冬期与雨期施工课件

冬期與雨期施工冬期施工的特點

冬期施工期是品質事故的多發期。冬期施工發現品質事故呈滯後性。冬期施工技術要求高，能源消耗多，施工費用要增加。冬期施工的原則保證品質，節約能源，降低費用，確保工期。9.1概述9.1.1冬期施工的特點和原則

雨期施工的特點雨期施工的開始具有突然性。這就要求提前做好雨期施工的準備工作和防範措施。雨期施工帶有突擊性。因為雨水對建築結構和地基基礎的沖刷或浸泡，有嚴重的破壞性，必須迅速及時地防護，以免發生品質事故。雨期往往持續時間較長，從而影響工期。9.1.2雨期施工的特點和要求雨期施工的要求在編制施工組織設計時，要根據雨期施工的特點，將不宜在雨期施工的分項工程避開雨期施工，對於必須在雨期施工的分項工程，做好充分的準備工作和防範措施。合理進行施工安排。做到晴天抓室外工作，雨天做室內工作。做好材料的防雨防潮和施工現場的排水等準備工作。《建築工程冬期施工規程》(JGJ104—97)規定，冬期施工期限的劃分原則是：根據當地多年氣溫資料統計，當室外日平均氣溫連續5d穩定低於5°C即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續5d高於5°C時解除冬期施工。9.2混凝土結構工程的冬期施工9.2.1冬期施工期限的劃分原則

新澆混凝土在養護初期遭受凍結，當氣溫恢復到正溫後，即使正溫養護至一定齡期，也不能達到其設計強度，這就是混凝土的早期冬害。

混凝土的早期冬害是由於混凝土內部的水結冰所致。混凝土受凍臨界強度：混凝土允許受凍而不致使其各項性能遭到損害的最低強度稱為混凝土受凍臨界強度。9.2.2混凝土冬期施工的原理（1）對材料和材料加熱的要求冬期施工混凝土用的水泥，應優先使用活性高、水化大的矽酸鹽水泥和普通矽酸鹽水泥，不宜用火山灰質矽酸鹽水泥和粉煤灰矽酸鹽水泥。蒸汽養護時用的水泥品種經試驗確定。骨料要在冬期施工前清洗和貯備，並覆蓋防雨雪材料，適當採取保溫措施，防止骨料內夾有冰碴和雪團。9.2.3混凝土冬期施工的工藝要求水的比熱大，是砂石骨料的5倍左右，所以冬期施工拌制混凝土應優先採用加熱水的方法。加熱水時，應考慮加熱的最高溫度，以免水泥直接接觸過熱的水而產生“假凝”現象。水泥假凝:指水泥顆粒遇到溫度較高的熱水時，顆粒表面很快形成薄而硬的殼，阻止水泥與水的水化作用的進行，使水泥水化不充分，新拌混凝土拌和物的和易性下降，導致混凝土強度下降。混凝土拌和物及組成材料的加熱最高允許溫度按表9.1採用。鋼筋焊接和冷拉施工，氣溫不宜低於-20°C。預應力鋼筋張拉溫度不宜低於-15°C。鋼筋焊接應在室內進行，若必須在室外進行時，應有防雨雪和擋風措施。焊接後冷卻的接頭應避免與冰雪接觸。表9.1

拌合水及骨料的最高溫度專案水泥強度等級拌合水(°C)

骨料(°C)1強度等級小於52.5MPa普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥

80602強度等級等於和大於52.5MPa普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥

6040（2）混凝土的攪拌、運輸、澆築

混凝土的攪拌混凝土的攪拌應在搭設的暖棚內進行，應優先採用大容量的攪拌機，以減少混凝土的熱量損失。混凝土的運輸混凝土的運輸時間和距離應保證混凝土不離析，不喪失塑性，儘量減少混凝土在運輸過程中的熱量損失，縮短運輸路線，減少裝卸和轉運次數；使用大容積的運輸工具，並經常清理，保持乾淨；運輸的容器四周必須加保溫套和保溫蓋，儘量縮短裝卸操作時間。混凝土的澆築混凝土澆築前，要對各項保溫措施進行一次全面檢查；制定澆築方案時，應考慮集中澆築，避免分散澆築；開始澆築混凝土時，要做好測溫工作，從原材料加熱直至拆除保溫材料為止。

蓄熱保溫法：將混凝土的原材料(水、砂、石)預先加熱，經過攪拌、運輸、澆築成型後的混凝土仍能保持一定的正溫度，以適當材料覆蓋保溫，防止熱量散失過快，充分利用水泥的水化熱，使混凝土在正溫度條件下增長強度。冬期施工的熱工計算如下：

