所有的工程冬季施工,都應(yīng)重視關(guān)注天氣預(yù)報(bào)信息,做好極端天氣的準(zhǔn)備和提前預(yù)防災(zāi)害措施。有條件的情況下,還可以查詢工程所在地的歷史冬季天氣狀況,對(duì)當(dāng)?shù)氐奶鞖饧岸窘邓闆r預(yù)先全面了解。
冬季施工的定義是這樣的:日平均氣溫連續(xù)5天降低到5℃及以下或單日氣溫最低在0℃及以下時(shí),即進(jìn)入冬季施工。
在季節(jié)性凍土地區(qū),晝夜平均溫度在-3℃以下且連續(xù)10d以上,或者晝夜平均溫度雖在-3℃以上但凍土沒(méi)有完全融化時(shí),均應(yīng)按冬期施工辦理。
第一章 冬季路基施工篇
對(duì)于道路施工工程中,路基施工首先應(yīng)對(duì)措施是做好以下準(zhǔn)備工作:(1)對(duì)冬期施工項(xiàng)目按次排隊(duì)、編制實(shí)施性的施工組織計(jì)劃。(2)冬期施工項(xiàng)目在冰凍前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣,保護(hù)好控制樁并樹(shù)立明顯的標(biāo)志,防止被冰雪掩埋。(3)冰凍前應(yīng)挖好坡地上填方的臺(tái)階。清除石方挖方的表面覆蓋層、裸露巖體。(4)維修保養(yǎng)冬期施工需用的車輛機(jī)具設(shè)備充分備足冬期施工期間的工程材料(5)準(zhǔn)備施工隊(duì)伍的生活設(shè)施取暖照明設(shè)備、燃料和其他越冬所需的物資。(6)對(duì)于參與冬期施工的人員,做好專項(xiàng)冬期施工的技術(shù)培訓(xùn):可學(xué)習(xí)冬期施工有關(guān)的施工理論、規(guī)范、操作技能;防凍、防寒、防火、防一氧化碳中毒、防滑、防止鍋爐爆炸等安全知識(shí)。
路基冬期施工,還應(yīng)對(duì)凍土應(yīng)該有清晰的了解:當(dāng)氣溫在0℃及以下時(shí),在土體中水份超過(guò)塑限土體會(huì)產(chǎn)生凍脹,含水的松散巖石里,水份也會(huì)結(jié)晶變化,膠結(jié)固體松散顆粒形成凍土。土溫在-3~-70C時(shí)為凍脹緩慢增長(zhǎng)階段,溫度再降低,凍脹幾乎不再增長(zhǎng)。
在嚴(yán)寒地區(qū),凍土達(dá)3年以上成為多年凍土;冬季結(jié)冰夏季融化為季節(jié)性凍土;凍結(jié)狀態(tài)僅持續(xù)幾小時(shí)或數(shù)日被稱為瞬時(shí)凍土。同時(shí),還仍存在極少部分未結(jié)晶變化的水分與固體被稱為寒土。
路基材料性質(zhì)影響著抗凍的能力,因而冬季施工應(yīng)選擇抗凍性能良好的材料:1)碎石類土、砂類土、卵石土、石渣土一般不凍脹或凍脹較小;粉土和粉質(zhì)粘土凍脹性大;粘土次之。2)小密度土體凍結(jié)時(shí),密度對(duì)土體凍脹強(qiáng)度影響甚大;只有當(dāng)密度達(dá)到一定值后凍脹才能減小。3)粉煤灰可用于各級(jí)公路路堤填筑,但路床施工中不得用于高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路的上路床。在大風(fēng)天氣、氣溫低于0℃及以下也不宜施工。
路基施工可在冬季進(jìn)行的項(xiàng)目:
(1)泥沼地帶河湖凍結(jié)到一定深度后,如需換土?xí)r可趁凍結(jié)期挖去原地面的軟土、淤泥層換填合格的其他填料。(2)含水率高的流動(dòng)土質(zhì)、流沙地段的路塹可利用凍結(jié)期開(kāi)挖。(3)河灘地段可利用冬期水位低,開(kāi)挖基坑修建防護(hù)工程,但應(yīng)采取加溫保溫措施,注意養(yǎng)護(hù)。(4) 巖石地段的路塹或半填半挖地段,可進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。
