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胡海源初稿

中国石油大学（北京）现代远程教育

毕业设计（论文）

冬季施工技术方案与应用研究

姓名：

胡海源

学号：

061230

性别：

男

专业:

土木工程

批次：

2013春

学习中心：

宜兴

指导教师：

杨亚男

2015年4月15日

冬季施工技术方案与应用研究

摘要

冬季施工气温低，引发质量和安全事故的因素较多，因此在施工作业前制定详尽的技术措施、安全措施，是保证工程质量的前提。

冬季施工时间虽短或不常发生，但必须予以重视，防止措施不当会给施工的工程带来不利影响，防止造成质量隐患或出现质量事故。

因此，有必要对冬季施工的技术方案与应用作进一步的研究，以确保冬季施工质量的再提高。

关键词：

冬季；施工方案；应用研究

目录

第一章前言…………………………………………………………1

第二章冬季施工准备………………………………………………2

2.1技术准备…………………………………………………2

2.2生产准备…………………………………………………3

2.3资源准备……………………………………………………4

第三章冬季施工专项方案的研究……………………………………53.1土方挖运、边坡支护工程…………………………………5

3.2钢筋工程……………………………………………………5

3.3模板工程……………………………………………………6

3.4混凝土工程…………………………………………………7

3.5防水工程……………………………………………………10

3.6砌体工程……………………………………………………11

第四章冬季施工质量的通病以及预防措施………………………13

4.1钢筋的锈蚀与混凝土裂缝…………………………………13

4.2结构疏散与水分转移………………………………………13

4.3表面起灰……………………………………………………14

4.4结晶腐蚀-混凝土表面返霜…………………………………14

第五章结论………………………………………………………15

参考文献……………………………………………………………16

致谢………………………………………………………………17

第一章前言

冬季施工期限在我国有明确的规定：

当室外日平均气温连续5天低于5℃，即进入冬期施工，反之，当室外日平均气温连续5天高于5℃，即解除冬期施工。

因此随着冬季施工的到来，提前需做好一系列施工前的准备工作，如技术准备、人员准备、物资准备等等。

不同的分项工程采取不同的施工措施，冬季施工需要进行保温覆盖和消耗较多的热能，无形之中增加了工程造价，同时对工程施工质量或多或少产生一定的影响，因此尽量避免在冬季进行施工，如土方开挖、地基处理、屋面防水、回填土等工程项目。

对于不得不在冬季施工的项目，需根据工程实际情况，结合施工规范要求，制定冬季施工方案，并及时掌握气温变化情况[1]。

冬季施工由于寒冷的气候对工程的质量、安全和进度产生一定的影响，因此合理组织冬季施工是必要的，也是保障工程项目施工质量的基本前提。

第二章冬季施工准备

冬季施工气温低，引发质量和安全事故的因素较多，因此在施工作业前制定详尽的技术措施和安全措施，是保证工程质量的前提。

所以冬季施工时间虽短，但必须予以重视，如果施工准备不足，会给工程带来不利影响，造成质量隐患或出现质量事故[2]。

2.1技术准备

做好施工前的技术准备工作，是做好冬期施工的前提。

要注意提前收集施工地冬期气温变化的资料。

由于《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）规范规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，因此，在工程即将进入冬期施工前，要提前准备和防范，把不利的因素消除在萌芽状态，要提前收集当地冬期的气象资料，了解当地的气温变化、持续时间、最低温度以及最大风、雪等资料，还要了解施工过程中未来一周的天气变化，只有这样才能做到防患于未然。

其次，准备好冬季施工的材料。

如提前预备防寒取暖材料；外加剂材料的选用、审批、复试；焦碳及炉具的采购、存储等前期准备工作。

做好冬期施工技术文件的编制工作，是冬季施工的主要措施。

在工程进入冬期施工前，要提前编制好冬期施工技术文件，作为冬期施工的技术指导性文件。

冬期施工技术文件必须包括施工方案和施工组织设计或技术措施。

施工方案和施工组织设计或技术措施包括以下主要内容：

冬期施工的生产任务安排和部署；施工材料进场计划；劳动力计划；热源、设备计划和部署；冬期施工人员培训计划；工程质量的控制要点；冬期安全生产的要点；施工工序及进度安排。

做好人员培训和技术交底工作，是冬季施工的关键。

冬期施工由于在负温下进行作业，不了解或不熟悉冬期施工规律，极易造成工程质量事故，为保证工程质量，冬期施工前必须进行人员培训，培训内容为：

1）要学习国家和地方有关冬期施工规范、标准、规定，如《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）规范等文件；2）学习有关冬期施工的基本理论知识及施工方法。

