浅谈北方地区多高层冬季施工围护加热综合蓄热法技术措施的实际应用李亚平.docx
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浅谈北方地区多高层冬季施工围护加热综合蓄热法技术措施的实际应用李亚平
浅谈北方地区多、高层冬季施工“围护加热综合蓄热法”技术措施的实际应用
李亚平
江苏南通华新建工集团有限公司邮编226600
[摘要]内蒙古鄂尔多斯地区冬季时间长而且到来的早,11月初即进入冬季施工,我们在鄂尔多斯的鄂尔多斯龙湾项目工程09年及10年都有一部分工程进入冬季施工阶段,我们综合各方施工经验,采用我们自己摸索出的“围护加热综合蓄热法”进行混凝土工程的施工,由于我们采取了有效的冬季施工措施,保证了施工质量,并达到良好的效果。
特别在本工程部分部位施工时,气温达到-17℃,采取本方法,也达到良好效果。
[关键词]冬季施工保温火炉加温混凝土综合蓄热
1、工程概况
鄂尔多斯龙湾项目工程由鄂尔多斯集团投资控股集团有限公司投资建设,工程位于鄂尔多斯市东胜区,北邻鄂尔多斯大街,西侧为吉劳庆路,南侧为大桥路。
09年建设的一期商业街工程总建筑面积为17800平方米,分为三层的商业部分及九层的办公楼部分,商业部分为框架结构,办公楼部分为框剪结构,地上高度分别为17.8m及44.2m,其中办公楼三层及商业屋顶进入冬施。
10年建设的龙湾二期1#、4#楼工程,总建筑面积约4万平米,为住宅楼,剪力墙结构,1#楼层数为16层,地上高度53.65m,4#楼层数为22层,地上高度70.1m。
其中4#楼20~22层及部分车库部分进入冬季施工。
2、本工程冬季施工概况
根据“建筑工程冬期施工规程”(JGJ104-97)的规定,室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工;当室外日平均气温连续5天稳定高于5℃时解除冬期施工。
鄂尔多斯市的冬期施工起止日期,一般为11月10日至第二年4月1日。
政府规定停工日期为每年的11月15日,超过该日期,必须向当地质检部门申请冬施,经质检部门审核通过后方可施工。
在冬期施工前后,应密切注意天气预报,随时做好预防寒流和霜冻袭击的准备。
龙湾项目工程09年及10年冬季施工部位为:
龙湾一期商业部分的屋顶及办公楼三层。
混凝土浇筑时间分别为09年11月16日及10年11月26日。
龙湾二期住宅楼部分的4#楼20~22层及部分地下车库进入冬季施工,其中,4#楼22层封顶为10年12月12日。
由于冬期结构施工的重点也是难点在于砼质量的控制,包括搅拌、运输、浇筑、养护、保温、测温、试验等工作,因此保温工作是冬期施工的重点。
冬季施工中最难的为高层结构的冬季施工中的砼保温,因为高层冬季时风比较大,如果混凝土保温加热措施做的不到位的话,混凝土很容易受冻,容易造成质量问题。
所以正常的选择冬季施工的部位一般为地下部分,而本工程两年的冬季施工恰恰都是地上部分,特别本年度的4#楼22层冬季施工,更是在70米高的位置,所以施工难度比较大。
因此在这里特选择不同结构形式的办公楼的3层(框剪)及1#住宅楼的22层来向大家介绍我们的冬季施工措施。
3、常用混凝土工程冬季施工方法及本工程冬季施工方法选择
3.1、常用混凝土工程冬季施工方法
常用混凝土工程冬季施工方法及其适用范围表1
方法
简述
特点
适用范围
综合蓄热法
混凝土浇筑后,上边立即覆盖薄膜,然后用阻燃草帘或棉被覆盖保温养护
