土方工程的冬期施工方法

土方工程的冬期施工方法

在冬季进行施工的过程称为冬期施工。冬季气温下降，不少地区温度在0°C之下（即负温），土壤、混凝土、砂浆等所含的水分冻结，建筑材料容易脆裂，给建筑施工带来许多困难。

当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工，冬季气温下降，不少地区温度在0℃之下（即负温），土壤、混凝土、砂浆等所含的水分冻结，建筑材料容易脆裂，给建筑施工带来许多困难。连续5日平均气温低于5℃或日最低气温低于-3℃时，就要采取冬期施工措施，以保证工程质量。由于冬季施工需保温覆盖和消耗较多热能，增加工程造价，因此如场地平整、地基处理、室外装饰、屋面防水及高空灌筑混凝土等工程项目要尽量避免在冬季施工。对于不得不在冬季施工的项目，则须因时因地制宜，制定冬期施工措施，并及时掌握气温变化。

一、冻土的特性

土壤在温度等于或小于0℃，含有固态冰，当温度条件改变时，其物理力学性质随之改变，并可产生冻胀、融陷、热融滑塌等现象的土称为冻土。冻土内有未冻结水存在，使土壤改变了固有的物理-力学性能，如强度、形变性、导电性、导热性等均发生了变化。

二、冬期土方工程的基本要求

土方工程应尽量安排在入冬之前施工较为合理。对冬期开挖的工程，要随挖、随砌、随回填，严防地基受冻。对跨年度工程及冻前不能交付正常使用的工程，应对地基采取相应的过冬保温措施。

土方冬季施工条件：在反复冻融地区，昼夜平均温度在-3℃以下，连续10天以上时，进行施工称为冬季施工。当昼夜平均温度虽然上升到-3℃以上，但冻土未完全融化时，亦应按冬季施工办理。

三、土体防冻技术

土体防冻技术的选择取决于土方工程施工的进度期限和当地气候条件。土的防冻应尽量利用自然条件，以就地取材为原则。土体防冻应在初寒来临前实施，但要在秋季多

雨期结束之后进行。

(1)地面耕松耙平防冻法。在指定施工的部位，进入寒冻之前将表层土翻松耙平，其宽度宜为开挖时冻结深度的两倍加基槽(坑)底宽之和。

(2)覆雪防冻法。在积雪量大的地方，可以利用自然条件，覆雪防冻，效果很好。覆雪防冻的方法，通常有三种类型;

第一种类型是利用灌木和小树林等植物挡风起涡旋存雪，这些植物应等到挖土开始之前再铲除。第二种类型是在面积宽阔而又没有植物的地面上，可设篱笆或造雪堤以为积雪之用、第三种类型是在面积较小的地面，特别是拟挖掘的地沟面，若在土冻结之前，初次降雪后，即在地沟的位置上挖沟。

(3)保温材料防冻法

对于中负温地区小面积保温可用此法。可以用干树叶、泥炭、木屑、稻草、刨花、芦苇、炉渣等当地现有的保温材料进行土壤防冻。也可以用合成材料，如聚酞胺薄膜、泡沫塑料、浮渣等保温材料进行土壤防冻。

四、土壤解冻技术

冻土的融解是依靠外加的热能来完成的，所以费用较高，只有在面积不大的工程上采用。

土壤的解冻技术很多，有热融法、明火融化法、辐射融化法、电热融化法、化学解冻法、蒸汽融化法、固体燃料燃烧法、液体燃料燃烧法、气体燃烧法、高频电融化法、低频电融化法、辐射法、高压电融化法、低压电融化法、表面法、加热效应法、导电效应法、电保温室法气循环针法、辐射线法、深部加热法等。通常有循环针法、电热法和烘烤法三种。

(1)循环针法:循环针法适用于热源充足，工程量较小的土方工程。循环针分蒸汽循环针与热水循环针两种。先在冻土中按预定的位置钻孔，然后把循环针插到孔中，热量通过土传导，使冻土逐渐融解。通蒸汽循环的叫做蒸汽循环针，通热水循环的叫做热水循环针。

(2)电热法:电热法适用于电源充足，工程量不大的土方工程。电热法有水平电极法、垂直电极法、电针法和深电极法等。使用电热法时，应该结合当地条件，在小量工程、

急需工程，或者用此法比别的方法更为合理的时候，才可以使用电热法。

(3)烘烤法:工程量小的工程可采用烘烤法。烘烤所用燃料最常用的是锯末、刨花、劈柴、植物杆、树枝、稻壳、板皮等，也有工业废料可作燃料的，如铝镁石粉、废机油、油渣等。

