时间：2013-11-29 分类：机械
【摘要】冬季混凝土施工条件恶劣、工艺复杂、质量难以控制。如何在确保冬季混凝土施工质量的前提下加快施工进度，是北方寒冷地区混凝土施工的难点之一。本文结合哈齐铁路客专肇东特大桥下部结构混凝土暖棚法施工的实践，阐述了寒冷地区冬季混凝土施工各工序的质量控制要点及几点注意事项。
【关键词】混凝土 冬季施工 质量控制
冬季混凝土施工时，如不采取保温防冻措施，混凝土中的游离水将发生冻结。由于游离水冻结后体积增加约9%，引起混凝土各组分之间发生相对移动，从而使得振捣后的混凝土内部结构遭到破坏。我们在哈齐铁路客专肇东特大桥施工过程中，对混凝土拌合站采用封闭保温料仓，对混凝土运输罐车的搅拌筒采用棉毡包裹，在浇筑现场搭设暖棚保温，暖棚内采用火炉加温。春融后的检验结果显示，混凝土施工质量得到了较好地控制。
一、工程概况
哈齐铁路客专肇东特大桥中心里程为DK66+605.66，全桥长4620.34m。上部结构为预应力混凝土双线简支箱梁，其中32m箱梁132孔，24m箱梁12孔。孔跨第1#-126#墩为双线流线形圆端实体桥墩，第127#-143#墩为圆端形实体矮墩，其中最高墩为40#墩，墩身高12m; 桥台均为双线一字形桥台;设计为钢筋混凝土承台、φ1m钻孔灌注桩基础，钻孔桩1284根。简支箱梁在梁场集中预制，采用轮胎式运梁车运送，900T架桥机架设。
该桥位于的黑龙江肇东市系高寒地区，每年11月份到次年3月份平均气温低于0℃，最低气温达-39℃，最冷月平均气温-18℃，最大冻层深度达1.89m，年有效施工期为7个月。根据项目的工期要求并结合实际情况，肇东特大桥处在小里程架梁通道上，桥梁桩基、承台、墩身等部分工程必须进行冬季施工。
二、冬季混凝土施工质量控制措施
(一)原材料质量控制
1.水泥
选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥标号不得低于42.5级。材料进场时，严格按批次对其品种、级别、散装仓号、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合现行国家标准的规定。
2.粗、细骨料
材料进场时应对骨料的品种、料径、进场日期进行登记，分品种、粒径入待检仓。对骨料颗粒级配、含泥量、泥块含量、云母含量、轻物质含量、有机物含量、压碎指标值、针片状颗粒含量、紧密空隙率等指标进行试验，质量满足设计及规范要求后转入保温棚内的合格仓。
3.外加剂
选用具有防冻性能的引气型减水剂，其各项指标应满足《高性能混凝土暂行技术条件》的要求。
4.混凝土拌和用水
对拟采用的拌合用水进行试验，各项指标应满足《高性能混凝土暂行技术条件》的要求。
(二)拌和设备及原材料的保温措施
混凝土拌和站料仓、传送带、主机采用全封闭。设置能确保一周施工所用的大堆料仓。封闭料仓四周采用保温彩钢板围护，顶部设置5cm厚保温棉+彩钢复合板覆盖。料棚采用全封闭式，内设预热区和加热区。预热区周围挂设暖气片，加热区除周围挂设暖气片外，在存砂区底部设置蒸汽管道。
在料仓外设锅炉对料棚供热和拌和站用水加热，外围管道采用φ133㎜钢管连接到料棚，钢管采用保暖材料包裹;暖棚里安装暖气片，悬挂布置在2米高加热仓周围内墙壁上，采用暖气供热。在存砂范围内增加蒸汽管道加热，采用18米长φ65×3㎜无缝钢管间距20cm布置，管道安装前底部先铺设绝热层，管道间采用混凝土填充，顶部设置钢板。
封闭料仓外设砂石料存料区，对存料区的大堆料采用覆盖彩条布的方法，减少存料冻结成块。混凝土拌合前，先将砂石料从存料区倒入预热区预热，使用前再倒入加热区加热不少于24h。减水剂储存罐、粉料罐等均采用保温棉+双层棉被包裹保温;蓄水池顶部采用彩钢复合板覆盖，其内通过蒸汽管道;所有棚外蒸汽管道均埋设在地面以下2m，四周采用隔热材料包裹。
(三)混凝土拌合
每次拌和混凝土前应对原材料的温度、含水量进行检测，以便合理调整、控制水温和用水量。
冬季施工混凝土配合比设计时需掺加防冻剂，混凝土拌和时间延长至180s。拌制混凝土前先用热水冲洗搅拌机，混凝土搅拌时，保证水温满足要求后方可进行混凝土拌和。混凝土拌和投料顺序为：砂石料→水→防冻剂→水泥、粉煤灰→高效减水剂，砂石料与水充分搅拌均匀后方可投入其它材料。
