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水利工程冬季施工关键技术研究

  • 投稿洪嘉
  • 更新时间2015-09-07
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赵院军

(河北禹泽航水利水电工程有限公司 河北 邯郸 056002)

【摘要】本文即重点探讨了水利工程冬季施工前应做好的准备工作,并就水利工程冬季施工中的关键技术进行了详细阐述。

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关键词 水利工程;冬季施工;混凝土;钢筋;养护

1.水利工程冬季施工容易出现的问题?

(1)混凝土的水分转移,结构疏散水分转移、结构疏散的混凝土,表明呈土黄色,冰晶状。这是因为混凝土自身的内部压力和湿度,加之冬季环境下温差大等原因,导致水分由边缘向中心移动,最终造成空隙现象。?

(2)混凝土的表面起灰。

混凝土表面起灰指的是混凝土粗骨料和砂浆脱离,露出骨料的现象。这个现象产生的原因主要是混凝土混合物中水、灰比太大,离析、泌水情况严重,保水性、聚粘性差,再加之冬季的低温,达不到混凝土的养护温度,水泥水化逐渐停止,接着混凝土的水分迅速蒸发,最后发生了表面起灰现象。?

(3)钢筋的锈蚀,混凝土出现裂缝。

因为钢筋具有氧化性,氧化锈蚀的同时伴随着体积的膨胀,可能会导致混凝土沿着箍筋或主筋方向产生裂缝;同时,水泥的稳定性不好,失水太快,混凝土的水、灰比太大,早期强度低,都会导致裂缝;混凝土内部水分从边缘移向中心,形成的压力也会引起轴向裂缝。

2.水利工程冬季施工应做好的准备工作?

2.1技术准备。

水利工程在施工之前,应先做好技术准备工作,以保证工程施工作业的顺利进行。工程施工技术准备应从工程施工的质量要求和施工安全出发,编制一套合理的施工技术方案,保证所选择的施工技术方案能够满足冬季施工的要求,且能够最大限度地减少工程成本消耗。施工技术准备对工程质量有重要的影响,是工程施工的重要内容。在施工技术准备中,应做好以下几方面的工作:?

(1)首先应对水利工程施工内容进行总体的规划,确定施工工序和施工方法。?

(2)其次,从工程施工需要出发,配备施工设备及施工技术人员,对施工技术人员应进行专业技术考核,对施工设备应进行安全检查。再次,选择冬季施工的保温材料,减少冻害对水利工程质量的损害。?

(3)最后,对关键工程的施工质量进行严格把关,以保证水利工程的整体质量。?

2.2资源准备。

从水利工程施工需要出发,对冬季施工所需要的生产资料做好准备。由于我国冬季的气温偏低,在冬季施工时应准备好保温材料及外加剂。在资源准备中,应按照施工人员的要求采购保温材料,保证冬季施工材料的质量,以减少冻害对水利工程的破坏,减少工程返工,保证冬季施工作业的顺利进行。?

2.3生产准备。

在水利工程的施工过程中,应将施工人员的职责进行划分,不仅对施工前的生产准备工作进行安排与分配,还应对施工人员的现场施工作业进行布置,以确保工程施工的有序进行。在生产准备环节,应做好工程施工现场安全设施的防护工作,对供水管道进行保温防护,确保施工场地的平整,保持原材料运输通道的畅通。

3.水利工程冬季施工中的关键技术?

3.1土方工程。

土方工程作为水利工程的基础所在,应在施工中加强注意。尤其冬季施工过程中,应制定详细的施工计划,提高施工技术水平,完善施工工艺,确保在短时间内顺利完工,保障工程质量。具体控制要点分析如以下几点。?

(1)如果忽略土方地基以下的冻土层,可能造成地基融沉问题。如果施工人员没有意识到冻土层的严重性,不慎将开挖基础选择在较厚的冻土层位置,而冬季过后,冻土层将逐渐融化,就会引发地基变形问题;再加上地基中的各种土质不同,变形的方式与程度也有所区别。因此,受到各方面因素的综合影响,土方地基将产生塌陷或者裂缝问题。所以,在冬季施工过程中,应加强对冻土层的避免,了解工程地基土的实际情况,以确认冻土层位置,确保冻土保持在合理的范围内。?

(2)当土方开挖之后,应尽快开始基础施工环节,避免温度过低,造成地基和基槽受冻由于工程所处地理位置不同,土质也有所区别。在冻土层开展基础工程,如果冻土层过厚,当气温升高后,地基就会出现变形,引发主体结构裂缝。因此需要提高认识,加快施工速度。?

(3)做好回填土的后续工作,避免基底上冻如果冻土块质量不合格或者冻土含量较多,则不适合用于回填,否则冻土融化之后,将产生沉陷问题,在冬季,冻土的硬度较强,而回填土需要较大土块,如果温度升高、冻土解冻,将产生陷坑问题。因此,在水利工程冬季施工时,尽量不采取冻土回填方式。在工程回填之前,应准备足够的暖土,或者对冻土加温融化后再使用。对于管沟或者室外基坑,可以考虑采取冻土块回填,但是其体积不得超过回填总体积的15%以上。?