不宜在冬季施工的路基工程項(xiàng)目:
(1)高速公路、一級(jí)公路的土質(zhì)路基和地質(zhì)不良地區(qū)的公路路堤不宜進(jìn)行冬期施工。土質(zhì)路堤路床以下1m范圍內(nèi),不得進(jìn)行冬期施工。半填半挖地段、填挖交界處不得在冬期施工。(2)鏟除原地面的草皮、挖掘填方地段的臺(tái)階。(3)整修路基邊坡。(4)在河灘低洼地帶將被水淹的填土路堤。(5)高速公路、一級(jí)公路的土質(zhì)路堤和地質(zhì)不良地區(qū)的公路路堤不宜進(jìn)行冬期施工。土質(zhì)路堤路床以下1m范圍內(nèi),不得進(jìn)行冬期施工。半填半挖地段、填挖交界處不得在冬期施工。
冬季施工防凍措施:
凍脹的預(yù)防措施(保溫防凍):⑴ 翻松表土耙平法:在預(yù)先確定冬季挖土的地面上,將表土翻松并耙平,翻松的土層中充滿空氣的孔隙可降低土層的導(dǎo)熱性。翻松耙平的深度根據(jù)當(dāng)?shù)赝翆觾鼋Y(jié)深度確定,一般在入冬之前的秋季進(jìn)行施工。⑵ 覆蓋保溫材料法:對(duì)已開(kāi)挖的基槽(坑),保溫材料鋪設(shè)在基槽(坑)底表土上面,靠近基槽(坑)壁處,保溫材料需加厚;對(duì)未開(kāi)挖的基槽(坑),保溫材料鋪設(shè)寬度為土層凍結(jié)深度的兩倍與基槽(坑)寬度之和。適用于面積較小的地面防凍或較小的基槽(坑)防凍。⑶ 覆雪保溫法:大面積的土方工程可在地面上設(shè)籬笆或雪堤,高度一般為0.5~1m;基坑(槽)土方工程可在基坑(槽)位置的地面上挖積雪溝, 將雪填滿,防止未挖掘的土層凍結(jié)。適用于降雪量較大的地區(qū)。⑷ 暖棚保溫法:適用于防止已開(kāi)挖基坑(槽)基土受凍的方法。一種是在基坑(槽)上面鋪設(shè)木楞、木板和15~20mm的保溫材料;另一種是在基坑(槽)底面鋪設(shè)珍珠巖袋、稻草、爐渣等保溫材料,然后搭設(shè)塑料大棚。(5)基底處理應(yīng)在填筑前清除冰塊和積雪;補(bǔ)填的基底應(yīng)選取適當(dāng)?shù)牟牧希⒓皶r(shí)整平壓實(shí);基底處理完成后應(yīng)立即采取保溫措施,防止凍結(jié)。(6)在融期來(lái)臨前,應(yīng)對(duì)全線邊溝、排水溝進(jìn)行清理疏通。
對(duì)填筑路堤,多年凍土地區(qū)宜在暖季進(jìn)行;厚層地下冰地段宜寒季施工,填筑時(shí)不得有積雪。路堤填料應(yīng)集中取土,不得在路基兩側(cè)隨意取土。在融沉和強(qiáng)融沉分布地段,取
上場(chǎng)與路堤坡腳間的距離不得小于200m。填土護(hù)道應(yīng)及時(shí)碾壓,壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到80%以上,護(hù)道應(yīng)與路堤主體工程同步施工。(1)寒季進(jìn)行路堤施工時(shí),填料應(yīng)采取有效的保溫措施。(2)中途停止填筑時(shí),應(yīng)整平填層和邊坡并進(jìn)行覆蓋防凍,恢復(fù)施工時(shí)應(yīng)將表層冰雪清除,并補(bǔ)充壓實(shí)。(3)當(dāng)填筑高程距路床底面1m時(shí),碾壓密實(shí)后應(yīng)停止填筑,在頂面覆蓋防凍保溫層,待冬期過(guò)后整理復(fù)壓,再分層填至設(shè)計(jì)高程。(4)冬期過(guò)后應(yīng)對(duì)增方路地進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí),床實(shí)度應(yīng)符合表1的規(guī)定。