9.2.4

混凝土冬期施工方法的選擇9.2.4.1

蓄熱保溫法的原理及適用範圍混凝土拌和物的溫度（式9.1）

式中

T0－－－混凝土拌和物的溫度，°C

mw、mce、msa、mg

－－－水、水泥、砂、石的用量，kg;

Tw、Tce、Tsa、Tg、－－－水、水泥、砂、石的溫度，°C

wsa、wg－－－砂、石的含水率，%；

c1－－－水的比熱容，kJ/(kg·K)；

c2－－－水的溶解熱，KJ/kg;當骨料溫度＞0°C時，c1＝4.2kJ/(kg·K)，c2＝0KJ/kg;當骨料溫度≤0°C時，c1＝2.1kJ/(kg·K)，c2＝335KJ/kg。混凝土拌和物的出機溫度（式9.2）

T1＝T0－0.16（T0－Ti

）式中

T0－－－混凝土拌和物的溫度，°C；

T1－－－混凝土拌和物的出機溫度，°C；

Ti－－－攪拌機棚內溫度，°C。混凝土拌和物經運輸至成型完成時的溫度

(式9.3)

式中T2－－－混凝土拌和物經運輸至成型完成時的溫度，°C；

tt－－－混凝土自運輸至澆築成型完成的時間，h；

n——混凝土轉運次數；

Ta－－－運輸時的環境溫度，°C；

a－－－溫度損失係數，h-1；

考慮範本和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度(式9.4）

T3－－－考慮範本和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度°C；

cccfcs－－－混凝土、範本材料、鋼筋的比熱容，kJ/(kg·K)；

mc－－－每立方米混凝土的品質，kg；

mfms－－－與每立方米混凝土相接觸的範本、鋼筋的品質，kg；

TfTs－－－範本、鋼筋的溫度(未預熱者可採用當時環境溫度)°C。綜合蓄熱法：在蓄熱保溫法基礎上，在配製混凝土時採用快硬早強水泥，或摻用早強外加劑；在養護混凝土時採用早期短時加熱，或採用棚罩加強圍護保溫，以延長正溫養護期，加快混凝土強度的增長。綜合蓄熱法可分為低蓄熱養護和高蓄熱養護兩種方式。9.2.4.2

綜合蓄熱法

低蓄熱養護：主要以使用早強水泥或摻低溫早強劑、防凍劑為主，使混凝土緩慢冷卻至冰點前達到允許受凍臨界前強度。高蓄熱養護;除摻用外加劑外，還以採用短時加熱為主，使混凝土在養護期內達到要求的受荷強度。（1）摻氯鹽混凝土用氯鹽(氯化鈉、氯化鉀)溶液配製的混凝土，具有加速混凝土凝結硬化，提高早期強度，增加混凝土抗凍能力的性能，有利於在負溫下硬化，但氯鹽對混凝土有腐蝕作用和對鋼筋有銹蝕作用。

在下列情況下，不得在鋼筋混凝土中摻用氯鹽：①在高濕度空氣環境中使用的結構，如排出大量蒸汽的車間、澡堂、洗衣房和經常處於空氣相對濕度大於80%的房間以及有頂蓋的鋼筋混凝土蓄水池；

9.2.4.3

摻外加劑的混凝土冬季施工方法②處於水位升降部位的結構；③露天結構或經常受水淋的結構；④有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構，以及有外露鋼筋、預埋件但無防護措施的結構；⑤與含有酸、堿和硫酸鹽等侵蝕性介質相接觸的結構；⑥使用過程中經常處於環境溫度為60°C以上的結構；⑦使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結構；⑧薄壁結構，中級或重級工作制吊車梁、屋架、落錘及鍛錘基礎等結構；⑨電解車間和直接靠近直流電源的結構；⑩直接靠近高壓(發電站、變電所)的結構及預應力混凝土結構。

摻氯鹽混凝土施工注意事項：

①應選用強度等級大於42.5MPa的普通矽酸鹽水泥，水泥用量不得少於300kg/m3，水灰比不應大於0.6；②氯鹽應配製成一定濃度的水溶液，嚴格計量加入，攪拌要均勻，攪拌時間應比普通混凝土攪拌時間增加50%；③混凝土澆築必須在攪拌出機後40min澆築完畢，以防凝結；混凝土振搗要密實；④摻氯鹽混凝土不宜採用蒸汽養護；⑤由於氯鹽對鋼筋有銹蝕作用，應用時加入水泥品質2%的亞硝酸鈉阻鏽劑，鋼筋保護層不小於30mm。（2）負溫混凝土負溫混凝土：採用複合型外加劑配製的混凝土。

