關(guān)于東北嚴(yán)寒地區(qū)冬季地鐵車(chē)站混凝土施工保溫措施及質(zhì)量控制的介紹

艾建科

[摘要]隨著國(guó)家十三五計(jì)劃的實(shí)施，大型基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)全面開(kāi)花，特別是國(guó)內(nèi)城市地鐵交通工程幾乎在二線城市全部大規(guī)模的開(kāi)展建設(shè)，我公司積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，在哈爾濱地鐵3號(hào)線二期工程2015年中標(biāo)并于次年正式開(kāi)工，但是由于地鐵建設(shè)周期長(zhǎng)，大部分地鐵車(chē)站需跨越1-2個(gè)冬季進(jìn)行施工，而為了盡量降低工程造價(jià)，縮短工期，這樣冬季施工就成了不可避免的情況。哈爾濱又是我國(guó)極北城市之一，冬季極為寒冷而且漫長(zhǎng)，從11月至翌年3月份長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月之久，每年12月中旬至2月上旬是一年中最冷的時(shí)段，平均氣溫低于-15。，平均最高氣溫低于-9。，平均最低氣溫低于- 20。。因此對(duì)于混凝土冬季施工的保溫措施就顯得尤其重要，如何做好冬季混凝土施工的保溫措施將關(guān)系到工程質(zhì)量的合格與否。本文就以哈爾濱軌道交通3號(hào)線土建工程海河?xùn)|路站底板、中板為例，對(duì)冬季混凝土施工的保溫措施及質(zhì)量控制等方面進(jìn)行介紹。

[關(guān)鍵詞]車(chē)站底、中板；混凝土拌合運(yùn)輸澆筑；蓄熱法；暖棚法；電加熱法；質(zhì)量控制

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0086 - 02

當(dāng)室外日平均氣溫持續(xù)5日低于5°時(shí)就表示已進(jìn)入冬季施工期，混凝土工程的冬季施工要防止混凝土在達(dá)到臨界受凍強(qiáng)度過(guò)程中受凍，而且車(chē)站底板面積大、中板上下透風(fēng)，必須采取保溫措施。如果在運(yùn)輸澆筑過(guò)程中受凍，水結(jié)成冰后的體積就增加9%，同時(shí)水泥的水化作用以及粉煤灰的二次水化都停止進(jìn)行，當(dāng)后來(lái)達(dá)到正溫開(kāi)始養(yǎng)護(hù)后，會(huì)使水泥漿體中的孔隙率比正常凝結(jié)的混凝土顯著增加，從而使混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能全面下降，其抗壓強(qiáng)度將損失月50%，抗?jié)B等級(jí)幾乎為零?；炷僚c鋼筋的握裹力也大幅度降低，因此從保證混凝土工程全面質(zhì)量出發(fā)，在冬季施工中必須了解溫度變化走向、溫度最低值以及風(fēng)雪氣象災(zāi)害的情況，提前做好保溫材料、施工組織工作、溫度測(cè)量、取暖設(shè)備等，讓其盡早獲得強(qiáng)度。

1 混凝土拌合運(yùn)輸澆筑

由于車(chē)站主體結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量要求高，耐久性指標(biāo)必須全部合格，因此，首先混凝土配合比應(yīng)滿足冬季施工的條件，拌合時(shí)提前將砂石料、水等加溫備好，混凝土罐車(chē)外罩防寒棉，運(yùn)輸時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)車(chē)流高峰期，選擇最佳運(yùn)距和路線，澆筑地點(diǎn)要合理安排泵車(chē)放置，保證混凝土的卸出時(shí)間，澆筑時(shí)嚴(yán)格按照施工組織方案步驟進(jìn)行。

2 蓄熱法養(yǎng)護(hù)

當(dāng)室外最低溫度不低于-15°時(shí)，地面以下的工程或表面系數(shù)不大于5m2的結(jié)構(gòu)，比較適宜采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)，提前跟商砼站進(jìn)行技術(shù)交底，選用強(qiáng)度高、水化熱較大的普通硅酸鹽水泥，將混凝土的組成材料進(jìn)行加熱后按照先后順序投入攪拌，在經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、振搗后仍具有一定溫度，澆筑后的混凝土面用保溫材料嚴(yán)密覆蓋，采取措施是，混凝土表面先覆蓋一層塑料薄膜保持混凝土內(nèi)原有水分，同時(shí)起隔離作用；然后加蓋兩層導(dǎo)熱系數(shù)小、價(jià)格低廉而且可以再利用的珍珠巖，須保證其不潮濕、不透風(fēng)；再加蓋一層防水且可以再利用的棉氈；對(duì)于邊棱、角、新舊混凝土連接處必要時(shí)采取局部加熱措施。該方法主要是利用預(yù)加材料的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過(guò)程中逐漸讓其凝結(jié)，當(dāng)混凝土溫度降至0°前可達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度或預(yù)期的強(qiáng)度要求。其具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、節(jié)能、最終強(qiáng)度損失小，耐久性較好等優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)就是強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。

3 暖棚法養(yǎng)護(hù)

