肖祝融 周冬冬 李寶瑜

摘? 要：眾所周知，低溫環(huán)境下混凝土施工必須采取相應措施，以確保工程進度和施工質量。在深基坑冬期施工過程中，采用自頂向下構造方法來完成混凝土施工，施工方案復雜、難度較大。本文指出了冬季混凝土工程施工的特點，闡述了冬季混凝土工程施工的基本原則、方法。采用自頂向下的施工方法對深基坑進行施工風險分析，并對影響混凝土施工速度的問題進行了探討。最后，給出了解決該問題的技術措施和管理措施。通過本文的研究，得出了一些有意義的結論，可以為其他建設工作提供參考。

關鍵詞：混凝土工程? 逆作法? 冬期施工? 工期進度

中圖分類號：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）07（b）-0034-03

Abstract： As we all know， concrete construction in low temperature environment must take corresponding measures to ensure the project progress and construction quality. In the winter construction process of deep foundation pit， the top-down construction method is used to complete the concrete construction， the construction scheme is complex and difficult. This paper points out the characteristics of concrete construction in winter， and expounds the basic principles and methods of concrete construction in winter. The top-down construction method is used to analyze the construction risk of deep foundation pit， and the problems affecting the construction speed of concrete are discussed. Finally， the technical measures and management measures to solve the problem are given. Through the research of this paper， some meaningful conclusions are drawn， which can provide reference for other construction work.

Key Words： Concrete engineering; Reverse construction method; Winter construction; Construction schedule

1? 簡介及研究目的

隨著經濟和城市化的發(fā)展，如何充分利用土地資源成為競相解決的問題，建設高層、超高層建筑成為一種有效辦法[1]。同時，建設它們伴隨著大量的深基坑施工。由于施工場地受限，深基坑的施工經常采用自頂向下的方法[2]。此外，在寒冷地區(qū)，這種工藝也能有效解決深基坑冬季混凝土施工問題。但與地上建筑相比，自頂而下的技術要求更嚴。

為了保證施工的連續(xù)性和施工進度，作業(yè)人員需要在惡劣環(huán)境條件下施工。在北半球，冬季施工時間所占的比例往往也很大，即使在上海地區(qū)，也大約需要2.5個月[3]。當混凝土處于低溫狀態(tài)時，很難保證混凝土的質量[4]。因此，本文對如何保證冬期混凝土的質量進行了研究，并提出了具體的解決方案。它們可以作為重要參考和實用指南。

2? 自頂而下的深基坑施工方法

對于深基坑，自頂向下施工工順為支撐結構、土方開挖、墊層、底板、結構柱和屋頂支撐。然后，重復此順序：結構柱，屋頂支撐直到正負零位置。簡單來說，就是從頂到下地構造。也就是說，首先我們在地基地板施工中，利用地板來支撐挖掘。我們可以繼續(xù)將挖掘的另一部分構造下來。

自上而下的方法作為一種有效的施工方法正被越來越多的應用。然而，這種方法具有復雜的施工組織和許多理論知識，無論是理論還是實踐，都存在很多問題需要解決?；炷恋氖┕な沁@些問題之一。對于自上而下的方法，在地基結構形成之前，已經開挖了基坑。目前，土壤和水流對基坑的影響最大。因此，我們希望地基結構盡快具有強度，換句話說，建筑混凝土要盡快完成。這樣就可以保證整個建筑物的穩(wěn)定性。

3? 冬季混凝土施工的特點

混凝土是一種由膠結材料、水、骨料和其他添加劑制成的復合材料。最初是液體混合物，然后水泥和水反應，在這個過程中，會產生大量的水化熱，最后，混凝土逐漸硬化，它變成具有強度和剛度的固體。但是，水在常溫下為液體，溫度在零以下時為固體。因此，冬季混凝土施工應采用完全不同的方法。溫度是一個非常重要的因素，溫度升高，水化反應就會加快，混凝土會迅速增強強度。相反，當溫度降至零以下時，水會變成固體。不僅不會發(fā)生水化反應，水的體積會膨脹約9%，從而產生霜凍應力并破壞混凝土強度，還會削弱混凝土與鋼之間的粘結強度并影響鋼筋混凝土的抗壓強度。從固體變成液體，體積減小，混凝土內部會出現很多縫隙，降低了混凝土的密度和耐久性。因此冬季要注意水的這種變化，否則混凝土很容易被破壞。我們需要采取措施來養(yǎng)護混凝土，與此同時，我們需要在此過程中延長施工時間。

冬季混泥土施工有如下幾個特點：

（1）水泥水化直接影響混凝土強度的增長。水泥的水化速率快慢受溫度影響，溫度降低，水泥水化速率減慢，當溫度低于-2℃時，商品混凝土拌合物游離水結冰，水化反應停止。如何進行保溫養(yǎng)護，確保水泥水化是冬期砼施工的關鍵。

（2）當氣溫低于5℃時，混凝土強度增長緩慢，在5℃條件下養(yǎng)護28d商品混凝土強度僅為標養(yǎng)試塊28d強度的60%，砼凝結時間較氣溫15℃時延長3倍。因此，有效的保溫養(yǎng)護措施是保障混凝土工程質量的關鍵。