①負溫防凍複合外加劑

一般由防凍劑、早強劑、減水劑、引氣劑和阻鏽劑等複合而成，其成分組合有三種情況：A.防凍組分+早強組分+減水組分B.防凍組分+早強組分+引氣組分+減水組分C.防凍組分+早強組分+減水組分+引氣組分+阻鏽組分

選擇負溫抗凍劑方案的具體要求是：A.外加劑對鋼筋無銹蝕作用；B.對混凝土銹蝕無影響；C.早期強度高，後期強度無損失。混凝土冬季施工常用的外加劑有：早強劑：能加速水泥硬化速度，提高早期強度，且對後期強度無顯著影響。防凍劑：在一定負溫條件下，能顯著降低混凝土中液相的冰點，使其游離態的水不凍結，保證混凝土不遭受凍害；在一定時間內，使混凝土獲得預期強度的外加劑稱為防凍劑。減水劑:在不影響混凝土和易性條件下，具有減水增強特性的外加劑。可以降低用水量，減小水灰比。引氣劑:經攪拌能引入大量分佈均勻的微小氣泡，改善混凝土的和易性；在混凝土硬化後，仍能保持微小氣泡，改善混凝土的和易性、抗凍性和耐久性。阻鏽劑:可以減緩或阻止混凝土中鋼筋及金屬預埋件銹蝕作用的外加劑。②負溫混凝土施工

A.宜優選水泥強度等級不低於42.5MPa的矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，不宜採用火山灰水泥，禁止使用高鋁水泥。B.防凍複合劑的摻量應根據混凝土的使用溫度而定(指摻防凍劑混凝土施工現場5~7d內的最低溫度)，其摻量按表9.2中規定。規定溫度(°C)常用摻量(%)備注-5-10-15-204710151、複合防凍劑摻量包括各組分量之和；2、CaCl2

、NaCl單獨使用時，可用在-5°C以上；3、NaNO2可用在-10°C以上；4、硝酸鹽可用在-10°C以上；5、早強劑、減水劑、引氣劑均計算在防凍劑中。表9.2防凍劑的常用摻量注：規定溫度是指摻防凍劑混凝土內部的最低溫度。

C.防凍劑應配製成規定濃度溶液使用，配製時應注意：氯化鈣、硝酸鈣、亞硝酸鈣等溶液不可與硫酸溶液混合；減水劑和引氣劑不可與氯化鈣混合。D.在鋼筋混凝土和預應力混凝土工程中，應摻用無氯鹽的防凍複合外加劑。E.必須設專人配製、保管防凍複合劑，嚴格執行規定摻量，攪拌比正常時間延長50%，混凝土出機的溫度不應低於7°C。F.混凝土入模溫度應控制在5°C以上，澆築與振搗要銜接緊密，連續作業。（1）蒸汽加熱養護法

蒸汽加熱養護：利用低壓(小於0.07MPa)飽和蒸汽對混凝土結構構件均勻加熱，在適當溫度和濕度條件下，以促進水化作用，使混凝土加快凝結硬化，可以在較短養護時間內，獲得較高強度或達到設計要求的強度。9.2.4.4

混凝土人工加熱養護①內熱法在構件內部預留孔道，讓蒸汽通入孔道加熱養護混凝土；加熱時，混凝土溫度宜控制在30～60°C範圍內。②蒸汽室法利用坑槽或砌築的蒸汽室通入蒸汽加熱混凝土。③蒸汽套法構件範本外再加一層密封套模，在範本與套模之間留有150mm的孔隙，從下部通入蒸汽養護混凝土，套內溫度可達30～40°C。

採用蒸汽加熱養護法應注意的問題：①採用蒸汽養護時，普通矽酸鹽水泥混凝土養護的最高溫度不宜超過80°C，礦渣矽酸鹽水泥混凝土可達到90～95°C。②制訂合理的蒸汽制度，包括預養、升溫、恒溫、降溫等幾個階段。混凝土的升溫、降溫速度不得超過表9.3規定。表9.3加熱養護混凝土的升降溫速度項次表面係數升溫速度（°C/h）降溫速度（°C/h）12≥6＜61510105③蒸汽應採用低壓(不大於0.07MPa)飽和蒸汽，加熱時應使混凝土構件受熱均勻，並注意排除冷卻水和防止結冰。④拆模必須待混凝土冷卻到+5°C以後進行。如果混凝土與外界溫度相差大於20°C時，拆模後的混凝土表面應用保溫材料覆蓋，使混凝土表面冷卻緩慢進行。蒸汽加熱法的熱工計算包括確定升溫、恒溫、降溫養護時間和計算蒸汽用量。

