冬季施工方案新.docx
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冬季施工方案新
泃河辛撞节制闸除险加固工程
合同编号:
JHXZZSG/HT-2013-01
冬
期
施
工
方
案
天津市津水建筑工程公司
2013年11月19日
一、工程概况
1.工程概况
泃河发源于河北省兴隆县,流经天津市蓟县北部山区、北京市平谷县、河北省三河市后进入天津的宝坻和蓟县,在九王庄与州河汇合后称蓟运河。
为减小泃河对蓟运河的洪水压力,1973年开挖了引泃入潮分洪道,使泃河洪水大部分通过引泃入潮分洪道泄入潮白新河。
辛撞节制闸为引泃入潮起点第一座建筑物,位于蓟县辛撞村南引泃入潮口泃河左堤7+130处,属海河治理引泃入潮配套工程,其主要作用是拦截泃河洪水,使洪水改道进入潮白河,减轻蓟运河洪水对下游的威胁。
二、施工方案
1冬施部位
根据相关资料,天津地区11月15日至次年3月15日间,将进入冬期施工阶段(实际以日平均气温低于零下5℃为准)。
根据施工进度计划,本工程主体处于冬施期间,因此必须十分重视,冬期施工方法必须采用相应可靠措施,必须采取可靠的保证措施。
2主要施工方法
依据本工程施工进度计划,主体结构工程采用大棚保温蓄热法施工。
3冬期施工准备
3.1冬期大气温度控制
由于冬施期间长期天气预报尚未获得,所以本方案按常年冬季气温编制,如发现冬施气象预报与常年有较大差异时,需对本方案及时调整,并做好准备工作。
冬施阶段温度控制:
1、当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时,或出现当日最低气温低于0℃时,即转入冬期施工。
2、当次年初春室外日平均气温连续5天稳定高于5℃时,即转入常温施工。
3、日平均气温是一天内2、8、14、20时等4次室外气温观测结果的平均值,测温处应设在距地面以上1.5米处,并远离热源的地方。
3.2施工现场的准备工作
1、排除现场积水,对施工现场进行必要的修整,截断流入现场的水源,做好排水措施,消除施工现场用水造成的场地结冰现象。
2、施工现场积雪清扫后,不应堆放在机电设备、物件堆放场地附近。
3、对整个现场进行彻底检查,对易燃区及时整改,消灭火灾隐患,保证消防道路的畅通。
4、认真做好现场动力机械维修、保养,及时更换防冻润滑油,确保冬施机械设备正常运转。
3.3冬施技术准备
1、现场成立以项目经理为首的冬施领导小组,负责安排、管理、落实、检查冬施工作。
2、对有关干部与班组进行冬施培训。
●施工员、技术员、试验员等参加公司的统一培训。
●试验工、测温工、保温工等参加项目经理部培训。
以上人员均需通过培训,考核合格后方可上岗。
3.4冬施热源:
本工程应急措施需要热源,拟采用暖棚法作为应急措施,热源考虑采用煤油炉。
3.5设施保温
1、高压泵水箱间用电取暖器采暖。
2、管线保温:
地上架设的施工用水立管,用岩棉管保温,埋地管上覆土层厚度不应低于80cm,砼泵管另覆盖草帘被,以减少输送过程中砼热量的散失。
3、要求砼搅拌站认真做好砼的保温工作,控制砼的热量散失在允许范围之内,确保砼的入模温度。
3.6材料准备
材料部门应按材料计划(计划员按月编报、组织、落实材料进场),属冬施准备阶段用料应提前在10月底以前进场,保温材料一般在11月上旬进场就绪。
材料名称
单位
用量
备注
塑料薄膜
m2
3000
草帘被
条
2000
温度计
支
10
-20~100℃
4混凝土冬期施工措施
4.1化学外加剂的选择:
采用无氯低碱新型防冻剂。
(进入冬施后上报质检报告及准用证)
4.2水泥:
混凝土采用P.O42.5#普通硅酸盐水泥拌制。
4.3项目技术员应在砼搅拌前,对所用的水泥、砂、石及有关的外加剂作质量检定试验和同强度等级混凝土配合比试验,并将试验报告及资料提交项目部。
