中建二局-冬期施工培训课件

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第一章、冬期施工的介绍
1、冬期施工的界定原则
“冬期”与传统意义上的“冬季”并不等同,其表征的是对混凝土结构施工产生影响的气温区段。冬期施工温度界限的确定是关系到混凝土施工质量和安全的首要问题。
目前,根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-2011)对冬期施工期限划分原则是:根据当地多年气象资料统计,当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工,当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬期施工。
注:“日平均气温”是指一天24小时的平均气温。气象学上通常用一天2时、8时、14时、20时4个时刻的气温的平均数值作为一天的平均气温。气象部门可提供这方面的相关资料。
2、冬期施工的原因
在工业与民用建筑工程建设项目中,建设单位为了工程早日投入使用,使工程的经济效益和社会效益的最大化;在工程施工过程中,为了满足工程进度的需要,不可避免的会出现必须在冬期施工的现象。
凡进行冬期施工的工程,应提前编制冬期施工专项方案并做好技术交底和冬施前的相关准备工作,指导工程的冬期施工,确保工程质量。
3、冬期施工的依据
《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104-2011)
《建筑机械使用安全技术规程》 (JGJ33-2012)
3、冬期施工的准备
涉及冬期施工主要为我国东北、西北、华北地区,冬期施工期一般为3~6个月;各地采取冬施的大致时间根据收集历年的气象资料,确定冬施时间范围。华北地区基本按照公司及分公司下发的“冬施令”通知时间进入冬期施工,基本冬期施工时间为11月15日-3月15日。
此外各项目还应提前了解未来一周天气的变化情况,以避免准备工作不及时导致的措手不及,做到防患于未然。
进行冬期施工的工程项目,在入冬前应组织专人编制冬期施工方案。编制的原则是:根据施工进度计划明确冬施范围内的分部分项工程,做好冬期施工的组织准备、技术准备、材料准备、现场准备、主要分项工程的施工措施、机械设备、质量保证措施和安全管理等方案的制定;确保方案具有一定的技术可靠性和经济合理性,使增加的费用为最少,所需的热源和材料有可靠的来源,并尽量减少能源消耗。
项目部根据方案的相关内容做好冬期施工前的准备工作,确保工程施工质量和实现缩短工期目标。
第二章、冬期施工的主要内容
根据分部工程的分类,共分为以下九部分。
一、建筑地基基础工程
二、砌体工程
三、钢筋工程
四、混凝土工程
五、保温及屋面防水工程
六、建筑装饰装修工程
七、钢结构工程
八、混凝土构件安装工程
九、建筑机械冬季使用
一、建筑地基基础工程
在冬季施工中,土壤由于遭受冻结,变为坚硬,挖掘困难,施工费用比常温期高,所以土方工程的冬期施工,必须在经济及技术条件上认为合理时,方可进行。
1、土的冻结深度
冻土是在温度下降到0度或以下时,含有水分的土壤呈冻结状态的一种现象。一般可分为短时冻土、季节冻土和多年冻土。最大冻土深度与气温、土质、地下水埋深等很多因素相关。施工中该数据一般为设计图纸或地勘报告直接给出,但施工单位应重视这个数据。
2、土的防冻措施
防冻准备工作:
(1)建筑场地宜在冻结前清除地上和地下障碍物、地表积水,并应平整场地与道路。
(2)挖掘完毕的基槽(坑)应采取防止基底部受冻的措施,因故未能及时进行下道工序时,应在基槽(坑)底标高以上预留土层并应覆盖保温材料。
覆盖方法一般来说可以分为覆盖土法和覆盖保温材料法,选择依据可综合考虑费用合理、方便实用、就地取材等方面因素。
案例:以哈大高速铁路CFG桩及桩间土覆盖保护为例进行说明:该工程的正线路基以及梁场的临建建设需要施工大量CFG桩,施工时间基本集中在10月-12月,为了避免刚施工完且未达到强度的CFG桩因低温影响成桩质量,必须对其采取相应的保温防冻措施。
结合当地的自然环境,拟选择覆土保温或覆盖秸秆法,计算土壤的保温防冻所需的保温层厚度h=H/β,H为未保温情况下的土壤冻结深度,无论采用哪种材料进行覆盖,该值不变;影响覆盖厚度主要取决于β的取值,即各种材料对土壤冻结影响系数,松土可取1.2,密实土取1.0,秸秆取1.4,可以看出采用秸秆进行覆盖保温所需的厚度是最小的,除了需要的数量少外,相比覆盖土法还有以下优点:
价格便宜,能够就地取材,铁岭地区农作物基本为玉米和水稻,数量充足,可以直接从田地中就近运到覆盖地点,而覆盖土则需从取土场运,价格高且不一定满足量的需求;
