冬期施工技术要领

冬期施工技术要领冬期施工是指在低温环境下进行的建筑施工活动，核心挑战是防止材料冻结、保证工程质量。根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5摄氏度时，即进入冬期施工阶段。这一温度阈值是基于材料性能变化规律确定的，混凝土强度发展速率在5摄氏度以下会显著减缓，当温度降至0摄氏度以下时，混凝土中的自由水开始结冰，体积膨胀约9%，可能导致结构内部产生微裂纹，造成不可逆的强度损失。冬期施工对工程质量的影响是多方面的。混凝土工程首当其冲，低温会延缓水泥水化反应，影响强度增长。试验数据显示，混凝土在5摄氏度条件下养护，其强度发展速率仅为20摄氏度标准养护条件下的60%左右；当温度降至0摄氏度时，强度发展基本停滞。钢筋在低温环境下韧性降低，脆性增加，加工和连接工艺需要调整。砌体工程中，砂浆冻结会导致粘结强度下降，影响结构整体性。土方工程方面，冻土开挖难度增加，回填土压实质量难以保证。因此，冬期施工必须采取系统的技术措施，从材料选择、配合比设计、施工工艺到养护保温，形成完整的技术保障体系。一、施工前准备工作的技术要点施工前的技术准备工作是冬期施工成功的基础。首先应编制专项冬施方案，明确施工方法、技术措施、物资供应和应急保障。方案编制需结合工程特点、结构形式、工期要求和当地气候条件，进行技术经济比较后确定。根据规范要求，冬施方案应包括工程概况、施工部署、施工准备、主要施工方法、质量保证措施、安全消防措施、环境保护措施和应急预案等内容。物资准备方面，需要提前储备保温材料（如岩棉被、电热毯）、加热设备（暖风机、电加热器）、防冻剂、早强剂等。现场准备包括搭建保温棚、敷设加热管道、设置测温点等。测温工作至关重要，应从预计进入冬施前15天开始记录气温变化，建立温度监测台账，为施工决策提供依据。技术准备的核心是建立温度监测体系。施工现场应设置不少于3个气温观测点，分别位于场地中央、迎风面和背风面，每日记录2时、8时、14时、20时四个时点的温度，计算日平均气温。同时应关注未来7天天气预报，做好气温骤降的应对预案。材料进场检验应加强，水泥应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级，进场温度不宜低于5摄氏度。骨料应清洁，不得含有冰雪和冻块，含水率应每2-3天检测一次，及时调整配合比用水量。外加剂进场应有合格证和性能检测报告，防冻剂、早强剂应进行相容性试验，确认无沉淀、无分层后方可使用。二、混凝土工程冬施核心技术混凝土工程是冬期施工的核心环节，其技术要领涵盖配合比设计、搅拌运输、浇筑养护全过程。配合比设计应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5级，水泥用量不宜少于300千克每立方米。这种选择基于水泥水化热原理，高标号水泥水化速度快，放热量大，有利于早期强度发展和抗冻性能提升。掺合料使用需谨慎，粉煤灰掺量不宜超过20%，矿渣粉不宜超过30%，避免过度稀释水泥水化产物。防冻剂的选择必须符合国家现行标准《混凝土防冻剂》JC475的规定，其掺量应根据环境温度通过试验确定，严禁超量使用。早强剂可加速混凝土强度发展，但需与防冻剂相容性良好，避免发生不良反应。混凝土搅拌温度控制是关键技术参数。规范要求，混凝土出机温度不宜低于10摄氏度，入模温度不应低于5摄氏度。为实现这一目标，拌合用水可加热至60-80摄氏度，但水泥不得与80摄氏度以上的水直接接触，防止假凝现象。骨料加热可采用蒸汽加热或电加热，加热温度不宜超过60摄氏度。搅拌时间应比常温季节延长30-50%，确保拌合物均匀性。运输过程需采取保温措施，使用保温罐车或覆盖保温被，减少热量损失。浇筑前应对模板和钢筋进行预热，清除冰雪和污垢。浇筑应连续进行，避免冷缝产生，分层厚度不宜超过400毫米，确保上层混凝土覆盖前下层混凝土未被冻结。