高寒地区混凝土冬季施工.doc

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1、高寒地区混凝土冬季施工工艺浅谈1 掌握施工区域的地理、水文、气候xx高速公路XX标段地处xx省xx地区，属xx市管辖，气候类型为寒湿带季风气候.每年气温稳定通过0日期在4月13日左右，终霜期在5月18日左右，春季气温回升缓慢，土壤冷凉。该地区开河一般在4月上旬；春流冰一般在4月中旬，封河期一般在11月上旬。xx地区冻土层较深，最早是9月份出现冻土，最晚到次年8月份才能解透冻。解放后，冻土最大深度为2.50米，最小冻土深度为1。81米.土壤开始解冻，一般在4月上旬,4月下旬解冻10至25厘米，每年5月上旬解冻30厘米以上。依据以上气候特点，该地区的路桥工程要想在冬季施工必须根据相关技术规范结合气

2、候情况提前制定合理的冬季施工方案。2 合理确定冬季施工时间根据施工规范规定，当室外平均气温连续五天低于+5时即转入冬季施工，当初春连续七昼夜不出现负温度时即转入常温施工。根据xx地区气候的特点：每年10月中旬至来年4月中旬为冬季施工阶段；需每天按时关注天气预报。施工现场根据预报及时采取相应措施，保证施工质量。3 冬季施工基本保温物资、机具准备冬季施工基本保温物资、机具一览表序号材料名称规格1聚氨酯隔热板1m*3。5m2节水保湿养护膜不同规格3防水苫布不同规格4隔热石棉被1.5m2m5温度计6防水蓬布大规格7煤8隔热抗冻保温管D10CM9加热水箱20T10挖掘机（配备破碎钩）360型11挖掘机（

3、配备破碎锤）360型12装载机50型13钢管支架网扣及散支14空压机25马力15滑动暖棚根据砼构件定做16锅炉4T4 冬季施工主要施工方法和工艺4.1 冻土基坑开挖4.1。1 机械开挖冻土：xx地区的冻土层厚度在2。0米左右，宜采用PC300以上大功率挖掘机安装破碎钩及破碎锤分层打碎冻土法或旋挖钻机打孔穿透冻层,然后在孔内采用吹气燃火法加温解冻。4。1.2根据开挖面积的大小、形状和开挖的深度具体条件，合理安排机械，保证运输道路畅通,要有合理的进出环形道路,充分发挥各种作业机械设备的效率。4。1。3基底保温基坑开挖如当日不能完成，则挖松30厘米土覆盖,以利于次日开挖作业。挖到基底后，随挖随用软质

4、隔热材料覆盖，直至混凝土浇筑。基础的地基在工程施工时和完工后,均不能受冻.4.2钢筋加工4。2.1钢筋冷拉 4。2。1.1钢筋负温冷拉时，可采用控制应力法或控制冷拉率方法。对于不能分清炉批的热轧钢筋冷拉,不宜采用控制冷拉率的方法。4。2。1。2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.最大冷拉率应符合规范的要求 .4。2.2钢筋负温焊接常规注意事项 4。2。2。1 在钢筋工程焊接施工中，当环境温度低于5的条件下进行钢筋焊接时为钢筋负温焊接。钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试

5、焊,合格后方可施焊。负温焊接时应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。当环境温度低于15时，不得进行施焊。4.2.2。2负温下钢筋焊接施工，可采用闪光对焊、电弧焊（帮条，搭接，坡口焊)及电渣压力焊等焊接方法。 4。2。2。3焊接钢筋应尽量安排在室内进行,如必须在室外焊接,则环境温度不宜太低。在风雪天气时，还应有一定的遮蔽措施。焊接未冷却的接头,严禁碰到冰雪。4。2。3闪光对焊 4。2。3。1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-闪光焊工艺. 4。2。3。2与常温焊接相比，应采取相应的措施,如增加调整伸长度

