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在工程施工过程中,受自然气候的影响,加之工程建设进度及工期的需要,有时不可避免的要进行冬季施工,若采取的措施不当,会给施工的工程带来不利的影响,极易给工程质量带来隐患或出现质量事故,下面就冬季施工的技术措施及施工过程中注意的问题进行探讨。
一、冬季施工特点
1、冬季施工由于施工条件及环境不利,是工程质量事故的多发季节,尤其以混凝土工程居多。
2、质量事故出现的隐蔽性、滞后性。即工程是冬天施工的,大多数在春季才开始暴露出来,因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者重来,不仅给工程带来损失,而且影响工程的使用寿命。
3、冬季施工的计划性和准备工作时间性强。这是由于准备工作的时间短,技术要求复杂。往往有一些质量事故的发生,都是由于这一环节跟不上,仓促施工造成的。
二、冬施规定
1、砖石砌体工程:在预计10天内的平均气温低于5℃,即进入冬季施工阶段。
2、混凝土工程:室外日平均气温连续5d稳定低于5℃或最低气温降低于0℃或0℃以下时,混凝土施工进入冬季施工。
3、抹灰工程:当环境最低气温低于+5℃时即按冬季施工的有关规定执行。
进入十一月份后,施工单位要随时收听当地的气象预报,开始每天测温,并做好气温突然下降的防冻准备工作。
三、冬施气温特点
根据天津地区的气温特点,平均气温低于5℃的起止时间为每年的11月15日至翌年的3月15日,总计128天。但根据历年气温的变化规律,冬季施工又可分为一般低温阶段和极低温阶段。一般低温阶段的时间是:每年的11月15日至12月中旬和翌年的2月中旬至3月15日,大约70~80天,占整个冬施时间的60%左右,白天的工作环境基本处于正温,混凝土施工采用掺早强型减水剂即可。
极低温阶段的时间是:每年的12月下旬至翌年的2月中旬,特别是1月份属于天津地区气温的最冷月,日最低气温大约在-10℃左右,在此期间拌合料所用的水、砂子必须加热,并掺混凝土防冻剂进行施工,混凝土浇筑后用塑料薄膜及草棉被覆盖保温。
四、冬施准备工作
1、组织措施
① 进行冬季施工的工程项目,在入冬前应组织专人编制冬季施工方案。编制的原则是:确保工程质量;经济合理,使增加的费用为最少;所需的热源和材料有可靠的来源,并尽量减少能源消耗;确实能缩短工期。冬季施工方案应包括以下内容:施工程序;施工方法;现场布置;设备、材料、能源、工具的供应计划;安全防火措施;测温制度和质量检查制度等。方案确定后,要组织有关人员学习,并向施工班组进行交底。
② 进入冬季施工前,对掺外加剂人员、测温保温人员、锅炉司炉工和火炉管理人员,应专门组织技术业务培训,学习本工作范围内的有关知识,明确职责,经考试合格后,方准上岗工作。
③ 与当地气象台站保持联系,及时接收天气预报,防止寒流突然袭击。
④ 安排专人测量施工期间的室外气温,暖棚内气温,砂浆、混凝土的温度并作好记录。
2、图纸准备
凡进行冬季施工的工程项目,必须复核施工图纸,查对其是否能适应冬季施工要求。
3、现场准备
① 根据实物工程量提前组织有关机具、外加剂和保温材料进场。
② 搭建加热用的锅炉房、搅拌站,敷设管道,对锅炉进行试火试压,对各种加热的材料、设备要检查其安全可靠性。
③ 计算变压器容量,接通电源。
④ 工地的临时供水管道及白灰膏等材料做好保温防冻工作。
⑤ 做好冬季施工混凝土、砂浆及掺外加剂的试配试验工作,提出施工配合比。
4、安全与防火
① 冬季施工时,要采取防滑措施,斜跑道要有可靠的防滑条。
② 大雪后必须将架子上的积雪清扫干净,并检查马道平台,如有松动下沉现象,务必及时处理。
③ 施工时如接触汽源、热水,要防止烫伤;使用氯化钙、漂白粉时,要防止腐蚀皮肤。
④ 亚硝酸钠有剧毒,要严加保管,防止发生误食中毒。
⑤ 现场火源,要加强管理。
