冬季施工的常見危害及防治思路初探

文/高帆、吉喆，義馬煤業(yè)集團(tuán)孟津煤礦有限責(zé)任公司

冬季施工的常見危害及防治思路初探

文/高帆、吉喆，義馬煤業(yè)集團(tuán)孟津煤礦有限責(zé)任公司

本文摘要：從建筑施工的角度而言，任何季節(jié)都有不同的利弊和施工標(biāo)準(zhǔn)。從我國(guó)北方地區(qū)的實(shí)際氣候條件來看，冬季施工是我國(guó)北方建筑業(yè)繞不開的特殊環(huán)境作業(yè)，如果缺乏必要的嘗試，那么冬季施工必然危害較大，甚至操作不當(dāng)易導(dǎo)致事故頻發(fā)。筆者在大型企業(yè)后勤服務(wù)部門就職多年，工作崗位職責(zé)與建筑施工有著千絲萬縷的聯(lián)系，結(jié)合自身實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)借本文表述一些冬季施工常見的凍害情況及防治方法，以供業(yè)內(nèi)交流。

冬季施工；危害；防治思路

1 前言

冬季施工中的凍害多是濕作業(yè)凍害，濕作業(yè)凍害都是水結(jié)冰體積膨脹，形成固體冰晶使水化反應(yīng)停止，消融后形成空隙。不少人據(jù)此想當(dāng)然地認(rèn)為水的冰點(diǎn)溫度0℃,就是冬季施工的規(guī)定溫度，制定冬季施工方案也是據(jù)此而行，其實(shí)不然，關(guān)于冬季施工方面有著很多科學(xué)的依據(jù)和不容逾越的操作規(guī)范。

2 冬季施工的定義

所謂“冬季施工”，首先就對(duì)季節(jié)有了界定，而對(duì)于這個(gè)時(shí)期起到?jīng)Q定性的界定原則還要遵循相關(guān)規(guī)定而不是農(nóng)歷日期。我國(guó)現(xiàn)在關(guān)于冬期施工時(shí)間的規(guī)定主要來源于《建筑工程冬期施工規(guī)范》JGJ104-97規(guī)定：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5°C即進(jìn)入冬期施工，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定高于5°C即解除冬期施工。與此同時(shí)，《建筑施工手冊(cè)》還有一個(gè)規(guī)定，當(dāng)氣溫低于0°C時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即采取冬季施工措施，以防止建筑工程遭受凍害。由于此處采用的是瞬時(shí)溫度，此規(guī)定要嚴(yán)厲得多，但考慮到冬季施工的主要危害是由于建筑材料中的水結(jié)冰造成水化反應(yīng)停滯和體積膨脹及硬結(jié)。因此，以水的冰點(diǎn)為冬季施工的起始點(diǎn)也是合理的。

筆者認(rèn)為，全天最低瞬時(shí)溫度多在夜間，除了趕工外，夜間是不施工的，且晝夜溫差較大，因此，還是《建筑工程冬期施工規(guī)范》的規(guī)定相對(duì)較為合理，且就效力來講，也是《建筑工程冬期施工規(guī)范》更強(qiáng)。上述關(guān)于冬季施工起止時(shí)間的規(guī)定是針對(duì)所有建筑工程的，包括土方、地基基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等。

3 冬季施工的危害及防治

冬季施工對(duì)建筑工程濕作業(yè)均有影響，如素土、灰土的壓實(shí)，混凝土澆筑，砂漿砌筑，抹灰等，且危害較大，稍有不慎，即可能釀成事故。

3.1 凍土的危害及防治措施

地基是建筑工程最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)部分，而在寒冷的冬季，基底土受凍容易造成凍脹事故和融沉事故的發(fā)生，將會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的建筑質(zhì)量，并對(duì)后續(xù)施工和建筑物使用造成安全隱患。凍脹是土中水結(jié)冰體積增大9%，引起土的體積膨脹。凍脹可能造成建筑物或支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞；融沉指基底凍土融化后，承載力降低導(dǎo)致建筑物發(fā)生不均勻沉降變形。上述破壞對(duì)散水、臺(tái)階、圍墻尤為明顯。

防治措施：基坑開挖后采取覆蓋保溫措施，并盡快施工，避免基底土受凍,特別是基坑含水不均勻，受凍不均勻。在素土、灰土的壓實(shí)施工方面，土受凍硬結(jié)，不易壓實(shí)，可提前對(duì)回填土覆蓋保溫，降低鋪土厚度，清除冰雪、凍塊，在地梁、樁基承臺(tái)下面墊填礦渣等松散材料。增加預(yù)留沉降量。也可采用砂土回填。最好連續(xù)施工，或在夜間覆蓋保溫。

