冬季施工全过程关键技术要点与质量控制指南 2025-11-12
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  在建筑工程领域,冬季施工是一项技术复杂、管理要求高的特殊时期作业。为确保冬期施工质量与安全,项目部必须建立完善的管理体系,由项目经理牵头组织技术人员编制专项施工方案,切实做好技术交底与安全培训,确保施工人员充分掌握冬期施工的特殊要求与操作规程。

  ▲冬季施工的定义与特点

  建筑工程中的"冬季"与日常生活中的冬季概念存在显著差异,其界定主要基于气温对混凝土结构工程质量的影响程度。混凝土在低温环境下的施工质量控制,直接关系到工程结构的耐久性与安全性。

  根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104-2011)的明确定义,冬期施工期限的判定标准为:依据当地多年气象资料统计,当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时,即进入冬期施工期;当室外日平均气温连续5天高于5℃时,方可解除冬期施工状态。

  在编制冬期施工方案前,项目团队必须首先制定详细的施工进度总计划,准确识别哪些分部分项工程将处于冬期施工阶段,进而编制具有针对性的专项方案。方案应全面考虑施工组织、技术措施、材料准备和现场布置等要素,以最小化资源投入保障冬期施工需求,确保工程进度不受影响。

  我国北方地区普遍存在冬期施工情况,持续时间从3至6个月不等。以华北平原为例,冬期施工通常从当年11月15日持续至次年3月15日,共计4个月。各项目部应安排专人记录气温数据,密切关注天气变化,根据实际气温情况灵活调整冬期施工的起止时间,避免机械地按照固定日期执行。

  ▲冬期施工涉及的主要分部分项工程

  根据北方地区施工经验,冬期施工通常涉及以下分部分项工程:地基与基础工程、钢筋工程、混凝土结构工程、砌体工程、钢结构工程、屋面工程及装饰装修工程等。每个分项工程都需要采取特定的技术措施和质量控制方法。

  【1】地基与基础工程

  冬期进行地基与基础施工,主要以土方工程为重点。由于土壤冻结增加了开挖难度,通常需要采用挖掘机进行作业。开挖前应仔细研究地质勘察报告,准确掌握土壤冻结深度,并在施工过程中注意保护地下管线设施。

  施工准备阶段需清除地表积水,整平施工道路。土方开挖完成后应立即采取槽底防冻保温措施。保温材料的选择应遵循经济合理、因地制宜的原则。如开挖后需要长时间停工,可在槽底预留20-30厘米土层暂不挖除,待气温回升后在基础施工前采用人工方式清除。

  土方回填应优先选用未冻结土料,回填前须彻底清除基坑内的冰雪和保温材料。回填土应按规范要求过筛,灰土应采用灰斗量方,确保拌和均匀,优先采用机械拌和。每层虚铺厚度严格按施工方案控制,分层分步夯实整平。采用人工夯实时,每层虚铺厚度不得超过20厘米。在可能发生冻胀隆起的部位,可采用砂土或炉渣等材料进行衬垫。冬期回填施工应配备充足劳动力,加快施工进度,确保回填作业连续进行并逐层夯实。

  在地下水位较高地区,必须坚持降水作业,待地下室顶板覆土完成且主体结构施工至三层后,方可停止降水。严禁擅自停止降水,防止地下水浮力导致未达到设计强度的混凝土基础上浮,产生影响结构抗震性能的裂缝。

  因此,冬期进行地下基础结构施工时,必须制定切实可行的施工方案,做好各分项工程的技术交底,建立应急预案,采取有效措施,储备充足的材料和机械设备,确保冬期施工质量达到规范要求。

  【2】钢筋工程

  (1)钢筋加工包括冷拉、冷弯和张拉等工序。钢筋冷拉调直温度不应低于-20℃,预应力钢筋张拉温度不应低于-15℃;当环境温度低于-20℃时,HRB335、HRB400级钢筋不得进行冷弯加工;相关机械设备必须适应低温环境工作要求。

  (2)钢筋焊接宜采用电弧焊、电渣压力焊、闪光对焊、帮条焊或搭接焊等工艺;当环境温度低于-20℃时,不宜进行焊接作业。焊接时应避开雪天和三级以上大风天气,必要时采取有效的遮挡防护措施。

  电弧焊应采用控温分层焊接工艺,根据钢筋型号、生产厂家和焊接位置选择合适的焊条和电流参数,层间温度控制在150-350℃范围内,避免出现过热、烧伤、咬边和裂纹等缺陷。