3.2钢筋工程。

在钢筋工程的冬季施工过程中,可以采用以下两种方法:?

(1)负温焊接。

在焊接作业中,应实行持证上岗,要求施工人员具备焊接资格证及焊接专业知识,以保证焊接作业的安全及质量。在焊接作业中,可以采用闪光对焊、电渣压力焊等方式,以实现在冬季低温条件下的焊接作业。室外焊接作业应尽量选择温度较高的施工环境,并在焊接作业环境搭建遮蔽设施,防止风雪天气的侵袭。在焊接作业完成后,如果焊接接头没有完全冷却,则应避免沾上雨水,以免钢筋的焊接力度减弱。?

(2)钢筋冷拉。

以控制冷拉率和控制应力的方法,对钢筋进行负温冷拉。在钢筋冷拉过程中,应首先确认热轧钢筋的冷拉批次,如果不能确认,则不能进行钢筋冷拉,以防止因冷拉率过大而导致钢筋材料的破损。钢筋的延长率随着温度的下降而下降,在冬季施工作业中,如果仅采用冷拉的方法,可能会因为钢筋延长率不足而影响了钢筋冷拉的长度,导致钢筋强度的不足,影响了水利工程的质量。?

3.3混凝土工程施工关键技术。

混凝土工程在水利工程中有着重要作用,是水利工程的主体性工程。混凝土工程质量对水利工程质量有重要影响。由于冬季寒冷的天气对混凝土工程有很大的影响,我国对水利工程混凝土冬季施工的温度进行了严格的规定:对于寒冷地区,应将温度控制在5℃,最低气温应控制在3℃,以防止因混凝土水分的结冰而影响混凝土的水化作用。?

3.3.1混凝土搅拌。?

3.3.1.1调整配合比法。

主要适用于在0℃左右环境下的混凝土施工。具体做法是:?

(1)选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。应使用早强硅酸盐水泥。该类水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度,效果较明显。?

(2)尽量降低水灰比(水灰比<0.6),稍增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到龄期强度的时间。?

(3)掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌和物的流动性,改善其粘聚性及保水性缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。?

(4)掺加早强外加剂,缩短混凝土的混结时间,提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠,掺用水泥用量的2%和MS-F复合早强试水剂,掺水泥用量的5%。?

(5)选择颗粒硬度高和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。?

3.3.1.2蓄热法。

蓄热法主要适用于环境温度0℃左右,结构比较厚大的工程。做法是,对原材料,水、砂、石,进行保温、加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后还储备有相当的热量,一般混凝土人仓温度应大于5℃,以加快水泥水化,同时做好混凝土的保温工作,以保证温度降到0℃以前混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,但要注意保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。?

3.3.2混凝土的运输和浇筑。?

(1)混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点,以减少材料运输过程中的热量损失,同时也应正确选择运输用的容器,包括形状、大小、保温措施。?

(2)混凝土浇筑前,应清除模板和钢筋上,特别是新老混凝土(如梁、柱交接处)交接处的冰雪及垃圾。?

(3)当采用商品混凝土时,在浇筑前,应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能,并做好相应的防冻保暖措施。?

(4)分层浇筑的混凝土时已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前,不应低于计算规定的温度,也不得低于2℃。?

(5)重点工程或上部结构要连续施工的工程,混凝土应采取有效措施,以保证预期所要达到的强度。?

(6)预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前,浇灌部位的混凝土必须经预热,并采用热的水泥浆、砂浆或混凝土,浇灌后在正温下养护到强度不低于15MPa。?

(7)现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。?

3.3.3混凝土的养护。?

(1)冬季浇筑的混凝土,由正温转入负温养护前,混凝土的抗压强度不应低于设计强度的40,对于C10以下的混凝土不应>5MPa。?

(2)采用的保温材料(草袋、麻袋),应保持干燥。?

(3)在模板外部保温时,除基础可随浇筑随保温外,其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。钢模表面可先挂草帘,麻袋等保温材料并扎牢,然后再浇筑混凝土。保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆草袋、麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为,一般情况下0℃以上铺1层,0℃以下铺2层或3层,大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,其保温层厚度,材质应根据计算确定。?

(4)拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料,以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。

4.结语?

综上,在水利工程冬季施工作业中,应充分利用现代先进的施工设备和器械,配备专业的施工人员和技术人员,同时加强对施工作业的管理,做好准备工作和保温防护工作,保证工程施工的顺利进行,提高水利工程的质量和经济效益。

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参考文献

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[2]茹敏社,陈宇松.水利工程施工质量控制措施及方法[J].科技情报开发与经济,2007.11.

[3]3袁国强.关于水利工程冬季施工技术的探讨[J].工程科技,2009.11.)

[文章编号]1006-7619(2015)06-28-623