在冬期開(kāi)挖路塹施工,多年凍土地區(qū)路塹施工應(yīng)符合下列規(guī)定:1路塹施工應(yīng)采取隔水、排水、換填和設(shè)置保護(hù)層等措施。2路塹段路床換填材料為粗粒土?xí)r,宜在寒季施工:換填其他填料時(shí),宜在暖季施。3開(kāi)至換填層位時(shí),應(yīng)對(duì)暴露的冰層采取“晝蓋夜開(kāi)”的遮擋防護(hù)措施。暖季開(kāi)空的路塹在清方成形后,換填部位應(yīng)及時(shí)回填。4深路塹施工過(guò)程中應(yīng)監(jiān)控開(kāi)挖面凍土的融化情況,并采取必要的冷卻措施。5其他冬期措施:(1)挖方邊坡不得一次挖到設(shè)計(jì)線,應(yīng)預(yù)留一定厚度的覆蓋層,待到正常施工季節(jié)后再修整到設(shè)計(jì)坡面。(2)路基挖至路床頂面以上1m時(shí),完成臨時(shí)排水溝后,應(yīng)停止開(kāi)挖。待冬期過(guò)后再施工。(3)高含冰量?jī)鐾恋囟螕跬翂Φ氖┕ひ嗽诤具M(jìn)行,并應(yīng)連續(xù)施工;A(chǔ)施工完成后,應(yīng)立即回填。基坑開(kāi)挖后,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)全部或部分埋在純冰或含土冰層上時(shí),應(yīng)進(jìn)行特殊處理;A(chǔ)完工后應(yīng)立即回填夯實(shí)。(4)在多年冰凍地區(qū),冬季開(kāi)挖路塹后,可能會(huì)使含有大量冰體的多年凍土溶解,邊坡易坍塌。需特別注意應(yīng)有排水等防坍塌措施。高含冰量?jī)鐾恋囟伍_(kāi)挖宜在寒季進(jìn)行,基底和邊坡?lián)Q填及保溫層等施工宜在6月底前完成。
冬季開(kāi)挖的方法主要有:
(1)爆破凍土法:當(dāng)冰凍深度達(dá)1m以上時(shí)可用此法炸開(kāi)凍土層。炮眼深度取凍土深度的075~09倍、炮眼間距取冰凍深度的1~1.3倍并按梅花形交錯(cuò)布置。(2)機(jī)械破凍法:1m以下的凍土層可選用專用破凍機(jī)械、如凍土型、凍土鋸和凍士鏟等,予以破碎清除。(3)人工破凍法:當(dāng)冰凍層較薄,破凍面積不大,可用日光暴曬法、火燒法、熱水開(kāi)凍法、水針開(kāi)凍法、蒸汽放執(zhí)解凍法和電執(zhí)法等方法脹開(kāi)或融化冰凍層,并輔以人撬挖。
雪害地段路基施工:
對(duì)施工路段應(yīng)進(jìn)行沿線雪害雪災(zāi)的歷史情況、可能發(fā)生的雪害雪災(zāi)的類型、范圍、規(guī)模、分布位置及防災(zāi)治災(zāi)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)提前做調(diào)查。核實(shí)工程地質(zhì)及水文變化,制定合理可行的實(shí)施方案。
通常措施有:
1.路基兩側(cè)20m范圍不得設(shè)取土坑,不得堆放棄土和廢渣。應(yīng)保護(hù)路基兩側(cè)地表植被和自然景觀,減少施工引起地貌的變化而造成積雪的公路雪害。
2.積雪地段路基宜選用水穩(wěn)性好的砂礫土作為填料。
3.在融雪前,應(yīng)疏通路基的排水系統(tǒng),保證融雪水順暢排出。
4.路基排水設(shè)施、坡面防護(hù)應(yīng)及時(shí)施做,應(yīng)充分考慮凍脹和春季融雪水的滲透對(duì)路基的穩(wěn)定和邊坡坡面的影響。
5.積雪地段路基防護(hù)砌筑工程應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,砌筑片石、塊石、砌筑砂漿應(yīng)符合抗凍要求。砂漿強(qiáng)度應(yīng)不低于M10,且應(yīng)密實(shí)、飽滿,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%前不得受凍。采用干砌時(shí),應(yīng)采用大塊石砌筑。