⑥ 电源开关,控制箱等设施要统一布置,加锁保护,防止乱拉电线,设专人负责管理,防止漏电触电。
⑦ 冬季施工中,凡高空作业应系安全带,穿胶底鞋,防止滑落及高空坠落。
⑧ 施工现场水源及消火栓应设标记。
5、防冻剂必须有"三证"(认证证书、24站检测报告和出厂合格证)。混凝土掺用外加剂时,应选用低碱外加剂,使混凝土的总碱含量不超过规定值。
五、冬季施工措施
1、桩基工程:
冬季混凝土灌注桩的施工应采取加热原材料或掺防冻剂的方法进行,混凝土灌注温度不得低于5℃,当混凝土桩身位于冻土层内时,混凝土浇筑后顶部应覆盖保温,保证混凝土强度未达到设计标号的50%之前不得受冻。
2、土方工程:
1)土在冬季,由于遭受凍结,变为坚硬,挖掘困难,施工费用比常温时高,所以新开工项目的土方及基础工程应尽量抢在冬季施工前完。
2)必须进行冬期开挖的土方,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,做到挖土快,基础施工快,回填土快。
3)地基土以覆盖草棉被保温为主,对大面积土方开挖应采取翻松表土、耙平法进行防冻,松土深度30-40cm。
4)冬期施工期间,若基槽开挖后不能马上进行基础施工,应按设计槽底标高预留300mm余土,边清槽边作基础。一般气温0℃至-10℃覆盖二层草棉被,-10℃以下覆盖三至四层草棉被。
5)准备用于冬期回填的土方应大堆堆放,上覆盖二层草棉被,以防冻结。
6)土方回填前,应清除基底上的冰雪和保温材料。
3、砌体工程:
1)砌筑前应将普通砖、空心砖、灰砂砖、混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块和石材表面的污物、冰、雪、霜清除掉,遭水浸泡冻结后的砖或砌块不得使用。
2)石灰膏、粘土膏或电石膏等宜保温防冻,如遭冻结,应经融化后方可使用。
3)拌制砂浆所用的砂,不得含有直径大于1cm的冻结块和冰块。
4)冬季砌筑砂浆的稠度,宜比常温施工时适当增加。可通过增加石灰膏或粘土膏的办法来解决。
5)砌筑砂浆标号一般不应低于M2.5,重要部位和结构不应低于M5,宜采用普通硅酸盐水泥拌制,冬季砌筑不得使用无水泥拌制的砂浆。砂浆掺用的外加剂使用前必须了解其化学成份、性能,使用掺量必须准确。
6)拌合砂浆时,水的温度不得超过80℃,砂子的温度不得超过40℃。使用时砂浆的温度在环境最低气温低于-10℃以内时,不应低于5℃。当环境气温在-10℃至-20℃时,则不应低于10℃。砌筑时砖表面与砂浆的温差不宜超过30℃,石表面与砂浆的温差不超过20℃。施工时砂浆的稠度一般控制在9-12cm。
7)砌体工程的冬季施工,可以采用掺外加剂法、冻结法和暖棚法,冻结法施工应事先与设计联系有关加固事宜。一般以掺氯盐热拌砂浆为主。
采用掺盐砂浆时,砌体中配置的钢筋及钢予埋件应作防腐处理。采取防腐的做法有:①涂刷樟丹二道。②涂刷沥青漆。其比例为30号沥青:10号沥青:汽油=1:1:2;③涂刷防锈涂料其比例水泥:亚硝酸钠:甲基硅醇钠:水=100:6:2:30,配好的涂料涂刷在钢筋表面约1.5mm厚,干燥后即可使用。砂浆中氯盐参考掺量(占拌合水重%)
8)掺盐砂浆法注意事项:
① 掺盐量以无水氯化钠、氯化钙计。
② 日最低气温低于-20℃时,砌石不宜施工。
③ 掺盐砂浆掺加微沫剂时,盐料溶液、微沫剂溶液必须分别存放,拌合时先后加入。
④ 冬期施工时,每日砌筑后,应在砌体上表面覆盖保温材料。
⑤ 由于氯盐砂浆吸湿性大,保温性能下降并有析盐现象等。
4、钢筋工程
1)钢筋的冷拉和冷弯
① 钢筋冷拉温度不宜低于-20℃,预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。
② 钢筋负温冷拉方法可采用控制应力方法或控制冷拉率方法。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。