施工前技术交底的重点是：

1）原材料的使用方法；2）原材料的加热或保护；3）原材料的测温或成品的测温；4）成品的保护或养护工作

2.2生产准备

根据制定的进度计划安排好施工任务及现场准备工作。

如现场供水管道的保温防冻，搅拌机棚的保温，场地的整平及临时道路的设置，装修工程的门窗洞口封闭及保温。

做好原材料的检验复试及材料的配比。

在冬期施工中各种原材料需要进行复试的必须进行复试，以防不合格的材料使用在工程中，另外。

在冬期混凝土施工中经常要使用一些外加剂，随着气温的不断变化用量不一，加上目前时常假冒伪劣产品较多，如果不复试，直接用于工程，将有可能给工程带来严重后果，要消除引起工程质量隐患的因素，对工程中使用的原材料进行重新复试是必要的。

2.3资源准备

根据制定的计划组织好外加剂材料,保温材料，施工仪表（测温剂），职工劳动保护用品等的准备工作，尤其要做好钢筋焊接和混凝土灌注的准备工作。

冬期钢筋施工最主要的是钢筋的焊接，焊接质量的好坏直接关系到工程结构的安全。

冬期进行钢筋焊接，影响因素较多，钢筋焊接前必须根据当地的施工条件、气温状况进行试焊，试焊时先根据气温状况调整焊接参数及焊接工艺，焊接参数和工艺确定后，再进行试焊，试焊的焊件送实验室实验，合格后再进行批量焊接。

焊剂或焊条在冬期运输、保存过程中极易受潮，使用受潮的焊剂或焊条会造成焊接熔池中混入气体停留在焊肉中造成气孔，影响焊接接头质量。

在使用焊条或焊剂时，要按说明书的要求对焊条或焊剂进行烘焙，干燥后再使用[3]。

控制好原材料的加热温度。

冬期施工对混凝土原材料的加热是保证混凝土早期强度增长的重要因素，在施工过程中要确定原材料的加热温度，作好加热措施，定时进行温度测量，保证加热温度达到要求。

控制好混凝土的入模温度。

施工中作好混凝土浇筑入模温度，一般不应低于2℃，温度过低，则容易造成新浇混凝土冷却过快，使混凝土在很短时间内降至冰点温度而影响混凝土早期强度增长。

根据规范冬期施工试块留置不少于2组（六块），与结构同条件养护，分别用于检验受冻前混凝土和转入常温养护28天的混凝土强度，加强成品的养护[4]。

第三章冬季施工专项方案的研究

冬季施工时，低温气候给施工带来一定的难度，施工方法是否具备指导性，实用性，对制定施工方案的施工技术人员来说，必须具备一定的施工经验，掌握一定的施工技术知识。

3.1土方挖运、边坡支护工程

冬期的土方开挖，开挖完的基槽应及时用保温被加以覆盖，防止基槽底部受冻。

如基础需作打桩处理，则基槽挖土至少需留1米以上的土层，以防止持力土层被冻。

喷射混凝土内要掺抗冻剂，护坡施工完成后应及时用保温被加以覆盖养护。

周边道路遗撒的渣土应及时清扫干净，防止被冻结而引起路滑和影响环境。

应注意边坡的观察，防止边坡因冻融循环而出现塌陷。

尤其是当冬施解除后，要密切注意边坡的变化情况，以便及时采取有效措施[5]。

3.2钢筋工程

工程横向钢筋接头连接方式为闪光对焊和帮扎搭接；竖向钢筋接头采用电渣压力焊和绑扎搭接。

热轧钢筋负温闪光对焊，宜采用预热闪光焊或闪光—预热—闪光焊工艺。

注意控制热影响区长度。

宜采用较低变压器级数，宜增加调伸长度、预热留量、预热次数、预热间歇时间和预热接触压力；并宜减缓烧化过程的中期速度。

（1）调伸长度：

以顶锻不产生旁弯为准，并宜采用较大的调伸长度。

（2）变压器级数：

以闪光顺利为准，宜采用较低的变压器级数。

（3）烧化留量：

一次烧化留量等于两钢筋在断料时端面的不平整度加切断机刀口严重压伤部分；二次烧化留量不小于10㎜。

（4）预热留量：

预热程度的控制，宜采取预热留量和预热次数相结合的办法，预热留量一般为1~3㎜；预热次数为1~5次；每次接触预热时间应为1.5~2s，间歇时间应为3~4 s。

（5）顶锻留量：

顶锻留量应为4~13㎜，并应随钢筋直径的增大和钢筋级别的提高而增大[6]。

冬期钢筋的焊接，其最低气温不宜低于﹣20℃。

钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。

当风力超过四级，应采取适当的挡风措施，焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪，雪天不得进行焊接作业。