水泥、砂、石、外加剂等同时还应符合环保要求。
4.4认真做好委托工作:
在委托时,要注明所需砼的种类、强度等级、用量、初凝时间、坍落度要求、供应时间和部位。
为确保砼的质量,每次浇筑砼时。
具体要求为:
坍落度控制在160~180mm以内;初凝时间不小于6小时;终凝时间不大于12小时;砼的到场最长时间间隔不超过3小时;结构施工时,不得出现分层离析现象,不符合上述要求的砼到场后应坚决退回。
4.5砼的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。
4.6砼浇筑前,浇筑部位若有积雪或冰屑,应清扫干净。
特别要注意墙体模板支设前应时刻注意天气情况,如遇大雪天气应停止墙模支设,防止大雪入内不好清理。
如局部墙模内有积雪的话,应采用热水浇化后浇筑混凝土的办法。
4.7砼的保温
1、保温措施
●现浇楼板:
在楼板砼浇筑完毕后,表面覆盖一层塑料薄膜,并在其上加两层阻燃草帘被,阻燃草帘被必须用脚手板或钢管压牢。
●墙体:
外挂阻燃草帘被,用铁丝绑牢,以防被风吹落。
●浇筑混凝土部位的外脚手架上用彩条布围挡,下层结构的门窗用草帘被悬挂封闭,以减小风的入侵。
●当砼强度达到4.0Mpa(以同条件养护试块试压为准),经技术员同意后方可拆除保温。
2、保温覆盖要求
●砼的覆盖保温是蓄热法施工的关键,保温材料必须按本方案执行,操作时要覆盖均匀,边角接槎部位要严密,并要压牢。
●保温完毕,值班工长要认真检查,遇有大风天气,要留专职值班人员检查保温覆盖情况,并负责修复被风吹坏的保温层。
3、特殊天气的应急处理措施:
气候突然变冷时,新浇筑楼面混凝土采用加温养护:
在楼面上用钢管及防燃彩料布搭设加温棚,加温棚应与外脚手架形成密封的空间,采用煤油炉加热,设置数量为50平方/个。
4.8测温工作
1、从11月1日起进行在大气温度测记,11月中旬开始配合砼的施工进行规定项目的测记,各项测点内容均按规定执行。
2、冬施测温范围
●大气温度:
测温时间为2、8、14、20时等4次,测温处应设在距地面以上1.5米处,并远离热源的地方。
对测温资料应统计出最高、最低及平均温度三项。
●砼的温度、入模温度二项,每台班测四次,每次间隔2小时。
●砼的养护温度:
砼的养护温度测量间隔时间,从浇筑完毕至达到4MPa前,每隔2小时测一次;达到4MPa后,每隔6小时测一次,至与外界温度持平时止,停止测温的时间由技术员另行通知。
3、砼的测温孔均应编号,并由技术员绘制测温孔平面图。
4、测温员必须认真做好测温记录,要求字迹清楚,项目填写齐全,不能弄虚作假,不得遗漏,以备资料归档,若发现砼温度过高或过低的情况,应及时通知技术员,查找原因采取措施。
5、测温员每天早上8:
00必须把冬施测温记录交技术员审阅。
6、测温员除应注意有关测温安全事项外,测温后必须将测温孔用保温材料覆盖好,夜间测温上岗,不得少于4人。
7、测温孔平面布置图中带圆圈数字的为楼板测温孔,不带圆圈数字的为墙、柱的测温孔点的编号,墙、柱测温孔设置在墙柱顶部,孔深15cm;楼板测温孔与砼表面成45度角设置,孔深10cm,也可垂直设置,孔深为楼板厚度的1/2。
测温时,温度计应留置在孔内不少于3min。
(测温记录及平面布置另详)
4.9混凝土试块制作
每浇筑一段,每一台班,每一种强度等级的砼不少于4组试块,其中一组标准养护,一组同条件养护,一组冬转常(转常时留设),一组备用,特殊情况另增试块组数,同条件试块的试压时间,由技术员进行通知。
5钢筋工程冬期施工措施
1、对负温下使用的钢筋,施工时应加强检验。
凡发现有损伤的钢筋一律严禁使用。
2、钢筋冷拉调直温度不宜低于-20℃,冷拉时采用控制冷拉率的方法进行施工,冷拉率的确定与常温下相同,可在常温下由试验确定,测定钢筋冷拉率时,钢筋的试样不得少于4个,并取其试验结果的平均值作为该钢筋实际应用的冷拉率,对Ⅰ级D≤12mm的钢筋测定同炉批钢筋冷拉率的冷拉应力应310MPa左右。
