楊新杰

(太原市城市建設(shè)拆遷中心，山西太原 030009)

1 工程概況

本工程為住宅樓和地下車庫(kù)，建筑面積為25 000 m2，地下分為2層，地上34層，為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，建筑總高度為99．20 m。建設(shè)單位要求冬期施工，現(xiàn)主體進(jìn)度施工至22層一段頂板，22層二段剪力墻。

2 冬期施工部位及任務(wù)情況

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，連續(xù)5 d室外日平均氣溫穩(wěn)定低于5℃時(shí)，即進(jìn)入冬期施工，當(dāng)連續(xù)5 d室外日平均氣溫穩(wěn)定高于5℃時(shí)解除冬期施工。按照施工計(jì)劃安排及當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度情況，本工程將進(jìn)行冬期施工的分項(xiàng)工程有:鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、砌筑工程。因本工程主體樓層較高，冬期施工施工層溫度與現(xiàn)場(chǎng)地面溫度相差較大，為保證施工質(zhì)量和冬期施工工作的正常進(jìn)行，如現(xiàn)場(chǎng)日平均氣溫低于-5℃以下或遇異常天氣情況則停止施工。

冬期施工主要項(xiàng)目及預(yù)計(jì)施工日期如表1所示。

表1 冬期施工主要項(xiàng)目及預(yù)計(jì)施工日期

3 冬施施工準(zhǔn)備

3．1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

安排專人進(jìn)行氣溫觀測(cè)并作記錄。測(cè)溫范圍:大氣、混凝土出罐、入模、混凝土養(yǎng)護(hù)等溫度，試驗(yàn)部門根據(jù)混凝土的養(yǎng)護(hù)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算成熟度，來推算混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況，決定同條件試塊的試壓時(shí)間、混凝土的拆模時(shí)間以及拆模后混凝土外表面的保溫措施。生產(chǎn)部門應(yīng)根據(jù)冬施特點(diǎn)提前做好進(jìn)度計(jì)劃，組織好生產(chǎn)力，提前做好現(xiàn)場(chǎng)冬施設(shè)施的準(zhǔn)備工作。材料部門應(yīng)制定好冬施材料、機(jī)具用量計(jì)劃，報(bào)送公司材料供應(yīng)站，確保按時(shí)進(jìn)場(chǎng)技術(shù)部門做好圖紙準(zhǔn)備，凡進(jìn)行冬期施工的工程項(xiàng)目，必須復(fù)核施工圖紙，查對(duì)其是否能適應(yīng)冬期施工要求，冬施小組要組織好冬施準(zhǔn)備工作檢查和季度、月度不定期的冬施檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

3．2 外業(yè)準(zhǔn)備

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周圍的施工道路，在冬施前進(jìn)行一次徹底的檢查和修整，要求道路通暢、平整、堅(jiān)實(shí)、防滑。辦公區(qū)與生活區(qū)應(yīng)符合冬施要求，用水、采暖等都要充分考慮，滿足工作與生活的需要。材料庫(kù)、水泥庫(kù)等做好防潮、防水、防凍工作;機(jī)械設(shè)備應(yīng)加強(qiáng)維修、保養(yǎng)工作，機(jī)電外露設(shè)備應(yīng)做好防雪、防凍的準(zhǔn)備，各種車輛應(yīng)根據(jù)氣溫變化，注意水箱放水，避免受凍。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件、材料、防護(hù)欄架、電氣設(shè)備使用、明火使用是否符合規(guī)定。在冬施前進(jìn)行一次全面檢查，出入口要增設(shè)防滑措施。商品混凝土供應(yīng)公司、試驗(yàn)室要做好冬期混凝土所摻外加劑的復(fù)試試配工作，及時(shí)提出不同施工條件的配合比，嚴(yán)禁使用不合格的外加劑。

4 冬施主要技術(shù)指標(biāo)計(jì)算及具體質(zhì)量控制措施

4．1 混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)過程中的溫度計(jì)算

說明:由于墻、柱表面系數(shù)較樓板小，不易受凍，本工程僅取具有代表性的120厚混凝土樓板進(jìn)行熱工計(jì)算。

4．1．1 已知條件

1)樓板厚度:120 mm。2)混凝土強(qiáng)度等級(jí):C30。3)摻粉煤灰混凝土的質(zhì)量密度:ρc=2 400 kg/m3。4)水泥:P．O42．5。5)混凝土中水泥單方用量:mce=350 kg/m3。