钢筋在负温下进行冷拉，其气温不得低于﹣20℃。

在负温条件下使用的钢筋在运输和加工过程中要防止撞击和刻痕。

3.3模板工程

墙体模板保温：

所有墙模外侧均贴50㎜聚苯板进行保温，外面在固定一层竹胶板进行保护，以防聚苯板遭破坏。

底板混凝土的侧模采用240厚的砖墙进行保温。

独立柱模板采用竹胶板复合大模，保温方法同墙体钢大模。

 冬期施工中，在模板使用之前，应彻底清理模板上的积雪、结冰。

3.4混凝土工程 

3.4.1对预拌混凝土搅拌站的要求 

（1）冬期要求混凝土搅拌站采取有效冬期施工措施及方案。

（2）提前作好冬期施工混凝土配合比的预配，按要求掺加早强型抗冻剂（不含氯盐），以提高混凝土的抗冻性。

抗冻剂必须有复试，并报监理审批。

（3）最小水泥用量不少于300㎏/m3，水灰比不应大于0.6。

搅拌混凝土所采用的骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其它冻裂物质。

（4）混凝土搅拌站必须采取可靠措施，足以保证运到现场的混凝土的出罐温度不少于10℃，从而使入模温度不低于5℃。

（5）混凝土的投料顺序为：

先投入骨料和已加热的水，待水温降至40℃左右时，再投入水泥和外加剂。

（6）混凝土搅拌前，先用热水冲洗搅拌机，并延长搅拌时间为常温的1.5倍，即由180秒延长为270秒[7]。

3.4.2混凝土的运输

运输混凝土的罐车滚筒必须包裹保温材料，现场混凝土输送泵和布料杆的泵管用保温被进行保温，以减少混凝土热量的损失。

3.4.3混凝土的浇筑 

（1）对于支好模板且绑完钢筋，但未浇筑混凝土时遇到下雪情况，应先用塑料布覆盖好，待雪停后再进行浇筑。

混凝土浇筑前要清除模板和钢筋上的冰雪。

（2）现场要合理组织罐车进场时间，以减少罐车在现场等待浇筑的时间。

（3）混凝土浇筑前要做好必要的准备工作，混凝土输送到浇筑部位后，应采取快铺料，快震捣，及时覆盖的快速施工方法。

（4）混凝土浇筑尽量安排在一天中气温较高时浇筑。

3.4.4 混凝土的拆模

 墙、柱模板在混凝土强度达到1.2Mpa后，方可拆除模板，拆除后对墙（柱）混凝土要用阻燃草帘被覆盖，待混凝土达到4Mpa的受冻临界强度后，可将覆盖层撤销；梁、板模板在混凝土强度达到设计强度的75﹪后方可拆除，悬挑结构在混凝土强度达到设计强度的100﹪后方可拆除；拆模时应以同条件养护试块抗压强度为准，拆模时混凝土表面与环境温差不得大于20℃，以防混凝土表面因温差太大产生裂纹。

拆模后的混凝土表面应及时覆盖，使其缓慢冷却；建立拆模申请制度：

根据试验结果填写混凝土拆模申请，经现场技术主管批准后拆模，否则不允许拆模。

3.4.5混凝土的养护

对于底板大体积混凝土，先覆盖一层黑塑料布薄膜，然后再覆盖两层阻燃草帘被进行保温养护。

对于墙体、柱混凝土，除了在外侧模板进行保温外，在墙顶、柱顶也覆盖阻燃草帘被进行保温养护。

墙体、柱模板拆除后，及时在砼外表面包裹一层黑塑料布薄膜和阻燃草帘被进行保温养护，阻燃草帘被要包裹严实，防止混凝土表面裸露。

在顶板混凝土浇筑时，需预先在板内按2~3米间距设置Ф22的钢筋马凳，超出平面标高10㎝，作为混凝土浇筑后架跳板的支撑，便于混凝土的找平和及时铺设保温材料。

对于梁、板混凝土表面采用覆盖一层黑塑料布薄膜和阻燃草帘被的方法进行保温养护，阻燃草帘被覆盖要密实，防止混凝土裸露，确保混凝土不受冻。

严禁结构在未达到规定强度时承受荷载。

冬期施工禁止浇水养护。

3.4.6混凝土的测温

混凝土的测温选用电子测温仪。

测温点布置原则是选择温度变化大、容易散失热量、构件易遭冻结的部位。

根据工程进展情况和结构平面特点，绘制测温平面布置图，标明测温孔编号，编号应连续进行，测温记录按平面图上所留孔号进行。

测温孔的设置 ：

1）底板：

由于底板混凝土要侧内外温差，因此在浇筑底板混凝土时，在每测温点均埋设一根长（埋至底板厚中部以下）、一根短（埋至底板面下10㎝左右）且一端封闭的白铁皮管（直径10㎜），长管测定混凝土内部温度，短管测定混凝土表面温度，测温时要将测温探头插入测温孔内3分钟方可读数。

