沈阳地铁混凝土冬季施工工程的质量监理
摘 要：温度检测人员对温度变化状况的控制，是保证混凝土冬季施工质量的一个重要途径。基于冬季混凝土施工质量监理的研究，结合沈阳地铁某车站混凝土冬季施工实例，阐述混凝土冬季施工工程的质量监理控制措施，可为类似工程质量监理提供参考依据。
关键词：冬季施工；温度；应力变化；质量监理；措施
1混凝土冬季施工的病害
在冬季施工中，温度是影响混凝土施工质量的一个重要因素。在低温的状况下进行混凝土施工，混凝土中的水向冰转变体积增大的同时也会使混凝土内部应力增大[1]，在饱和封闭状态下可达到208．2MPa，这是任何强度的混凝土所无法承受的。同时，混凝土在冻结过程中，由外向里会产生由低向高的温度梯度和化学梯度，自由水向低温区移动，混凝土中心部位水分过少而外部水分过于饱和，相应的中心部分收缩及外部结冰区体积膨胀，结构劣化，最终会导致混凝土结构产生巨大缺陷[2]。混凝土冬季施工的主要冻害有新鲜混凝土受冻、早期混凝土受冻、成龄混凝土受冻。因此，在混凝土冬季施工中要时刻注意混凝土搅拌温度、混凝土出罐温度、混凝土入模温度、混凝土终凝温度和混凝土养护温度的变化[3]。
2混凝土冬季施工常见措施
混凝土冬季施工一直是土建工程中的一个重要组成部分。目前常见的施工方法主要表现为以下几个方面： a）在混凝土配合比设计中进行优化，增加适量的抗冻性强的骨料和水泥，同时在必要时掺入引气剂、抗冻剂等提高混凝土抗冻性的外加剂[4]；b）对浇筑中的混凝土进行温度控制，必要时搭设暖棚施工或大功率的发热电扇； c）对浇筑后的混凝土进行养护。混凝土浇捣后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件[5，6]，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，影响混凝土的耐久性和整体性。所以混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要，混凝土终凝后应立即进行养护，干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。一般养护方法是在浇筑后的混凝土上面铺盖草垫，有条件的可覆盖一层电热毯[7，8]（如图1所示）。
3实例分析
3．1工程实例及气候条件
该沈阳车站全长155.6m。其中车站北端及中间两端主体结构为三层三跨式站台车站，长118.5m，车站标准段总宽22.9m，有效站台宽度为14m。车站底板埋深23m，顶板覆土1.2m。车站南段总长37.1m，为三跨三连拱车站，地下一层为设备层，地下二层为设备层，站台宽14m，车站拱顶埋深6.4m。
沈阳市属于北温带半湿润的季风性气候，同时受海洋、大陆性气候控制。冬季寒冷漫长，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润。一年中降雨多集中在6～9月份，年平均降雨量为720mm。一年平均气温为7℃～8℃， 1月平均气温为-11.4℃，极端最高气温为38.7℃，极端最低气温达到-33.1℃，每年11月中旬开始封冻，翌年3月初解冻。冻结厚度约为1.2m。沈阳每年10月下旬进入冬季施工，直到次年4月上旬。冬季多为西北风、北风，最大风速为12m/s～15m/s。
3.2暖棚法施工控制
暖棚法施工控制主要如下：
a）搭设暖棚后，在棚内布置测温点，测温点一般选择在离底面0.5m、侧墙3m混凝土顶面进行布置，纵向每隔5m进行布置，离底面50cm高度处必须设点，各测温点要按时检测，每夜不得低于4次，测量温度不得低于5℃[9]；
b）养护期间应测量棚内湿度，混凝土不得有失水现象，当有失水现象时，应及时采取增湿措施；
c）暖棚内出入口应有专门的人员负责管理，并采取防止棚内温度下降或引起风口处混凝土受冻措施[10]；
d）根据《简明施工计算手册》，暖棚法热量损耗采用以下公式计算：
Q=3.6MbK（Tb-Ta）/βv
式中： Mb———表面系数（取0.42m~1m）；
K———暖棚结构的平均传热系数（取1.4W/（m2·k））；
Tb———暖棚温度（取15℃）；
Ta———暖棚外大气温度（取-20℃）；
β———散热系数（取1.5）；
v———暖棚体积（取400.25m3）；
代入计算得： Q=4448.0583kJ/h。
3.3质量监理控制
质量监理控制要点如下：
a）详细检查混凝土冬季施工方案，确保混凝土冬季施工有个详细的计划安排；
b）检查现场施工条件以及安全情况，对直接参与混凝土冬季施工人员的资质进行核实，确保施工过程安全可靠；
c）在混凝土搅拌运输过程中，重点关注混凝土的出机温度和入模温度，督促施工单位做好测温记录工作，随时抽查，按照规范规定，混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃[11]，为此，混凝土输送中要采用草帘外缠塑料布或温度棉毡外缠被动丝布等保温措施，以确保入模温度；
d）对浇筑后成品的养护，注意控制暖棚的温度，使其一直保持在一个较好的温度状态，时刻到现场监督施工单位测温人员作温度、湿度记录；
e）对混凝土强度进行评定，混凝土冬季施工应比常温施工至少留置3组同条件下试块，一组用于检验混凝土受冻临界强度，一组用于转入常温28d后测定混凝土的强度，另外一组用于检验混凝土拆模的强度[12-15]，同样条件下混凝土试块应放在结构相同的条件下进行养护，冬季施工标准养护试块一般都不能代表现场混凝土的实际强度情况；要了解现场混凝土的真实强度最好通过同条件试块，有些构件必须控制拆模、起吊时的强度，鉴于此，须多做几组同条件试块，以准确掌握现场混凝土的强度发展情况。
4结语
由于混凝土自身物理、化学性质的特点，在冬季施工中易于受到温度变化的影响而产生病害。由温差变化产生的温度应力是冬季混凝土施工产生病害的内部原因，后期混凝土养护不当是产生病害的人为原因。因此，在混凝土冬季施工中，控制混凝土的入模温度和后期养护温度十分关键。本文结合沈阳地铁某车站混凝土冬季施工的实际情况，针对混凝土冬季施工易于出现病害的种类、产生病害的机理及影响混凝土冬季施工强度因素等具体情况，总结了在施工过程中对混凝土冬季施工质量的监理控制措施，可为类似工程质量监理提供借鉴。
参考文献
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