①升溫時間（式9.5）

式中

X1——升溫時間，h；

t——恒溫養護溫度，°C；

tq——混凝土養護時的初溫，°C；

tv——升溫速度，°C/h。恒溫養護溫度根據設計規定要求達到的強度和養護時間確定。②恒溫時間

（式9.6）式中X2——恒溫時間，h；

X0——在15°C條件下，混凝土達到要求強度時所需時間，h；

P1、P2、P3——升溫、恒溫、降溫階段的當量係數；

X3——降溫時間，h。③降溫時間（式9.7）式中X3——降溫時間，h；

t——混凝土恒溫養護時的溫度，°C；

tc——混凝土降溫終了時的溫度，°C；

tp——規定降溫速度，°C/h。④蒸汽需要量計算（式9.8）式中Q——總熱量，kJ；

W——混凝土養護蒸汽總需要量，kg；

i——蒸汽發熱量，取2500kJ/kg；

α——損失係數，取0.2～0.3。（2）電熱法

電熱法：在混凝土結構的內部或外表設置電極，通以低電壓電流，由於混凝土的電阻作用，使電能變為熱能加熱養護混凝土。①電熱方法可分為內部加熱和表面加熱兩種形式。②表面電熱器加熱法是利用板形電熱器貼在範本內側，通電後加熱混凝土表面達到養護的目的。③電磁感應加熱法是以交流電通過纏繞在結構範本表面上的連續感應線圈，在鋼範本和鋼筋中產生渦流電流，並傳至混凝土中。

電熱法施工應注意以下幾個方面：電熱法施工宜選用強度等級不大於42.5MPa的普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥及火山灰矽酸鹽水泥。電極加熱法應採用交流電，不允許採用直流電，因為直流電會引起電解和銹蝕。電極加熱到混凝土強度達設計強度的50%時，電阻增加許多倍，耗電量增加，但養護效果並不顯著。電熱養護應在混凝土澆築完畢，覆蓋好外露混凝土表面後立即進行。電熱養護溫度應符合表9.4的規定。

電熱養護屬於幹熱養護，要防止出現養護溫度過高而使混凝土發生脫水現象。

表9.4電熱養護混凝土的溫度水泥強度等級結構表面係數（m-1)＜1010~15＞1542.5MPa40℃40℃35℃(1)溫度測定(2)混凝土品質檢查外加劑應經檢查試驗合格後選用，應有產品合格證或試驗報告單；外加劑應溶解成一定濃度的水溶液，按要求準確計量加入；檢查水、砂骨料及混凝土出機的溫度和攪拌時間；混凝土澆築時，應留置兩組以上與結構同條件養護的試塊。9.2.4.5

混凝土冬期施工品質檢查和溫度測定(1)翻松耙平土防凍法入冬期，在挖土的地表層先翻松25~40cm厚表層土並耙平，其寬度應不小於土凍後深度的兩倍與基底寬之和(圖9.1)。

9.3土方工程的冬期施工9.3.1地基土的保溫防凍

(2)覆蓋防凍法

在降雨量較大的地區，可利用較厚的雪層覆蓋作保溫層，防止地基土凍結，適用於大面積的土方工程。具體做法是，在地面上與主導方向垂直的方向設置籬笆、柵欄或雪堤(高度為0.5~1.0m，其間距10~15m)，人工積雪防凍(圖9.2)。面積較小的溝槽和坑土方工程，可以在地面上挖積雪溝(深300~500mm)，並隨即用雪將溝填滿，以防止未挖土層凍結(圖9.3)。

(3)保溫覆蓋法面積較小的基槽(坑)的地基土防凍，可在土層表面直接覆蓋爐渣、鋸末、草墊等保溫材料，其寬度為土層凍結深度的兩倍與基槽寬度之和(圖9.4)。

(1)烘烤法(2)迴圈針法

迴圈針法分蒸汽迴圈針法和熱水迴圈針法兩種(圖9.5)。

9.3.2凍土的融化

凍結土的開挖比較困難，可用外加熱能融化後挖掘。這種方式只有在面積不大的工程上採用，費用較高。

開挖方法有人工法、機械法、爆破法三種。(1)人工法(2)機械開挖凍土法

依據凍土層的厚度和工程量大小，選擇適宜的破土機械施工。凍土層厚度小於0.25m時，可直接用鏟運機、推土機、挖土機挖掘。9.3.3凍土的開挖

凍土層厚度為0.6~1.0m時，用打樁機將楔形劈塊按一定順序打入凍土層，劈裂破碎凍土；或用起重設備將重3~4t的尖底錘吊至5~6m高時，脫鉤自由落下，可擊碎1~2m厚的凍土層，然後用鬥容量大的挖土機進行挖掘。適用於大面積的凍土開挖(圖9.6)。(3)爆破凍土法