3、在负温下冷拉调直后的钢筋,应逐根进行外观质量检查,其表面不得有裂纹和局部颈缩。
4、当气温低于-15℃时,不得进行钢筋的各种焊接作业。
6各项保证措施
6.1质量保证措施
1、混凝土未达到受冻临界强度,均不得拆除保温。
2、所有停用的机械设备应在入冬前将设备内存水放净,并挂“无水”牌,其它各种机械设备每天使用后,也要在放净水后,挂“无水”牌,防止冻坏机器设备。
6.2安全保证措施
1、冬期要做好防滑、防冻、保温工作,脚手架、上人马道要采取防滑措施。
霜雪天要及时清扫,大风雪后及时检查脚手架和安全网的牢固性,防止高空坠落事故发生。
2、现场所有的电器和机电设备按规定接零、接地。
风、雨、雪后要检测无短路后方可使用。
3、冬施期间应对塔式起重机的基础进行一次普查,防止地基冻融沉陷造成倾斜倒塌。
4、六级以上大风停止塔吊的吊装作业,下雪后应清除塔吊各部位的积雪后,方可进行吊装作业。
6.3消防保证措施
进入冬期以前应对消防器材的性能进行一次全面检查,对库房等重点防火部位进行重点检查,消除火灾隐患。
1、严格现场用火管理:
现场作业需使用明火时,必须事先办理动火证,并有专人值班看火,主管人员定期检查。
电气焊时应采用有效的防止火花飞扬措施,并派专人携带消防器材看火,遇5级以上大风时严禁露天电气焊作业,严禁现场吸烟。
2、氧气瓶如有冻结现象,禁止使用明火烘烤或铁器猛击气阀。
3、按消防规定准备好足够的消防器材,水源要充足,做好消火栓的保温,消防道路要通畅。
4、易燃物要集中堆放并及时清除,保证冬施现场安全、文明。
5、变电室、配电室必须保持干燥通风,禁止用明火取暖。
6.4其它有关冬施及日常安全消防措施按公司有关规定执行。
八、热工计算
本计算所涉及的自然条件,即冷却期间的平均气温和结构表面系数均满足《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的7.3.2规定要求,即冷却期间平均气温不低于-12℃,结构表面系数5≤M≤15。
本计算的参数、系数等取值,均与冬施方案中即定的封闭保温措施一致,即外脚步手架四周外侧用彩条布封闭挡风;现浇板模板,板上用一层塑料覆盖,上满铺一层或二层阻燃草帘被保温保湿养护。
本计算考虑掺加早强复合抗冻剂,按《建筑工程冬期施工规程》之7.1.1.2要求,当室外最低气温不低于-15℃时,其受冻临界强度不得小于4.0N/mm2(4MPa)。
本计算所涉及的水泥用量等参数,是参考商品砼搅拌站提供的“C30砼冬季施工配合比”,其水泥用量比同强度等级砼“C30砼春秋季配合比”增加约50Kg,从实际意义上讲,相当于砼等级已提高一级,并且配合比的主要性能指标均满足《建筑工程冬期施工规程》之7.1.3的规定要求。
即“普通硅酸盐42.5#水泥,最少水泥用量不应少于300Kg/m3,水灰比不应大于0.6”。
本计算所采用的公式、参数以及公式中的符号所代表的意义,将尽可能明细化,不明之处请参阅《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97(以下简称规程)《冬期施工手册》中说明与解释。
3、基本参数取值
(1)C30冬期施工配合比(普通硅酸盐42.5号水泥)
水泥(kg)
水(kg)
砂(kg)
石(kg)
I级粉煤灰(kg)
水灰比(kg)
砂率(kg)
JD-10(%)
346
183
796
1017
58
0.46
44
2-4
(2)表面系数
楼板的板厚为120,表面系数M=2/0.12=16.7m-1,已超出《建筑工程冬期施工规程》规定的15m-1的上限要求,须加强保温措施。
(3)气象资料
根据《建筑施工手册》和近年来施工经验,并通过气象台咨询确定如下:
时间
平均气温
三天平均气温
十二月中旬
-2.4℃
-5℃
