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本文作者：沈董健作者單位：南通四建集團(tuán)有限公司

隨著我國(guó)建筑業(yè)的飛速發(fā)展，住宅建設(shè)速度越來(lái)越快，工期越來(lái)越短。哈爾濱亞麻住宅小區(qū)工程位于和平路-民生路合圍地段原亞麻廠，13#樓總建筑面積43256.46m2，基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)，其中樁采用鋼筋混凝土超流態(tài)灌注樁，筏板為1.9m厚，混凝土為C35S6級(jí)抗?jié)B；主體為剪力墻結(jié)構(gòu)。地下為兩層車庫(kù)，地下一層層高為3.6m；地下二層為4.0m；地下一層和地上一層之間為管道夾層，層高2.1m；地上為高層住宅，分三個(gè)單元，層數(shù)分別為41層、42層、44層，層高為3.1m。建筑物長(zhǎng)度為38.5m，寬度為29.7m；室內(nèi)外高差為0.6m。工期要求2010年主體結(jié)構(gòu)梁、板、墻、柱施工到第七層，2011年主體結(jié)構(gòu)施工到38層，2012年9月30日竣工交付使用。

1冬季施工范圍及工期安排施工范圍:a.13#樓基礎(chǔ)施工完，混凝土：2215m3，鋼筋：700噸）b.13#樓主體結(jié)構(gòu)梁板墻柱施工到第七層。

2施工方案的選擇及理論計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基施工進(jìn)度、試驗(yàn)及移交情況及當(dāng)?shù)貧鉁貤l件，冬季施工主要方案選擇如下：采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法施工基礎(chǔ)墊層；采用蓄熱法施工筏板基礎(chǔ)；采用綜合蓄熱法和暖棚法施工主體結(jié)構(gòu)梁板墻柱；

2.1負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法

在混凝土中摻入防凍劑，澆筑后混凝土不加熱也不做蓄熱保溫養(yǎng)護(hù)，使混凝土在負(fù)溫條件下能不斷硬化的施工方法。基礎(chǔ)混凝土墊層施工時(shí)摻入早強(qiáng)防凍劑，使其具有不低于-15℃的抗凍能力。

2.2綜合蓄熱法

摻化學(xué)外加劑的混凝土澆筑后，利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量，通過(guò)適當(dāng)保溫，延緩混凝土冷卻，使混凝土溫度降到0℃或設(shè)計(jì)規(guī)定溫度前達(dá)到預(yù)期要求強(qiáng)度的施工方法。蓄熱法熱工計(jì)算如下：閥板基礎(chǔ)尺寸39.5×30.7×1.9，混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)尺寸3.0×0.2×3.1,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35S6，用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥用量410kg/m3，用15mm厚竹膠模板，外蓋50mm厚巖棉被，混凝土澆筑入模溫度15℃，室外平均氣溫Tm,a=-15℃，風(fēng)速4m/s，結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（閥板基礎(chǔ)）Mb1=0.64(m-1)，（剪力墻）Mb2=7.5(m-1)混凝土由澆筑到冷卻的平均溫度：（略）。

查圖得：混凝土在7天內(nèi)冷卻到要求溫度時(shí)達(dá)強(qiáng)度的30%。

2.3暖棚法

暖棚按主體結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行搭設(shè)，采用腳手架做骨架，巖棉被做保溫圍護(hù)材料，室內(nèi)溫度按100C考慮，室內(nèi)換氣次數(shù)為0.5次/h，熱工計(jì)算如下：Q=3.6MbK（Tb-Ta）=3.6MbKΔTQ=每立方米暖棚的耗熱量（W）；Mb=表面系數(shù)，即冷卻面與外部度量暖棚的體積之比；K=暖棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平均傳熱系數(shù)（W/m.k）；Tb=棚內(nèi)溫度（0C）；Ta=棚外大氣溫度（0C）；ΔT=暖棚內(nèi)空氣溫度差（0C）。暖棚按照27.5m*30.7m*3.1m搭設(shè)為例，暖棚體積V=2617.2M3，表面系數(shù)Mb=0.46m-1暖棚圍護(hù)（巖棉被）結(jié)構(gòu)的平均傳熱系數(shù)為0.04W/m2.k，棚內(nèi)溫度考慮為100C，棚外溫度以-200C為例，散熱系數(shù)為a=1.25Q=3.6×0.46×0.8×30×1.25=246.24kJ/h加熱體積1M3的暖棚所需的熱量為49.68kJ/h。以剪力墻為例，搭設(shè)27.5m*30.7m*3.1m暖棚，加熱2617.2m3，所需熱量為130022.5kJ/h。