设施简单,施工简便,费用最少,适用范围广
室外最低温度不低于-15°C时,地面以下的工程,或表面系数M不大于5m-1的结构,应优先采用蓄热法。
现浇梁、板、柱、墙、基础筏板等所有构件
棚罩法(暖棚法)
用帆布或其他罩子扣罩,内部通蒸汽养护混凝土
设施灵活,保温效果好,施工方法简便,但工程量大,耗汽量大,温度不易均匀
预制梁、板、地下基础、沟道等
蒸汽套法
制作密封保温外套,分段送汽养护混凝土
温度能适当控制,加热效果取决于保温构造,设施复杂
现浇梁、板、框架结构,墙、柱等
热模法
模板外侧配置蒸汽管,加热模板养护
加热均匀、温度易控制,养护时间短,设备费用大
墙、柱及框架结构
内部通汽法
结构内部留孔道,通蒸汽加热养护
节省蒸汽,费用较低,入汽端易过热,需处理冷凝水
预制梁、柱、桁架,现浇梁、柱、框架单梁
电热毯法
在模板外边或者混凝土表面覆盖一层电热毯
加热均匀、温度易控制,但费用较高、有一定安全隐患
现浇梁、板、柱、墙及筏板
电极加热法
浇筑混凝土前,将电极装入其位置与结构纵向平行地方,待浇筑后通电加热养护
内部开始加热,受热不以均匀,费用高
墙、柱、筏板等大型构件
3.2、本工程冬季施工方法选择
以上的各种施工方法,都有各自的优缺点,大家经常采用的一般为综合蓄热法或者暖棚法,但是综合蓄热法一般只适合于-15℃时,地面以下的工程,不适合于地面以上的工程,但是我们施工的部位是地上部分,而且有的是低于-15℃。
结合我们自己经验,我们一般在地上部分混凝土施工气温在-5℃~5℃时采用这种方法。
而暖棚法虽然保温效果好,但是搭设暖棚将花费大量人工,且一般只适合于预制梁、板、地下基础、沟道等构件,对于大跨且梁板柱一起浇注的情况,暖棚无法搭设。
下图为暖棚法施工图片:
图1暖棚搭设实例图
由于本工程地上部分采用的是梁、板、柱墙同时浇注的施工方法,因此在综合考虑了质量、成本等各方面因素的情况下,结合综合蓄热法和暖棚法的优点,摸索出“围护-加热-综合蓄热法”。
总结为:
“一围二烧三覆盖”的方法,具体措施及步骤如下:
3.2.1、一围—围护:
在本层施工之前,在脚手架的内侧用彩条布把架子一周全部围住,这样在工人进行模板支设及钢筋绑扎时也能起到一定的防风保温效果。
在模板支设完成后,彩条布与顶板模板之间的空隙用草帘被覆盖住,在混凝土浇筑完成后,能够对混凝土起到防风及保温作用。
3.2.2、二烧—火炉加热:
在混凝土开始浇筑前,首先在顶板模板下进行火炉加热,当彩条布围护范围内温度达到正5℃以上时,方能开始浇筑,根据我们经验,一般5~10平米架设一个火炉。
3.2.3、三覆盖—覆盖保温:
在混凝土浇筑过程中,必须采用边浇筑边覆盖的方法,首先覆盖一层薄膜,然后用阻燃草帘或棉被覆盖保温养护。
这样薄膜能够起到防止水分蒸发作用,草帘起到保温作用。
另外,根据实际情况,可以在顶板模板下适当喷洒一定的水,这样能够起到更好的养护作用。
4、本工程中冬季施工措施的应用
4.1、混凝土浇筑前准备工作
4.1.1、对混凝土的一般要求
(1)、本工程采用永固搅拌站提供的商品混凝土,采用“围护-加热-综合蓄热法”施工。
本冬季施工混凝土标号提高一级,即原C25的提为C30,C30的提为C35,C35的提为C40。
(2)、浇筑前首先了解近期天气情况、道路情况以及混凝土供应情况,尽量选择气温较高较稳定的天气,避开雨雪及严重降温天气。
(3)、普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时,应为设计的混凝土强度标准值的30%。
