资源简介

(共28张PPT)
项目九
冬雨期施工
《建筑施工技术》
学习目标
●了解冬雨期施工特点及要求
●了解地基土的冻胀分类及影响因素
●了解冻害对砼的影响
●掌握土方工程、钢筋工程和砼工程等主要工种工程的冬期施工技术
●熟悉蓄热发热工计算公式，了解砼加热养护的方法
●了解分部分项工程的雨季施工技术措施
项目九
冬雨期
施工
项目导入
某施工单位承接了北方严寒地区一幢钢筋混凝土建筑工程的施工任务。该工程基础埋深-6．5m，当地枯水期地下水位-7．5m，丰水期地下水位-5．5m。施工过程中，施工单位进场的一批水泥经检验其初凝时间不符合要求，另外由于工期要求很紧，施工单位不得不在冬期进行施工，直至12月30日结构封顶，而当地12月的日最高气温只有-3℃。尽管施工过程中未造成安全事故，但当地建设主管部门要求施工单位停工检查，你认为施工中可能存在什么样的安全隐患呢？
任务一 冬期施工
任务二 雨期施工
任务一 冬期施工
《建筑施工技术》
任务一 冬期施工
1 冬期施工的特点
（1）冬季持续的低温和负温的影响，会对混凝土砂浆凝结硬化和强度造成危害和破坏。所以冬季是混凝土工程、砌筑工程和装饰抹灰工程质量事故的多发季节，而其中又以混凝土质量事故居多。
(2) 冬期质量事故发现呈隐蔽性和滞后性。冬期施工的工程在春季暴露出较多的质量问题，往往造成了不应有的损失，给事故的处理和解决带来很大的困难，影响了工程使用寿命。
(3) 冬期施工的计划性和准备工作时间紧迫。
(4) 冬期施工技术要求高、消耗能源多，要增加施工费用。
一、 冬期施工的特点和要求
项目九
冬雨期
施工
任务一 冬期施工
一、 冬期施工的特点和要求
2 冬期施工的原则和要求
（1） 冬期施工的原则：确保工程质量、节约能源、降低费用、保证工期。
（2） 冬期施工的要求：
① 加强计划安排：冬期施工计划安排极其重要，当预计要进行冬期施工时，应提前进行冬期施工计划安排。
② 抓紧施工准备工作： 包括材料、专用设备、能源、暂设工程等，应提前抓紧进行，仓促施工，既误工期，又影响质量。
③ 编制专题施工方案：根据国家规范、规程，编制指导冬期施工的专题施工方案。
④ 制定技术措施：在冬期施工的专题施工方案中，根据工程特点，明确冬期施工的技术关键，制定冬期施工的技术措施。
⑤ 重视技术培训和技术交底：对主要技术骨干、工长、班组长进行冬期施工的应知应会培训和考核，考核合格后方能上岗。
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冬雨期
施工
任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
（一） 土方工程的冬期施工
土方工程不宜在冬期施工，以免增加工程造价。如必须在冬期施工，其施工方法应经过技术经济比较后确定。施工前应周密计划、充分准备，做到连续施工。
（1） 凡冬期新开工程，应考虑地下水位、地质情况，先采用预制混凝土桩或钻孔灌注桩，并及早落实施工条件，办理变更设计洽商，以减少大量的土方开挖工程。
（2） 冬期施工期间，原则上尽量不开挖冻土。如必须在冬期开挖基础土方，应预先采取防冻措施，即沿槽两侧各加宽30～40cm的范围内，于冻结前用保温材料覆盖或将表面不小于30cm厚的土层翻松。此外，也可以采用机械开冻土法或白灰(石灰)开冻法。
（3） 开挖基坑(槽)或管沟时，必须防止基土遭受冻结。如基坑(槽)开挖完毕至垫层和基础施工之间有间歇时间，应在基底的标高之上留适当厚度的松土或保温材料覆盖。冬期开挖土方时，如可能引起邻近建筑物(或构筑物)的地基或地下设施产生冻结破坏，应预先采取防冻措施。
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冬雨期
施工
任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
（4） 冬期施工基础应及时回填，并用土覆盖表面免遭冻结。用于回填的土应采取保温防冻措施。不允许在冻土层上做地面垫层，以防地面下沉或裂缝。
（5） 灰土应尽量错开严冬季节施工，灰土不允许受冻。如果必须在严冬期打灰土时，则要做到随拌、随打、随盖。一般当气温低于-10℃时，灰土不宜施工。在冬期，土由于遭受冻结，挖掘起来非常困难，施工费用增加，回填质量难以保证，因此事先必须进行技术经济评价，选择合理方案方可进行。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