混凝土养护是冬施成败的决定性环节。蓄热法养护适用于气温不低于零下10摄氏度且结构表面系数不大于5的结构，通过保温材料覆盖，利用混凝土自身水化热维持正温养护。综合蓄热法在蓄热法基础上掺加早强剂或防冻剂，扩大应用范围至零下15摄氏度。当气温低于零下15摄氏度或结构表面系数较大时，应采用暖棚法或加热法。暖棚法是在结构周围搭建保温棚，内部设置热源，保持棚内温度不低于5摄氏度。加热法包括电极加热、电热毯加热、工频涡流加热等，需严格控制加热温度，混凝土表面温度不宜超过35摄氏度，防止剧烈温差导致裂缝。养护期间测温频率为：第一天每2小时一次，第二天每4小时一次，第三天至第七天每6小时一次，并做好记录。混凝土受冻临界强度是重要控制指标，采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度不应低于设计强度等级值的30%；采用矿渣硅酸盐水泥时，不应低于40%。三、钢筋与砌体工程冬施技术钢筋工程冬期施工需关注低温性能变化和工艺调整。钢筋在低温下屈服强度和抗拉强度有所提高，但延伸率和冲击韧性显著降低，脆性断裂风险增加。试验表明，当温度降至零下20摄氏度时，普通钢筋的冲击韧性可能下降50%以上。因此，钢筋加工场所应采取保温措施，温度不宜低于零下10摄氏度。钢筋冷拉温度不宜低于零下20摄氏度，当温度低于零下20摄氏度时，不得进行钢筋冷拉作业。钢筋焊接应在室内进行，如必须在室外焊接，环境温度不宜低于零下20摄氏度，并应有防雪挡风措施，焊后接头严禁立即接触冰雪。负温闪光对焊和电弧焊应选用合适的焊接参数，适当延长预热时间，增大调伸长度，降低冷却速度。钢筋机械连接在负温下施工时，应对套筒和钢筋丝头进行清洁，清除冰雪和污垢，拧紧力矩应符合设计要求。砌体工程冬期施工主要采用外加剂法和暖棚法。外加剂法是在砂浆中掺加防冻剂，使砂浆在负温下不冻结，水泥水化反应仍能进行。防冻剂掺量应根据环境温度通过试验确定，常用氯盐防冻剂掺量为用水量的3%-7%，但氯盐对钢筋有腐蚀作用，配筋砌体中氯盐掺量不得超过用水量的1%，且应做防锈处理。砂浆稠度应适当增大，控制在80-120毫米，保证砌筑操作性。砌筑时砂浆温度不应低于5摄氏度，每日砌筑高度不宜超过1.2米，防止砂浆未达强度前承受过大荷载。暖棚法适用于小型砌体或局部修补，在砌体周围搭设暖棚，内部加热保持正温，确保砂浆正常硬化。砌体在暖棚内养护时间根据温度确定，当棚内温度为5摄氏度时，养护时间不少于6天；10摄氏度时不少于5天；15摄氏度时不少于4天。砌体材料选择也需注意。砖、砌块应清洁，不得含有冰雪和冻块，使用前应在正温环境下预热。砂浆宜采用普通硅酸盐水泥配制，水泥强度等级不低于32.5级。砂子应过筛，不得含有冰块和直径大于10毫米的冻结块。砂浆应随拌随用，搅拌时间应比常温季节延长30-50%，确保防冻剂分散均匀。砌筑过程中，灰缝厚度应控制在8-12毫米，水平灰缝饱满度不应低于90%，竖向灰缝饱满度不应低于80%，确保砌体整体性能。四、土方与地基基础工程冬施技术土方工程冬期施工面临冻土开挖和回填压实两大难题。冻土开挖可采用爆破法、机械法或人工法。爆破法适用于大面积冻土，需编制专项爆破方案，经审批后实施，严格控制装药量和爆破安全距离。机械法采用挖掘机配破碎锤，适用于冻土厚度小于0.5米的情况，破碎效率与冻土硬度相关，当冻土温度低于零下10摄氏度时，破碎效率下降约40%。人工法效率低下，仅适用于小量或机械无法作业区域。开挖过程中，应分层开挖，每层厚度不宜超过0.3米，及时清除冰雪，防止再次冻结。回填土施工应选用未冻结的砂土或碎石土，不得使用冻土块回填。回填前应将基底冰雪清除干净，回填应分层进行，每层厚度不宜超过200毫米，压实遍数应比常温季节增加2-3遍，确保压实系数达到设计要求。当气温低于零下10摄氏度时，回填土中不得含有冻土块；气温低于零下5摄氏度时，冻土块含量不得超过15%，且粒径不得大于150毫米。