6、10%至20%左右，提高预热时的接触压力,增长预热间歇时间。 4.2.3.3施焊时选用的参数可根据焊件的钢种、直径、施焊温度和焊工技术水平灵活选用。4。2.4电弧焊接 4.2.4.1焊接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。2。4。2为防止接头热影响区的温度突然增大，进行帮条,搭接电弧焊,应采用分层控温施焊.帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。搭接焊时用两点固定，定点焊缝离帮条或搭接端部20mm以上。 4.2。4.3坡口焊时焊缝根部，坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合良好. 4。3模板工程4。3.1混凝土浇灌前若有积雪或冰屑应清除干净，

7、特别注意模板边缘的保温。4.3。2按照施工组织设计安排，桥涵工程全部采用组合钢模板。在拼装模板前清除冻块冰渣、积雪。4。3.3模板脱模剂,应采用化学脱模剂，严禁使用水质脱模剂和油质脱模剂。4。3.4模板支搭完毕后及时进行混凝土浇筑,浇筑前再次检查模板的尺寸,防止模板由于冻涨而产生结构尺寸变化。4.3.5浇注混凝土前检查模板根部封堵的砂浆条是否冻胀开裂或松动。避免砂浆条因二次校模而脱落，以免产生混凝土构件烂根。4。4混凝土冬季施工基本要求4。4.1冬季施工的混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于32。5号。每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不应大于0.6，并需

8、加入早强剂。必要时应加入防冻剂(根据气温情况确定)。 4。4。2为减少冻害,应将配合比中的用水量降至最低限度.办法是：控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。4.4。3模板和保温层,应在混凝土冷却到5后方可拆除。当混凝土与外界温差大于20时，拆模后的混凝土表面，应临时覆盖,使其缓慢冷却。 4.4。4未冷却的混凝土有较高的脆性，所以砼结构在冷却前不得遭受冲击荷载或动力荷载等作用力。4。5混凝土的拌制 4。5.1拌制混凝土用的骨料必须清洁，不得含有冰雪和冻块，以及易冻裂的物质。在掺有含钾,钠离子的外加剂时,不得使用活性骨料.在有条件的时候,砂石筛洗应抢在零上温度时做,并用塑料纸,油布盖好。 4

9、5。2拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加剂为液体,使用时应先配制成规定浓度溶液,然后根据使用要求，用规定浓度溶液配制成施工溶液。各溶液要分别置于有明显标志的容器中,不得混淆.每班使用的外加剂溶液应一次配成。4。5.3当施工期处于0左右时,可在混凝土中添加早强剂，掺量应符合使用要求及规范规定,且应注意在添加前应做好模拟试验,以核实有关技术措施.对于有限期拆模要求的混凝土,还应适当提高混凝土设计等级。4。5。4混凝土中添加防冻剂时，严禁使用高铝水泥.4.5。5严格控制混凝土水灰比,由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。4.

10、5.6搅拌掺有外加剂的混凝土时，搅拌时间应取常温搅拌时间的1。5倍。4。5。7混凝土拌合物的出机温度不宜低于10，入模温度不得低于5。4.5。8拌制混凝土的各项材料原有温度不能满足要求时，对拌和用水进行加热，温度不超过80。4。6混凝土的运输和浇筑 4。6。1混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，以减少材料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的容器（包括形状，大小，保温措施）. 4.6.2混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上、新老混凝土交接处的冰雪及垃圾. 4。6。3在浇筑前，应了解混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。4。6.4分层浇筑混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖

11、前，不应低于计算规定的温度也不得低于2。 4。6。5重点工程或上部结构要连续施工的工程,混凝土应采取有效欲控措施,以保证预期所要达到的强度。4.6。6预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前,浇灌部位的混凝土必须经预热，并采用热的水泥浆、砂浆或混凝土。浇灌后在正温下养护到强度不低于15Mpa. 4.6。7现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。4.6。8冬期现浇混凝土在抗压强度达到设计的40前混凝土不能受冻。4.6.9浇注前一般应采取电热风加热保证结合部温度在5度以上。4.6.10掌握气温动态，浇筑混凝土时避开最低温度。4。7混凝土的养护混凝土采取掺加防冻剂的措施，防止由于温度过低造成施