（3）當溫度低于0℃，尤其是溫度下降到商品混凝土液態(tài)水冰點（新拌商砼液態(tài)水冰點溫度-2℃-5℃）以下時，混凝土中的水開始結冰，體積膨脹約9%，此時商品混凝土內部結構可能遭到破壞。因此，有效的保溫措施，是預防砼凍害至關重要的。

（4）我國屬于季風大陸性氣候，冬季除經常有寒流襲擊，氣溫驟降外，還應注意防風。風速大不僅可以加快混凝土降溫速度，還會加快水分蒸發(fā)，所以商品混凝土工程冬期施工要注意防風、保溫，避免砼養(yǎng)護期間失水，降溫過快，混凝土產生收縮。

綜上所述，根據自頂向下施工方法的特點，在地基施工過程中，土水效應是破壞效果最嚴重的時刻。原本要求盡快完成地基結構，以提供基坑的剛度和支撐安全性，但是，如果施工在冬天進行，則快速施工不利于混凝土固化。另外，深基坑的建設屬于大體積混凝土的建設。這是一個難以解決的矛盾，同時也是自上而下的冬季深基坑施工的難點。目前，尚無有效且理想的方法。本文根據實際研究和總結提出了一些措施。

4? 技術措施

對于深基坑開挖的施工，當開挖到基坑底部時，必須防止土壤剪切破壞。使用機器開挖時，開挖到設計標高時，應預留20cm采用人工挖土，并應盡快完成墊層或底板施工，防風雨侵蝕、日曬、風化、凍融作用、位移和變形等。

對于地面和基礎工程，我們需要注意控制基準點和錨點位置。嵌入土體的施工作業(yè)，應采取措施來防止土壤凍脹、融化沉降變形和施工振動的影響。同時，我們需要定期重新測試和更正。

對于混凝土結構，宜使用商品混凝土，并確保澆筑模板前混凝土溫度不低于10℃，混凝土的降溫速度最高為5℃/ h。我們盡可能9：00到16∶00這個時間段放置混凝土。如果下雪，我們需要在上面覆蓋一層塑料布，并在放置模板之前清掃冰或雪。另外，需要在整個泵生產線上采取保溫措施。

對于冬季的混凝土養(yǎng)護，需要確?；炷羶炔亢屯獠恐g的溫差不超過25℃?？梢允紫雀采w塑料片，然后覆蓋巖棉，最后刷固化液。

對于模板的去除，一般根據用相同標準固化的混凝土樣品的情況決定何時去除模板。混凝土的強度必須達到臨界的霜凍強度。臨界霜凍強度不是確定統一的，在不同的國家或地區(qū)，它是不同的。

對于鋼筋項目，尤其要注意一些問題的產生，因為鋼的機械性能會在凍融環(huán)境中發(fā)生變化，例如強度和屈服點的增加，伸長率的下降和沖擊韌性的降低。因此，在運輸或堆放時，要盡量避免碰撞和擠壓。加工時確保彎曲半徑大于鋼直徑的四倍，避免重復彎曲和電力彎曲鋼。在凍融環(huán)境中可以選擇平焊、對接焊、電弧焊或氣壓焊，但是，當溫度低于-20℃時，應停止焊接作業(yè)。

5? 管理措施

膠凝材料優(yōu)先使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥?；炷翉姸鹊燃墤笥?2.5MPa，水灰比小于0.6。拌合物無雪或冰，試驗測定拌合用水合格。當室外溫度不低于-15℃時，混凝土強度保持在4.0N/m3，當室外溫度不低于-30℃時，混凝土強度保持在5.0N/m3以上。

施工管理方面，搞好冬期施工技術交底，做好現場溫度測量工作，將責任細化到每個人。項目負責人應安排專人預報天氣、記錄日氣溫變化，并做好現場測溫，重點在每天最高氣溫和最低氣溫測量混凝土入模溫度、表面及內部溫度。及時與技術負責人溝通，當溫度驟降時應采取措施。為嚴格控制冬天混凝土實體強度，應生產一組同條件試塊。在混凝土澆筑過程中，工程監(jiān)理應旁站，項目管理人員需安排日夜輪班，全過程巡檢，及時發(fā)現和處置突發(fā)情況。

6? 結語

上述措施已在北方城市的多個建筑中成功應用。例如，中國天津的萬德商業(yè)大廈的基坑，天津電力的地基結構，天津醫(yī)院改造和擴建工程一期的深基坑等。我們可以得出以下初步論述：

這些措施對于確保冬季混凝土的質量是非常有效的;這些措施可以在寒冷地區(qū)推廣;這些措施仍然需要繼續(xù)理論研究，例如研究新的材料和新的構造方法。

綜上所述，對于寒冷地區(qū)冬季混凝土施工的自上而下的深層攪拌坑的質量控制研究表明，我們需要縮短冬季施工周期，加快工程施工過程。同時，項目投資盡量不增加太多，盡量減少冬期混凝土施工任務量。

參考文獻

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