③ 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。
④ 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。
⑤ 当温度低于-20℃时PITS8djHNH0fb25pyS+7Iqbno5Y0grFFIVmMzlXkagc=,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)钢筋焊接
① 冬季在负温条件下焊接钢筋,应尽量安排在室内进行。如必须在室外焊接,其环境温度不宜低于-20℃,风力超过3级时应有挡风措施。焊后未冷却的接头,严禁碰到冰雪。
② 负温闪光对焊。负温闪光对焊宜采用预热闪光焊或闪光--预热--闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时,宜采用预热闪光焊;端面不平整时,宜采用闪光--预热--闪光焊
③ 负温电弧焊。钢筋负温电弧焊时,必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷,在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。
④ 负温自动电渣压力焊。负温自动电渣压力焊的焊接步骤与常温相同,但应适当增加焊接电流,加大通电时间。接头药盒拆除的时间宜延长2min左右,接头的渣壳宜延长5min,方可打渣。
冬季钢筋焊接前,必须根据施工条件进行试焊,经试验合格后,方可正式施焊。
5、混凝土工程
1)混凝士原材料的选择:
① 选用抗冻性高的水泥:我国各种水泥抗冻性高低次序如下:硅酸盐水泥>普遍硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中,应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
② 掺入提高抗冻性效果显著的外加剂,如加气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂、发泡剂等。
2)混凝土的配合比:
配合比、水灰比,最优砂率及含气量对混凝土的抗冻性都有影响。其中影响员大的就是水灰比。因为水化反应所需水份只占水泥重量的25—30%,但为了满足施工和易性的要求,常常将水量加大到50—70%,甚至更大。用水量大大超过水泥水化反应的实际水量。而且是游离态存在于混凝土中,游离水越多,孔隙就越多,密实度就越小,因而就会降低混凝士的抗冻能力,甚至结冰,使混凝士抹面工作难以进行。冬季进行混凝土施工时,一定要掌握好砂率,控制好水灰比,一般不宜超过0.6。
3)混凝士的浇筑:
混凝土搅拌得均匀透彻,有利于增进混凝土强度和提高抗冻性。因此尽量采用机械搅拌,如若用人工搅拌,一定要攪拌到混凝土混合物的颜色均匀一致。在浇捣时避免过振与漏振,不允许产生分层离析泌水现象,如果出现泌水,应设法排除,以免破坏混凝土的整体结构,影响混凝土的强度、抗冻等性能。
原材料加热:在混凝土拌和前将水或粒料加热。通常是仅将水加热,因为加热水设备简单,同时水的热容量比粒料容量大,一般1lkg水升高1℃时所吸收的热量要比1lkg粒料升高1℃所吸收的热量多4倍。拌制混凝土时,把水加热65—85℃。或者把水和石砂料一齐加热到60一70℃,要保证混凝士在拌和时的温度不超过40℃,摊铺后的温度不低于l0—20℃。因而,混凝土的运输距离不宜太远。防止在运输过程中降温过快。应事先将前台各种机具准备好。混凝土入模后抓紧时间振捣、整平、抹面。
6、屋面工程
1)屋面工程的冬季施工,应选择无风晴朗天气进行,充分利用日照条件提高面层温度。在迎风面宜设置活动的挡风装置。
2)屋面各层施工前,应将基层上面的积雪、冰霜和杂物清扫干净。所用材料不得含有冰雪冻块。
