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摘要：文章阐述水利工程在冬季施工期间中的质量问题及控制措施，本人从事水利工程多年的实践经验进行分析，供同行参考。
关键词：水利工程；问题；控制措施
1冬季施工准备工作
施工前期的准备工作包括技术准备、生产准备和资源准备。
1.1要制定完善的施工技术方案,施工技术方案(措施)的制定必须以确保施工质量及生产安全为前提,具有一定的技术可靠性和经济合理性。在编制冬季施工作业计划时,应同时编制防寒、防毒、防滑、防冻、防水、防爆安全措施。
1.2根据已经制定好的进度计划安排好施工任务及现场准备工作。如现场供水管道的保温防冻、搅拌机棚的保温、场地的整平及临时道路的设置、装修工程的门窗洞口封闭及保温。施工道路、铁路、码头、港口等,应加强维护,采取防滑措施。
1.3根据制定的计划组织好外加剂材料、保温材料、施工仪表(测温剂)、职工劳动保护用品等的准备工作。如车间气温≤5℃时,应有取暖设备,经常门户应有防寒设施、露天作业区应设暖棚。
2冬季施工主要质量控制措施
2.1土方工程
基础土方工程应尽量避开在冬季施工,如需在冬季施工,则应制定详尽的施工计划,合理的施工方案及切实可行的技术措施,同时组织好施工管理,争取在短时间内完成施工。在土方工程中的质量控制主要做到以下几点:
(1)防止基础下残留冻土层使地基融沉。春融期间挖土方到达基础底面标高时,下面仍存在较厚的冻土层,如果施工人员缺乏冻土特性的知识,而把基础放在过厚的冻土层上。解冻之后几个月时间内,由于基础下冻土层融化地基产生压缩变形,加之地基土质不均匀,融化后压缩变形也不相同,以及由于阳面和阴面冻土融化速度不同等原因,会使基础发生不均匀沉降而导致主体结构裂缝。预防措施:一般来说,在季节性冻土地区,基础下留有—定厚度的残留冻土层是允许的。但是应当注意的是要根据地基土的融沉性来确定容许残留的冻土厚度。如果超过允许范畴,冻土层过厚,就容易产生沉降导致裂缝。
(2)及时对冬期挖槽后的基础施工,防止基底受冻。如果地基开挖后不能及时进行基础施工,使基槽受冻。由于土的含水率不同、室外温度不同,基槽冻深也不同。基础施工时在冻土层上,当此冻土层厚度过大,气温上升、地基土解冻后,地基产生不均匀压缩变形,基础不均匀沉降,导致主体结构开裂。预防措施:施工时尽量做到快挖快填,以防止地基受冻。
(3)回填土工作应连续进行,防止基土或填土层受冻。如果用超过规定粒径的冻土块和超过最大冻土含量的土进行填方,即使夯实,也达不到致密的效果,冻土在冬季很硬,填方空隙较大,待冻土解冻之后,发生融沉,出现陷坑。—般呈现出较大沉陷量。预防措施:不应采用冻土进行填方,冬期施工填方之前应准备好暖土,或冻土加温融化后才可利用。室外基坑或管沟可用含冻土块的土回填,但冻土块体积不超过填土总体积的15%。室内的坑,槽,管沟不得用含有冻土块的土回填,否则会造成地面下沉。
2.2桩基工程
桩基工程在施工前,应编制专项施工方案和技术措施。采用预制桩施工时应注意以下三点:
(1)桩基础的轴线引出的距离应适当增加,以免在打桩时受冻土硬壳层的影响,水准点的数量不应少于两个。
(2)预制桩的混凝土的强度应达到设计强度标准值的70%方可起吊,达到强度标准值的100%方可运输和打桩。
(3)桩的堆放应考虑到桩机的行进路线和打桩顺序,且桩的堆放层数应不超过4层。采用灌注桩时,要特别注意控制钢筋和混凝土的冬季施工质量,见下面说明。
2.3钢筋工程