暖棚是以架設(shè)好的鋼支撐為骨架，用聚丙烯編織布和薄膜復(fù)合而成的復(fù)合布覆蓋圍擋成相對(duì)比較密封的棚子，能源采用燃燒甲烷環(huán)保型鍋爐（4t）將蒸汽通過(guò)焊接好的鋼管管道輸送到各個(gè)暖風(fēng)機(jī)，然后吹熱風(fēng)使棚內(nèi)空氣保持正溫，混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)都在棚內(nèi)進(jìn)行，該養(yǎng)護(hù)法適用于地下結(jié)構(gòu)工程和結(jié)構(gòu)比較集中的工程，而海河?xùn)|路站底、中板就是屬于這種結(jié)構(gòu)物。若進(jìn)入冬季寒冷期日平均溫度低于-10°時(shí)，還須配合蓄熱法（一層塑料膜倆層珍珠巖一層棉氈）共同保溫養(yǎng)護(hù)。本方法施工操作與常溫?zé)o異，具有勞動(dòng)條件好、工作效率高，不易發(fā)生凍害等優(yōu)點(diǎn)，但是也有缺點(diǎn)就是設(shè)備的費(fèi)用比較高。

4 電加熱法養(yǎng)護(hù)

這里主要介紹的是車(chē)站中板采用電加熱法其中的一種——電熱毯法，電熱毯是由四層玻璃纖維布中間夾以電阻絲制成，其幾何尺寸為1.2m×1.4m，電熱毯的電壓為220V，功率為50W，布置時(shí)在結(jié)構(gòu)物表面先鋪設(shè)一層塑料薄膜，然后連續(xù)布毯，養(yǎng)護(hù)通電持續(xù)時(shí)間根據(jù)測(cè)量氣溫及養(yǎng)護(hù)溫度確定，一般是按照通電3h，間斷30min的工序進(jìn)行。由于中板澆筑時(shí)上下隆空，澆筑期間平均溫度低于-15°，因此與蓄熱法（一層塑料薄膜倆層珍珠巖一層棉氈）和暖棚法共同進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。該方法對(duì)混凝土質(zhì)量要可靠保證，缺點(diǎn)就是用電方面有一定的危險(xiǎn)。

5 質(zhì)量控制

（1）首先按照施工講度每晝夜?jié)仓鳂I(yè)面在混凝土的邊緣、角部、中部及集水坑等部位布置1個(gè)測(cè)位，再根據(jù)混凝土的厚度每個(gè)測(cè)位布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別位于混凝土的表層、中心、底層，表層測(cè)點(diǎn)布置在距混凝土表面50mm處，底層的溫度測(cè)點(diǎn)宜布置在混凝土澆筑體底面以上50 - lOOmm處，溫度傳感器直接埋入混凝土內(nèi)，傳感器和傳輸線采用自鎖式塑料扎帶固定在鋼筋之間，傳感器不能與鋼筋直接接觸，否則不能準(zhǔn)確反應(yīng)混凝土內(nèi)部溫度，對(duì)于露出混凝土外面的導(dǎo)線接頭要用金屬管套保護(hù)，然后對(duì)埋設(shè)好的測(cè)位、測(cè)點(diǎn)、逐一編號(hào)、繪制布置圖，測(cè)量結(jié)果要寫(xiě)入正式記錄，包括量測(cè)混凝土拌合物溫度，入模溫度，環(huán)境溫度，表里溫差和降溫速率，其中混凝土人模溫度的測(cè)量頻次每臺(tái)班不應(yīng)少于2次，澆筑后混凝土內(nèi)部溫度60min測(cè)量記錄1次。當(dāng)出現(xiàn)降溫速率、表里溫差超過(guò)規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化溫控措施；當(dāng)混凝土的降溫速率和表里溫差滿足控制值的下限值且混凝土最高溫度與環(huán)境最低溫度之差連續(xù)3d小于25°時(shí)，可停止溫度監(jiān)測(cè)。溫度監(jiān)測(cè)結(jié)束后，繪制各測(cè)點(diǎn)的溫度變化曲線，見(jiàn)附圖。

在冬季施工過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)海河?xùn)|路站（14 -17）軸、（17 - 20）軸、（20 -25）軸底板；（1-4）軸中板溫度的監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)結(jié)果匯總?cè)缦拢ū?）。

由以上結(jié)果可以直接看出，冬季采用綜合蓄熱法保溫措施最佳效果為覆蓋一層塑料膜倆層珍珠巖一層棉氈，詳細(xì)測(cè)溫記錄數(shù)據(jù)和折線圖（見(jiàn)圖1）。

（2）在混凝土施工過(guò)程中，還應(yīng)在澆筑地點(diǎn)隨機(jī)取樣并根據(jù)圖紙和規(guī)范要求制作試件，包括有抗壓強(qiáng)度、抗裂性能、抗?jié)B性能、抗凍性能、混凝土密實(shí)度（電通量、氯離子擴(kuò)散系數(shù)）等，其中抗壓強(qiáng)度試件每次取樣應(yīng)制作6組，3組在溫度（20°±2°）、濕度> 95%標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d試壓，1組與結(jié)構(gòu)物同條件養(yǎng)護(hù)，在混凝土溫度降至0°時(shí)試壓用以檢查混凝土是否達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度；2組與結(jié)構(gòu)物在同條件下養(yǎng)護(hù)至等效齡期時(shí)，也就是達(dá)到該混凝土的成熟度時(shí)試壓，試驗(yàn)結(jié)果合格后做為評(píng)定依據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在東北地區(qū)混凝土冬季施工，海河?xùn)|路站底板、中板經(jīng)第三方檢測(cè)混凝土質(zhì)量全部合格，采用上述保溫養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土盡早達(dá)到強(qiáng)度效果顯著。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)不斷摸索更好的冬施工法，繼續(xù)優(yōu)化施工組織方案，在嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工經(jīng)濟(jì)成本實(shí)現(xiàn)更加有效的控制和操作方面更加簡(jiǎn)單方便。

參考文獻(xiàn)：

[1] DB23 - 2003，黑龍江省地方建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].