3)用沥青胶结的整体保温层和板状保温层应在气温不低于-10°C时施工,用水泥石灰或乳化沥青胶结的整体保温层和板状保温层应在气温不低于5℃时施工。如气温低于上述要求,应采取保温防冻措施。雪天和五级风以上天气不得施工。
4)找平层为水泥砂浆时,砂浆的强度等级不得小于M5,砂浆中可掺入氯化钠作防冻剂。
掺量可参考下表:
5)找平层为沥青砂浆时,基层应干燥平整,先满涂冷底子油1~2道,干燥后方可做找平层。沥青砂浆的施工温度见下表:
沥青砂浆施工温度(℃)
6)防水层采用卷材时,可用热熔法或冷粘法施工。热熔法施工时气温不应低于-10℃,冷粘法施工时气温不应低于-5℃。当采用涂料做防水层时必须使用熔剂型涂料,施工时气温不应低于-5℃。
7、装饰工程
冬季进行装饰工程,施工质量不易保证,且费用高,因此装饰工程尽量抢在入冬前完成或来年春天气温转暖后进行。如果因工期需要必须在冬季施工,则应采取相应的技术措施方可进行。
装饰工程的冬季施工,有两种施工方法,即热作法和冷作法。
1)热作法是利用房屋的永久热源或设置临时热源来djYHjHrIuOdIehvlAEX1NA==提高和保持操作环境的温度,使装饰工程在正温条件下进行。
2)冷作法是在砂浆中掺入防冻剂,使砂浆在负温条件下硬化。
3)饰面、油漆、刷浆、裱糊、玻璃和室内抹灰均应采用热作法施工,室外大面积抹灰也应采用热作法,室外零星抹灰可采用冷作法施工。
8、钢结构工程
1)在负温度下安装钢结构时,要注意温度变化引起的钢结构外形尺寸的偏差。如钢结构在常温下制作在负温下安装时,要采取措施调整偏差。
2)在负温度下施工的钢材,宜采用平炉或氧气转炉Q235钢、16Mn、15MnV、16Mnq和15MnVq钢。钢材应保证冲击韧性。Q235钢应具有-20℃,其它应具有-40℃合格的保证。3)选用负温度下钢结构焊接用的焊條、焊丝,在满足设计强度要求的前提下,应选用屈服强度较低,冲击韧性较好的低氢型焊条,重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。
4)碱性焊条在使用前必须按照产品出厂证明书的规定进行烘焙。烘焙合格后,存放在80~100℃烘箱内,使用时取出放在保温筒内,随用随取。负温度下焊条外露超过2h的应重新烘焙。焊条的烘焙次数不宜超过3次。
5)焊剂在使用前必须按照出厂证明书的规定进行烘焙,其含水量不得大于0.1%。在负温度下焊接时,焊剂重复使用的间隔不得超过2h,否则必须重新烘焙。
6)气体保护焊用的二氧化碳,纯度不宜低于99.5%(体积比),含水率不得超过0.005%(重量比)。使用瓶装气体时,瓶内压力低于1N/mm2时应停止使用。在负温下使用时,要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。
7)高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证,高强螺栓应在负温下进行扭矩系数、轴力的复验工作,符合要求后方能使用。
8)钢结构使用的涂料应符合负温下涂刷的性能要求,禁止使用水基涂料。
9、管道工程
1)凡竣工工程在通暖前,管道、卫生设备试水后,必须将管道内及存水弯处的水放净。做水压试验时,水温不应低于5℃,管道清洗应用压缩空气。
2)铸铁管进行水泥捻口应尽量在正温下进行。当气温低于-5℃时应用高标号水泥加温水,随拌随用,捻好的口应及时覆盖保温。
3)管道焊接时,应保证焊接区不受恶劣天气影响。当环境温度较低时应采取适当措施(如预热、暖棚、加热),保证焊接所需的足够温度。焊条应烘干后放入保温桶内。在室外焊接时,如风力大于4级应设防风屏障,雨、雪天应设挡雨棚。
结论:冬期施工虽不常发生,但如果发生不提前准备和防范,会影响工程的质量、进度;措施不当会给工程质量带来隐患,因此,在工程即将进入冬期前作好防范,在施工期间作好控制是必要的,是保证工程质量必须的措施。