钢筋工程主要包括钢筋的冷拉和冷弯和钢筋焊接。冬季施工负温下钢筋伸长率、冲击韧性下降,存在冷脆倾向,应对钢筋作负温性能检验,筋焊接优先选用闪光对焊,当采用电弧焊时应防止接头处产生偏心受力,焊缝和热影响区应缓慢冷却,防止过热、烧伤、咬肉等缺陷,搭接长度应适当延长,雪天及风>4级应采取遮蔽措施,环境温度<-20℃时不宜施工焊,吊装注浆清淤管及钢筋在壁免过度弯曲。用作预应力混凝土结构的预应力筋,宜采用控制应力方法;不能分炉批的热轧钢筋冷拉,不宜采用控制冷拉率的方法;在负温条件下采用控制应力方法冷拉钢筋时,由于伸长率随温度降低而减少,如控制应力不变,则伸长率不足,钢筋强度将达不到设计要求,因此在负温下冷拉的控制应力应较常温提高。而冷拉率的确定应与常温施工相同;钢筋冷拉设备仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用,并应在使用温度条件下进行配套校验;当温度<-20℃时,严禁对低合金Ⅱ、Ⅲ级钢筋进行冷弯操作,以避免在钢筋弯点处发生强化,造成钢筋脆断。
2.4混凝土工程
混凝土工程施工包括配料、搅拌、运输、浇筑、养护等施工过程,各个施工过程紧密联系又相互影响,各个施工过程处理不当都会影响混凝土的最终质量。进入11月份气温大幅度下降,这种寒冷的气候,对水利混凝土工程施工影响很大。
冬季混凝土强度降低的原因主要有:
(1)水结冰后体积增加,产生冻胀应力,容易产生裂缝。
(2)骨料周围水膜的粘结力在受冻时容易受到损害,解冻后也不容易恢复。
(3)在结冰与溶解过程中发生的水分转移现象容易造成结构性裂缝。
因此,在施工中需要控制以下几点。
(1)材料选择。在冬季施工时砂、石原材料应尽可能干燥,不应混入冰雪、冻块。砂、石按同批次作试验,严格控制含泥量。水泥入库堆放按同批次复验其强度。外加剂的选用应通过技术鉴定并符合质量标准,不应引起任何不期望的副作用。而保温材料必须保持干燥,以免受潮后保温性能降低,因此要特别加强堆放管理,注意不要与冰雪混杂在一起。加外剂应有产品质量证明书,且须经试配后使用。
(2)施工方法。
混凝土的冬季施工主要解决两个问题:
①防止混凝土受冻;
②提高混凝土强度,特别是早期强度。
(3)常见的技术解决措施有:
①掺防冻剂方法;在拌制时对原材料适当加热,在浇筑后对混凝土不加熱且不施加保温措施进行自然养护,在受冻前达到混凝土允许受冻临界强度。此方法混凝土强度增长慢,但费用低,施工简便
②材料预热法;材料预热法即把沙子和拌合水预先加热,再去搅和拌合混凝土;
③蓄热保温法;蓄热保温法即对原材料进行加热并通过适当保温延缓混凝土冷却,在受冻前达到混凝土允许受冻临界强度。利用此方法混凝土强度增长较快,费用较低
(3)混凝土搅拌
混凝土拌和物的出机温度≥10℃,入模温度≤5℃。对拌和水加热的要求是水温准确,供应及时,保持先后用水温度一致,以免拌和物前后的温度有过大差异,甚至造成混凝土坍落度不一致,影响混凝土的施工质量。当自然气温较低,只加热水无法满足拌和物的出机温度要求,需要加热骨料,而且首先应加热砂,其次是石子。水泥在任何情况下都不允许加热,但在使用前可存放在棚内预温,有利于使混凝土达到规定温度。对于搅拌机的选择,在常温条件下取决于混凝土的种类的特性。对于普通重骨料塑性混凝土,常选用自落式搅拌机,对于干硬混凝土,由于水泥用量少及加水量较少,则宜采用强制式搅拌机。而在冬期除上述原因外,尚应考虑水灰比的减少、外加剂的掺入等因素,为加强搅拌效果亦应选择强制式搅拌机。
(4)混凝土运输
在当前工程施工中多采用集中厂拌的方式进行混凝土的搅拌,然后用汽车运输到工地以保证混凝土的质量。在冬季运输过程中,要注意防止混凝土热量散失、表面冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。运输车应尽可能采用易保温、不漏浆又轻便的车辆及垂直运输机械,以提高工效,缩短运输时间,减少热损失。
(5)混凝土浇筑
混凝土浇筑时要保证混凝土的均匀性和密实性,结构的整体性,尺寸的准确,钢筋、预埋件的位置正确。在浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。冬季施工时不宜留置施工缝。如出于技术或组织上的原因不能连续浇筑时,施工缝的位置宜留在结构剪力较小,且便于施工的部位。