4．1．2 計(jì)算公式及各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)

1)室外大氣平均溫度:Tm．a(chǎn)=-10℃。

2)混凝土入模溫度T3:取10℃計(jì)算(控制混凝土出罐溫度不得低于15℃)。

3)保溫材料厚度:0．1 mm厚塑料布，50 mm保溫被(以上材料厚度暫定)。

4)結(jié)構(gòu)圍護(hù)層的總傳熱系數(shù):K=3．6/0．04+(0．05/0．06)=4．12 kJ/(m2h·K)。

5)樓板混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù):M=Ac/Vc=2×(1．0×1．0)/(0．12 ×1．0 ×1．0)=16．7 m-1。

6)覆蓋層透風(fēng)系數(shù):ω=1．45(圍擋層由不易透風(fēng)材料組成)。

7)水泥水化累積最終放熱量:Qce=330 kJ/kg。

8)水泥水化速度系數(shù):Vce=0．013 h-1。

9)鋼筋混凝土比熱容:Cc=1．05 kJ/(kg·K)。

10)綜合參數(shù)。

φ =VceQcemce/(VceCcρc-ωKM)=0．013 ×330 ×350/(0．013 ×1．05 ×2 400-1．45 ×4．12 ×16．7)=-22．41。

θ= ωKM/VceCcρc=1．45 × 4．12 × 16．7/(0．013 × 1．05 ×2 400)=3．05。

η =T3-Tm．a(chǎn)+ φ =10-(-10)+(-22．41)=-2．41。

11)計(jì)算公式選取。

因以上數(shù)值滿足:φ/Tm．a(chǎn)≥1．5;K ×M≥50。

所以混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)冷卻至0℃的時(shí)間為:t0=(1/Vce)ln(φ/Tm．a(chǎn))=(1/0．013)ln(-22．41/-10)=62．07 h，取 t0=62 h。

計(jì)算混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到冷卻到0℃時(shí)刻t的平均溫度:

Tm=1/(Vce× t)［φe-Vce．t-(η/θ)e-θVce．t+(η/θ)- φ］+Tm．a(chǎn)=1/(0．013 × 62)［-22．41 × e-0．013×62-(-2．41/3．05)×e-3．05×0．013×62+(-2．41/3．05)+22．41］+(-10)≈4．49 ℃。

計(jì)算結(jié)果:混凝土冷卻到0℃所需時(shí)間為62 h，該時(shí)刻混凝土的平均溫度為4．49℃。

4．1．3 結(jié)論

根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)給出的溫度、齡期對(duì)混凝土強(qiáng)度影響線，查得當(dāng)t0=62 h，Tm=4．49℃時(shí)，樓板混凝土強(qiáng)度應(yīng)為6 N/mm2大于混凝土的受凍臨界強(qiáng)度4．0 N/mm2。

依據(jù)成熟度線性方程法推算早期強(qiáng)度估算如下:

故 f=0．015 ×(14．49 ×62-200)=10．47 ×0．8=8．4 MPa≥4 MPa。

故綜合蓄熱法施工能夠滿足冬季施工養(yǎng)護(hù)要求。

4．1．4 混凝土的出罐溫度

為了保證混凝土入模溫度T3≥10℃，現(xiàn)驗(yàn)算混凝土的出罐溫度:

T3=(CcMcT2+CfMfTf+CsMsTs)/(CcMc+CfMf+CsMs)。

10=1．05×2 400×T2+2．51×100×(-10)+0．48×300×(-10)/(1．05 ×2 400+2．51 ×100+0．48 ×300)。

得 T2=13．13 ℃。

因此要求混凝土的出罐溫度不小于15℃。

4．2 混凝土工程控制措施

4．2．1 對(duì)商品混凝土廠家的要求

配合比、混凝土攪拌站應(yīng)提供的技術(shù)資料、混凝土的攪拌、混凝土的運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)。

4．2．2 現(xiàn)場(chǎng)混凝土的澆筑

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況本混凝土工程采用綜合蓄熱法施工，以大氣最低溫度-5℃為界，當(dāng)大氣最低溫度不低于-5℃，并控制在11月底以前，混凝土采用普硅42．5號(hào)水泥，摻復(fù)合早強(qiáng)型外加劑的熱拌混凝土，頂板采用覆蓋一層棉被來保溫養(yǎng)護(hù);當(dāng)大氣最低溫度低于-5℃，混凝土采用普硅42．5號(hào)水泥，外加劑改摻高效復(fù)合防凍型外加劑的熱拌混凝土，墻柱采用覆蓋一層棉被來保溫養(yǎng)護(hù)，頂板采用覆蓋1層～2層棉氈或巖棉被來保溫養(yǎng)護(hù)，作業(yè)層采取封閉生炭火提高環(huán)境溫度來延長(zhǎng)混凝土正溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間的方法施工。大氣氣溫低于-15℃時(shí)，停止混凝土作業(yè)施工。