6.雪崩地段路基施工應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)應(yīng)配備專門的觀測(cè)儀器和人員進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)預(yù)警山體塌方、碎石滾落、降雨降雪天氣、大量地下水涌出等情況。
2)應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)防施工機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)造成的坍塌、碎落及山體滑坡。
3)在同一個(gè)雪崩區(qū),防雪工程應(yīng)從雪崩源頭開(kāi)始施工,上一個(gè)單項(xiàng)工程完成后方可開(kāi)始相鄰的下一個(gè)單項(xiàng)工程施工。
4)方施工時(shí),應(yīng)沿等高線開(kāi)挖水平臺(tái)階,按從上到下的順序開(kāi)挖臺(tái)階,廢方堆于臺(tái)階下方。
5)穩(wěn)雪柵欄應(yīng)沿等高線設(shè)置。穩(wěn)雪柵欄宜設(shè)置多排,最高一排柵欄應(yīng)在雪朋裂點(diǎn)除
近及雪檐下方,應(yīng)保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性及錨固鋼筋的錨固要求,回填土壓實(shí)度應(yīng)不小于96%,柵欄與坡面的交角應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。
6)防雪林的布設(shè)應(yīng)從雪崩源頭開(kāi)始到雪崩運(yùn)動(dòng)區(qū),從上到下分期種植適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的速生樹(shù)種。
7.風(fēng)吹雪地段路基施工應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)路基兩側(cè)距邊坡坡腳不小于30m范圍內(nèi)的障礙物應(yīng)清除,并對(duì)地表進(jìn)行整平,必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防雪設(shè)施。
2)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刂黠L(fēng)向、風(fēng)速等情況選擇取土坑的位置。在單一風(fēng)向的路段,取土坑宜設(shè)在路堤背風(fēng)側(cè),與路堤邊坡坡腳距離宜不小于50m。在有兩向交替風(fēng)作用的路段宜集中設(shè)置取土坑,與路堤邊坡坡腳距離宜不小于100m,施工完成后應(yīng)將其邊坡修成緩坡,使其平行于主風(fēng)向的斷面平順通暢。必要時(shí)取土坑也可用作儲(chǔ)雪場(chǎng)。
3)風(fēng)吹雪路段路基棄方應(yīng)棄至背風(fēng)坡一側(cè),距路基坡腳或路塹坡頂?shù)木嚯x應(yīng)不小于00m,并應(yīng)整理平順。
4)石方路塹和積雪平臺(tái)超控處理應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)超挖回填部分應(yīng)選用水穩(wěn)性和抗凍融性好的材料,壓實(shí)度應(yīng)符合本規(guī)范表4.4.3的規(guī)定。
(2)積雪平臺(tái)應(yīng)向路基外設(shè)置2%的坡度,并應(yīng)進(jìn)行硬化處理。
