜,一般不超过20cm,用夯锤夯实或羊足碾压机压实。
  (8)、回填土工作应连续进行,防止基土或已填土层受冻。
  (二)、混凝土及钢筋混凝土的冬期施工
  1、混凝土原材料的加热
  (1)、原材料加热方法
  1)、水加热水加热的方法有直接加热和间接加热两种。直接加热是用铁通、大锅或热水锅炉直接用燃料提高水的温度。间接加热又分为两种:一种是直接向储水箱内通蒸汽,利用蒸汽提高水的温度;另一种是在水箱内装置蒸汽加热器、电加热器或汽水热交换罐提高水的温度。
  2)、骨料加热骨料加热以加热砂比较方便,砂子加热的方法分为烘烤法、直接加热法和间接加热法三种。烘烤法是用砖砌成火道,顶面覆盖钢板,在其上面烘炒砂子。直接加热法是在砂堆内插入蒸汽管,直接向砂堆排放蒸汽,以提高砂的温度。间接加热法是在砂堆中安设蒸汽排管或采用保温加热料斗。
  3)、石子加热 石子在通常情况下尽量不加热,当气温较低时,为提高拌合物的温度,可根据情况,按砂加热方法加热。
  2、混凝土的搅拌
  1)、投料程序合理的投料顺序,既能使混凝土获得良好的和易性,并使拌合物的温度均匀,有利于强度发展,又可提高搅拌机的效率。冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应于材料加热条件相适应。一般是先投入骨料和加热的水,待搅拌一定时间后、水温降低到40℃左右时,再投入水泥继续搅拌到规定的时间,要绝对避免水泥假凝。
  2)、搅拌时间
  搅拌时间是影响混凝土质量和搅拌机生产效率的重要因素之一。搅拌时间于搅拌机的类型、容量、骨料的品种、粒径、干湿度,外加剂的种类,原材料的温度以及混凝土的坍落度等有关。
  3、混凝土的运输
  混凝土拌合物出机后,应及时运到浇筑地点。在运输过程中,要注意防止混凝土热量散失、表面冻结、混凝土离析,不丧失塑性。采取的措施主要是减少运输时间,缩短运输距离;使用大容积的运输工具并加以适当保温。
  4、混凝土的浇筑。混凝土在浇筑前,应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢,尽量加快混凝土的浇筑速度,防止热量散失过多。混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。采用加热养护时,混凝土养护前的温度不得低于2℃。
  5、冬期混凝土施工方法的选择
  1)、蓄热法
  蓄热法是利用对混凝土组成的材料预加的热量水泥的水化热,再加以适当的覆盖保温,从而保证混凝土能够在正温下达到规范要求的临界温度。适用于气温不大寒冷的地区或是初冬和冬末季节。当室外最低温度不低于-15℃时,地面以下工程或表面系数不大于5的结构,应有先采用蓄热法施工。
  2)、综合蓄热法
  综合蓄热法是在蓄热保温的基础上,充分利用水泥的水化热和掺加相应的外加剂或者进行短时加热等综合措施,创造加速混凝土硬化的条件,使混凝土温度降低到冰点之前尽快达到受冻的临界强度。
  综合蓄热法一般适用于表面系数M=5~15m-1、最低气温在-18℃以上的地区的全冬期阶段施工,亦适用于较寒冷地区在上述气温期间的施工。
  3)、采用外加剂和早强水泥方法
  掺外加剂是在冬期施工的混凝土中加入一定剂量的外加剂,以降低混凝土中液相冰点,保证水泥在负温条件下能继续水化,从而使混凝土在负温下能达到抗冻害的临界强度。掺外加剂法常于蓄热法一起应用,以充分利用混凝土的初始热量及水泥在水化过程中所释放出来的热量,加快混凝土的强度的增长。外加剂和早强水泥方法又分为两种:冷混凝土和负温混凝土。
  4)、冬季浇筑的混凝土及钢筋混凝土应首先采用蓄热法或综合蓄热法,如蓄热法或综合蓄热法在一定龄期内达不到受冻临界强度要求时可采用蒸汽暖棚等其他养护方法。
  5)、采用蓄热法或综合蓄热法应注意:适用于最低气温在-20°C以内;选择高效的保温材料和高效外加剂;应提高混凝土入模温度,控制在5°C以上;严格进行测温控制,搞好质量预测,当预测达不到质量要求时,应备有可靠的补充措施。
  实列:本工程为整个小区的中、西部,其功能为住宅、地下车库及配套用房。 5#、9#、10#楼及地下车库工程地下为二层,(其中1#、6#楼为地下一层,人防层)其余工程地下二层为人防、车库及配套用房;5#楼地上20层,局部21层;6#楼地上18层;9#楼地上24层;10#楼地上23层;1#楼地上1#-A段地上为16层,均为剪力墙结构;1#-B段,地上3层,为框架结构;基础均为筏板基础,基础埋深10.600m;(其中6#楼基础埋深为6.150m)。