正式拌和前先进行试拌，试拌混凝土各项指标以及混凝土温度均满足要求后方可正式拌和，正式拌和时再次对混凝土性能指标、出机温度等进行检测，合格后方能出站。
(四)混凝土运输
混凝土运输罐车的搅拌筒采用棉毡包裹保温，防止混凝土受冻。加强便道养护和维修，保持便道完好无损。派专人及时清理便道上的积雪、积水，保持便道畅通无阻。确保罐车的行车速度，缩短混凝土运输的时间，减少混凝土的热量损失，保证混凝土入模温度。运输罐车的出料口采用卷帘遮风保暖。
(五)混凝土浇筑
为了保证混凝土质量，混凝土的入模温度不应低于5℃。混凝土浇筑前应及时准确地了解天气预报信息，浇筑混凝土要避开寒流及雪天，并选在气温相对较高，温差相对较小的白天进行。混凝土浇筑前必须搭设保温暖棚，暖棚的温度不得低于10℃，先对钢筋、模板、预埋件等进行预热，待达到正温状态后方可进行砼浇筑。混凝土浇筑前应测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率，以及相邻新旧混凝土(或与周围介质)的温差，待混凝土性能符合设计配合比和浇筑温差要求后方可入模。浇筑前，应对混凝土输送管道进行包裹，并进行预热，出料口设置可移动暖棚保温，以减少混凝土温度的损失。混凝土浇筑时使罐车高速旋转20-30S，以保证混凝土入模时的温度相对均匀。浇筑过程中要做好足够的同条件的试块，分别放置于暖棚的上下两部分。#p#分页标题#e#
(六)混凝土养护
混凝土工程的养护工作非常关键，正确的养护方法能避免混凝土受冻和产生不必要的温度收缩裂缝。混凝土养护采用暖棚蓄热法，即搭设钢管支架，外挂保温棉被，再覆盖防风、防雨雪帆布，在暖棚周围四角内设4个火炉，火炉子上面放置4个大铁水桶加热蒸气保温保湿(见墩身暖棚法施工照片)。在砼施工过程中及砼施工完成后12小时内，控制棚内温度在20℃左右。养护分为升温、恒温、降温，升、降温速度控制在5℃/h左右，以保证混凝土温度与环境温度差控制在15℃以内。
在墩身养护期间，应测量混凝土内部、表面、模板以及棚内温度，并做好记录。从混凝土浇筑完毕时间算起，每隔4小时测一次温度。外界气温在每天6时、12时、18时、24时的4个时间点进行记录，安排专职测温人员量测。当棚内温度低于10℃时，测温人员应及时向现场负责人汇报，，以控制火炉加煤速度。
墩身暖棚法施工照片
暖棚、模板拆除时间应根据同养试件结果确定，并严格控制好暖棚拆除时的砼温度、环境温度。当混凝土抗压强度达到设计强度的30%，且高于5MPa后方可拆除模板。拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。采用外部热源加热养护的混凝土，当养护完毕后的环境温度仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境之间的温差不大于15℃后，方可拆模。冬季施工不得直接洒水养护，宜喷涂养护剂或保湿增湿措施。墩台身模板拉杆孔道应在冬季进行封堵，防止水进入后产生冻胀。
(七)冬季施工注意事项
1、冬季施工中多处使用明火，尤其是施工暖棚又采用易燃材料搭建，在施工中要严防火灾。
2、施工暖棚采用火炉加温，既要保持暖棚内密封良好，又要防止砼浇筑、养护及测温人员煤气中毒。
3、施工暖棚搭设时，应在火炉上架设烟囱，让燃烧气体直通向暖棚外，防止因棚内二氧化碳及一氧化碳浓度过高，引起砼表面碳化。
4、所有混凝土严禁添加氯盐防冻剂，拌合用水最高温度以不超过80℃为限。
三、结束语
通过对混凝土拌合、运输、浇筑、养护等环节采用了防冻、保温等施工技术和质量控制措施，肇东特大桥在2010年冬季施工的225根钻孔桩、28个承台、22个墩台身，经2011年5月份解冻后检测，混凝土外观质量良好，各项性能指标均合格，受到了监理和业主的好评，获得了安全、质量、进度的三丰收。
参考文献：
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10424-2003)
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号)
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)