在冬季施工中還要特別注意，室內(nèi)回填不得用凍土，以免地面下沉，或地下管線破壞。室外回填，凍土塊粒徑不得大于15cm，含量不得超過15%，且均勻分布，管溝溝底以上50cm內(nèi)不得用凍土回填。散水、臺(tái)階等最好等到春夏季，凍土消融沉降后進(jìn)行，并預(yù)留沉降量。

3.2 混凝土受凍的危害和防治

混凝土受凍，主要是指其拌合水受凍結(jié)冰體積膨脹，水化反應(yīng)停止，在恢復(fù)正溫養(yǎng)護(hù)后，水泥漿體孔隙率顯著增加，從而使混凝土各項(xiàng)物理力學(xué)性能全面下降?？箟簭?qiáng)度損失50%以上，抗?jié)B等級(jí)降為零，與鋼筋的粘結(jié)力和耐久性大幅降低。混凝土凝結(jié)硬化前期還可能因拌合水結(jié)冰膨脹使混凝土產(chǎn)生裂縫。

防治措施：加熱拌合水，但不得超過80℃，不得直接加熱水泥，否則混凝土?xí)a(chǎn)生速凝現(xiàn)象，投料時(shí)先投骨料和水，入模溫度不得低于5℃。骨料中不得夾雜冰雪、凍塊。骨料中的含水應(yīng)扣除。粉煤灰、礦渣等影響早起強(qiáng)度的摻合料要控制摻入量，摻量過多會(huì)導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度低，達(dá)不到抗凍臨界強(qiáng)度產(chǎn)生裂縫。鋼筋表面的冰雪要清理干凈，否則影響握裹力。防凍劑要按防凍溫度等級(jí)選擇，并嚴(yán)格按要求添加。嚴(yán)格控制拌合加水量。混凝土澆筑后要及時(shí)保溫養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)拆模時(shí)間，防止在抗凍臨界強(qiáng)度前凍壞。

3.3 砂漿砌筑受凍危害及防治

砂漿受凍也是由于拌合水結(jié)冰，水化反應(yīng)停止，砂漿孔隙增加，且由于磚不能澆水濕潤(rùn)，干磚還會(huì)吸走砂漿中的水分，在磚冰面形成冰膜，由于砂漿層較薄（通常為8—12mm），且強(qiáng)度較低，更易受凍，但砂漿會(huì)和磚凍結(jié)在一起，造成砂漿硬結(jié)的假象，恢復(fù)正溫后砌體會(huì)產(chǎn)生較大變形，且承載力較低。

防治措施：添加防凍劑，加熱拌合水，必要時(shí)也可加熱砂子。由于墻體不便養(yǎng)護(hù)，冬季的干燥氣候和季風(fēng)會(huì)加劇砂漿失水，且砂漿不像混凝土早期劇烈的水化反應(yīng)會(huì)釋放大量反應(yīng)熱，冬季砌體施工要慎重。

3.4 抹灰受凍的危害和防治

抹灰砂漿受凍和砌筑砂漿一樣，也是薄層施工，易受凍，受凍后抹灰層疏松易脫落。防治措施：同砌筑砂漿，添加防凍劑，加熱拌合水，必要時(shí)也可加熱砂子。同樣冬季最好也不要進(jìn)行抹灰施工。

3.5 鋼筋的凍害和防治

鋼筋在負(fù)溫條件下，抗拉強(qiáng)度增加，韌性降低，脆性增加。這種冷脆性增強(qiáng)不利于焊接和加工成型。特別是低于－20℃時(shí)，不得進(jìn)行冷彎操作，避免發(fā)生脆斷和裂紋。與此同時(shí)，低溫焊接可使接頭產(chǎn)生脆硬，也不適宜進(jìn)行焊接操作。

3.6 防水卷材

冬季屋頂混凝土或砂漿基層和保溫層會(huì)吸收冰雪融水，在未干透時(shí)鋪設(shè)卷材在夏季會(huì)產(chǎn)生鼓包。冬季卷材脆硬易產(chǎn)生裂紋和脆斷。熱粘法施工會(huì)因環(huán)境溫度過低，影響粘接效果。防治措施：設(shè)置排氣孔，避免鼓包，特別是背陰邊角處的冰雪要提前清理干燥。將卷材保存于室內(nèi)，防止卷材脆硬，且于無風(fēng)的晴天施工，加大卷材搭接長(zhǎng)度。熱粘法施工不得過分加熱，避免卷材老化。

4 總結(jié)

綜上所述，由于筆者工作地在河南省西部丘陵地區(qū)，冬季施工期基本為3個(gè)月，凍土50cm左右。接觸的也多是野外工業(yè)與民建建筑，投資成本有限，故此本文所闡述的多年施工管理經(jīng)驗(yàn)和低投入的冬季施工防治措施界定于上述建筑類型。