3方案實(shí)施

根據(jù)理論計(jì)算及冬季施工范圍確定采用下列施工措施組織施工。

3.1冬季施工采暖系統(tǒng)

冬季施工現(xiàn)場(chǎng)配備20個(gè)碳火爐放在暖棚內(nèi)以保證暖棚內(nèi)溫度、另配備30臺(tái)電加熱器，以保證現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)辦公用房及宿舍取暖用。為保證冬季混凝土澆筑連續(xù)施工，且運(yùn)輸速度快，澆筑時(shí)間短，配置1臺(tái)HBT-60m3/h混凝土拖泵，1臺(tái)汽車泵；5臺(tái)16m3混凝土運(yùn)輸罐車（全部保溫），拖泵用來(lái)澆筑大體積混凝土，如閥板基礎(chǔ)，汽車泵用來(lái)澆筑分散的混凝土墻梁柱。

3.2冬季施工混凝土攪拌、運(yùn)輸及澆筑

冬期施工期間混凝土工程根據(jù)氣溫情況摻入早強(qiáng)抗凍劑。抗凍劑的加入應(yīng)考慮近三日的氣溫變化并按-5℃、-10℃、-15℃三個(gè)級(jí)別進(jìn)行加入，混凝土應(yīng)單獨(dú)留置同條件受凍臨界強(qiáng)度試塊，當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)到0℃時(shí)應(yīng)對(duì)試塊強(qiáng)度進(jìn)行試壓，其強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%。

3.3.1混凝土拌制

拌制過(guò)程在商品混凝土廠家完成，拌制時(shí)原材料必須進(jìn)行加熱，并保證出罐溫度超過(guò)15℃；針對(duì)早強(qiáng)防凍劑摻量及原材料加熱我方將不定時(shí)派專人去商品混凝土廠家進(jìn)行抽查。

3.3.2混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸采用罐車，運(yùn)輸過(guò)程中采取棉被保溫措施，保證減少溫度的降低。

3.3.3混凝土澆筑

混凝土采用48m泵車及現(xiàn)場(chǎng)地泵進(jìn)行澆筑。搭設(shè)地泵保溫棚一個(gè)，泵管采用保溫巖棉進(jìn)行保溫；混凝土采用機(jī)械分層振搗密實(shí)，分層厚度為400mm，表面采用人工木耙收平，保溫采用塑料布及保溫氈棉。由于墻和梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同，故澆筑時(shí)首先澆筑墻混凝土然后澆筑梁板混凝土。混凝土收平后立即用塑料布及保溫氈棉進(jìn)行覆蓋，當(dāng)溫度降至-10℃-15℃時(shí)應(yīng)采取有效的升溫措施（如生炭火爐等），期間用專人看護(hù)，防止火災(zāi)發(fā)生。

3.4冬季施工供電系統(tǒng)

冬季施工供電系統(tǒng)主要利用業(yè)主提供的一臺(tái)變壓器，從變壓器引接2條185電纜支路到施工區(qū)域配電箱，從配電箱引出支線現(xiàn)場(chǎng)使用。同時(shí)租用1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)做為備用電源，防止由于天氣原因及線路故障等原因而造成突然停電故事。