采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,应为设计的混凝土强度标准值的40%,但混凝土强度等级为C10及以下时,不得小于5.0N/mm2。
(4)、掺用防冻剂的混凝土,当室外最低气温不低于-15°C时不得小于4.0N/mm2,当室外最低气温不低于-30°C时不得小于5.0N/mm2。
(5)、混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥标号不应低于425号。
最小水泥用量不应少于300kg/m3,水灰比不应大于0.6。
(6)、搅拌站罐车必须采取保温措施,确保运至现场出罐温度至少达到15°C。
且现场必须有调度一名,负责调度混凝土,避免积压及供应不上。
4.1.2、材料及人员准备
(1)、材料准备
本工程冬施材料的投入表2
序号
材料名称
数量
1
-30~100℃温度计
20根
2
阻燃草帘被
2000㎡
3
塑料布
3000㎡
4
保温棉管
200m
5
彩条布
2500㎡
6
炭炉
15个
7
煤
50吨
(2)、人员准备
本工程成立冬施保温小组,设组长一名,组员6人,专门负责彩条布张挂、火炉升温、草帘布覆盖,另设测温员一名,专门负责混凝土出罐温度、入模温度及浇筑后的测温工作。
4.1.3、现场准备工作
(1)、输送混凝土的泵管,均用30mm厚保温棉管包裹严实,保证混凝土的入模温度。
图2泵管的保温
(2)、砼浇筑前须将模板和钢筋上的冰雪和污垢清理干净,砼施工应避开降温及雨雪天气。
如模板和钢筋上有冻凝应用钢筋棍轻轻浆冻凝敲掉,用空压机和毛刷将冰屑吹扫出,清除干净后再浇筑砼。
(3)、彩条布围好,火炉就位,保温小组人员就位。
4.2、本工程冬季施工实例
4.2.1、冬季施工部位及施工时天气
在这里特选择不同结构形式的办公楼的3层(框剪)及1#住宅楼的22层来向大家介绍我们的冬季施工措施。
办公楼3层混凝土浇筑时间为2009年11月16日,当天气温-17℃~-10℃;1#住宅22层浇筑时间为2010年12月12日,当天气温为-14℃~-2℃。
图3办公楼三层混凝土浇筑前雪后初晴
4.2.2、具体施工步骤
以上部位施工为了达到更好的施工保温效果,采取墙柱梁板同时浇筑的施工方法,在脚手架内侧用彩条布全封闭,这样可以形成封闭空间,并在内部进行生炭炉加热,确保冬季施工混凝土的质量,具体施工方法如下:
(1)、首先本结构层墙、柱、梁、板模板全部支设完毕,顶板、梁钢筋绑扎结束后,在本层周围,外侧贴脚手架用彩条布张挂密封,使地下室内部形成完全封闭空间。
图4办公楼彩条布全封闭
图510年4#楼22层封顶部位外用彩条布全包裹住
(2)、在混凝土开始浇筑前,首先在顶板模板下进行火炉加热,当彩条布围护范围内温度达到正5℃以上时,在办公楼3层浇筑时,共设火炉13个。
图6火炉加热
图7火炉旁必须安放灭火器,确保安全
(3)、为了达到更好的浇筑效果,严格控制商品混凝土的入模温度,确保入模温度达到10°C以上(大于规范要求5°C)。
图8实际浇筑时混凝土入模温度达到15℃
(4)、在混凝土浇筑前,在钢筋放覆盖阻燃草帘以保证钢筋、模板的温度,浇筑时,边浇筑边掀开,然后边浇筑边用薄膜覆盖,然后上边加盖两层阻燃草帘或棉被,确保顶板混凝土不至于受冻。
图9边浇筑边覆盖
(5)、在混凝土养护期间安排专人巡逻,应将烟或燃烧气体排至地下室外,并应采取防止烟气中毒和防火措施。
