浅谈树屏特大桥冬季施工技术措施

【摘 要】结合兰州中川线树屏高速公路立交特大桥桥梁工程，简要介绍桩基、承台、墩身冬季施工技术措施和冬季施工安全保证措施。

【关键词】冬季施工；质量控制

1、工程概况

树屏高速公路立交特大桥起讫里程DK34+611.79～DK40+487.58，孔跨布置为{2-24+20-32+（32+48+32）连续梁+72-32+3-24+27-32+（48+80+48）连续梁+3-32+1-24+3-32+1-24+1-32+1-24+4-32+1-24+2-32+1-24+15-32+1-24+15-32}，桥梁全长5875.79m。该桥两侧桥台均采用T台；大桥27#-44#墩墩共18个墩身采用圆端形空心墩，127#～130#、23#～24#采用直墩；其余墩均采用双线圆端形实体墩。该桥均采用摩擦桩基础，大部分桩底置于弱风化泥岩夹砂岩上。其中（32+48+32）m连续梁主墩采用Φ1.5m桩径，边墩采用Φ1.25m桩径；（48+80+48）m连续梁主墩及边墩均采用Φ1.5m桩径；其余桩均采用Φ1.25m桩径，桩长自30m～64m不等。

2、冬季施工简述

冬季施工是指当工地昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土等工程的施工。混凝土冬季施工的关键问题是如何根据不同的温差，不同的部位，采取不同的加热保温等技术措施，确保混凝土在平均气温低于5℃环境中的施工质量。根据兰州市有关气象资料，中川铁路树屏高速公路立交特大桥自11月初至次年的3月中旬为冬季施工期，冬季施工期较长。结合工程施工进度计划，连续梁已赶在冬施前全部施工完毕，冬季施工的主要内容包含钻孔桩、承台及墩身施工。混凝土工厂砂石料场采用封闭式彩钢板建设，混凝土所用砂石料采用“燃甲醇蒸汽锅炉”循环地暖加热，拌和用水采用循环蒸汽加热，外加剂设于储存棚内保温，确保拌合物的出机温度不低于10℃；混凝土搅拌运输车罐体采用保温材料（棉毡布）进行包裹，减少运输热量散失；承台及墩身采用搭设暖棚法进行蓄热保温施工，确保混凝土入模温度不低于5℃；同时浇筑完成后，通过暖棚蓄热使混凝土保持正温，直至达到其相应的抗冻强度。

3、冬季施工特点

3.1.冬季施工由于施工条件及环境不利，是工程质量事故的多发季节，尤其混凝土工程居多。

3.2.质量事故出现的隐蔽性、滞后性。即工程是冬天干的，大多数在春季才开始暴露出来，给事故处理带来很大难度。

3.3冬季施工的计划性和准备工作时间性强。这是由于准备工作的时间较短，技术要求复杂，因此，冬季施工应及早准备，严格控制，防止质量事故的发生。

4、冬季施工具体措施

4.1.施工准备

（1）收集工地所在地永登县气象台历年气象资料。关注天气预报，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态。（2）冬季施工前，项目部技术、质检、试验、材料应根据工地现场实际情况进行检查验收，并依照方案配备相关人员、机械、材料、工具等（3）冬季施工前，试验室应对测温、计量工作统一部署，落实到人，确保冬季施工措施落到实处。

4.2.钢筋冬季施工

钢筋施工主要为钻孔桩钢筋笼及承台、墩身钢筋加工，冬季室外钢筋焊接时，采取防雪、挡风及保温措施，并应选用韧性较好的焊条，严禁使用J422及以下规格的焊条。焊后的接头严禁立即接触冰雪。

（1）钢筋原材堆存垫高离地≥30cm，用帆布遮盖，以防雨雪直接接触锈蚀，影响钢筋质量。钢筋加工时提前运入钢筋加工棚内保温至10°以上，方可进行钢筋焊接，焊接完毕后的钢筋需待完全冷却后才能搬运往室外。（2）钢筋笼加工尽量在钢筋棚内进行，如钢筋笼加强圈自身的焊接。露天的钢筋笼台位处钢筋焊接应在大风天气设置挡风板。（3）承台钢筋主要在开挖后的基坑内进行，自然防风能力较好，但亦应防止风吹雪至焊接后的钢筋接头上。（4）墩身钢筋施工时，应在周围搭设脚手架，并用帆布等围护，做好防风措施，下雪天气严禁进行钢筋焊接。

4.3.混凝土工厂冬季施工及混凝土拌制

冬季施工期间，当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土、且其抗压强度达到设计强度的40%前；或用矿渣硅酸盐水泥配制混凝土、且其抗压强度达到设计强度的50%前，均不得受冻。冬季混凝土的拌制应注意以下要点：