  根据《钢筋混凝土结构施工及验收规范》及《建筑工程冬期施工规程》规定,第1.0.3条规定,“当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进行入冬期施工:当室外日平均气温连续5d高于5℃时解除冬期施工”。根据这一规定和中央气象台统计资料,北京市日平均气温稳定低于5℃的冬季施工期为当年的11月中旬日至次年的3月中旬日,总计天数为130天左右。日极端最低气温为-10~-15℃左右,一般发生在一月份。根据本市的气温特点把整个冬期分为三个阶段:初冬期:本地区11月中旬至12月10日,大约30天可称为初冬期。这一阶段的日平均气温最低值一般在-2℃以上,其特点是白天基本上处于正温(寒流降温天气除外),白天和夜间处于正负温交替,但其发展趋势是气温一天比一天低,寒流降温一般是以一周一至二次呈周期性变化。在此期间温度混凝土养护处在-2℃以上,可以采用调整防冻剂掺量及覆盖一层阻燃纤维保温被来对顶板混凝土进行养护,对于墙体,由与采用聚苯板进行保温,不易拆卸,故而从冬施开始时就一直采用该保于采用聚苯板进行保温,不易拆卸,故而从冬施开始时就一直采用该保温方式;初冬时要注意天气预报,避开寒流降温峰期施工,在寒流降温期间要采取保温措施。在日平均气温低于-2℃或日最低温度低于-5℃时,要采用对顶板增加覆盖保温被来对混凝土进行保温。深冬期:12月11日至次年的2月10日大约60天,可称为深冬期。这一阶段的日平均大都在-5℃左右,日最低气温在-10℃左右,日最高气温在2-3℃左右,极端最低气温可达到-10℃~-15℃左右。而一月中旬至二月中旬,此时最易出现极端天气,而此时正值春节放假期间,因此本次冬施的在深冬期的时间比较短,但是不能麻痹大意,在此阶段的砼养护环境温度基本上处于负温,因此必须采取掺加防冻剂和加强覆盖保温的综合蓄热法施工。而顶板必须覆盖二层阻燃纤维保温被来进行保温,如遇极端天气,必须增加保温被层数。冬末阶段: 2月11日至3月中旬日大约在40天,气温特点基本上同初冬期,但气温的发展是一天比一天高呈转暖趋势。在此期间的砼施工,除了采用与初冬期同样的保温方式外,更应特别注意天气预报,注意寒流的变化,特别应防止思想上的麻痹,防止由人为的疏忽造成的冻害的发生。上述三个阶段只是根据历年气象资料旬平均气温的变化大致划分的,气温的变化是一个渐变的过程,实际上三个阶段并不存在明显的界限。三个阶段的划分只是为了在制定总体施工方案时便于分析,指导性的决定所采取的施工方法和措施。但在每一个具体的分部分项工程施工时,还应根据当时的天气预报情况,有针对性制定相应的方案或在技术交底中明确所要采取的具体措施。 根据工程的施工进度,冬施期间本工程需要进行的主要分项工程有: 5#、9#、10#楼工程为主体施工;新增车库、1#楼、6#楼工程为基础施工、土方回填、基础防水、主体工程等。为使工程得以顺利进行,确保工期和冬期施工期间的工程质量,达到预期生产目标特制定此施工方案。
  (三)、砖石工程冬期施工
  1、砖石砌体工程的冬期施工选择的方法
  以采用掺盐砂浆法为主,对保温绝缘、装饰等方面有特殊要求的工程,可采用冻结法或其他施工方法。
  1)、掺盐砂浆法
  掺盐砂浆法是掺入盐类的水泥砂浆、水泥混合砂浆或微沫砂浆。
  2)、冻结法
  冻结法是指采用不掺有化学外加剂的普通水泥砂浆或水泥混合砂浆进行砌筑,砌体砌筑完后,不需加热保温等附加措施的一种冬期施工方法。
  砖石工程冬期施工以掺盐砂浆法为主。对保温、绝缘、装饰等方面有特殊要求的工程,也可采用冻结法或其它施工方法。
  冻结法对有保温、绝缘、装饰等特殊要求的工程和配筋砌体以下不受地震区条件限制的其他工程,均可采用冻结法施工。但不得用于下列工程的施工:空斗墙、毛石砌体;砖薄壳、双曲砖拱、筒式拱及承受侧压力的砌体;在解冻期间可能受到振动或其他动力荷载的砌体;在解冻时,砌体不允许产生沉降的结构;在解冻阶段承受偏心荷载的结构;外挑长度大于180mm的挑檐等。
  3)可供選用的其他施工方法有蓄热法、暖棚法、电气加热法、蒸汽加热法、快硬砂浆法等。
  
   [参考文献]:《土木工程施工技术》、《建设工程季节性施工管理》、《建筑工程施工质量控制与验收》
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