土的防冻
对于季节性冻土，土层未达到冻结前，采取在土层表面覆盖保温材料或将表层土翻松等措施，使地基土免遭冻结或少遭冻结，这是土方冬期施工中最经济的保温防冻方法之一。
（1） 地面耕松耙平防冻：此方法是在指定的施工地段，进入冬期之前，将地面耕起25～30cm并耙平，其宽度应不小于土冻后深度的两倍与基底宽之和，在翻松的土壤颗粒间存在许多封闭的孔隙，且充满了空气，因而降低了土层的导热性，有效防止或减缓了下部土层的冻结（图9-1）。翻松耙平土防冻法适用于-10℃以上、冻结期短、地下水位较低、地势平坦的地区（图9-1）。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
（2） 覆雪防冻：在积雪大的地方，可以利用自然条件覆雪防冻（图92）。
（3） 隔热材料防冻：面积较小的地面防冻，可以直接用保温材料(如树叶、刨花、锯末、膨胀珍珠岩、草帘等)覆盖（图93）。
（4） 暖棚保温法：适用于防止已开挖基坑（槽）基土受冻的方法。一种是在基坑（槽）上面铺设木楞、木板和15～20mm的保温材料；另一种是在基坑（槽）底面铺设珍珠岩袋、稻草、炉渣等保温材料（图94），然后搭设塑料大棚（图9-5）。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
2. 冻土的破碎与挖掘
(1)人工法：通常用的工具有镐、铁楔子，适用于小面积基槽、坑的开挖。
(2) 机械法：当冻土层厚度在0．25m以内时，可用中等动力的普通挖土机挖掘。当冻土层厚度不超过0．4m时，可用大马力的掘土机开挖土体（图9-6）。用拖拉机牵引的专用松土机，能够松碎不超过0．3m的冻土层。厚度在0．6～1m的冻土通常是用吊锤打桩机往地里打楔或用楔形锤打桩机进行机械松碎。厚度在1～1．5m的冻土，可以使用强夯重锤。图97爆破法
(3) 爆破法：冻土深度达2m左右时，采用打炮眼、填药的爆破方法将冻土破碎后，用机械挖掘施工（图9-7）。爆破冻土法适用于面积较大、冻土层较厚的坚土层施工。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
3. 冻土的融化
(1)循环针法：
① 蒸汽循环针：a. 优点：融化速度快。b. 缺点：热能消耗大，土融化后过湿。
② 热水循环针：适用于大面积融化冻土。
(2) 电热法：有垂直电极法和深电极法。
(3) 烘烤法：融化冻土应按开挖顺序分段进行，每段大小应与每天挖土的工程量相适应，挖土应昼夜连续进行，以免间歇而使地基重新遭受冻结。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
4. 回填土
规范规定：室内的基坑(槽)或管沟不得用含有冻土块的土回填，以防常温后发生沉陷；室外的基坑(槽)或管沟可用含有冻土块的土回填，但冻土块的体积不得超过填土总体积的15％，管沟底至管顶0．5m范围内不得用含有冻土块的土回填；位于铁路、有路面的道路和人行道范围内的平整场地的填方，可用含有冻土块的填料填筑，但冻土块体积不得超过填土体积的30％。冻土块的粒径不得大于15cm，铺填时冻土块应分散开，并逐层夯实。
冬期回填土的措施具体包括：
（1） 把回填用土预先保温。在入冬以前，将土堆积一处进行严密保温，等冬期需要回填时，将内部含有一定热量的土挖出来进行回填。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
（2） 在冬期挖土时，应将挖出未冻结的土堆积起来加以覆盖，以备回填用土。
（3） 冬期填方前，要清除基底的冰雪和保温材料，排除积水，挖除冻块或淤泥。
（4） 在保证基底不受冻结前提下，适当减少回填土方量，待春暖时再继续回填。
（5） 采用人工回填时，每层所铺厚度比常温减少25％，每层铺土厚度不得超过2m，夯实厚度为10～15cm。
（6） 对于基础和地面工程范围内的回填土，冻土块的含量不得超过回填总体积的15％，且冻土块的粒径应小于15cm。
（7） 填方宜连续进行，且应采取有效的保温防冻措施，以免地基土或已填土受冻，填方的上层应用未冻的、不冻胀或透水性好的土料填筑。
