冬期施工,是指室外日平均气温降低到 5℃或 5℃以下,或者最低气温降低到 0℃或 0℃以下时,用一般的施工方法难以达到预期目的,必须采取特殊的措施进行施工的方法。土方工程冬期施工造价高,功效低,一般应在入冬前完成。如果必须在冬期施工时,其施工方法应根据本地区气候、土质和冻结情况,并结合施工条件进行技术比较后确定。
(1)地基土的保温防冻
土在冬期由于受冻变得坚硬,挖掘困难。土的冻结有其自然规律,在整个冬期,土层的冻结厚度(冻结深度)可参见有关建筑施工手册。其中未列出的地区,在地面无雪和草皮覆盖的条件下全年标准冻结深度Z 0 ,可按下式计算:
式中 ∑T m ——低于 0℃的月平均气温的累计值(取连续 10 年以上的平均值),以正号代入。
土方工程冬期施工,应采取防冻措施,常用的方法有松土防冻法、覆盖雪防冻法和隔热材料防冻法等。
①松土防冻法。入冬期,在挖土的地表层先翻松 25~40 cm厚表层土并和平,其宽度应不小于土冻结深度的 2 倍与基底宽之和。在翻松的土中,有许多充满空气的孔隙,以降低土层的传热性,达到防冻的目的。
②覆盖雪防冻法。降雪量较大的地区,可利用较厚的雪层覆盖作保温层,防止地基土冻结。对于大面积的土方工程,可在地面上与风主导方向垂直的方向设置篱笆、栅栏或雪堤(高度为 0.5~1.0 m,间距为 10~15 m),人工积雪防冻。对于面积较小的基槽(坑)土方工程,在土冻结前,可以在地面上挖积雪沟(深 30~50 cm),并随即用雪将沟填满,以防止未挖土层冻结。
③隔热材料防冻法。面积较小的基槽(坑)的地基土防冻,可在土层表面直接覆盖炉渣、锯末、草垫、树叶等保温材料,其宽度为土层冻结深度的 2 倍与基槽宽度之和。
(2)冻土的融化
冻结土的开挖比较困难,可用外加热能融化后挖掘。这种方式只有在面积不大的工程上采用,费用较高。
①烘烤法。该法适用面积较小、冻土不深、燃料充足的地区。常用锯末、谷壳和刨花等作燃料。在冻土上铺上杂草、木柴等引火材料,然后撒上锯末,上面压数厘米的土,让它不起火苗地燃烧,250 mm厚的锯末经一夜燃烧可熔化冻土 300 mm左右,开挖时分层分段进行。
②蒸汽熔化法。当热源充足,工程量较小时,可采用蒸汽熔化法。把带有喷气孔的钢管捅入预先钻好的冻土孔中,通蒸汽使冻土熔化。
(3)冻土的开挖
冻土的开挖方法有人工法开挖、机械法开挖和爆破法开挖。
①人工法开挖。该法适用于开挖面积较小和场地狭窄,不具备其他方法进行土方破碎开挖的情况。开挖时一般用大铁锤和铁楔子劈冻土。
②机械法开挖。该法开挖适用于大面积的冻土开挖。破土机械的选择,根据冻土层的厚度和工程量大小选用。当冻土层厚度小于 0.25 m时,可直接用铲运机、推土机、挖土机挖掘开挖;当冻土层厚度为 0.6~1.0 m时,用打桩机将楔形劈块按一定顺序打入冻土层,劈裂破碎冻土,或用起重设备将质量为 3~4 t的尖底锤吊至 5~6 m高时,脱钩自由落下,击碎冻土层(击碎厚度可达 1~2 m),然后用斗容量大的挖土机进行挖掘。
③爆破法开挖。该法开挖适用面积较大、冻土层较厚的土方工程。采用打炮眼、填药的爆破方法将冻土破碎后,用机械挖掘施工。
(4)冬期回填土施工
由于冻结土块坚硬且不易破碎,回填过程中又不易被压实,待温度回升、土层解冻后会造成较大的沉降。为保证冬期回填土的工程质量,冬期回填土施工必须按照施工及验收规范的规定进行组织。
冬期填方前,要清除基底的冰雪和保温材料,排除积水,挖除冻块或淤泥。对于基础和地面工程范围内的回填土,冻土块的含量不得超过回填土总体积的 15%,且冻土块的粒径应小于 15 cm。填方宜连续进行,且应采取有效的保温防冻措施,以免地基土或已填土受冻。填方时,每层的虚铺厚度应比常温施工时减少 20%~25%。填方的上层应用未冻的、不冻胀或透水性好的土料填筑。
(1)雨期施工准备
在雨期到来之际,施工现场、道路及设施必须做好有组织的排水。施工现场临时设施、库房要做好防雨排水的准备。现场的临时道路加固、加高,或在雨期加铺炉渣、砂砾或其他防滑材料。施工现场准备足够的防水、防汛材料(如草袋、油毡雨布等)和器材工具等,以防备用。
(2)雨期施工
雨期开挖基槽(坑)或管沟时,开挖的施工面不宜过大,应从上至下、分层分段依次施工,底部随时做成一定的坡度,应经常检查边坡的稳定,适当放缓边坡或设置支撑。雨期不要在滑坡地段进行施工。为防止被雨水冲塌,大型基坑开挖可在边坡上加钉钢丝网片,再浇筑 50 mm厚的细石混凝土。地下的池、罐构筑物或地下室结构,完工后应抓紧基坑四周回填土施工和上部结构施工,否则会造成地下室和池向上浮的事故。