一月上旬
-4.7℃
一月中旬
-5℃
-8℃
一月下旬
-4.2℃
(4)保温材料的热工参数
阻燃草帘被:
导热系数λ1=0.046w/mk厚度:
d1=28.4mm
竹胶合板:
导热系数λ2=0.17w/mk厚度:
d2=12mm
聚苯阻燃泡沫塑料板:
λ3=0.03w/mk厚度:
d3=50mm
4、综合蓄热法热工计算
(1)保温层总传热系数kk=(k1+k2)/2
楼板上表面传热系数k1:
楼板上表面覆盖塑料布一层,阻燃草帘一至二层
R01=R1+RW
式中:
R01—表面覆盖材料的总传热阻(m2k/w)
R1—保温材料的热阻(m2k/w)
RW—模板保温层表面热阻(m2k/w)
R=d/λ
R11=d1/λ1=0.0284/0.046=0.6174m2k/w(覆盖一层草帘被)
R12=2d1/λ1=2×0.0284/0.046=1.235m2k/w(覆盖二层草帘被)
RW=0.043m2k/w
则R01=0.6174+0.043=0.66m2k/w(覆盖一层草帘被)
R01`=1.235+0.043=1.278m2k/w(覆盖二层草帘被)
K11=1/R01=1.52W/m2k
K12=1/R01`=0.81W/m2k
楼板下表面传热系数K2(分两种情况:
A竹胶板一层:
B竹胶板一层,草帘被二层)
R021=R2+RW
R022=R2+R3+RW
R2=d2/λ2=0.012/0.023=0.052m2k/w(竹胶板)
R3=d3/λ3=2*0.0284/0.046=1.235m2k/w(覆盖二层草帘被)
RW=0.043m2k/w
则R021=0.052+0.043=0.095m2k/w(一层竹胶板)
R022=0.052+1.235+0.043=1.33m2k/w(覆盖二层草帘被)
K21=1/R021=10.52W/m2k(或10.52×3.6=37.9KJ/m2.h.k)
K22=1/R022=0.75W/m2k(或0.75×3.6=2.7KJ/m2.h.k)
K总1=(K11+K21)/2=(5.47+37.9)/2=21.68W/m2k(楼板上部覆盖一层草帘被,下部不保温)
K总2=(K11+K22)/2=(5.47+2.7/2=4.09W/m2k(楼板上部覆盖一层草帘被,下部保温)
K总3=(K12+K22)/2=(2.91+2.7)/2=2.8W/m2k(楼板上部覆盖二层草帘被,下部保温)
考虑保温层在使用过程中有损坏,以及局部有漏风的作用,为安全起见,对K的取值宜乘以大于1的系数(取1.5)
K总1=21.68×1.5=32.52KJ/m2.h.k
K总2=4.09×1.5=6.135KJ/m2.h.k
K总3=2.8×1.5=4.2KJ/m2.h.k
综合蓄热法施工可行性计算
Tm,a≥1/b×ln(L/a)
式中:
Tm,a—砼冷却阶段平均气温
L—L=K×M
K—总传热系数
M—表面系数
a,b—系数,查表a=193b=0.115
80~81#23至29层\82#23~28层结构施工
L1=KM=K总1×16.7=32.52×16.7=543KJ/m2.h.k.>200KJ/m2.h.k(方案不可行)
L2=KM=K总2×16.7=6.135×16.7=102.45KJ/m2.h.k.<200KJ/m2.h.k(方案可行)
Tm,a≥1/b×ln(L/a)=1/0.115×Ln(102.45/193)=-5.5℃,低于12月中旬的三天平均气温-5℃,高于<<规程>>允许的-12℃,满足要求。
(2)28层以上结构施工
L=KM=K总3×16.7=4.2×16.7=70.14KJ/m2.h.k<200KJ/m2.h.k(方案可行)
Tm,a≥1/b×ln(L/a)=1/0.115×Ln(70.14/193)=-8.8℃,低于1月中旬三天的平均气温-8℃,高于<<规程>>允许的-12℃,满足要求。