3.5現(xiàn)場(chǎng)冬季施工混凝土養(yǎng)護(hù)措施

3.5.1負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法

閥板基礎(chǔ)墊層2010年10月5日開始澆筑，室外最低氣溫零下-10℃左右，由于混凝土墊層較薄，面積較大，混凝土澆筑后，很快就進(jìn)入下一道工序施工，進(jìn)行鋼筋安裝及模板支設(shè)，用綜合蓄熱法及暖棚法不能滿足工期要求，因此選用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法，采用C15混凝土，水泥用量290kg/m3，摻用PDA-3型泵送防凍劑，在泥漿護(hù)壁樁樁頭破除后，基底整平后用汽車泵進(jìn)行澆筑，然后用塑料布進(jìn)行覆蓋。同時(shí)制作三組不同齡期（28d，60d，90d）負(fù)溫條件下養(yǎng)護(hù)試塊，以便測(cè)定混凝土在不同齡期的混凝土強(qiáng)度。混凝土澆筑一天后即可進(jìn)行定位放線及鋼筋安裝、模板支設(shè)。

3.5.2綜合蓄熱法

閥板基礎(chǔ)從10月15日開始澆筑第一罐混凝土，到10月18日之間，室外氣溫在0℃～-15℃之間，閥板基礎(chǔ)采用綜合蓄熱法施工。閥板基礎(chǔ)為獨(dú)立方形承臺(tái)，混凝土體積較大，承臺(tái)模板支設(shè)完、柱鋼筋安裝完畢后，在模板外側(cè)掛50厚保溫巖棉被，柱頭部位等混凝土澆筑后用五彩布進(jìn)行覆蓋后，上部加蓋一層巖棉被。混凝土采用C30，水泥用量411kg/m3，摻用PDA-3防凍泵送劑。混凝土攪拌用水用蒸汽加熱，從鍋爐房引一根蒸汽管到攪拌站水箱，水溫控制在60～80℃之間，混凝土出機(jī)溫度在40℃左右，入模溫度在15～20℃之間。混凝土澆筑后，對(duì)基礎(chǔ)邊角及棱角部位進(jìn)行加強(qiáng)保溫，布置好測(cè)溫孔，采用可讀式儀表溫度計(jì)進(jìn)行溫度測(cè)量，每隔6h測(cè)溫一次。同時(shí)制作兩組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，以便測(cè)量混凝土保溫材料拆除時(shí)間。通過(guò)對(duì)混凝土同條件試塊1天及3天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，1天強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的20%左右，3天強(qiáng)度的40%左右。用蓄熱保溫法施工的基礎(chǔ)在混凝土澆筑3天后可以拆除上表面保溫材料，進(jìn)行上部主體結(jié)構(gòu)的施工，基礎(chǔ)模板在保溫材料拆除后再行拆除。

3.5.3暖棚法

暖棚采用鋼腳手管做支架，外掛一層塑料布，雙層棉被，一層五彩布，暖棚按澆筑混凝土單元進(jìn)行搭設(shè)，即第一層1-2單元在墻柱梁板鋼筋、模板支設(shè)完成后，在澆筑混凝土前將暖棚四周搭設(shè)完畢，等混凝土澆筑完成后再將頂棚搭設(shè)完成。第一層3單元在墻柱梁板鋼筋、模板支設(shè)完成后，在澆筑混凝土前將暖棚四周搭設(shè)完畢，等混凝土澆筑完成后再將頂棚搭設(shè)完成。依此類推，每一樓層暖棚均分兩次搭設(shè)。暖棚支架距墻體邊緣為500mm。混凝土澆筑完成后，封好暖棚頂蓋，并開始安放碳爐子，每層樓房梁板墻柱做兩個(gè)同條件試塊放在暖棚內(nèi)最不利條件處進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，3天或4天后進(jìn)行試壓以檢測(cè)混凝土達(dá)臨界抗凍條件，以便拆除模板。做好混凝土的測(cè)溫記錄，保證混凝土內(nèi)部溫度與棚內(nèi)溫度及室外溫度差小于20℃以內(nèi)時(shí)進(jìn)行模板及暖棚拆除。拆除模板時(shí)應(yīng)注意保護(hù)好墻板不被損壞，每班作業(yè)做好施工記錄并檢測(cè)混凝土塌落度，并請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行取樣，作混凝土試塊。

