混凝土在冬期低温时的不间断施工技术

2018-03-06冯宏斌王瑜辉

建筑施工 2018年10期

冯宏斌王瑜辉

陕西建工第十一建设集团有限公司陕西咸阳 712000

1 工程简介

咸阳彩虹光电科技第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件（TFT-LCD）厂房建设项目位于陕西省咸阳高新技术产业开发区，其中ACF厂房单体4层（局部5层），建筑面积为479 549.71 m2；OC厂房单体3层，建筑面积为183 375.4 m2。

ACF厂房长478 m、宽259 m，工程结构形式主要为钢管混凝土框架结构，02层、04层核心区分别为厚600、550 mm华夫板，03层及支持区楼板为Deck组合楼板。

根据建设单位对工程施工工期的要求，工程于2017年4月30日前必须完成全部的主体结构施工，其中处于冬期施工阶段施工的混凝土约100 000 m3。

2 项目背景

项目地处咸阳市西，渭河西北岸，该地区在2016年12月1日—2017年2月15日施工期间最低平均温度为－2 ℃，温度低、风力大，且伴有局部阵风。由于施工区域为敞开式，因此对冬期施工的保温及加热升温措施要求高。同时，华夫板找平抹面精度要求高，需要多次找平和收面，持续时间长，对混凝土表面温度保持提出了更高的要求。但此阶段混凝土又无法覆盖保温，因此必须采取切实可行的措施将混凝土施工场所的环境温度提高至不低于5 ℃，从而保证冬期施工的质量及安全。这成为了工程中的一大难点。

3 关键施工技术措施

3.1 内置循环水管加热养护法

3.1.1 背景及工艺原理

ACF厂房04层板为厚550 mm华夫板，施工的满堂脚手架全部要生根在03层组合楼板上，为了提高组合楼板混凝土强度的增长速度，使04板尽早介入施工，经实体试验总结，项目部决定采用内置循环水管加热养护法，采用此方法可使混凝土强度在冬期施工中一周内达到25 MPa（设计强度的83%），满足了04板架体搭设荷载要求。

本工艺通过设置2台6 t燃油锅炉，将液态水转换为水蒸气，利用管道输送至ACF 03层板，再通过换热机组转换为液态水。热水温度需要进行调节，养护结束还需用空气压缩机产生高压空气将地辐热管道内的水吹扫干净，并立即用注浆料（添加防冻剂）进行压力注浆[1-4]。

3.1.2 系统组成

低温热水养护系统由4部分组成，分别为蒸汽供应系统、自动换热系统、热水循环供应系统。

3.1.3 施工技术要点

1）锅炉安装、调试及运行。

① 按锅炉专业厂家提供的图样、资料进行锅炉房的设计布置，提前做好基础预埋工作。

② 锅炉安装及检查完毕后应打开进水阀及空气阀，开始向锅炉上水，水位应维持不变，若水位有变动，先检查原因并及时消除。在上水过程中，应检查各人孔以及法兰连接处有无泄漏并及时消除。

2）PE-RT管道铺设。通过优化设计管线布置，提前预埋PE-RT管道，地辐热管道加热系统每标准块（柱子方格）分为9个回路，设集水器、分水器各1个。集、分水器采用DN50 mm钢管制作，各回路设DN15 mm调节阀，末端设DN15 mm泄水阀。集、分水器设在各轴跨北端，分水器高度300 mm，集水器高度200 mm。集、分水器按周转5次考虑。PE-RT管道在钢承板中以S形布置。这样就保证大面积混凝土都能均匀受热，并得到全面养护（图1）。

图1 PE-RT管道布置

3）混凝土施工。采用混凝土地泵完成垂直及水平运输；ACF厂房垂直输送距离11.9、18.8 m，水平输送距离130 m；要求早强、抗冻，其中核心区钢承板混凝土强度提高2个等级（达到C40）并在7 d达到设计强度的80%，混凝土保护层厚度会影响裸管在内部的散热量和混凝土的裂缝控制，混凝土的厚度宜为管上部3 cm。

4）低温热水养护。

① 养护热水温度控制：养护热水温度主要由螺旋螺纹换热器集成控制，调试完成、热水循环稳定后初始设定40 ℃，养护运行时换热器自动控制，维持温度在35～45 ℃范围内；各送水、回水管路上温度表计数作为参考。