（1）各种原材料应采取防雪、防冻等措施，提前存入混凝土工厂存料大棚并用彩条布加以覆盖，保温以备施工所用；同时对混凝土工厂存料大棚四周实心砖围墙、顶部彩钢板提前检修，围墙和彩钢板破损漏风处采用相应措施进行修复，保证大棚整体覆盖的封闭性与保温性。（2）存料棚进门处东西两侧两个料仓隔出15×25m大小的两个隔离棚，棚内地面设置80×80mm、间距80cm的地暖循环槽，槽内安装Φ57mm蒸汽进、回钢管，由锅炉房中引出接到棚内的地暖管，用于集中加热砂石料，保证棚内温度不低于10℃。所有自锅炉房中引出的进、回水管裹上保暖棉布或海绵后安装在20cm×20cm的明沟中，沟中回填砂子。（3）配制混凝土时，配合比采用高效减水剂尽量降低水胶比，宜选用较小的坍落度，且混凝土拌合时间为常温拌制时的1.5倍；同时掺用引气剂，防止混凝土临界饱和。（4）外加剂桶设置于彩钢板房内，储备的外加剂均置于全封闭储存棚内生煤炉保温，避免外加剂受冻结冰，但不可直接加热。（5）搅拌楼及操作间均用彩钢板围护成小厂房，二层平台板房与三层平台暂储仓内均生煤炉取暖，保证板房内温度不低于10℃，砂仓外侧及磅秤斗处采用盘管加热或生煤炉升温。拌制混凝土前及停止拌制后，用热水冲洗搅拌机鼓筒。（6）拌制混凝土的各项材料的温度，应满足混凝土拌和物搅拌合成后所需要的温度。当材料原有温度不能满足需要时，应首先考虑对拌和用水加热，其加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃以上，但应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再投入水泥。当加热水仍不能满足需要时，再考虑对集料加热。水泥只保温，不得加热。（7）冬季搅拌混凝土时，骨料不得带有冰雪和冻结团块。投料前，应先用热水或蒸汽冲洗搅拌机，投料顺序为骨料、水，搅拌均匀后，再加水泥搅拌，搅拌时间宜较常温延长50%以上。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。

4.4.混凝土的运输

（1）汽车泵泵送混凝土

①为防止混凝土接触冷管而冻结，汽车泵泵送混凝土前可对泵管通热水进行预热，预热温度不得超过40℃，使管道温度与混凝土温度相同为宜。②为保证混凝土输送畅通，要控制适当的温度。因汽车泵泵管较长，考虑到可能出现堵管现象进行处理而占用时间时，可适当提高混凝土出机温度。③为减少混凝土输送过程中的热量损失，所有直接与冷空气接触的管道采用保温材料（草袋、麻袋、棉毡布等）包裹起来。④混凝土泵送结束时，排净泵管内剩余的清洗用水。

（2）搅拌车运输混凝土

搅拌车运输混凝土时，运输混凝土前用热水清洗搅拌筒，要求预热温度不得超过40℃，以使搅拌筒温度与混凝土温度相同为宜。且用保温材料（棉毡布等）将运输混凝土的容器包裹起来。

4.5.钻孔桩冬季施工

冬季施工中低温对钻孔桩的影响主要为：混凝土、钢筋性能、施工操作的及对泥浆循环的影响。混凝土与钢筋的冬季施工已在前面阐述，此处主要阐述钻孔施工中泥浆的冬季施工：

由于泥浆在低温条件下，泥浆容易受冻，护壁能力下降，因此可采取以下措施：

（1）拌制泥浆用的膨润土应采用塑料布及帆布、草席等覆盖存放，确保膨润土不受冻、结块等。（2）泥浆拌制池、储浆池、沉淀池均应保持正常泥浆循环，防止泥浆结冰，影响泥浆性能。（3）泥浆循环管路均用棉被或防寒毡包裹，防止冻胀堵塞管道；另设置备用管路，一旦受冻可及时将备用的管路换上。

4.6.承台冬季施工

承台冬季施工采用暖棚法进行蓄热保温施工，为了满足承台暖棚的搭设及正常使用，基坑开挖时，基底四周应较承台边线向外侧扩大1.5m左右，扣除约30cm模板空间后，暖棚内作业面宽度约为1.2m。暖棚自承台模板安装完成后即进行搭设，并进行蓄热保温，确保混凝土入模温度不小于5℃。承台模板安装完成后，暖棚搭设脚手架作为支撑棚架，篷布四周搭在基坑边缘，顶面再覆盖一层硬质塑料布，基坑边沿采用砂袋压紧，篷布与承台顶面之间应预留1.5m高度以便通气及人员进入养生。暖棚内在承台纵向两端各布置1个煤炉、横向两侧各自均布4个煤炉，共计10个，烟囱分别伸出保温棚外并在顶部设排气口。暖棚封闭好后，棚内生煤炉烧水，棚内煤炉炉设专人看管，并设温度计对棚内温度每隔4h测试、记录一次。待棚内温度升至10℃以上后，通过设于基坑边沿的输送溜槽进行承台混凝土浇筑。混凝土浇筑完毕后，将溜槽拆除，并进行全部封闭，从而形成一个整体的封闭暖棚。