4測(cè)溫控制

首先控制混凝土攪拌用水溫度，保證混凝土出機(jī)溫度在20℃以內(nèi)，保證混凝土入模溫度在10℃以上。混凝土澆筑前，在基礎(chǔ)及柱內(nèi)預(yù)埋塑料軟管至基礎(chǔ)中心部位，將溫度計(jì)插入軟管內(nèi)，以便測(cè)定混凝土內(nèi)部溫度。派專人每隔6小時(shí)測(cè)量一次室外溫度、保溫棚內(nèi)溫度及混凝土內(nèi)部溫度，控制混凝土內(nèi)部與表面溫度差在25℃以內(nèi)。測(cè)溫時(shí)按照測(cè)溫孔編號(hào)進(jìn)行溫度計(jì)插入測(cè)溫孔后，堵塞住測(cè)溫孔口，留置在孔內(nèi)3～5分鐘，然后迅速?gòu)目變?nèi)取出，使溫度計(jì)和視線水平，仔細(xì)讀數(shù)，并記入測(cè)溫記錄，同時(shí)將測(cè)溫孔用保溫材料按原樣覆蓋好，把三角旗插入孔內(nèi)。

5同條件試塊養(yǎng)護(hù)

試塊現(xiàn)場(chǎng)制作，標(biāo)養(yǎng)試塊必須放在標(biāo)養(yǎng)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)；同條件試塊應(yīng)放在構(gòu)件的旁邊，和構(gòu)件同條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；每拌制100盤混凝土并且不超過(guò)100立方米取樣不少于1次，不足100盤時(shí)也取樣1次。本工程混凝土施工時(shí)每個(gè)施工段墻柱、梁板留置除了留置正常試塊外，還要留置一組用于檢驗(yàn)負(fù)溫轉(zhuǎn)+28天的強(qiáng)度試塊和用于檢驗(yàn)臨界強(qiáng)度的試塊；其中梁板多留置三組同條件試塊，用于檢驗(yàn)構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度。

6保溫材料及模板拆除

冬季施工混凝土模板拆除一般在混凝土達(dá)到臨界受凍強(qiáng)度之后，測(cè)定混凝土內(nèi)部溫度與外界溫度在20℃左右時(shí)進(jìn)行保溫材料拆除，超過(guò)20℃時(shí)，對(duì)拆除后的墻板及柱、樓板進(jìn)行保溫覆蓋。

7冬季施工取得的成果

哈爾濱亞麻住宅小區(qū)工程13#樓上部主體結(jié)構(gòu)，于2010年10月15日開始澆注閥板基礎(chǔ)混凝土量2200m3，施工面積達(dá)20000m2。由于亞麻住宅小區(qū)施工工期正趕在嚴(yán)冬季節(jié)，所有上部結(jié)構(gòu)均在冰天雪地的平地上施工，凜冽的寒風(fēng)經(jīng)常刮打著施工現(xiàn)場(chǎng)的施工人員和正在施工的主體結(jié)構(gòu)上，新澆筑的混凝土和沒有達(dá)到臨界強(qiáng)度的混凝土經(jīng)受著高寒地區(qū)零下近20℃低溫的考驗(yàn)，不僅增加了施工難度，更增加了冬季施工保溫的難度，整個(gè)冬季施工最高氣溫零下5℃，最低氣溫零下20℃，澆筑混凝土15次，同條件養(yǎng)護(hù)試塊30組，保證了混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度35～50%之間進(jìn)行模板及保溫材料拆除，滿足了施工工期要求，沒發(fā)生一起凍害事件。

結(jié)束語(yǔ)

哈爾濱亞麻住宅小區(qū)13#樓主體結(jié)構(gòu)工程冬季施工從2010年10月5日開始，到2010年11月18日結(jié)束，不僅按合同約定工期完成了施工任務(wù)，而且積累了豐富的高寒地區(qū)冬季施工經(jīng)驗(yàn)，打破了黑龍江地區(qū)冬季混凝土不進(jìn)行施工的慣例，在工程建設(shè)中不僅創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，受到了業(yè)主和監(jiān)理單位的認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)，創(chuàng)造了一定的社會(huì)效益。