(4)冻土电化学加热法:冻土解冻速度取决于融化区的电阻。用电解质溶液可减小电阻，电解质溶液通过电流时时放出大量的热。

(5)冻土化学解冻法:氯化钠溶液在土内融化冰晶，用这种方法解冻的土具有不冻土的强度，可以用普通挖土机械开挖。

五、防止土体冻胀措施

在低温时间较长、土粒较细、补给水较充裕地区，其土壤在冻结期间，由于土粒周围薄膜水和毛细水的作用，土中水分不断地向冻结线积聚，形成冰层，体积增大，以致土粒间的空隙无法容纳而向上隆起，造成冻胀，其胀力可大至0.5～1.0MPa。如不做妥善处理，基础会被抬起，使建筑物开裂、倾斜、抬高乃至倒坍。所以在冻胀土上建造建筑物时，要考虑基础形式，尽量减少底面及侧面面积，合理确定其埋置深度，加强土壤保温，做好地表排水。此外，铺设砂垫层可以切断土壤的毛细水作用，回填多孔材料也可防止冻胀影响。

(1)防止地基土冻结和提高冻胀内基础稳定性的措施

①尽可能地干燥施工场地，并排出进入坑槽内的水。建筑场地应尽量选择地势高、地下水位低、地表排水良好的地段。为避免施工和使用期间的雨水、地表水、生产废水和生活污水等浸入地基，应做好排水设施。②缩小坑槽尺寸。③加快从槽底解冻到基础施工并进行回填土的整个施工进度。对跨年度工程及冻前不能交付正常使用的工程，应对地基采取相应的过冬保温措施。

(2)防止冻胀土的措施

①土壤排水，排表面水和冰层水;电化学法加固土壤。②构筑防胀地基。合理确定基础的埋置深度，采用独立基础、桩基或砂垫层等措施，使基础埋设在冻结线以下。③采用施工结构措施，绝热堆积物、排水建筑物、集水管、钻孔等。对建在标准冻深大于2m 及标准冻深大于1.5m，基底以上为冻胀土和强冻胀土上的非采暖建筑物，为防止冻切力

对基础侧面的作用，可在基础侧面回填粗砂、中砂、炉渣等非冻胀性材料或其他保温材料。当基础梁下有冻胀性土时，应在梁下填以炉渣等松散材料。

(3)减少土壤工业化侵蚀的措施

保护基础附近的季节性可冻土免遭过分湿润，在的季节性可冻土冻结土层范围内的基础表面上涂润滑油、聚合膜等，把基础锚固在季节性冻融层以下的土中。

六、冬期土方工程施工方法

1、土方开挖

冬期土方工程施工方法的主要工作程序如下。在冬期到来前要采取措施防止土体冻结，在土方工程前要热融冻土。进行土方工程时，首先用爆破、冲击、切割、振动、掘凿等方法再开挖冻土前将其疏松，最后进行机械开挖。若早知道冬期开挖地点，事先应采取措施防止土体冻结。

开挖冻土通常采用机械和爆破两种方法。

当冻土层厚度为0.25m以内时，可用中等动力的普通挖土机挖掘。当冻土层厚度不超过0.4m时，可用大马力的掘土机开掘土体。用拖拉机牵引的专用松土机，能够松碎不超过0.3m的冻土层。厚度在0.6-lm的冻土，通常是用吊锤打桩机或用楔形锤打桩机进行机械松碎。厚度在1-1.5m的冻土，可以用重锤冲击破碎冻土。

当冻土深度超过0.7m时，机械挖土已不经济，可用爆破。爆破冻土宜用硝铵炸药，以雷管引爆。其炮眼位置、孔径、孔深及炸药用量经计算确定，操作时要注意人身安全。这个方法是以炸药放入直立爆破孔或水平爆破孔中进行爆破，冻土破碎后用挖土机挖出，或借爆破的力量向四外崩出，形成需要的沟槽。爆破孔可用电钻、风钻或人工打钎成型。炸药可使用黑色炸药、硝按炸药或TNT炸药。冬期严禁使用甘油类炸药。雷管可使用电雷管或火雷管。炸药用量由计算确定或不超过孔深的2/3，外面装以砂土。冻土深度在

2m以内时可以采用直立爆破孔。冻土深度在2m以上时可以采用水平爆破孔。

此外，为了减轻挖掘困难，可用蒸汽循环针或电气加热融化冻土的方法。但耗用热能甚巨，只在电力热源充沛、经济合理等条件下采用。

2、土方回填