关键词：水利工程；问题；控制措施
1冬季施工准备工作
施工前期的准备工作包括技术准备、生产准备和资源准备。
1.1要制定完善的施工技术方案,施工技术方案(措施)的制定必须以确保施工质量及生产安全为前提,具有一定的技术可靠性和经济合理性。在编制冬季施工作业计划时,应同时编制防寒、防毒、防滑、防冻、防水、防爆安全措施。
1.2根据已经制定好的进度计划安排好施工任务及现场准备工作。如现场供水管道的保温防冻、搅拌机棚的保温、场地的整平及临时道路的设置、装修工程的门窗洞口封闭及保温。施工道路、铁路、码头、港口等,应加强维护,采取防滑措施。
1.3根据制定的计划组织好外加剂材料、保温材料、施工仪表(测温剂)、职工劳动保护用品等的准备工作。如车间气温≤5℃时,应有取暖设备,经常门户应有防寒设施、露天作业区应设暖棚。
2冬季施工主要质量控制措施
2.1土方工程
基础土方工程应尽量避开在冬季施工,如需在冬季施工,则应制定详尽的施工计划,合理的施工方案及切实可行的技术措施,同时组织好施工管理,争取在短时间内完成施工。在土方工程中的质量控制主要做到以下几点:
(1)防止基础下残留冻土层使地基融沉。春融期间挖土方到达基础底面标高时,下面仍存在较厚的冻土层,如果施工人员缺乏冻土特性的知识,而把基础放在过厚的冻土层上。解冻之后几个月时间内,由于基础下冻土层融化地基产生压缩变形,加之地基土质不均匀,融化后压缩变形也不相同,以及由于阳面和阴面冻土融化速度不同等原因,会使基础发生不均匀沉降而导致主体结构裂缝。预防措施:一般来说,在季节性冻土地区,基础下留有—定厚度的残留冻土层是允许的。但是应当注意的是要根据地基土的融沉性来确定容许残留的冻土厚度。如果超过允许范畴,冻土层过厚,就容易产生沉降导致裂缝。
(2)及时对冬期挖槽后的基础施工,防止基底受冻。如果地基开挖后不能及时进行基础施工,使基槽受冻。由于土的含水率不同、室外温度不同,基槽冻深也不同。基础施工时在冻土层上,当此冻土层厚度过大,气温上升、地基土解冻后,地基产生不均匀压缩变形,基础不均匀沉降,导致主体结构开裂。预防措施:施工时尽量做到快挖快填,以防止地基受冻。
(3)回填土工作应连续进行,防止基土或填土层受冻。如果用超过规定粒径的冻土块和超过最大冻土含量的土进行填方,即使夯实,也达不到致密的效果,冻土在冬季很硬,填方空隙较大,待冻土解冻之后,发生融沉,出现陷坑。—般呈现出较大沉陷量。预防措施:不应采用冻土进行填方,冬期施工填方之前应准备好暖土,或冻土加温融化后才可利用。室外基坑或管沟可用含冻土块的土回填,但冻土块体积不超过填土总体积的15%。室内的坑,槽,管沟不得用含有冻土块的土回填,否则会造成地面下沉。
2.2桩基工程
桩基工程在施工前,应编制专项施工方案和技术措施。采用预制桩施工时应注意以下三点:
(1)桩基础的轴线引出的距离应适当增加,以免在打桩时受冻土硬壳层的影响,水准点的数量不应少于两个。
(2)预制桩的混凝土的强度应达到设计强度标准值的70%方可起吊,达到强度标准值的100%方可运输和打桩。
(3)桩的堆放应考虑到桩机的行进路线和打桩顺序,且桩的堆放层数应不超过4层。采用灌注桩时,要特别注意控制钢筋和混凝土的冬季施工质量,见下面说明。
2.3钢筋工程