5)土質(zhì)路塹或遇水崩解軟化的風(fēng)化泥質(zhì)頁(yè)巖類路塹的路床和積雪平臺(tái)壓實(shí)度應(yīng)符合表443的規(guī)定,路基邊坡應(yīng)按防雪設(shè)計(jì)要求施工,將障礙物清理到設(shè)計(jì)指定的位置。
6)挖方路基邊坡宜不陡于1:4。當(dāng)外側(cè)剩余臺(tái)地工程量不大時(shí),宜全部挖除。
第二章 冬季路面施工篇
路面基層在冬季應(yīng)注意以下材料冬季的特性:
粉煤灰等工業(yè)廢渣
這類材料在冬季化學(xué)反應(yīng)活性變小,從面使崩解穩(wěn)定會(huì)減緩,溫度收縮性、干濕收縮性能因溫度影響會(huì)有改變?箖鲂圆睢
水泥
不能直接對(duì)其進(jìn)行加熱,保存在暖棚中。宜選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥,含氯化鎂水泥等,早強(qiáng)水化熱較大。
石灰
不宜在長(zhǎng)期潮濕環(huán)境下和受水浸泡。低溫下易干縮,失水蒸發(fā)水會(huì)硬化干縮。不宜單獨(dú)使用,可作摻加料,呈堿性,不抗凍。
水
冬季宜用溫水,氣溫低于0℃及以下會(huì)結(jié)冰成固體狀,應(yīng)有防凍結(jié)冰措施。施工加熱溫度不宜超過(guò)29℃。
外加劑1
引氣劑或者引氣減水劑能減少砼泌水離析,改善和易性,顯著提硬化砼抗凍融耐久性。
外加劑2
防凍劑是在規(guī)定溫度下能顯著降低砼的冰點(diǎn),以保證水泥的水化作用,并在一定時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)度。
路面基層:水泥穩(wěn)定層的施工期最低氣溫應(yīng)在5℃以上。有冰凍的地區(qū),并應(yīng)在第一次重冰凍-3~-5℃到來(lái)之前半個(gè)月
到一個(gè)月完成。
路面施工中的無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)層應(yīng)選擇在氣溫較高的季節(jié)。施工期應(yīng)選擇最低平均氣溫5℃以上,有冰凍的地區(qū),施工期應(yīng)在第一次重冰凍到來(lái)的15-30天之前完成施工。
路面瀝青混凝土混合料施工時(shí),溫度應(yīng)符合規(guī)定要求,高速公路和一級(jí)公路施工氣溫低于10℃其他等級(jí)路面氣溫低于5℃時(shí),即不宜攤鋪熱拌瀝青混合料。冬季不宜施工。
冬季砼在濕度合適的條件下,溫度高,硬化快、強(qiáng)度高;溫度低,硬化慢、強(qiáng)度低。在0℃時(shí)水化作用基本停止,在-30C時(shí)砼中的水開(kāi)始結(jié)冰。當(dāng)室外平均氣溫連續(xù)5天低于5℃時(shí),應(yīng)采取冬期施工措施。
砼冬期施工,應(yīng)考慮材料配合比設(shè)計(jì)適當(dāng)摻加防凍劑、早強(qiáng)劑等技術(shù)措施。為保證砼在受凍前必須達(dá)到最低強(qiáng)度值,可進(jìn)行原材料的加熱:優(yōu)先采用加熱水的辦法,當(dāng)加熱水仍不能滿足要求時(shí),再對(duì)骨料進(jìn)行加熱。水和骨料的加熱溫度一般不超過(guò)80℃和60℃;當(dāng)水、骨料達(dá)到規(guī)定溫度仍不滿足熱工計(jì)算要求時(shí),可提高水溫至100℃,但水泥不得與80℃以上的水直接接觸。