【摘要】冬季混凝土施工条件恶劣、工艺复杂、质量难以控制。如何在确保冬季混凝土施工质量的前提下加快施工进度，是北方寒冷地区混凝土施工的难点之一。本文结合哈齐铁路客专肇东特大桥下部结构混凝土暖棚法施工的实践，阐述了寒冷地区冬季混凝土施工各工序的质量控制要点及几点注意事项。
【关键词】混凝土 冬季施工 质量控制
冬季混凝土施工时，如不采取保温防冻措施，混凝土中的游离水将发生冻结。由于游离水冻结后体积增加约9%，引起混凝土各组分之间发生相对移动，从而使得振捣后的混凝土内部结构遭到破坏。我们在哈齐铁路客专肇东特大桥施工过程中，对混凝土拌合站采用封闭保温料仓，对混凝土运输罐车的搅拌筒采用棉毡包裹，在浇筑现场搭设暖棚保温，暖棚内采用火炉加温。春融后的检验结果显示，混凝土施工质量得到了较好地控制。
一、工程概况
哈齐铁路客专肇东特大桥中心里程为DK66+605.66，全桥长4620.34m。上部结构为预应力混凝土双线简支箱梁，其中32m箱梁132孔，24m箱梁12孔。孔跨第1#-126#墩为双线流线形圆端实体桥墩，第127#-143#墩为圆端形实体矮墩，其中最高墩为40#墩，墩身高12m; 桥台均为双线一字形桥台;设计为钢筋混凝土承台、φ1m钻孔灌注桩基础，钻孔桩1284根。简支箱梁在梁场集中预制，采用轮胎式运梁车运送，900T架桥机架设。
该桥位于的黑龙江肇东市系高寒地区，每年11月份到次年3月份平均气温低于0℃，最低气温达-39℃，最冷月平均气温-18℃，最大冻层深度达1.89m，年有效施工期为7个月。根据项目的工期要求并结合实际情况，肇东特大桥处在小里程架梁通道上，桥梁桩基、承台、墩身等部分工程必须进行冬季施工。
二、冬季混凝土施工质量控制措施
(一)原材料质量控制
1.水泥
选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥标号不得低于42.5级。材料进场时，严格按批次对其品种、级别、散装仓号、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合现行国家标准的规定。
2.粗、细骨料
材料进场时应对骨料的品种、料径、进场日期进行登记，分品种、粒径入待检仓。对骨料颗粒级配、含泥量、泥块含量、云母含量、轻物质含量、有机物含量、压碎指标值、针片状颗粒含量、紧密空隙率等指标进行试验，质量满足设计及规范要求后转入保温棚内的合格仓。
3.外加剂
选用具有防冻性能的引气型减水剂，其各项指标应满足《高性能混凝土暂行技术条件》的要求。#p#分页标题#e#
4.混凝土拌和用水
对拟采用的拌合用水进行试验，各项指标应满足《高性能混凝土暂行技术条件》的要求。
(二)拌和设备及原材料的保温措施
混凝土拌和站料仓、传送带、主机采用全封闭。设置能确保一周施工所用的大堆料仓。封闭料仓四周采用保温彩钢板围护，顶部设置5cm厚保温棉+彩钢复合板覆盖。料棚采用全封闭式，内设预热区和加热区。预热区周围挂设暖气片，加热区除周围挂设暖气片外，在存砂区底部设置蒸汽管道。
在料仓外设锅炉对料棚供热和拌和站用水加热，外围管道采用φ133㎜钢管连接到料棚，钢管采用保暖材料包裹;暖棚里安装暖气片，悬挂布置在2米高加热仓周围内墙壁上，采用暖气供热。在存砂范围内增加蒸汽管道加热，采用18米长φ65×3㎜无缝钢管间距20cm布置，管道安装前底部先铺设绝热层，管道间采用混凝土填充，顶部设置钢板。
封闭料仓外设砂石料存料区，对存料区的大堆料采用覆盖彩条布的方法，减少存料冻结成块。混凝土拌合前，先将砂石料从存料区倒入预热区预热，使用前再倒入加热区加热不少于24h。减水剂储存罐、粉料罐等均采用保温棉+双层棉被包裹保温;蓄水池顶部采用彩钢复合板覆盖，其内通过蒸汽管道;所有棚外蒸汽管道均埋设在地面以下2m，四周采用隔热材料包裹。
(三)混凝土拌合
每次拌和混凝土前应对原材料的温度、含水量进行检测，以便合理调整、控制水温和用水量。
冬季施工混凝土配合比设计时需掺加防冻剂，混凝土拌和时间延长至180s。拌制混凝土前先用热水冲洗搅拌机，混凝土搅拌时，保证水温满足要求后方可进行混凝土拌和。混凝土拌和投料顺序为：砂石料→水→防冻剂→水泥、粉煤灰→高效减水剂，砂石料与水充分搅拌均匀后方可投入其它材料。