1)墻體混凝土要分層連續(xù)澆筑，每層澆筑厚度不得大于1 000 mm，間隔時(shí)間不超過2 h，及時(shí)入模振搗，已澆筑層的混凝土在未被上一層混凝土覆蓋前不應(yīng)低于2℃。如發(fā)生特殊情況不能連續(xù)澆筑時(shí)，墻板應(yīng)留垂直縫。

2)混凝土運(yùn)到作業(yè)面以后，應(yīng)快鋪料、快振搗、快抹平，并及時(shí)覆蓋塑料布和保溫被。盡量減少作業(yè)面，降低混凝土暴露的時(shí)間和面積，將熱量損失降低到最低限度。

4．2．3 現(xiàn)場(chǎng)混凝土的保溫、養(yǎng)護(hù)

1)冬施澆筑的混凝土，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土受凍臨界強(qiáng)度?；炷潦褂霉杷猁}或普通硅酸鹽水泥拌制，其臨界強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%。采用礦渣硅酸鹽水泥配置的混凝土，應(yīng)為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，摻用防凍劑的混凝土，當(dāng)室外最低氣溫不低于-15℃時(shí)不得小于4．0 N/mm2。

2)墻、柱模板采用模板背面外掛一層巖棉被保溫，保溫層應(yīng)嚴(yán)密，固定牢固。墻上部插筋部位混凝土保溫，此部位是保溫的薄弱環(huán)節(jié)，保溫使用保溫被卷起填塞在墻頂及鋼筋之間，要求填塞嚴(yán)密。墻體須達(dá)到4 MPa臨界強(qiáng)度后，且混凝土表面與環(huán)境溫差不得超過20℃，方可拆除模板，若溫差大于20℃，拆除模板后，應(yīng)立即將混凝土表面覆蓋一層保溫被保溫。

3)頂板混凝土在澆筑完畢后隨即抹平，然后覆蓋一層塑料薄膜，再覆蓋1層～2層棉氈或巖棉被保溫，并用腳手板壓住，不要留下腳印。板四周外側(cè)保溫及墻體迎風(fēng)面是薄弱部位，其保溫厚度應(yīng)增大，施工層的門窗洞口在冬施時(shí)應(yīng)用彩條布封死。樓板表面的保溫層，在混凝土達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度后，混凝土表面溫度小于5℃，混凝土表面溫度與大氣溫差小于20℃時(shí)，方可取掉。

4)當(dāng)環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，為確?；炷琳郎仞B(yǎng)護(hù)時(shí)間及保證混凝土受凍前達(dá)到臨界強(qiáng)度，采用生火提高養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度的措施，具體做法為作業(yè)層空間全封閉后，在房間內(nèi)部采用生炭火爐升溫的方式提高環(huán)境溫度。使用炭爐加熱保證環(huán)境溫度不低于5℃后，開始澆筑混凝土。焦炭爐的擺放位置應(yīng)居房間中央或避開易燃保溫材料，下方用紅磚墊高50 cm，上方附加一層現(xiàn)場(chǎng)廢棄的鐵皮覆蓋，防止樓板局部溫度過高，當(dāng)混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度后即可停止，如為加快施工進(jìn)度，提前拆模則生火養(yǎng)護(hù)到頂板達(dá)拆模強(qiáng)度后停止。每個(gè)流水段炭火設(shè)置四個(gè)。

5)混凝土試塊留置，冬施期間的混凝土試塊除按常溫施工要求留置外，還應(yīng)增設(shè)不少于2組與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)的試塊，用于檢驗(yàn)受凍前的混凝土強(qiáng)度、用于結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)和同條件養(yǎng)護(hù)28 d轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護(hù)28 d的混凝土強(qiáng)度以及推測(cè)混凝土各階段的強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)用試塊的等效養(yǎng)護(hù)齡期可取按日平均溫度逐日累計(jì)達(dá)到600℃·d時(shí)所對(duì)應(yīng)的齡期，0℃以下的齡期不計(jì)入;等效養(yǎng)護(hù)齡期不應(yīng)小于14 d，也不宜大于60 d。同條件養(yǎng)護(hù)試塊必須有專人負(fù)責(zé)保養(yǎng)，每澆筑一次混凝土都要留設(shè)一定數(shù)量的同條件試塊。