4.2.3、混凝土的测温工作
(1)、砼施工前须绘制测温点图,并设置专人测温并作记录。
对于墙柱及顶板测温点孔深宜为10-15cm,也可为板厚或墙厚的1/2,每个测温点均须编号,测温时测温点要采取覆盖措施与外界气温隔离,温度计留在测温孔内的时间应不少于3分钟。
(2)、测温孔埋设方法:
墙柱测温孔采用钢筋预埋,在砼终凝前拔去钢筋,剪力墙测温孔埋设在剪力墙上部200mm处,楼板测温孔斜向插入楼板厚1/2处。
在支模和养护阶段注意对测温孔的保护。
(3)、测温要求:
①、温度计采用带负温(现场采用-30℃~100℃温度计)
②、现浇砼在测温按测温孔编号顺序进行,插入测温孔后,堵塞住孔口,留置在测温孔内3~5min后进行读数,读数前应按住酒精柱所之上所指读数,然后从测温孔中取出温度计,并于视线成水平,仔细读出所测温度记在记录表上,然后测温表封闭。
③、砼养护期间,测温员必须认真负责,填写项目齐全,不得弄虚作假,若发现砼温度过底时,应及时告知技术、工程部门,采取增加封闭、覆盖等措施。
④、测温员测温后将测温部位用保温材料覆盖好,在刚浇筑好的楼板砼测温时,必须搭设脚手板,禁止脚踩踏砼。
(4)、对整个冬施期间的大气温度和砼从浇筑入模到砼温度与外界气温相同期间的温度要进行测量并记录,测温次数应符合下表规定:
①、气温的测量,每昼夜8、12、14、20点共测4次,还须测定日最高和最低气温。
②、对拌和材料和防冻剂温度的测量,每工作班不少于3次。
③、对出搅拌机时的砼拌和物的温度,至少每2h测量一次。
④、对砼从入模至达到临界强度,至少每2h测量一次。
⑤、对养护期间砼温度测量:
砼达到临界强度以后到砼温度与外界温度相同,每隔6小时一次
⑥、在超过养护期后,砼温度可以在气温发生大变化时抽测。
4.2.4、冬季施工砼试块制作
(1)、砼除了按照常温施工要求留置试块以外,还须增设两组补充试块与结构同条件养护,分别用于检验受冻前的砼强度和转入常温养护28天后的强度。
(2)、检查同条件养护试块的养护条件是否与现场养护条件相一致。
4.2.5、冬季施工其他注意事项
(1)、应经常检查砼表面是否受冻、粘连、收缩裂缝,边角处是否脱落、受损,施工缝处有无受冻痕迹。
(2)、拆模时混凝土温度与环境温度差大于20℃时,拆模后的混凝土表面应及时覆盖。
(3)、未完全冷却的砼有较大的脆性,应避免碰撞损坏砼;
(4)、冬期施工的顶板砼为了避免在终凝前被踩踏破坏,所有覆盖保温材料、测温、搓毛人员均须在跳板上行走,跳板铺设在预埋于顶板中的马凳铁上。
马凳铁沿板长跨方向布置,间距为1.5m,每跨板至少铺设一块跳板。
(5)、混凝土强度控制:
柱、剪力墙混凝土强度要求达到设计强度的30%后方可拆除模板。
具体拆除保温、拆除摸板时间,根据同条件试块试压强度确定,拆除保温及模板均应办理书面申请,经项目部技术部门批准签字后方可进行。
五、小结
在09年及10年本工程冬季施工过程中,由于我们结合以前的施工经验,采用了“围护-加热-综合蓄热法”,根据实际情况采取了保温防冻措施,既最大程度上节约了成本,也保证了混凝土浇筑的质量,最终施工取得了良好的效果,得到了质监站、建设单位、监理单位及社会各界的一致好评。
另外,由于10年我们能够在这么恶劣的天气下确保了工程的封顶,得到了建设单位的认可,也树立了我们南通铁军的形象。
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