  电渣压力焊主要用于HRB335、HRB400热轧带肋钢筋的连接。焊接前应进行现场负温条件下的工艺试验,检验合格后方可正式施工;焊剂应存放在干燥库房内,使用前经250-300℃烘焙2小时以上;焊接完成后应停歇20秒以上再卸下夹具回收焊剂,回收的焊剂不得混入冰雪,接头渣壳待冷却后清理。

  帮条焊或搭接焊时,帮条钢筋与主筋采用四点定位焊固定,搭接焊钢筋采用两点定位焊固定。帮条焊的引弧或收弧应从帮条钢筋开始或结束,确保第一层焊缝具有足够的熔深且熔合良好;平焊时,第一层焊缝先从中间引弧,再向两端运弧;立焊时,先从中间向上方运弧,再从下端向中间运弧;分层焊缝焊接应采用分层控温工艺;焊缝厚度不应小于钢筋直径的30%,焊缝宽度不应小于钢筋直径的70%。

  【3】混凝土结构工程

  (1)受冻临界强度的概念至关重要。混凝土受冻临界强度是指冬期施工的混凝土在受冻前必须达到的最低强度值,以避免发生冻害破坏。达到这一临界强度后,即使混凝土后期受冻,也不会对其最终强度指标产生不利影响。《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-2011)对受冻临界强度的规定如下:

  采用蓄热法、暖棚法等施工方法时,使用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥拌制的混凝土,受冻临界强度不低于混凝土设计强度等级的30%;采用复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不低于设计强度等级的40%;

  混凝土强度等级在C50及以上时,不低于设计强度等级的30%;抗渗混凝土不低于设计强度等级的50%;对抗冻耐久性有特殊要求的混凝土不低于设计强度等级的70%;

  室外最低气温在-15℃及以上时,可采用负温养护法或综合蓄热法施工,混凝土受冻临界强度≥4MPa;室外最低气温在-30℃及以上时,可采用负温养护法施工,混凝土受冻临界强度≥5MPa;

  掺加早强剂采用暖棚法施工时,参照综合蓄热法标准执行;根据设计要求需要提高混凝土强度等级施工时,按提高后的强度等级标准执行;

  混凝土的受冻临界强度需根据施工时的气温条件和混凝土的设计性能综合确定。

  (2)混凝土热工计算是冬期施工的重要技术环节。计算前需掌握施工期间的气温条件和混凝土原材料的具体参数,可通过专业计算软件进行精确计算。根据混凝土原材料的各项数据,结合实时气温条件,计算确定混凝土的拌和温度、出机温度、入模温度、浇筑温度及初始养护温度等关键参数;按照不同的养护方法调整相应参数,采用软件计算能够显著提高热工参数的准确性,最大限度地确保冬期混凝土的浇筑质量。

  《建筑工程冬期施工规程》附录A对混凝土热工计算提供了详细说明,实际施工中应严格参照执行。

  (3)混凝土拌和、运输与浇筑过程的保温措施

  商品混凝土站应搭设保温搅拌棚,确保混凝土出站温度符合要求;

  运输过程中应尽可能缩短运输时间及现场等待时间,运输车辆应停靠在浇筑现场搭设的暖棚内;

  混凝土运输车罐体应采取保温措施,现场输送泵管必须做好保温处理,地泵处应搭设专用暖棚;

  现场应编制合理可行的混凝土浇筑方案,采取分段连续浇筑方式,尽快完成浇筑作业;避免大面积分层浇筑施工。

  (4)混凝土浇筑完成后的保温养护措施

  楼板结构表面应先覆盖塑料薄膜,再覆盖保温材料,注意搭接严密,避免出现漏盖现象;

  框架柱、剪力墙等竖向结构应适当延长模板拆除时间;

  在测量放线过程中应及时恢复保温覆盖,减少热量散失。

  (5)混凝土养护方法

  负温养护法适用于加热保温困难、重要程度相对较低的工程。混凝土初始养护温度不应低于5℃,且必须满足受冻临界强度要求。

  电加热养护法多采用电热毯,应按照跳格间隔方式布设,外周圈连续布设,电热毯外侧采用高效的隔热保温材料。

  暖棚法主要用于室内易封闭结构,必须保证暖棚内温度满足混凝土养护要求,及时在混凝土表面洒水保湿,防止混凝土失水影响强度发展。

  综合蓄热法适用于表面系数在5-15m-1范围内的混凝土结构,通过在混凝土中掺加早强剂、引气剂、减水剂等外加剂,浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜和保温层,做好防风防失水措施。