6)測(cè)溫孔留設(shè)，提前繪制出測(cè)溫孔布置圖，根據(jù)測(cè)溫孔布置圖布置測(cè)溫孔。測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)在有代表性的結(jié)構(gòu)部位和溫度變化大易冷卻的部位，孔深為構(gòu)件截面的1/2。

4．3 砌體工程控制措施

本工程±0．000以上采用M5混合砂漿、加氣混凝土砌塊砌筑，在冬期正溫度條件下砌筑時(shí)可采用隨砌隨澆水的辦法。

1)冬期施工期間適當(dāng)增加砂漿的稠度。2)嚴(yán)格按砂漿配比單添加防凍劑，并適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，保證添加劑、水泥、砂攪拌均勻，不準(zhǔn)用加鹽水的方法防凍。3)砂漿攪拌采用熱水的方法，使水溫在80℃左右，投料時(shí)先將砂與水?dāng)嚢韬笤偌尤胨鄶嚢瑁股皾{出機(jī)溫度在10℃以上，使用溫度在正溫度以上。4)每天的砌筑高度不大于1．2 m，每砌完一面墻要及時(shí)覆蓋，雙面掛巖棉被，每天下班前，將所砌墻體采用彩條布、巖棉被覆蓋。5)留置砂漿試件要比正常情況下多留置一組，一組為標(biāo)養(yǎng)試件，一組為同條件試件。

4．4 鋼筋工程

1)鋼筋負(fù)溫下加工制作和使用，施工時(shí)要加強(qiáng)檢驗(yàn)，鋼筋在運(yùn)輸和加工過程中應(yīng)防止撞擊和刻痕。2)鋼筋安裝，施工前要搭設(shè)人行馬道，不得在鋼筋架上行走，防止鋼筋變形，人員摔傷。遇下雪天氣綁扎鋼筋，綁扎好的部分加蓋塑料布，減少積雪清理難度。其次鋼筋連接主要以電渣壓力焊焊接及綁扎搭接為主，焊接連接應(yīng)注意當(dāng)環(huán)境溫度低于-20℃時(shí)不宜進(jìn)行施焊。

4．5 模板工程

冬期模板使用之前應(yīng)徹底清理模板上的冰雪;模板驗(yàn)收后，如不能及時(shí)澆筑混凝土，在下雪前需用塑料薄膜把模板覆蓋，避免冰雪落入模內(nèi)。立面模板的保溫材料采用鋼模板外掛一層巖棉被保溫，根據(jù)施工的實(shí)際情況盡可能延長(zhǎng)拆模時(shí)間以便增加混凝土正溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間。頂板隨混凝土澆筑隨鋪一層塑料薄膜，上加1層～2層棉氈或1層～2層50mm厚巖棉被保溫覆蓋保溫(依環(huán)境溫度確定保溫厚度)。模板拆除:參照成熟度混凝土強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，如滿足拆模要求，相應(yīng)位置留置的臨界強(qiáng)度試塊，達(dá)到4．0 MPa以上，且冷卻到5℃以下方可拆模。頂板、梁、懸挑構(gòu)件拆模時(shí)必須遵循下列要求:頂板、梁拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%，懸挑結(jié)構(gòu)拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%，當(dāng)溫度與環(huán)境溫度差大于20℃時(shí)，拆模后的混凝土表面應(yīng)及時(shí)覆蓋棉氈或50 mm厚巖棉被，使其緩慢冷卻，以防混凝土表面因溫差太大產(chǎn)生裂紋。

5 安全防火措施

冬期施工氣溫較低，引發(fā)安全事故的因素多，在施工前要配備必要的安全防護(hù)用品，對(duì)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(chǎng)施工管理工作，確保工程安全施工。

6 結(jié)語

冬期施工只有加強(qiáng)了管理人員，測(cè)量人員的培訓(xùn)，并進(jìn)行了書面交底，采取行之有效的冬期施工質(zhì)量控制措施，工程則不僅能滿足設(shè)計(jì)要求，而且保證了業(yè)主的工期進(jìn)度要求，取得了良好的成效。

［1］JGJ 104-97，建筑工程冬期施工規(guī)程［S］．

［2］崔 霞．冬季建筑施工若干措施的討論［Z］．