（8） 为确保冬期回填土质量，对一些重大工程，必要时可以考虑用沙土进行回填。有工业废料的地方，也可考虑利用其作回填之用。
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任务一 冬期施工
二、 冬期施工技术
(二) 砖砌体工程的冬期施工
砖砌体工程冬期施工的主要困难是砂浆遭受冻结。 砂浆所含的水受冻结冰后，一方面影响水泥的硬化，另一方面由于冻结会使砂浆体积膨胀大约8％，体积的膨胀会破坏砂浆内部结构，使其松散而降低凝结力。
1 砌筑工程冬期施工材料要求
（1） 砖在砌筑前应清除表面污物、冰雪等。
（2） 冬期施工所用砂浆宜采用普通硅酸盐水泥拌制。
（3） 砂浆所用的石灰膏、电石膏和黏土膏等应防止受冻。
（4） 砂浆用砂不得含有冰块和直径大于10mm的冻结块。
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二、 冬期施工技术
2 砌筑工程冬期施工方法
（1） 掺盐砂浆法：
① 掺盐砂浆：掺入盐类的水泥砂浆、水泥混合砂浆或微沫砂浆称为掺盐砂浆。
② 抗冻化学剂：主要是氯化钠和氯化钙。其他还有亚硝酸钠、硝酸钙等。
③ 当气温降低时(日最低气温低于15℃)，可以采用热砂浆加掺盐的办法。
④ 掺盐法用于设有构造配筋的砌体时，钢筋可以涂樟丹2～3道或者涂沥青1～2道，以防钢筋锈蚀。
⑤ 掺盐砂浆法砌筑砖砌体，应采用“三一”砌砖法进行操作。 对下列工程严禁采用掺盐砂浆法施工：对装饰有特殊要求的建筑物；使用湿度大于60％的建筑物；接近高压电路的建筑物；热工要求高的建筑物；配筋砌体；处于地下水位变化范围内以及水下未设防水层的结构。
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二、 冬期施工技术
（2） 冻结法：冻结法是砂浆中不使用任何防冻外加剂，允许砂浆在铺砌完后就受冻。采用冻结法施工时，应会同设计单位、监理单位共同制定在砌筑过程中和解冻期必要的加固措施，以保证结构牢固和施工安全。 冻结法的施工工艺如下:
① 对材料的要求：冻结法的砂浆使用时温度不应低于10℃；当日最低气温高于或等于25℃时，对砌筑承重砌体的砂浆强度等级应比常温施工时提高一级；当日最低气温低于-25℃时，则应提高两级。
② 砌筑施工工艺：采用冻结法施工时，应按照“三一”砌筑方法，对于房屋转角处和自外墙交接处的灰缝应特别仔细砌合。砌筑时一般采用一顺一丁或梅花丁的砌筑方法。冻结法施工中宜采用水平分段施工，墙体一般应在一个施工段范围内，砌筑至一个施工层的高度，不得间断。对于房屋转角处和内外墙交接处的灰缝应特别仔细砌合。水平灰缝厚度不宜大于10mm，门窗框上部应预留不小于5mm的缝隙。
③ 砌体的解冻：用冻结法砌筑的砌体，在开冻前需进行检查，开冻过程中应组织观测。由于冻结法允许砂浆在砌筑后遭受冻结，且在解冻后其强度仍可继续增长。所以对有保温、绝缘、装饰等特殊要求的工程和受力配筋砌体以及不受地震区条件限制的其他工程，均可采用冻结法施工。
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（3） 其他冬期施工法：
① 暖棚法：是利用廉价的保温材料搭设简易结构的保温棚，将砌筑的现场封闭起来，使砌体在正温条件下砌筑和养护。
② 蓄热法：用于气温在-5～10℃不太寒冷的地区，或初春季节的砌体工程。利用对水、砂材料的加热，使拌和砂浆在正温度下砌筑，并立即覆盖保温材料，使砌体在正温条件下达到砌体强度的20％。
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（三） 混凝土工程的冬期施工
1 混凝土冬期施工的原理
混凝土在浇筑后立即受冻，抗压强度损失约50％，抗拉强度损失约40％。 新浇混凝土在受冻前若具备了抵抗冰胀应力的某一初期强度值，然后遭受冻结，但当恢复正温度养护后，混凝土强度还能增长，并再经28d标准养护后，其后期强度可达到混凝土设计强度等级的95％以上，其受冻前的初期强度称为混凝土允许受冻的临界强度，即为混凝土受冻临界强度。规范规定：冬期浇筑的混凝土的抗压强度，在受冻前，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥配制的混凝土不得低于其设计强度标准值的30％，矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土不得低于设计强度标准值的40％；C10及其以下的混凝土强度不得低于5N／mm2；掺防冻剂的混凝土，温度降到规定温度以下时，混凝土的强度不得低于3．5N／mm2。混凝土冬期施工的原理是受冻前使新浇筑的混凝土强度值达到受冻临界强度。