  (6)混凝土冬期施工质量控制要点

  建立完善的温度监测体系:包括大气环境温度、混凝土原料预热温度、混凝土拌和出机温度、入模温度(不低于5℃)、浇筑完成后初始养护温度等关键参数,都必须达到热工计算的控制值。如发现温度不达标,应立即采取补救措施。

  测温工作应严格按照《规程》要求实施,确保数据准确可靠。

  测温孔布置应遵循科学原则:一般选择温度变化较大、易散失热量、易受冻的构件部位设置测温孔。测温时应采取孔口隔离措施,测温仪停留时间不少于3分钟。测温前应由项目技术负责人绘制详细的测温孔平面布置图。

  【4】砌体工程

  (1)原材料控制:砌体材料必须清除表面冰雪和污物,严禁使用遭水浸或受冻的砌体材料;水泥宜采用普通硅酸盐水泥,石灰膏应做好保温措施,不得使用无水泥配比的砂浆;砂中不得含有直径大于10mm的冻结块;砂加热温度不宜超过40℃,拌合水温度不宜超过80℃,水泥不得与80℃以上的热水直接接触。具体操作按《规程》相关规定执行。

  (2)砌筑施工与养护:

  掺加外加剂时,必须确保不对墙体拉结钢筋产生腐蚀作用。砂浆温度不应低于5℃,气温较低时,砂浆强度等级应提高一级。

  暖棚法由于成本较高,多用于基础分部工程。棚内最低温度不应低于5℃,具体养护时间参见相关规定。

  【5】钢结构工程

  (1)钢结构原材料:钢材及各类连接件必须具有完整的出厂合格证和质量证明文件,按要求进行负温冲击韧性试验,按设计规范要求进行复验,其性能必须符合设计图纸和施工规范要求。按照《钢结构设计规范》(GB50017-2017)规定,冬期施工用钢材宜选用Q235、Q345、Q390、Q420等牌号。

  (2)焊条管理:应采用低氢型焊条,焊接后焊缝必须进行消氢处理,加热温度控制在200-250℃,恒温时间根据构件厚度确定。低氢型焊条烘焙温度为350-380℃,保温时间1.5-2小时,缓冷后存放在110-120℃烘箱内,使用时取出放在保温筒内,随用随取。焊条长时间未使用超过4小时,必须重新烘焙,且重复烘焙次数不得超过2次。焊条受潮后,焊接时会出现电弧不稳、飞溅大、裂纹、气孔等缺陷,严重影响焊缝质量。

  (3)冬期施工要点:钢结构安装宜优先采用螺栓连接。焊接区域必须采取有效的保温措施,避免雨雪风的不利影响。栓钉焊接宜采用专用栓钉焊接机,既能提高工效又能保证质量。

  【6】屋面工程

  屋面工程中受冬期影响的分项工程包括:屋面保温层、找平层和防水层。施工前应详细了解近一周的天气情况,制定完善的应急预案。选择晴好天气进行施工,避开雨雪大风等不利气象条件。屋面工程施工时室外温度不得低于-5℃。

  【7】装饰装修工程

  (1)室外装饰层可进行干挂石材、铝塑板安装等分项工程施工,但不得进行湿作业施工。

  (2)室内作业应在门窗安装完成,且室内采取有效采暖措施后进行,施工过程中注意加强通风排湿。每间房间室内抹灰完成后,应保持一周内室温不低于5℃;分层抹灰砂浆在硬化初期严禁受冻。

  ▲冬期施工安全管理方案

  冬期施工前,项目部必须制定切实可行的安全技术方案,建立健全冬期施工管理制度,明确各级责任人,定期开展冬期施工安全教育,坚持每日班前教育制度,加强安全员的现场巡查力度,彻底消除安全隐患。

  每日安排专人检查脚手架、操作平台、马道等设施的牢固性,及时清除积存的冰雪霜冻,作业前必须组织验收,并采取有效的防滑措施。按规定配备安全带、安全网,正确使用安全帽等防护用品。

  冬期施工期间要特别加强用火、用电管理,防止火灾和触电事故的发生。对供水管道、消防设施采取防冻保护,确保应急设备完好可用。同时要关注施工人员的防寒保暖工作,合理安排作业时间,确保施工人员的健康与安全。

  通过系统化的技术措施和严格的质量控制,配合完善的安全管理方案,冬期施工完全可以达到与其他季节相同的质量标准。关键在于提前规划、精心组织、严格管理,确保每个环节都按照规范要求执行,从而保证工程质量和施工安全。


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