覆盖、清理方便,只需要人工搬运即可 ,而覆盖土则需要大型机械配合施工,清理时也很麻烦,且有可能会对CFG桩产生扰动;
3、土方开挖与回填
在没有保温防冻的条件,或土已冻结时,比较经济的土方施工方法是破碎冻土,然后挖掘。一般有爆破法、机械法和人工法三种。
开挖过程中应注意以下几点:
(1)必须周密计划,组织强有力的施工力量,必要时应留出预备力量,以便进行连续不断的施工。
(2)各种管道、机械设备必须采取保温措施,防止因冻结遭受破坏或变质。
(3)对运输的道路须采取防滑措施,如撒上炉渣或砂子等,以保持正常运输和安全。
4.土方开挖完毕,或完成了一段落,必须暂停一段时期,如在一天以内,可在未冻土上覆盖一层草垫等简单的保温材料,以防已挖完的基土冻结。如间歇时间稍长,则应在地基上留一层土暂不挖除,或覆以其他保温材料,待砌基础或埋设管道之前再将基坑(槽)或管沟底部清除干净。
在冬期回填土时,应采取以下等十项措施:
(1)把回填用土预先保温。在入冬以前,将挖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进行回填。
(2)在冬期挖土中,将不冻土堆在一起加以覆盖,防止冻结,留作回填之用。
(3)平衡土方。在编制施工方案时,应考虑挖方和填方的平衡,即用从甲坑挖出来的未冻土,填到乙坑作回填土,并迅速夯实。
(4)回填前将基底的冰雪和保温材料打扫干净,方可开始回填。
(5)用人工夯实时,每层铺土厚度不得超过20cm(较常温减少20%~25%),夯实厚度为10~15cm,预留沉降量较常温时应增加。
(6)适当减少回填土方量。在冬期进行回填土时,可在保证基底土不遭受冻结的条件下,尽量少填一些,留待春暖时再继续回填。
(7)为确保冬期回填的质量,对一些重大工程项目,必要时可用砂土进行回填。(提高承载力、减少沉降、消除冻账膨胀特点)
(8)在冻胀土上的地梁、桩基的承台等,其下面有可能被冻土隆起的地方,要垫以炉渣、矿渣等松散材料。
(9)有工业废料的地方,也可充分利用工业废料作回填土之用。
(10)冬期回填土方应连续进行并逐层夯实。
建筑地基基础工程案例:
北方地区某项目,基础形式为独立承台桩基础,防水板为400mm,柱距为9.2m*8m,未设地梁。该工程于2011年10月开始动工,,11月施工至地下室封闭,回填土完成,在地下室顶板上洞口及地下室顶板采用600厚珍珠岩覆盖,2012年3月准备重新开工,检查中发现大量地下水上返至地下室,见下左图,框架柱根部沿根部产生裂缝,见下右图。
原因分析:
(1)施工期间,沿建筑物四周共设置35个降水井点,平均每30m一个,建筑内部分土体受冻,使地下水成为承压水,越冬期间发现降水无故停止,地下水上返至地下室并在后浇带处结冰,使整个地下室底板至少承受甚至超过设计给出的水浮力高度的作用力,且混凝土由于未到设计强度(当时混凝土强度在C15左右),在水浮力的做用下更易产生破坏。承台分别坐落在不同的土层上,在浮力作用下使混凝土强度未达到结构设计要求时结构产生不均匀上浮。
设计要求“停止降水时,应确保结构不会因水浮力而上浮。除注明外,一般应在地下室顶板覆土完成、上部结构施工至3层楼面标高,方可完全停止降水”。如果提前停止降水,应征得设计同意,实际均未征得设计同意,擅自停止降水。
原因分析:
(2)负温环境下地基土在地下水的作用下冻胀使结构产生不均匀上拔。地基土产生冻胀的三要素是水分、土质和负温度。之前我们所提到由于过早的停止降水,导致地下水大量回补造成了土壤冻胀,基础承台受冻胀作用向上拱起,桩与承台连接处出现断桩现象,并进一步导致桩被整体上拔,
由于框架柱向上位移不均匀,使上层梁产生不均匀变形,靠近边柱处梁底部受拉,因而在与外柱相交处梁的底部出现了裂缝。同时当地下室底板下地基土融化后,该结构还要产生与这些裂缝位置对应的反向裂缝,这些裂缝的存在,将直接影响建筑物的使用寿命及其抗震性能,因此必须采取一定的加固措施进行处理。
处理措施:
(1)继续降水,使地下水位降低,地下室通风消除基底土冻胀,使上拔桩尽快回落。另外在底板上浮区域的地下室地面堆放堆载材料,加大桩上荷载,加速上拔桩回落,过程当中掌握桩回落情况,设沉降观测点,做好沉降量观测记录。
(2)对承台进行补强,并对柱根部裂缝以及柱与梁板连接点的裂缝进行加固处理。
通过以上案例可以看出,在北方严寒地区带的地下室跨年度施工时,越冬维护及降水必须引起足够的重视,以避免地基基础因浮力或冻胀或两者共同作用给结构带来的危害,而且在采取措施处理这些危害时往往要投入更大的精力和财力。

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