钢筋工程主要包括钢筋的冷拉和冷弯和钢筋焊接。冬季施工负温下钢筋伸长率、冲击韧性下降,存在冷脆倾向,应对钢筋作负温性能检验,筋焊接优先选用闪光对焊,当采用电弧焊时应防止接头处产生偏心受力,焊缝和热影响区应缓慢冷却,防止过热、烧伤、咬肉等缺陷,搭接长度应适当延长,雪天及风>4级应采取遮蔽措施,环境温度<-20℃时不宜施工焊,吊装注浆清淤管及钢筋在壁免过度弯曲。用作预应力混凝土结构的预应力筋,宜采用控制应力方法;不能分炉批的热轧钢筋冷拉,不宜采用控制冷拉率的方法;在负温条件下采用控制应力方法冷拉钢筋时,由于伸长率随温度降低而减少,如控制应力不变,则伸长率不足,钢筋强度将达不到设计要求,因此在负温下冷拉的控制应力应较常温提高。而冷拉率的确定应与常温施工相同;钢筋冷拉设备仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用,并应在使用温度条件下进行配套校验;当温度<-20℃时,严禁对低合金Ⅱ、Ⅲ级钢筋进行冷弯操作,以避免在钢筋弯点处发生强化,造成钢筋脆断。
2.4混凝土工程
混凝土工程施工包括配料、搅拌、运输、浇筑、养护等施工过程,各个施工过程紧密联系又相互影响,各个施工过程处理不当都会影响混凝土的最终质量。进入11月份气温大幅度下降,这种寒冷的气候,对水利混凝土工程施工影响很大。
冬季混凝土强度降低的原因主要有:
(1)水结冰后体积增加,产生冻胀应力,容易产生裂缝。
(2)骨料周围水膜的粘结力在受冻时容易受到损害,解冻后也不容易恢复。
(3)在结冰与溶解过程中发生的水分转移现象容易造成结构性裂缝。
因此,在施工中需要控制以下几点。
(1)材料选择。在冬季施工时砂、石原材料应尽可能干燥,不应混入冰雪、冻块。砂、石按同批次作试验,严格控制含泥量。水泥入库堆放按同批次复验其强度。外加剂的选用应通过技术鉴定并符合质量标准,不应引起任何不期望的副作用。而保温材料必须保持干燥,以免受潮后保温性能降低,因此要特别加强堆放管理,注意不要与冰雪混杂在一起。加外剂应有产品质量证明书,且须经试配后使用。
(2)施工方法。
混凝土的冬季施工主要解决两个问题:
①防止混凝土受冻;
②提高混凝土强度,特别是早期强度。
(3)常见的技术解决措施有:
①掺防冻剂方法;在拌制时对原材料适当加热,在浇筑后对混凝土不加熱且不施加保温措施进行自然养护,在受冻前达到混凝土允许受冻临界强度。此方法混凝土强度增长慢,但费用低,施工简便
②材料预热法;材料预热法即把沙子和拌合水预先加热,再去搅和拌合混凝土;
③蓄热保温法;蓄热保温法即对原材料进行加热并通过适当保温延缓混凝土冷却,在受冻前达到混凝土允许受冻临界强度。利用此方法混凝土强度增长较快,费用较低
(3)混凝土搅拌
混凝土拌和物的出机温度≥10℃,入模温度≤5℃。对拌和水加热的要求是水温准确,供应及时,保持先后用水温度一致,以免拌和物前后的温度有过大差异,甚至造成混凝土坍落度不一致,影响混凝土的施工质量。当自然气温较低,只加热水无法满足拌和物的出机温度要求,需要加热骨料,而且首先应加热砂,其次是石子。水泥在任何情况下都不允许加热,但在使用前可存放在棚内预温,有利于使混凝土达到规定温度。对于搅拌机的选择,在常温条件下取决于混凝土的种类的特性。对于普通重骨料塑性混凝土,常选用自落式搅拌机,对于干硬混凝土,由于水泥用量少及加水量较少,则宜采用强制式搅拌机。而在冬期除上述原因外,尚应考虑水灰比的减少、外加剂的掺入等因素,为加强搅拌效果亦应选择强制式搅拌机。
(4)混凝土运输
在当前工程施工中多采用集中厂拌的方式进行混凝土的搅拌,然后用汽车运输到工地以保证混凝土的质量。在冬季运输过程中,要注意防止混凝土热量散失、表面冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。运输车应尽可能采用易保温、不漏浆又轻便的车辆及垂直运输机械,以提高工效,缩短运输时间,减少热损失。
(5)混凝土浇筑
混凝土浇筑时要保证混凝土的均匀性和密实性,结构的整体性,尺寸的准确,钢筋、预埋件的位置正确。在浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。冬季施工时不宜留置施工缝。如出于技术或组织上的原因不能连续浇筑时,施工缝的位置宜留在结构剪力较小,且便于施工的部位。