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2 混凝土冬期施工的工艺要求
一般情况下，混凝土冬期施工要求正温浇筑，混凝土在达到受冻临界强度前应正温养护。为了达到这样的目的，可选择水化热大、发热量大的水泥，采取降低水灰比、减少用水量、增加搅拌时间、对原材料进行加热、采用保温养护及掺外加剂等措施，加速混凝土的凝结硬化。
（1） 对材料和对材料加热的要求：
① 冬期施工中，配制混凝土用的水泥，应优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；蒸汽养护用的水泥品种经试验确定；水泥标号不宜低于425号，最小水泥用量不宜低于300kg／m2。水灰比不应大于0．6。水泥不得直接加热，使用前1～2d应堆放在暖棚内，暖棚温度宜在5℃以上，并要注意防潮。
② 要求骨料尽可能在冬期施工前冲洗干净，干燥储备在地势较高且无积水的场地上，并覆盖防雨雪材料，适当采取保温措施，防止骨料内夹杂有冰渣和雪团。
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二、 冬期施工技术
③ 经热工计算，若需要对原材料加热时，加热依次为水砂石。不允许对水泥加热。水的比热容大，是砂、石骨料的5倍，加热简便，易于控制，首先应考虑加热水。当加热水达不到要求时，才考虑骨料的加热。砂石骨料可采用蒸汽直接通入骨料堆中，加热快，能充分利用热能，但会增加骨料的含水率，在计算施工配合比时，应加以考虑。也可在铁板或火炕上放骨料，用燃料直接加热，但这种方法只适用于骨料分散、用量小的情况。 加热水时，应控制加热的最高温度，以免水泥直接接触过热的水而产生“假凝”现象。水泥“假凝”是指水泥颗粒遇到温度较高的热水时，颗粒表面很快形成薄而硬的壳，阻止水泥与水的水化作用进行，使水泥水化不充分，导致混凝土强度下降。
④ 钢筋焊接和冷拉加工可在常温下进行施工，但温度不宜低于-20℃。采用控制应力方法冷拉时，冷拉控制应力较常温下提高30N／mm2必须在室外进行时，应有防雨雪挡风措施。严禁刚焊接好的接头与冰雪接触，避免造成冷脆事故。
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二、 冬期施工技术
（2） 混凝土的搅拌、运输、浇筑：
① 混凝土的搅拌：混凝土搅拌应在搭设的暖棚内进行，应优先采用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。
② 混凝土的运输：混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析，不丧失塑性，尽量减少混凝土在运输过程中的热量损失，缩短运输路线，减少装卸和转运次数。
③ 混凝土的浇筑：混凝土浇筑前，要对各项保温措施进行一次全面检查，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度，以防止热量散失过多。混凝土拌和的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃，混凝土养护前的温度不得低于2℃。 。
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二、 冬期施工技术
3 混凝土冬期施工方法的选择
（1） 蓄热保温法的原理及适用范围：蓄热保温法是将混凝土的原材料(水、砂、石)预先加热，经过搅拌、运输、浇筑成型后的混凝土仍能保持一定的正温度，以适当材料覆盖保温，防止热量散失过快，充分利用水泥的水化热，使混凝土在正温条件下增长强度。在混凝土冷却到0℃以前，达到允许受冻临界强度。 蓄热法养护适用于气候不太寒冷的地区或是初冬和冬末季节，其具有施工工艺简单、节约设备、冬期施工费用低及适应性强的优点，为冬期施工普遍采用，但需要的养护期较长。当室外温度不低于15℃时，地面以下工程或结构表面系数(即结构冷却的表面积与结构体积之比)不小于5的地上结构，以及冻结期不太长的地区，都可以优先采用蓄热法施工。
