【摘要】由于我國氣候條件的差異,尤其在北方冬季長達(dá)數(shù)個月的寒冷氣候,給施工帶來了很多困難,做為這種環(huán)境下的施工一定要以保證工程的正常的施工做好防范措施。為此本文針對冬季施工的一些措施進(jìn)行了簡要的探討。
【關(guān)鍵詞】冬季;施工;措施
當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5°C即進(jìn)入冬期施工,冬季氣溫下降,不少地區(qū)溫度在0°C之下(即負(fù)溫),土壤、混凝土、砂漿等所含的水分凍結(jié),建筑材料容易脆裂,給建筑施工帶來許多困難。連續(xù)5日平均氣溫低于5°C或日最低氣溫低于-3°C時, 就要采取冬季施工措施,以保證工程質(zhì)量。由于冬季施工需保溫覆蓋和消耗較多熱能,增加工程造價,故諸如場地平整、地基處理、室外裝飾、屋面防水及高空灌筑混凝土等工程項目要盡量避免在冬季施工。對于不得不在冬季施工的項目,則須因時因地制宜,制定冬季施工措施,并及時掌握氣溫變化。
1.冬季土方工程施工方法
1.1防治土壤凍脹
在低溫時間較長、土粒較細(xì)、補(bǔ)給水較充裕地區(qū),其土壤在凍結(jié)期間,由于土粒周圍薄膜水和毛細(xì)水的作用,土中水分不斷地向凍結(jié)線積聚,形成冰層,體積增大,以致土粒間的空隙無法容納而向上隆起,造成凍脹,其脹力可大至0.5~1.0兆帕。如不做妥善處理,基礎(chǔ)會被抬起,使建筑物開裂、傾斜、抬高乃至倒坍。所以在凍脹土上建造建筑物時,要考慮基礎(chǔ)形式,盡量減少底面及側(cè)面面積,合理確定其埋置深度,加強(qiáng)土壤保溫,做好地表排水。此外,鋪設(shè)砂墊層可以切斷土壤的毛細(xì)水作用,回填多孔材料也可防止凍脹影響。
1.2土方開挖
一般宜在入冬前挖好,覆蓋保溫。必須在冬季開挖的部位,可在土表面覆蓋保溫材料或在冰凍前翻松表土。翻松厚度須視土質(zhì)和負(fù)溫情況而定,一般不得小于0.5米。 覆蓋材料必須保持干燥,其厚度應(yīng)按各種材料的保溫性能和土壤可能達(dá)到的凍結(jié)深度計算決定。開挖凍土通常采用機(jī)械和爆破兩種方法。機(jī)械開挖凍土,可按土壤凍深用鏟運(yùn)機(jī)或正鏟挖土機(jī)挖掘,也可用錘擊松土裝置砸擊凍土外殼,再用機(jī)械挖除。當(dāng)凍土深度超過0.7米時,機(jī)械挖土已不經(jīng)濟(jì),可用爆破。爆破凍土宜用硝銨炸藥,以雷管引爆。其炮眼位置、孔徑、孔深及炸藥用量經(jīng)計算確定,操作時要注意人身安全。此外,為了減輕挖掘困難,可用蒸汽循環(huán)針或電氣加熱融化凍土的方法。但耗用熱能甚巨,只在電力熱源充沛、經(jīng)濟(jì)合理等條件下采用。
1.3土方回填
凍土塊堅硬不易壓實,解凍融化后易導(dǎo)致塌陷,故回填盡量采用不凍土,如用凍土應(yīng)限制其粒徑與摻用量。
2.冬季砌筑工程施工方法
2.1摻鹽砂漿法
以食鹽的水溶液調(diào)制砌筑砂漿,利用食鹽兼有抗凍和速凝的性能,使砂漿在負(fù)溫下硬化。食鹽的摻量隨氣溫降低而增大,當(dāng)室外氣溫低于-15°C時,還須適當(dāng)提高砂漿標(biāo)號。因摻鹽砂漿有導(dǎo)電、吸濕、析鹽等缺點,對保溫、絕緣、裝飾外表面有特殊要求的工程,應(yīng)限制使用。
2.2凍結(jié)法
用普通砂漿砌筑后在負(fù)溫下任其凍結(jié),利用其凍結(jié)強(qiáng)度使砌體在負(fù)溫中穩(wěn)定,待開凍轉(zhuǎn)入常溫后再產(chǎn)生砂漿強(qiáng)度的方法。由于此法歷經(jīng)凍結(jié)、融化、結(jié)硬三個過程,砂漿強(qiáng)度及其與磚面的粘接力均有所損失,特別是融化階段的強(qiáng)度消失,可能形成砌體下沉變形,施工時應(yīng)加支撐,以保證砌體穩(wěn)定。對承受動力荷重、撓曲、偏心受壓以及超過高度限值的砌體,此法均不適用,更不得用于砌石工程。
2.3混凝土工程
混凝土在凝結(jié)過程中如受到負(fù)溫侵襲,水泥的水化作用受到阻礙,其中游離水分開始結(jié)冰,體積增大9%,有使混凝土凍裂而嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量的危險;混凝土初期受凍后再置于常溫下養(yǎng)護(hù),其強(qiáng)度雖仍能增長,但已不能恢復(fù)到未遭凍害的水平;而且遭凍愈早,后期強(qiáng)度的恢復(fù)就愈困難。為了探索新澆混凝土在受凍前達(dá)到多大強(qiáng)度才能基本上避免凍害,各國都做過大量試驗。中國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,這一臨界強(qiáng)度值為28天正常養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的40%,并不小于5兆帕。混凝土的冬季施工措施就是以此為基點的。