12、工困难，初期养护温度不低于防冻剂的规定温度。当养护温度降到防冻剂规定温度以下时混凝土的强度不低于3.5MPa.混凝土外露结构的冬季养护对于保证工程质量至关重要，根据不同部位的砼采取不同的养护措施，地埋承台及涵洞底板尽量采取蓄热法养护;墩柱及桥台台身、涵洞侧墙采取暖棚法养护；梁板预制需采用蒸汽养生保温和暖棚法养护保温同时进行。 4.7.1对于地埋承台及涵洞底板、灌注桩顶采用蓄热法养护:在养护过程中必须保证砼外露表面采用先进适用的保温隔热材料,在负温度情况下不得浇水养护。混凝土初期养护的温度不得低于防冻剂规定的温度。4.7.2对于墩柱及桥台台身、涵洞侧墙顶板采取暖棚法养护:4。7.2。1在构筑物周

13、围使用钢架搭设大棚，使用合适的保温隔热材料包裹密封，大棚搭设必须牢固、不透风，上盖软式保温、保水、防冻材料。4.7.2。2采用燃煤取暖炉加热必须将煤炉的排气管引出棚外、将烟气排到棚外。以防止煤气中毒。4。7.2。3暖棚内温度不得低于50C，当低于50C时应采取增加煤炉的办法.混凝土养护期间，安排专人对煤炉进行检查,保证安全.4.7。2.4暖棚内需达到规定温度（由实验室测定）及湿度，当湿度不够时,要向混凝土面及模板洒水或覆盖湿润草袋。4.7.2。5对于混凝土的拌制、运输、浇筑还应严格控制温度，认真做好各阶段测温工作，如发现混凝土温度下降或遇寒流袭击，应立即采取补加保温层或人工加热,以防止混凝土受

14、冻.4.7.2.6 在砼养护过程中，设专人对浇注的混凝土进行连续观测记录。对断面较大的构件设置测温孔，以测量构件的内部温度，并做好详细记。,测温孔的位置数量按冬施方案实施，观测记录送交监理工程师。对砼覆盖保温方法是在成活的构筑物上覆盖保温隔热材料，以保持足够的水份和湿度。模板和保温层在混凝土达到抗冻强度后再拆除.4.7。2.7准确掌握混凝土强度的增长情况，确定拆模时间.做多组试块进行同条件养护,准确掌握混凝土强度的增长情况确定拆模时间，按不同龄期试压.4.8混凝土拆模4。8.1砼模板拆除的时间，应按结构特点、自然气温和砼所达到的强度来确定，一般以缓拆为宜.4.8.2拆除模板,砼强度必须满足抗冻

15、要求,同时要求达到设计强度40%以上。4。8。3冬期拆除模板时，砼表面温度和自然气温之差不应超过20.4。8.4在拆除模板过程中，如发现砼有冻害现象，应暂停拆卸,经处理后方可继续拆卸。4.8。5对已拆除模板的砼构件,应采取合适的保温材料予以保护。结构砼达到规定强度后才允许承受荷载。施工中不得超载使用，严禁在砼构件上堆放过量的建筑材料或机具。4.9混凝土温度的测定气温、原材料和砼温度的测量工作应按如下规定执行:4。9。1气温的测量，每昼夜均衡时间共测4次。4.9。2对拌和材料和防冻剂温度的测量,每工作班不少于3次.4.9.3对出搅拌机的时砼拌和物的温度，至少每2h测量一次。4。9.4对灌筑前和振

16、捣完毕的温度，至少每2h测量一次。4.9。5对养护期间砼温度的测量：在终凝前，前三天每2h测一次，以后每昼夜进行2次测温.4。9。6在超过养护期后，砼温度可以在气温发生大变化时抽测。4。9.7为了测量砼内部的温度,应在浇灌砼时预埋一些底端端封闭的测温管，并立即加以覆盖,以免受外界气温影响。温度计在管中停留5分钟，然后取出，迅速记下温度。4。9.8测温孔应设在砼温度较低和有代表性的地方。4。9。9所有测温孔应编号并绘制测温孔布置图。测温人员应同时检查覆盖保温情况，并了解结构的灌筑日期、养护期限，以及砼的允许最低温度。如发现问题，应立即通知有关人员,以便及时采取措施，加强保温或局部进行短时加热。4

