水利工程冬季施工的防凍措施

蔣本振 杜運峰 魏恒英 周海生

摘要：由于受工期、度汛等因素制約，汛后開工的大型水利工程一般都要跨越冬季施工階段。落實好水利工程冬季施工防凍措施，以確保水利工程冬季施工質量。本文做出如下分析。

關鍵詞：水利工程冬季施工 防凍措施

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

基槽、基礎的凍害機理及防凍措施

當冬季環境溫度降至0度以下時，冰凍土壤水分會結冰膨脹，土體受凍開裂，與受凍土體接觸的基礎會受到凍脹土體外加應力，當應力達到一定程度時，就會對基礎部分產生危害。因此應從降水、保溫兩個方面對基坑基礎進行冬季防護。對已開挖的基坑基槽不宜挖至設計標高，應預留200mm~300mm土層，并在預留土層上覆蓋保溫材料，防止基槽土方遭受凍害。同時還應在基坑基槽四周設置降水溝槽，及時排除雨雪水，降低土壤水分。在嚴寒地區當基礎采用獨立基礎或樁基礎時，基礎梁下部土體應進行掏空處理，根據土體凍脹性強弱可留置100mm~150mm的空隙,預防土體凍脹頂托損壞基礎梁。而條形基礎、筏板基礎可在側壁回填爐渣、混砂，頂面覆蓋棉氈、棉被進行保溫。對入冬前可回填至設計標高的基礎應回填至設計標高，基礎內部應排除積水，表面可覆蓋保溫材料。越冬前還應進行基礎標高和基礎中線測設，定期監測凍脹移位和凍脹變形。對凍脹超限基礎應采取加固措施，及時消除水利工程質量隱患。

支撐在基土上的懸臂構件，入冬后臨時支柱不能拆除時，其支點應采取保溫防凍脹措施。

一、主體混凝土結構凍害機理及防凍措施

由于水泥的水化作用，混凝土澆筑后凝結溫度逐漸提高。水泥水化作用速度除與混凝土本身材料和配合比有關外，還受環境溫度影響。當溫度升高時，水化作用加快，混凝土強度增長也快；當溫度降至0度時，存在于混凝土中的游離水部分開始結冰，逐漸由液相變為固相，這時水泥水化作用基本停止，混凝土強度也不再升高。隨著溫度繼續下降，當水泥中的水全部結成冰時，體積膨脹約9%，同時產生20KN/m的側壓力。這個壓力值一般會大于混凝土澆筑后內部形成的初期強度值，致使混凝土產生早期破環而降低強度。此外結成的冰還會在骨料和鋼筋表面形成顆粒較大的冰凌，冰凌會減弱水泥漿、骨料與鋼筋的粘結力，從而降低混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后會在混凝土內部留下很多空隙和空洞，降低混凝土的密實性和耐久性。從以上分析可知混凝土早期強度、溫度和水是影響混凝土抗凍指標的關鍵因素。

為避免混凝土澆筑成型后不致遭受凍害，有效保護成品混凝土，我們應從混凝土早期強度、溫度、水三個方面采取保護措施。

1、提高混凝土早期強度的措施：首先選用硅酸三鈣含量高、水泥顆粒比較細的早強硅酸鹽水泥。這種水泥水化反應速度快，混凝土早期強度高，可有效縮短達到受凍臨界強度的時間；其次摻入早強外加劑，也可提高混凝土的早期強度，使用較多的有硫酸鈉（摻入量為水泥用量的2%）；第三摻用引氣劑。加入引氣劑后生成的氣泡，可增加了水泥漿的體積，提高混凝土拌和物的流動性、粘聚性及保水性。在混凝土內部形成的封閉氣泡，緩沖了混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。

2、防止混凝土內游離水凍脹措施：摻入減水劑可增加混凝土流動性，減少拌合水用量，降低混凝土水灰比，從而降低了成品混凝土內游離水含量。而摻入抗凍劑可降低水的冰點，使混凝土在－10 ℃～－15 ℃負溫下仍處于液相狀態，水化作用能繼續進行，從而使混凝土強度繼續增長、有效阻止了混凝土游離水凍脹。目前常用的有氧化鈣、氯化鈉等單一抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。

3、提高混凝土溫度的措施。覆蓋法：負溫施工的大體積混凝土基礎，在二次抹面結束后應先覆蓋一層塑料薄膜，再覆蓋棉氈、棉被等保溫材料，使混凝土的水化熱不散失。這樣既保證了混凝土的養護水分，又保證了混凝土的水化溫度；圍護法：對于墻梁板柱等形體較小的混凝土構件，可用棉被、棉氈、草簾、麻袋等材料進行圍護保溫，也可用電熱毯進行圍護加熱；加熱空氣法：先用塑料薄膜、彩條布等材料將已澆筑的混凝土結構圍成一個封閉空間，再用煤爐、電爐進行加熱，提高混凝土周圍環境溫度。

4、木模較鋼模有較好的隔熱性，冬季施工時應盡量選用木模。拆除模板時，應確?；炷翉姸冗_到受凍臨界溫度并且混凝土內外溫差不高于20度，這樣才能避免混凝土產生溫度裂縫，影響混凝土耐久性。

三、鋼結構防凍措施

已焊接的鋼結構、已安裝的管道在越冬前應刷涂防銹漆并進行覆蓋。管道設備應排除腔內積水，防止凍裂設備管道。

總之 我們應當充分重視水利工程冬季施工中的防凍問題，冬季過后要對越冬工程進行檢查，及時符合標高軸線。對已產生凍害的部分要進行修復，確保水利工程質量不受影響。

作者簡介：1、杜運峰，1977年10月出生，現為沛縣水利建筑安裝工程總公司工程師。2、蔣本振，1966年12月出生，現為沛縣水利機械化施工處工程師；3、魏恒英，1981年8月出生，現為沛縣河道管理所工程師。4、周海生，1974年11月出生，現為沛縣器材供應站工程師。