4.7.墩身冬季施工

墩身冬季施工采用暖棚法进行养护，因墩身处于地表以上，受风的影响较大，故在施工时对暖棚的搭设要求更为严格。在墩身钢筋及模板均安装就位后，墩身模板外侧搭设钢管脚手架作为骨架来搭建防寒保温棚，将整个墩身罩住，并留出操作以及养生空间。保温棚采用双层覆盖，底层先覆盖一层篷布，顶面再整体覆盖一层硬质塑料布，篷布及塑料布搭接处应不少于50cm，施工人员进出口处设置保温门帘。保温棚搭设完成后，在墩身四周分设12个煤炉，对模板表面进行加温，烟囱分别伸出保温棚外并在顶部设排气口。待棚内温度升至10℃以上，通过棚顶篷布搭接处下放串筒开始浇筑混凝土。浇筑完毕后，将篷布搭接处封闭，以防止热量散失。保温棚内分别在墩身底部、中部、顶部，且尽量在离煤炉最远处悬挂温度计，同时做好大气温度测量，准确的掌握暖棚内外温差，适时调整好养生温度，做好日常纪录。根据温度记录情况，动态适当调整煤炉数量，确保棚内温度。

4.8.混凝土的浇筑与养护

（1）混凝土在浇筑前应清除模板、钢筋上的积雪和污垢。当环境气温低于-10℃时，应将直径大于或等于25mm的钢筋和金属预埋件加热至正温。（2）冬季施工接缝混凝土时，当旧混凝土面和外露钢筋暴露在冷空气中时，应对距离新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋，进行防寒保温。（3）混凝土应采用机械振捣并分层连续浇筑，分层厚度不得小于20cm。（4）承台或墩身混凝土浇筑完毕后，立即进行保温养护，混凝土的升温速度不得大于10℃/h，降温速度不得大于5℃/h。（5）当室外最低气温高于-15℃时，承台混凝土养护优先采用蓄热法养护。承台混凝土浇筑成型后，应立即用棉被或保温毡布进行覆盖防寒保温，特别注意边角的覆盖保温。当蓄热法养护不能达到要求时，可在承台外搭设暖棚，棚内通蒸汽或生煤炉加热养护。（6）墩身采用暖棚法养护，在浇筑好的墩身周围搭设脚手架，并用帆布及塑料布进行围护形成暖棚，暖棚内生煤炉加热养护。

4.9.模板的拆除

（1）冬季施工宜增加两组同条件试块数量，通过对试块的强度判定，当养护至2.5MPa以上且保证其表面及棱角不因拆模而受损、抗压强度达到设计强度的40%前不受冻即可拆除模板，模板拆除最好选择在白天温度最高时进行。（2）混凝土与环境的温差不得大于15℃。当温差在10℃以上，但低于15℃时，拆除模板后的混凝土表面宜加以覆盖，使其缓慢冷却。（3）当采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后的环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以后，方可拆除模板。

4.10.温度测试

（1）混凝土冬季施工，应按时检查水、外加剂及骨料加入搅拌机时的温度，以及混凝土拌制、浇筑时环境温度，每一工作班至少检查4次。（2）混凝土浇筑应按时测量混凝土出机和混凝土入模的温度，以及结构物四周的温度和混凝土温度变化情况，使混凝土内外温差不超过25℃，混凝土表面温度平均保持在15℃左右，最低处不低于5℃。（3）加强混凝土养生期的温度观测。对于蓄热法养护承台混凝土时，宜在承台边角留置测温孔。暖棚法养护承台及墩身混凝土，每个面至少设置两个温度计，并应设置在离热源不同的位置。

5、冬季施工安全保证措施

（1）安质、技术人员要落实冬季施工准备工作，向施工队进行详细的安全技术交底，在施工过程中每天对施工班组进行有针对性的施工安全技术交底。（2）健全安全防火组织，各作业点负责人为安全防火负责人，确保生产安全。（3）冬季施工现场作业队人员必须穿防滑鞋，佩戴必要的防冻劳保用品，以防天寒地冻，手脚不便发生事故。如雪后或冰冻后作业，对作业范围的积雪及冰冻消除后方可作业，并铺设草袋等防滑设施。（4）与当地气象部门取得联系，做好气温观测工作。调度应预先掌握天气情况，并及时通报有关单位，提前作好预防工作。（5）甲醇锅炉使用前严格按运行规程的规定进行全面检查，各项要求符合后才可运行，且在使用前要进行取证或复检；同时建立健全司炉工岗位责任制、锅炉安全操作制度等，确保甲醇锅炉的有序运转使用。（6）冬季施工期间，遇有迷雾、大雪或六级以上大风严禁登高作业。

6、结束语

冬季施工是桥梁工程施工必不可少的部分，做好冬季施工对整个工程起着至关重要的作用。在树屏高速公路立交特大桥冬季施工实际过程中，通过该项冬季施工措施的实施，混凝土质量达到了内实外美，保证了工程质量。

参考文献：

1、树屏高速公路立交特大桥施工组织设计；

2、《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）；

3、《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；

4、《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）。

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