压实机械应选用重型振动压路机，碾压速度应降低20%-30%，确保压实效果。回填土含水量应控制在最优含水量的±2%范围内，过湿或过干都会影响压实质量。地基基础工程冬期施工需特别注意桩基施工和地基处理。混凝土灌注桩施工时，混凝土灌注温度不应低于5摄氏度，桩顶应覆盖保温，防止混凝土受冻。预制桩施工时，锤击沉桩应连续进行，避免间歇导致桩周土体冻结，增加沉桩阻力。地基处理采用换填法时，换填材料应预热，分层压实参数需通过试验确定。强夯法施工时，夯击能量应适当提高10%-20%，以克服冻土强度增加的影响。地基处理效果检测应增加检测点数量，确保处理质量满足设计要求。五、质量安全管控与特殊结构冬施质量安全管控是冬期施工的重中之重。测温工作是基础，应建立温度监测体系，包括环境温度、混凝土出机温度、入模温度、养护温度等。测温仪器应定期校验，确保数据准确。混凝土试件留置应符合规范要求，除标准养护试件外，还应留置同条件养护试件和负温转标准养护试件，用于检验冬施混凝土实际强度发展。试件数量应比常温季节增加不少于两组，分别用于检验受冻临界强度和拆除保温或拆除模板时的强度。测温频率应根据施工阶段确定，混凝土浇筑后前3天每2-4小时测温一次，之后每6-12小时一次，直至达到受冻临界强度。安全防护方面，施工现场应采取防滑措施，及时清除冰雪，道路、脚手架、操作平台应铺设防滑材料。高处作业人员应穿戴防滑鞋和防寒服装，防寒帽应有耳孔，不影响听觉。临时用电应加强检查，防止电线冻结硬化导致绝缘破损，引发触电事故。消防管理应强化，保温材料应使用阻燃型，动火作业应办理审批手续，配备灭火器材，设专人监护。脚手架搭设应考虑雪荷载，积雪应及时清除，防止超载。起重机械在低温下使用前应预热，检查液压系统性能，确保安全可靠。特殊结构冬期施工需针对性采取措施。钢结构安装时，高强螺栓连接摩擦面应清除冰雪，摩擦系数应满足设计要求。焊接作业应预热，预热温度根据钢材碳当量和板厚确定，一般不低于100摄氏度，道间温度控制在150-250摄氏度。焊缝应连续完成，中断时应采取后热措施，防止裂纹产生。防水工程不宜在冬期施工，如必须施工，应选择气温不低于零下5摄氏度的天气，采用热熔法施工的卷材，加热温度应控制在规定范围内，避免过热老化。装饰装修工程室内应保证正温，抹灰砂浆应采取保温措施，防止冻结，涂料施工环境温度不应低于5摄氏度，相对湿度不宜大于85%。六、冬施技术管理要点与成本控制冬期施工技术管理应建立专项制度。每日应关注天气预报，做好气温骤降的应对准备。技术交底应详细说明冬施特点、技术要求和注意事项，确保操作人员掌握要领。质量检查应加强，对混凝土浇筑、养护、测温等关键工序进行旁站监督。问题处理应及时，发现混凝土受冻、强度不足等问题，应立即停止相关部位施工，组织技术分析，采取补救措施。资料管理应完整，温度记录、试件报告、检查记录等应分类归档，作为工程验收依据。应建立冬施例会制度，每日或每周召开协调会，解决施工中遇到的技术、物资、安全等问题。冬期施工成本控制需综合考虑技术经济因素。保温材料和加热设备的投入是必要的，但应优化方案，避免过度投入。配合比设计中，防冻剂和早强剂的使用应精准，通过试验确定最佳掺量，既保证效果又控制成本。施工组织应紧凑，合理安排工序，减少窝工和返工，提高工效。能源消耗应监控，加热设备应选用高效节能型，保温措施应有效减少热量损失，降低能源费用。应进行冬施成本测算，将额外增加的费用纳入工程预算，包括保温材料费、加热费、人工降效费、机械降效费等，确保工程经济效益。冬期施工环境保护不容忽视。加热设备应选用清洁能源，减少废气排放。保温材料应回收再利用，减少建筑垃圾。施工噪声应控制，特别是在夜间和居民区附近，应采取降噪措施。冰雪融化水应收集处理，防止污染周边环境。通过绿色施工措施，实现工程建设与环境保护的协调统一。应制定冬施环境保护方案，明确扬尘控制、噪声控制、废弃物处理等措施