采用妥善的養(yǎng)護(hù)方法,防止早期受凍是保證混凝土冬季施工質(zhì)量的關(guān)鍵。一般應(yīng)根據(jù)氣溫情況、結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場能源條件抉擇。①當(dāng)最低氣溫不低于-15°C,結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)(表面積和體積之比)不大于 5的地面或地下工程,宜采用蓄熱法;②結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)在5以上,要求獲得早強(qiáng),且電力供應(yīng)條件較好者,可采用電熱法;③結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)較大,如柱、梁、板等且有充裕蒸汽可資利用時,可采用蒸汽法。此外,對于預(yù)制混凝土構(gòu)件接頭、墻板拼縫以及現(xiàn)澆圈梁等,也可采用遠(yuǎn)紅外線或電磁感應(yīng)的加熱方法取得早強(qiáng)的效果。不論采取何種養(yǎng)護(hù)方法,都要注意所用水泥的適應(yīng)性,進(jìn)行熱工計算,加強(qiáng)保溫防風(fēng),并控制人工加熱的升溫、恒溫、降溫速度,以免混凝土受凍或干裂。
為了防止遭受早期凍害,通常要求開始養(yǎng)護(hù)時的混凝土溫度不低于 5°C。由于蓄熱法是依靠水泥水化熱和混凝土拌合物本身的熱量,在保溫的條件下達(dá)到預(yù)定溫度的方法,其養(yǎng)護(hù)溫度需提高到10°C以上。為此混凝土在拌制、運(yùn)輸、灌筑、搗實等過程中,必須采取措施,不使熱量散發(fā)過快。負(fù)溫下制備混凝土?xí)r,可適當(dāng)將水和砂石加熱,但水和砂石混合物的溫度應(yīng)不超過40°C,否則投入水泥時易發(fā)生假凝。除加熱養(yǎng)護(hù)外,冬季混凝土也可摻用早強(qiáng)劑、防凍劑等拌制,以降低其冰點,使混凝土在負(fù)溫下硬化。在混凝土中摻用氯鹽時,其摻入量要嚴(yán)加控制。氯鹽對鋼筋有銹蝕作用,并要增大混凝土的導(dǎo)電率,故一般只能用于無筋混凝土。對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),或經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)或靠近高壓電源的建筑物,不能摻氯鹽。
在冬季制配混凝土?xí)r可摻入引氣劑(見混凝土外加劑),其目的是利用混凝土含有大量分布均勻的微孔,以減緩游離水的凍結(jié)壓力對混凝土中毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)的破壞,從而提高其抗凍能力,但含氣量增大會影響混凝土的密實度和強(qiáng)度,應(yīng)加以控制。
3.冬季抹灰工程施工方法
冬季抹灰有熱作和冷作兩種方法:
①熱作法。通過提高操作時的室內(nèi)溫度,使抹灰砂漿在正溫條件下凝固的方法。提高環(huán)境溫度可用加熱爐或蒸汽排管,也可用遠(yuǎn)紅外線烘烤。②冷作法。抹灰是在不作加熱保溫的狀態(tài)下,用摻有抗凍劑的砂漿進(jìn)行。此法常用于室外墻面抹灰。但不能用于靠近電源、經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)及外觀要求較高的工程。不論采取何種方法,冬季抹灰必須待建筑物已沉降穩(wěn)定,砌體強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的20%以上,混凝土強(qiáng)度達(dá)到40%以上時才能進(jìn)行,以免日后抹灰層開裂剝落。
4.制定冬期安全施工措施
冬期施工氣溫較低,引發(fā)安全事故的因素較多,在施工前要制定相應(yīng)的冬期安全施工措施,配備必要的安全防護(hù)用品,對施工人員進(jìn)行安全教育,尤其是高空作業(yè)和特殊工種的教育,并加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理工作,確保工程安全施工。
5.結(jié)語
冬期施工雖不常發(fā)生,但如果發(fā)生不提前準(zhǔn)備和防范,會影響給工程質(zhì)量、進(jìn)度,措施不當(dāng)會給工程質(zhì)量帶來隱患,因此,在工程即將進(jìn)入冬期前作好防范,在施工期間作好控制是必要的,是保證工程質(zhì)量必須的措施。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]JGJ104-1997,建筑工程冬季施工規(guī)程[S].
[2]鄔曉光,俞向東.橋梁施工技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社.