17、10混凝土试件和强度检验在进行砼浇筑过程中，必须由专业试验人员对刚刚制拌的混凝土取样并制作试块.在进行试块制作过程中必须严格按照规范要求进行,同时要注意保温防冻。通过检测砼试块3d、7d强度来推算施工现场砼强度。5 混凝土冬季施工质量通病及预防措施 5.1冬季施工最需要注意的是：拆模对早期裂缝的影响.因为冬季环境温度低，拆模时混凝土内部温度还可能比较高，混凝土表面暴露于环境的较低温度中,混凝土内外温差会比较大，会发生温度应力裂缝。所以模板拆除要考虑在取暖棚内进行为最佳，并且使暖棚内的温度逐渐冷却至棚外温度。5。2钢筋的锈蚀与混凝土裂缝 由于钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀,致使混凝土沿主筋或箍筋方

18、向产生裂缝。其次,水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。 预防措施如下：5。2。1严格控制氯盐的掺量。按照钢筋混凝土工程施工及验收规范规定:氯盐掺量不得超过水泥重量1%，确保钢筋不会锈蚀。 5.2.2限定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀,以防止偏折引起局部钢筋锈蚀.5。2.3控制水泥质量和混凝土混合物水灰比，保持其和易性，防止水分转移，均能有效地防止混凝土的裂缝产生。 5。3结构疏散与水分转移 水分转移及结构疏散的混凝土,以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。同时由于混凝土内部压力

19、差、温度、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。 预防措施如下：5.3。1适当掺用以防冻剂-减水剂早强剂引气剂组成的复合外加剂，减少水灰比，采取重复振动,加压振动，提高结构致密性. 5。3。2混凝土表面“冰封”利用其湿水性均为有效。 5.4表面起灰 所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离,表面起灰，骨料裸露为特征.主要是由于混凝土混合物水灰比太大,离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低,水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。 预防措施：严格控制水灰比，延长混凝土混合物搅拌时间，表面覆盖节水保湿养护膜保水 。5.5结晶腐蚀混凝土表面返霜 混凝土硬化后，某种外加剂溶液通过

20、毛细管的作用渗到混凝土表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干。 预防措施如下： 5.5.1适当控制外加剂的用量（最好不要超过水泥重量57） 5.5.2外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间。 5。5.3混凝土浇灌后，立即在其表面覆盖12层节水保湿养护膜.严防混凝土水分外移。 6 安全消防措施6.1组织现场施工人员进行冬施安全、消防教育。制订安全生产和防滑、防冻、防火、防爆的具体措施，教育工人注意施工岗位安全，严守各项规章制度.6.2施工现场必须按方案要求做好防冻保温工作，注意天气预报，注意大风天气及寒流袭击对安全生产带来的影响。6.3冬期施工人、机协调一致,安全防护到位，防止人员意外伤害.6。4现场保温

21、应设专人检查现场内易燃杂物,确保及时清除，保证安全生产.6。5各种脚手架、马道应牢固可靠,并定期检修。大风及雪后要认真清扫、检查，及时消除隐患.施工人员要做到遵章守纪，杜绝违章指挥、违章作业。6。6每座取暖棚旁搁置2个灭火器、存放10m3土以备防火之用。6.7安排专人看守现场,未经现场负责人允许,任何人不准进入取暖棚内。7 混凝土保温热工计算流程算例7.1混合物拌合物的温度T00.9（WcTc+WsTs+WgTg)+4。2Tw(Ww-PsWs-PgWg)+C1（PsWsTs+PgWgTg）C2 (PsWs+PgWs）4.2Ww+0。9(Wc+Ws+Wg) （1）式中：T0 -混凝土拌合物的温度