凍土深度達2m左右時，採用打炮眼、填藥的爆破方法將凍土破碎後，用機械挖掘施工。

由於凍結土塊堅硬且不易破碎，回填過程中又不易被壓實，待溫度回升、土層解凍後會造成較大的沉降。為保證工程品質，冬期回填土施工應注意以下事項：

冬期填方前，要清除基底的冰雪和保溫材料，排除積水，挖除凍塊或淤泥。9.3.4冬期回填土施工對於基礎和地面工程範圍內的回填土，凍土塊的含量不得超過回填總體積的15%，且凍土塊的粒徑應小於15cm。填方宜連續進行，且應採取有效的保溫防凍措施，以免地基土或已填土受凍。填方時，每層的虛鋪厚度應比常溫施工時減少20%～25%。填方的上層應用未凍的、不凍脹或透水性好的土料填築。(1)磚石砌體冬期施工所用材料應符合下列規定：在砌築前，磚和石材應清除冰霜；砂漿宜採用普通矽酸鹽水泥拌制；石灰膏應防止受凍；如遭受凍結，應待融化後，方可使用；拌制砂漿所用的砂，不得含有冰塊和直徑大於10mm的凍渣塊；拌和砂漿時，水溫不得超過80°C，砂的溫度不得超過40°C。9.4砌體工程冬期施工9.4.1砌體工程冬期施工的一般規定和要求

(2)

冬期施工的一般要求

冬期施工不得使用無水泥拌制的砂漿；砂漿拌制應在暖棚內進行，拌制砂漿溫度不低於5°C，攪拌時間適當延長；在負溫條件下砌築磚石工程時，可不澆水濕潤，但必須適當增加砂漿的粘度；抗震設計烈度為9度的建築物，普通磚和空心磚無法澆水濕潤時，無特殊措施，不得砌築；應按“三一砌磚法”操作，組砌方式優先採用一順一丁法；磚石工程冬期施工應以採用摻鹽砂漿法為主，對絕緣、裝飾等方面有特殊要求的工程，應採用凍結法或其他施工方法；當地基為不凍脹土時，可在凍結的地基上砌築基礎；當地基為凍脹性土時，必須在未凍的地基上砌築；在施工時和回填土前，均應防止地基遭受凍結；冬期施工中，每日砌築後，應在砌體表面覆蓋草袋等保溫材料。(1)

摻鹽砂漿法在砌築砂漿內摻加一定數量的抗凍化學劑，降低水溶液冰點，使砂漿在負溫下不凍結，且強度能夠繼續增長，或在砌築後慢慢受凍；9.4.2磚石工程冬期施工方法下列工程嚴禁採用摻鹽砂漿法施工：對裝飾材料有特殊要求的建築物；使用時，相對濕度大於60%的建築物；接近高壓電路的建築物(如變電站)；熱工要求高的建築物；配筋砌體(指配有受力鋼筋)；處於地下水位變化範圍以內，以及在水下未設防水保護層的結構。砂漿中的摻鹽量按表9.5規定選用。

表9.5砂漿摻鹽量（佔用水量的%）日最低氣溫（℃）≥－10－11~－15－16~－20單鹽食鹽砌磚357砌石4710雙鹽食鹽砌磚5氯化鈣2注：摻量以無水鹽計。

(2)凍結法

凍結法是將拌和水預先加熱，其他材料在拌和前應保持正溫，不摻用任何抗凍化學試劑；拌和的砂漿，允許在砌築砌體後遭受凍結。

凍結法施工注意事項：

凍結法的砂漿使用溫度不應低於10°C，當日最低氣溫高於或等於-25°C時，對砌築承重砌體的砂漿強度等級應按常溫施工時提高一級，當日最低氣溫低於-25°C時，則應提高兩級。砌體解凍時，增加了砌體的變形和沉降，對空鬥牆、毛石牆、承受側後力的砌體不宜採用凍結法施工。採用凍結法施工，應會同設計單位制定在施工過程中和解凍期內必要的加固措施。為了保證砌體在解凍時正常沉降、穩定和安全，應遵守下列規定：凍結法宜採用水準分段施工，每日砌築高度及臨時間斷處均不得大於1.2m；砌體水準灰縫不宜大於10mm；跨度大於0.7m的過梁，應採用預製過梁；門窗框上部應留3~5mm的空隙，作