② 混凝土内部温度控制：设专人负责测温工作，进入冬季施工前，对测温保温人员、泵站人员，应专门组织技术业务培训和交底。

③ 养护热水调试及养护措施：调节汽水换热机组温度控制按钮，每隔24 h升温不超过5 ℃，直至达到设计水温；对热水管内循环水进行缓慢升温，尽量减少循环水流途中热量损失，保证混凝土内温度≥15 ℃。

④ 上表面温度控制：混凝土快收面完成后，在其上依次覆盖保湿用塑料薄膜1层，保温用棉毡2层，防风遮雨用彩条布1层。

5）待混凝土强度达到1.2 MPa后，撤去棉毡和彩条布，满铺1层废旧多层板兼作保温和保护层，以利于上层华夫板结构层模板支撑体系搭设施工。

3.2 暖棚＋暖风机养护法

3.2.1 背景及工艺原理

ACF厂房2层层高12.6 m且四面敞开，4层屋面板未安装，处于露天施工状态。项目部决定采用搭设暖棚、设置暖风机对冬期混凝土进行养护。

本工艺通过将燃油锅炉转换的水蒸气输送至3层板和4层板，然后通过暖风机将水蒸气管道散发的热量持续吹出，保证暖棚内部温度≥5 ℃。混凝土浇筑完毕后同样要覆盖1层塑料薄膜和2层棉毡，再加1层塑料薄膜覆盖在上层[5-6]。

3.2.2 施工技术要点

1）暖棚构造。暖棚弓梁为厚1.8 mm镀锌钢板成型的几形梁，间距1.2 m，弓梁连接件为镀锌管件；横梁为φ40 mm×2 mm镀锌钢管，共14道，使用厚1.5 mm镀锌钢板冲压成型的专用横梁卡连接；主桁架为60 mm×60 mm×3 mm镀锌方管及50 mm×50 mm×2 mm镀锌方管组合焊接，高0.8 m；斜撑为3 0 m m×30 mm×1.5 mm镀锌方管，剪刀撑为φ40 mm×2 mm镀锌钢管；底部弓梁固定架及立柱为120 mm×120 mm×3 mm镀锌方管。在2个暖棚连接处的连接薄膜，用胶带将薄膜缝隙密封，以及对各个薄膜转角处和连接处，用胶带粘贴密封起来。

2）暖棚布置。暖棚按每一柱跨之间设1个单元的原则布置，每个单元的基本尺寸为长24.0 m、宽15.6 m，以保证每个柱间单元格18.6 m×16.8 m内的全部混凝土结构板得到养护。为保证布料机能够在暖棚内旋转不受影响，暖棚内部空间净高不小于2.9 m，中间高4.0 m。单元之间搭设长1.2 m临时横杆，用薄膜卡槽将相邻暖棚连接起来，形成一个大棚通廊。每个暖棚两侧中心预留可安装、拆卸的方管，以便布料机的推入和推出，浇筑混凝土沿通廊布设泵管和布料杆。

3）蒸汽管道布置。02、04板管道由蒸汽主管道接出，采用φ133 mm×5 mm无缝钢管焊接连接，在各分段管道末端设阀门，便于后续管道安装时不影响前段管道的供热，蒸汽干管标高为板标高＋2.50 m。蒸汽管道保温采用铝箔玻璃棉管壳，保温层厚度50 mm。蒸汽管道支撑采用预制钢筋焊接支腿，钢筋直径25 mm，底部和顶部将钢筋焊接成三角支座，一端焊接在板内钢筋，另一端支撑蒸汽主管道。管道设置2跨，每跨在冬期养护完成后，将管道内水排出，周期性的跳过1跨进行安装。2跨循环使用、安装、拆卸。

4）混凝土浇筑。在浇筑混凝土前，需要将暖棚推送至指定的位置，在暖棚下方安装滑轮，并且沿滑轮方向平铺10#槽钢作为轨道。为了不影响混凝土浇筑和收面，需要将暖棚提升一定的高度。采用φ18 mm的钢筋，焊接成π字形（图2），再使用千斤顶将暖棚提升一定高度，将制作的成品与02板钢筋焊接，每个边需焊接4个，焊接稳定后，卸下千斤顶。暖棚和混凝土面之间的缝隙采用大棚薄膜进行覆盖，并用胶带密封。

5）混凝土养护。每跨根据钢柱的布置，可制作10个暖棚进行混凝土养护，热蒸汽通过管道传送至暖风机处，接电后暖风机开始工作，将传送至暖风机的管道热量吹出，从而在密闭的暖棚中循环热气流，达到冬期养护混凝土的效果。