2）现浇板每15㎡设置一个测孔，孔深1/2板厚，每间至少一个测孔。

3）框架梁：

梁的测温孔每跨设3个，孔深1/3梁高。

4）框架柱：

在每根柱子的柱头和柱脚各设一个测孔，且设在迎风面。

测孔与柱面成90°角，孔深1/3柱断面长度。

5）剪力墙：

横墙每条轴线测一块模板，纵墙轴线之间采取梅花形布置。

每块板单面设测孔3个，对角线布置，上、下测孔距大模板上、下边缘30㎝，孔深10㎝。

 测温要求 ：

1）测温工作派专人负责，在混凝土强度未达到受冻临界强度（4.0N/mm2）前每2h测一次，以后每6h测一次所有各项测温及检验结果，均填写“混凝土施工记录”和“混凝土冬期施工日报”。

 2）测温时按测温图中的编号顺序进行，探头插入测温孔后，堵塞住孔口，留置在孔内3～5min后，准确读数，并记入测温记录表，同时将测温孔用保温材料按原样覆盖好。

 3）其他测温项目及次数 测 温 项 目 测 温 次 数 室外气温及环境温度 每昼夜4次，并测出最高、最低气温。

 02：

00、08：

00、14：

00、20：

00测大气温度 混凝土入模温度 4次/每一工作班[8]。

3.4.7混凝土试块的留置

除按正常条件施工时留置试块外，还应增设两组与结构同条件养护的试块。

一组用于检验受冻前的混凝土强度，另一组用于检验常温养护28d后的混凝土强度。

3.5防水工程 

根据防水等级及图纸设计要求选用防水卷材，卷材一般采用热溶法施工。

防水施工前基层必须保持干燥，含水率不大于9﹪，基层表面要清理干净，不得有冰、雪等杂物。

热熔铺贴防水层应采用满粘法。

铺贴时应采用喷灯均匀加热基层和卷材，喷灯距卷材的距离宜为0.5m，不得过分加热或烧穿，应待卷材表面熔化后，缓缓地滚铺铺贴。

卷材搭接应按规范施工，短边搭接宽度为150mm，长边搭接宽度为100mm。

搭接时应采用喷灯加热搭接部位，趁卷材熔化未冷却时，用铁抹子把接缝边抹好，再用喷灯均匀细致地密封，平面与立面相连接的卷材，应由下向上压缝铺贴，并使卷材紧贴阴角，不得有空鼓现象。