冷却时间及平均温度计算
气温条件与参数
施工早期前三天平均气温Tm,a=-8℃;结构表面系数M=16.7m-1;保温层总传热系数K=4.2KJ/m2.h.k;普通硅酸盐水泥用量mce=346kg/m3;水泥积累最终总放热量Qce=330kJ/kg;水泥水化速度系数Vce=0.013h-1;砼比热容Cc=0.96kJ/kg;砼密度ρc=2500kg/m3;透风系数ω=1.30;砼入模温度To=7℃。
计算所需三个参数
θ=(ωKM)/(VceCcρc)=(1.3*4.2*16.7)/(0.013*0.96*2500)=2.92
φ=(VceQcemce)/(VceCcρc-ωKM)=(0.013*330*346)/(0.013*0.96*2500-1.3*4.2*16.7)
=-24.75
η=TO-Tm,a+φ=7-(-8)+(-24.75)=-9.75
将砼θ、φ、η代入如下公式,计算砼冷却至0℃时间t0。
T=ηe-θVcet-φe-θVcet+Tm,a=-9.75e-2.92*0.013t+24.75e0.013t-8
当t=84h时,T=-0.09℃≈0℃
结论:
当t=84h时,即当砼浇注90h后,砼温度达到0℃.砼浇注时间约为6小时。
计算冷却过程平均温度
Tm=(φe-θVcet-ηe-θVcet/θ+η/θ-φ)/Vcet+Tm,a
Tm={-24.75e-0.013*84+(-9.75e-2.92*0.013*84/2.92)-9.75/2.92+24.75}/(0.013*84)-8
=(-24.75*0.34-9.75*0.041/2.92+24.75)/1.092-8=6.8℃
用成熟度法推算达到0℃时的临界强度
M=∑(T+15)△tf=kae-b/M
式中:
M—砼的成熟度
T—砼养护温度
△t—养护时间
f—砼强度
K—系数,取0.9
a、b—经验回归系数,查表a-25.63,b=850.1
则:
M=(6.8+15)*84=1831.2
f=0.9*25.63*e-850.1/1831.2=14.49(MPa)
超过<<建筑工程冬期施工规程>>所规定的临界强度4.0Mpa的要求。
结论:
完全满足《建筑工程冬期施工规程》要求
砼入模温度Tm的验算
砼泵送施工,在大气温度在-5℃至0℃时,泵管用一层草帘被包裹保温,大气温度低于-5℃时用两层草帘包裹保温。
(1)砼泵送的温度损失按下列计算
Ts=0.01208K△Tt
Ts砼在泵送过程的温度损失
K泵管的保温传热系数(KJ/m2hk):
△T=T0-Tm,a
T0砼自罐车中倾出时的温度:
Tm,a施工时平均温度
K=1/R0
R0=R1+R2+RW
泵管λ1=58W/mkd1=0.01R1=0.01/58.2=0.00017
两层草帘被保温R2=1.235RW=0.043
R0=0.00017+1.235+0.043=1.278
K=1/1.278=0.782*3.6=2.82KJ/m2hk
△T=T0-Tm,a=15-(-10)=25℃
t—砼在泵管中的停留时间(min),取3
Ts=0.01208*2.82*25*3=2.55℃
(2)砼浇筑过程的温度损失,查<<冬期施工手册>>在砼拌合物温度与环境温度差在25℃时TJS=3℃
(3)砼的入模温度
Tm=TO一TJS=15-2.55=9.45℃
满足假定砼入模温度7℃的要求。
即在最冷季节施工时,砼的出罐温度最低应控制在13℃以上,才能保证入模温度7℃的要求。
5.2.3.5计算结果综合性结论
通过对本工程综合性蓄热法有关热工计算表明,本工程所采取的技术措施方案可满足<<建筑工程冬期施工规程>>要求,施工期间环境温度,砼的临界强度均能满足冬施砼的施工质量。
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