22、Ww-水的用量，为209Kg Wc水泥用量，为419KgWs- 砂的用量，为585Kg Wg-碎石用量，为1187KgTw- 水的温度,为60 Tc 水泥温度，取5Ts砂的温度，取2 Tg碎石温度,取2Ps砂的含水率,取2 Pg石的含水率为0由于骨料温度为正温，故C14。2 C20则T00.9(4195+5852+11872）+4。260（209-5852）+4。2585224.2209+0。9（419+585+1187)19。37。2混凝土拌合物的出机温度T1T00.16(T0Tb) (3）式中：T1混凝土拌合物的出机温度(） T0混凝土拌合物的温度（） Tb-搅拌机棚内温度，取10则T

23、119。30。16（19。3+10）= 14.67.3混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度T2T1(at0.032n）(T1Ta) （4）式中：T2混凝土经运输至成型完成时的温度（） T1-混凝土拌合物的出机温度（) a 温度损失系数(hm1），用混凝土罐车时a取0.10 t 混凝土自运输至浇筑完成时间，考虑到随成型随覆盖，t取0.9hn 混凝土转运次数,取n3 Ta运输时的环境气温（），取10则T214.6（0。10.50.0323)(14。6+10)117.4、考虑钢模板等的散热影响，混凝土成型完成时的温度T3（CcWcT1+ CtWtTt)/ （CcWc+ CtWt） (5）式中:T3考

24、虑钢模吸热影响，砼成型完成温度（） Cc混凝土的比热容(KJ/Kgk），取1。05 Ct钢模的比热容（KJ/Kgk）,取0。63Wc-每m3砼的质量,为2400KgWt-每m3砼接触的钢模质量0。22Kg/ m3T2-混凝土成型完成温度（） Tt-钢模板的温度(）取10则T31。05240011+ 0。630。0195（10）/ (1.052400+ 0.630。0195)=11满足要求.7。5取暖棚热工验算7。5.1取暖棚布置混凝土浇筑完毕后，立即使用聚氨酯隔热板搭建取暖棚。钢模板周围使用聚氨酯隔热板维护并且覆盖保温养护膜，同时生炉点火,每单元取暖棚采用呈方形支起。火炉也可就地用砖砌筑。某个

25、取暖棚平均面积T=822+422+8480m2 (6）暖棚内需要的热量按其散热量计算（按在混凝土浇筑前已加热到预定养护温度计且不考虑砼的吸热量及水化热)其值如下： Q1F/（QdQa）3。6 (7）式中：Q1暖棚散热量（KJ/h） F暖棚面积，为80m2 -暖棚传热系数，取1/0。15暖棚透风系数，取1.6Qd暖棚设计温度（），取20Qa-室外气温(），取10 则Q1801.6/6。7（20+10)3。6=2063.3（KJ/h）考虑暖棚开启时的热量损失，则Q1=1.2 Q1=2476（KJ/h）火炉供热时，其供热量Q22qw式中：Q2火炉供热量（KJ/h） -火炉效率，一般取0。40。6 q

26、燃料发热量（KJ/h），烟煤平均27000 KJ/Kg，无烟煤平均为30560 KJ/Kg。w燃料消耗量(KJ/h），煤为6070 Kg/m2h则Q220。42700060=1。3105若考虑每个火炉的用煤量为2Kg，则总供给量Q2 1.941064/60=1。3105Q1故可以满足棚内温度20的要求。7.5。2达到抗冻强度时的暖棚养护时间及需煤量抗冻强度fk40fs(设计强度）0。430=12MPa养护温度平均为20根据混凝土龄期与强度增长百分率的关系,混凝土养护5天即可达到45的设计强度，养护7天可达到50的设计强度.为稳妥起见，暖棚养护混凝土时间定为7天.实际操作时还需与同条件的试件抗压强度试验结果相对照，两者结果都符合要求时方可撤掉取暖棚.每座棚需用煤量W4247672Kg （8)总需煤量567230=100。8吨. （9）