卷材搭接的边缘以及末端收尾部位应以密封材料嵌缝处理。

防水施工应选在一天中气温较高时，一般为上午10﹕00至下午3﹕00，要求环境温度不低于－10℃。

5级大风及雪天应停止施工。

施工安全应符合下列规定：

防水材料及辅助材料设置专门的库房，库房和施工现场严禁烟火并配备适当的灭火器材操作；操作是必须保持火焰与卷材的喷距，严防火灾发生。

3.6砌体工程

砖砌体工程冬期采用掺无氯盐防冻剂砂浆法。

 对材料的要求：

（1）砖在砌筑前应将表面积灰、积雪清扫干净；

（2）水泥采用普通硅酸盐水泥，使用时不能冻结；（3）石灰膏应经融化并重新拌合后方可使用；受冻而脱水风化的石灰膏不可使用。

冬期砌筑砂浆的稠度，宜比常温施工适当增加，可通过加石灰膏的办法来解决。

稠度控制在8～13cm。

砂浆在使用时的温度不低于5℃。

为了拌和热砂浆，配备专用加热水箱，水的温度控制在90℃左右，先将水、砂先行搅拌，再加水泥。

 水的温度应经常检查，每小时不少于1次，温度计停留在水内时间不少于1分钟。

冬期搅拌砂浆的时间应适当延长，一般要比常温期增加2分钟。

减少砂浆在搅拌、运输、储存过程中的温度损失采用措施：

（1）砂浆的搅拌应在保温棚内进行，环境温度不低于+5℃；冬期施工砂浆要随拌随 运，不可储存和二次倒运。

（2）把缩短砂浆运输距离作为设置搅拌站主要依据，当用手推车输送砂浆时，车体应采取保温措施。

车体采用双层钢板，中间采用木锯沫填实。

（3）砂浆必须随拌随用，砂浆的储存时间不宜超过15分钟。

（4）运输车应及时清理，每日下班后用热水清理，以免冻结[9]。

 严格禁用已遭冻结的砂浆。

砌砖采用'三一砌砖法'，即一铲灰、一块砖、一挤揉。

砌砖前必须立匹数杆水平和垂直灰缝的平均厚度不可大于10mm，施工时要经常检查灰缝的厚度和均匀性。

每天收工前，砌体表面不铺砂浆，用草帘将砌体表面加以覆盖。

第二天上班时，应先将砖表面的霜雪扫净，然后再继续砌筑。

砂浆中的防冻剂掺量参照实验报告及厂家材料说明。

防冻剂的掺法：

防冻剂应先溶解于水，然后投入搅拌。

当日最低气温≤－15℃时，砂浆强度应按常温施工时提高一级。

 普通砖在正温度条件下砌筑时，砖应适当浇水湿润，可用喷壶随浇随砌。

在负温度下砌筑时砖不浇水，但砖表面的灰砂、冰雪必须清除。

第四章冬季施工质量的通病以及预防措施

冬季施工人们最大的担忧是钢筋混凝土的灌注质量。

如果发现下面这几种情况，可及时采取相关预防措施。

4.1钢筋的锈蚀与混凝土裂缝

由于钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。

其次，水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。

混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。

　　预防措施：

严格控制氯盐的掺量。

按照“钢筋混凝土工程施工及验收规范”规定：

氯盐掺量不得超过水泥重量1%，基本钢筋就不锈蚀。

限定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀，以防止偏折引起局部钢筋锈蚀。

控制水泥质量和混凝土混合物水灰比，增大其密度性，防止水分转移，均能有效地防止混凝土的裂缝产生[10]。

4.2结构疏散与水分转移

水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。

同时由于混凝土内部压力差、温度、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。

预防措施：

A、适当掺用以防冻剂-减水剂-早强剂-引气剂组成的复合外加剂，减少水灰比，采取重复振动，加压振动，提高结构致密性。

B、混凝土表面“冰封”利用其湿水性均为有效。

4.3表面起灰

所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。

主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。

预防措施：

严格控制水灰比，延长混凝土混合物搅拌时间，表面覆盖塑料薄膜保水。

4.4结晶腐蚀-混凝土表面返霜

混凝土硬化后，某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。

预防措施：

A、适当控制外加剂的用量（最好不要超过水泥重量5-7%）。

B、外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间。

C、混凝土浇灌后，立即在其表面覆盖1-2层薄膜塑料，严防混凝土水分外移。

第五章结论

冬期施工气温较低，引发安全事故和质量事故的因素较多。

为保证冬期施工的顺利进行，自冬期施工开始前夕起，要成立以项目经理为第一责任人的施工现场冬期施工领导小组，作必要的前期准备工作，同时必须做好冬季施工技术方案的应用与研究，编制好切实可行的冬期施工技术方案。

对施工人员进行安全教育，尤其是高空作业和特殊工种的教育，并加强现场施工管理，确保工程安全施工。

参考文献

[1]2012全新金典版《施工组织设计大全》.

[2]孟胜国等.混凝土冬季施工技术及温度控制[J].建筑技术开发，2006，33（6）:

75-76.

[3]王丕祥张宏祥.《东北林业大学学报》2004第6期.

[4]曹万明.《工程建设与设计》2009第4期.

[5]中国建筑一局（集团）有限公司《建筑工程季节性施工指南》北京：

中国建筑工业出版社，2007.

[6]建筑工程冬期施工规程JGJ104-2011. 

[7]姚谨英.建筑施工技术.北京:

中国建筑工业出版社，2007. 

[8]李达周国峰郑江.《山西建筑》2005第23期.

[9]郑力菲.浅谈冬季混凝土施工技术[J].山西建筑，2008，（11）：

158-159.

[10]卢循.《建筑施工技术》 北京:

中国建筑工业出版社，1996. 

致谢

本设计（论文）是在杨亚男老师的悉心指导下完成的，杨老师在设计（论文）过程中不仅给我鼓励，还授予我大量的专业知识和方法，为我撰写论文起到了很大的帮助作用。

在此，对杨老师表示最真诚的敬意和衷心的感谢！

特别感谢学习中心的领导和老师们，他们的敬业精神和严谨的治学态度深深影响着我、默默支持着我，一直以来对我的关心和支持是我得以顺利完成学业的重要保证。

最后，感谢所有关心、支持和帮助我的老师和朋友！