冬季對(duì)于砼或鋼筋砼路面施工,需注意商砼出機(jī)溫度控制在 10℃ 以上,確保砼入模溫度不低于 5℃。砼施工過(guò)程狠抓運(yùn)輸環(huán)節(jié)及材料的質(zhì)量穩(wěn)定:1.砼拌合物出機(jī)后,應(yīng)及時(shí)送到施工現(xiàn)場(chǎng)的砼澆筑地點(diǎn)進(jìn)行澆筑施工,嚴(yán)禁在冬季出現(xiàn)砼滯留現(xiàn)象。2.砼攪拌車應(yīng)在罐體外包裹礦棉,防止砼熱量散失,砼結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)凍結(jié),確保運(yùn)輸車內(nèi)的混凝土溫度。合理調(diào)配車輛,縮短運(yùn)輸時(shí)間,保證混凝土入模溫度。3.砼澆筑振搗要迅速及時(shí)進(jìn)行,防止溫度損失過(guò)大。砼振搗時(shí)間應(yīng)較常溫有所增加,快插慢拔,提高混凝土的密實(shí)度。加強(qiáng)調(diào)度,保證混凝土澆筑的連續(xù)性,使?jié)仓軌蛞淮涡酝瓿。冬季施工不宜留施工冷縫。
對(duì)于砼的養(yǎng)護(hù),采取綜合蓄熱法、暖棚法、加熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
此外,冬季路面鋼筋焊接施工實(shí)施也應(yīng)注意控制溫度的影響。鋼筋在負(fù)溫條件下,其力學(xué)性能發(fā)生顯著變化:屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度增大;伸長(zhǎng)率和抗沖擊韌性降低,脆性也增大。冬季鋼筋接頭經(jīng)焊接后,熱影響區(qū)內(nèi)的韌性也將降低,若焊接工藝掌握不好,將導(dǎo)致鋼筋塑性和韌性下降,綜合性能變劣;若焊接后的接頭冷卻過(guò)快或接觸冰雪,也會(huì)使接頭產(chǎn)生淬硬組織,影響鋼筋的使用。鋼筋焊接施工最好在室內(nèi)進(jìn)行。在室外進(jìn)行焊接時(shí),風(fēng)力不得超過(guò)四級(jí),最低氣溫不得低于-20℃。否則需采取防風(fēng)措施,同時(shí)還要采取措施,減少焊件溫度的梯度和防止焊后的接頭立刻接觸冰雪。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中擠壓接頭部位的溫度低于–20℃時(shí),宜進(jìn)行專門試驗(yàn)。
當(dāng)環(huán)境溫度低于–20℃時(shí),不宜進(jìn)行施焊。采用鋼筋機(jī)械連接接頭的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與驗(yàn)收,應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107的規(guī)定。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋機(jī)械連接接頭部位的溫度低于–10℃時(shí),應(yīng)進(jìn)行專門試驗(yàn)。
冬季鋼筋貯存與地面以上0.5m的平臺(tái)、墊木或其他支承上,并且用塑料布覆蓋避免暴露于大氣落雪而產(chǎn)生銹蝕和表面破損。進(jìn)入暖棚前鋼筋應(yīng)無(wú)雪漬、有害的銹蝕、松散銹皮、油漆、油脂、油或其他雜質(zhì)。
焊劑及堿性焊條的焊藥易潮,特別在負(fù)溫度時(shí),所以它們?cè)谑褂们氨仨毎凑召|(zhì)量說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行烘焙。使用時(shí)取出放在保溫筒內(nèi),做到隨用隨取。焊劑及堿性焊條的焊藥外露2小時(shí)后必須要重新烘焙。所使用的焊條、焊絲要貯存在通風(fēng)干燥的地方,保證焊條的良好性能。
焊接專用機(jī)具的檢查 焊接使用瓶裝氣體時(shí),對(duì)負(fù)溫下瓶嘴在水氣作用下容易產(chǎn)生冰縮堵塞現(xiàn)象,在焊接作業(yè)中就要及時(shí)檢查疏通。