正式拌和前先进行试拌，试拌混凝土各项指标以及混凝土温度均满足要求后方可正式拌和，正式拌和时再次对混凝土性能指标、出机温度等进行检测，合格后方能出站。
(四)混凝土运输
混凝土运输罐车的搅拌筒采用棉毡包裹保温，防止混凝土受冻。加强便道养护和维修，保持便道完好无损。派专人及时清理便道上的积雪、积水，保持便道畅通无阻。确保罐车的行车速度，缩短混凝土运输的时间，减少混凝土的热量损失，保证混凝土入模温度。运输罐车的出料口采用卷帘遮风保暖。
(五)混凝土浇筑
为了保证混凝土质量，混凝土的入模温度不应低于5℃。混凝土浇筑前应及时准确地了解天气预报信息，浇筑混凝土要避开寒流及雪天，并选在气温相对较高，温差相对较小的白天进行。混凝土浇筑前必须搭设保温暖棚，暖棚的温度不得低于10℃，先对钢筋、模板、预埋件等进行预热，待达到正温状态后方可进行砼浇筑。混凝土浇筑前应测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率，以及相邻新旧混凝土(或与周围介质)的温差，待混凝土性能符合设计配合比和浇筑温差要求后方可入模。浇筑前，应对混凝土输送管道进行包裹，并进行预热，出料口设置可移动暖棚保温，以减少混凝土温度的损失。混凝土浇筑时使罐车高速旋转20-30S，以保证混凝土入模时的温度相对均匀。浇筑过程中要做好足够的同条件的试块，分别放置于暖棚的上下两部分。
(六)混凝土养护
混凝土工程的养护工作非常关键，正确的养护方法能避免混凝土受冻和产生不必要的温度收缩裂缝。混凝土养护采用暖棚蓄热法，即搭设钢管支架，外挂保温棉被，再覆盖防风、防雨雪帆布，在暖棚周围四角内设4个火炉，火炉子上面放置4个大铁水桶加热蒸气保温保湿(见墩身暖棚法施工照片)。在砼施工过程中及砼施工完成后12小时内，控制棚内温度在20℃左右。养护分为升温、恒温、降温，升、降温速度控制在5℃/h左右，以保证混凝土温度与环境温度差控制在15℃以内。
在墩身养护期间，应测量混凝土内部、表面、模板以及棚内温度，并做好记录。从混凝土浇筑完毕时间算起，每隔4小时测一次温度。外界气温在每天6时、12时、18时、24时的4个时间点进行记录，安排专职测温人员量测。当棚内温度低于10℃时，测温人员应及时向现场负责人汇报，，以控制火炉加煤速度。
暖棚、模板拆除时间应根据同养试件结果确定，并严格控制好暖棚拆除时的砼温度、环境温度。当混凝土抗压强度达到设计强度的30%，且高于5MPa后方可拆除模板。拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。采用外部热源加热养护的混凝土，当养护完毕后的环境温度仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境之间的温差不大于15℃后，方可拆模。冬季施工不得直接洒水养护，宜喷涂养护剂或保湿增湿措施。墩台身模板拉杆孔道应在冬季进行封堵，防止水进入后产生冻胀。
(七)冬季施工注意事项
1、冬季施工中多处使用明火，尤其是施工暖棚又采用易燃材料搭建，在施工中要严防火灾。
2、施工暖棚采用火炉加温，既要保持暖棚内密封良好，又要防止砼浇筑、养护及测温人员煤气中毒。
3、施工暖棚搭设时，应在火炉上架设烟囱，让燃烧气体直通向暖棚外，防止因棚内二氧化碳及一氧化碳浓度过高，引起砼表面碳化。
4、所有混凝土严禁添加氯盐防冻剂，拌合用水最高温度以不超过80℃为限。#p#分页标题#e#
三、结束语
通过对混凝土拌合、运输、浇筑、养护等环节采用了防冻、保温等施工技术和质量控制措施，肇东特大桥在2010年冬季施工的225根钻孔桩、28个承台、22个墩台身，经2011年5月份解冻后检测，混凝土外观质量良好，各项性能指标均合格，受到了监理和业主的好评，获得了安全、质量、进度的三丰收。
参考文献：
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10424-2003)
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号)
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)