（2） 综合蓄热法：综合蓄热法是在蓄热保温法基础上，在配制混凝土时采用快硬早强水泥，或掺用早强外加剂；在养护混凝土时采用早期短时加热，或采用棚罩加强围护保温，以延长正温养护期，加快混凝土强度的增长。综合蓄热法可分为低蓄热养护和高蓄热养护两种方式。采用综合蓄热法应进行热工计算，原材料应进行加热，提高混凝土入模温度，一般控制温度为20℃左右；外加剂要慎重选择，经试验确定其掺入量；合理地选择干燥、高效的保温材料。
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（3） 外加剂和早强水泥法：在混凝土制备过程中，掺入适量的单一或复合型的外加剂(如防冻剂、早强剂、减水剂、阻锈剂)，使混凝土短期内在正温或负温下，养护硬化达到满足混凝土受冻临界强度或设计要求的强度。
① 掺氯盐混凝土：用氯盐(氯化钠、氯化钾)溶液配制的混凝土，具有加速混凝土凝结硬化、提高早期强度、增加混凝土抗冻能力的性能，有利于在负温下硬化，但氯盐对混凝土有腐蚀作用和对钢筋有锈蚀作用。
② 负温混凝土：负温混凝土是指在负温下配制混凝土时，排除单掺氯盐的化学外加剂，但不排除对原材料的保温、防护或加热，在养护过程中可与蓄热法等冬期施工措施相结合。
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4 混凝土人工加热养护
若在一定龄期内采用蓄热法达不到要求时，可采用蒸汽、暖棚、电热等人工加热养护，为混凝土硬化创造条件。人工加热需要设备且费用也较高，采用人工加热与保温蓄热或掺外加剂结合，常能获得较好效果。
（1） 蒸汽养护：蒸汽加热养护是利用低压(小于0．07MPa)饱和蒸汽对混凝土结构构件均匀加热，在适当温度和湿度条件下，以促进水化作用，使混凝土加快凝结硬化，可以在较短养护时间内，获得较高强度或达到设计要求的强度。蒸汽加热法适用于平均气温低、构件表面系数较大、养护时间要求短的混凝土工程，多用于预制构件厂的养护，对于现浇框架及其构件也可用蒸汽加热养护。
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（2） 电热法：电热法是利用电能作为热源来加热养护混凝土的方法。这种方法设备简单、操作方便、热损失少，能适应各种施工条件。但耗电量较大，目前多用于局部混凝土养护。按电能转换为热能的方式不同，电热法可分为电极加热法、电热器加热法和电磁感应加热法。
（3） 远红外线养护法：远红外线养护是利用远红外辐射器向新浇筑的混凝土辐射远红外线，使混凝土的温度得以提高，从而在较短时间内获得要求的强度。这种工艺具有施工简便、升温迅速、养护时间短、降低能耗、不受气温和结构表面系数的限制等特点，适用于薄壁结构、大模工艺、装配式结构接头等混凝土的加热。
（4） 空气加热法：空气加热法有两种，一种是用火炉加热，只用在小型工地上，由于火炉燃烧，放出很多二氧化碳，可使新浇的混凝土表面碳化，因此要注意通风。另一种是用热空气加热，它是通过热风机将空气加热，并以一定的压力把热风输送到暖棚或覆盖在结构上的覆盖层之内，使新浇的混凝土在一定温度及湿度条件下硬化。
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二、 冬期施工技术
5 混凝土工程温度测定
混凝土工程冬期施工必须做好测温工作。
（1） 室外空气温度及周围环境温度，每天测定4次。
（2） 水、骨料和混凝土出罐温度，每工作班测定4次。
（3） 蓄热法养护的混凝土，养护期间每天测定4次。
（4） 采用加热法养护的混凝土，升温和降温期间每小时测定1次，恒温期间每两小时测定1次。
（5） 负温养护的混凝土每天测定两次。
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(四) 抹灰工程的冬期施工
抹灰工程的冬期施工，有两种施工方法，即热作法和冷作法。热作法是利用房屋的永久热源或设置临时热源来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。
冷作法是在砂浆中掺入防冻剂，使砂浆在负温条件下硬化。
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