冬季混凝土施工工法

冬季混凝土施工工法

胡彦文

青海省民和县公路养护队

一、前言

混凝土工程施工由于受各种制约因素的影响有时不可避免的要在冬季完成。在冬季混凝土施工中如何对混凝土的各个施工环节进行有效的控制，确保混凝土成品的优良性是近几年来业内各位专家探讨的问题，并逐步总结积累了一些经验。我们在天津滨海快速轨道交通一期工程施工中为力保全线按期通车，部分桩基、承台、桥墩、箱梁均在冬季进行了施工，经过4个月的施工实践和总结提高，在技术论文的基础上形成了冬季混凝土施工工法，并以此为例做以介绍。

二、工法特点

1、本工法具有工艺新、可操作性强，适用广泛。

2、施工方法简便，速度快，可缩短施工工期，社会效益显著。

三、适用范围

本工法主要适用于主跨小于35m 连续箱梁，高度小于18m 桥墩，以及城市轻轨和城市立交工程冬季施工。

四、施工工艺

（一）工艺流程

（见图一）

（二）施工工艺

1、冬季施工一般规定及控制目标

根据《建筑工程冬季施工规范》

（JGJ104-97）和《公路桥梁施工技

术规范》结合本项目特点，当工地

昼夜气温连续3d 低于5℃或最底

气温低于-3℃应采用冬季施工措

施，并能满足以下规定或要求：

（1）、冬季施工的混凝土在入模

后，混凝土强度未达到设计强度

30%以前不得受冻。

（2）、混凝土出厂及入模温度在

10℃以上，但不得大于35℃。

（3）、箱梁砼入模时，应有一定的入

模温度

（4）、从施工工艺及工期考虑，砼在10天内达到设计强度和弹模。

（5）、孔道压浆必须保证在正常温度下进行，其强度在25Mpa 前不得受冻。

（6）、预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。

（7）、雪天或施焊现场风速5.4m/s(3级风) 焊接时，应采取遮蔽措施，焊接后冷却的接头应避免碰到冰雪。

（8）、钢筋焊接、加工、张拉工艺应按《建筑工程冬期施工规程》办理。

2、制定冬季施工措施

根据现场施工条件，制定了混凝土施工过程的各个保证措施：

（1）、在进入冬季施工以前，及时和气象部门联系，掌握当年冬季天气趋势，并根据天气预报在施工中根据气候变化随时调整措施，确保冬季施工达到要求。

（2）、混凝土搅拌采取对原材料保温防冻或加热的方法保证混凝土温度，同时为了保证质量并掺加防冻剂。

（3）、混凝土运输时对运输设备进行保温。

（4）、混凝土灌注前、灌注后采取保温措施。

3、冬季施工有关计算

混凝土冬季施工一定要在科学技术指导下，有计划、有步骤、有组织的进行，不能盲目蛮干。因此，我们结合项目所在地历年气温情况及以前积累的相关施工经验，经过一系列反复计算，最终取得在项目所在地区混凝土冬季施工中各施工工序的控制温度数据，作为指导具体施工的最可靠依据。

4、混凝土的搅拌：

（1）在混凝土中掺加防冻剂，C25、C30砼的掺量为1.55～2.0%（-5，对搅拌站主机采取挡风和保温措施，采用棉蓬布对砂石料进行覆盖，避免砂石料结冰。

（2）、搅拌站蓄水池用保温材料覆盖并密封，热水采用40万大卡热水锅炉（每小时出热水8吨）直接加热，加热温度控制在60℃以内（环境温度-5℃以上时），当环境温度低于-10℃，可将水加热到70℃，但此时混凝土搅拌时应将水和砂石料搅拌均匀后方可投入水泥，避免水泥和热水直接接触。

（3）、砂石料场地分为保温棚和存料场两部分，保温棚采用大型军用帐篷，帐篷内采用锅炉蒸汽加热保温，确保环境温度10℃以上，每次混凝土施工前5小时，锅炉开始供气。搅拌混凝土前采用蒸汽针法对砂石料重新加热到需要温度（环境温度-5℃以下时，砂石料加热到20℃，环境温度-5℃以上时，砂石料加热到15℃），锅炉采用燃油锅炉1台，存材料场。

（4）、砂石料上料料斗采用大棚进行封闭，为确保砂石料温度，搅拌站备用保温加热料斗3台。砂石料加热装置和红外线热风炉产生的热风作为热源，碎石加热用对流方式在碎石加热炉内进行热交换，排出具有一定温度的尾气通过压风机引入砂加热炉，用流化床形式加热砂。

（5）、用保温材料对搅拌站进行封闭，棚内利用热风机配合暖气进行保温，棚内温度控

制在10℃左右。技术人员每小时测量并记录温度一次。

（6）、砂石料保温棚内在不同部位放置不少于3个温度计，工地试验室，拌和站技术人员在施工期间每小时对保温棚温度、砂石料温度、水温度、混凝土拌和物温度测量一次，环境温度-5℃以下时确保混凝土出料温度在27.5℃以上（环境温度-5℃以上出料温度应在21.2℃以上）。

（7）、试验人员每次根据采用蒸气保温后砂石料的含水量调整施工配合比。

（8）、为确保冬季施工混凝土的和易性和流动性，混凝土搅拌时间应不小于2.5min ，但不宜大于3min

（9）、为提高混凝土的早期强度，混凝土坍落度控制在12cm~14cm范围内，并搀配高效减水剂。

5、混凝土的运输

混凝土运输采用搅拌运输车运送，运送距离3公里以内，地泵或泵车进行混凝土的灌注，采用缩短混凝土运输时间、混凝土输送泵用直管等措施，以减小混凝土运输过程温度损失。

6、混凝土的灌注

（1）箱梁砼灌注

暖棚采用多功能脚手架做骨架，外套采用棉棚布、单 棚布一层。棉棚布按暖棚布尺寸及相互搭接减小漏风的要求进行特殊加工，棚布中均夹杂毛毡，毛毡厚度为1.5cm ，棚底为现浇支架的木板、铁皮共同构成的保温层组成。

箱梁混凝土浇筑前，需对暖棚进行预热，始终保证棚内最低温度不低于10℃，同时除了对混凝土输送管道进行加热外，用采用温度不低于10℃的砂浆润湿管道，清理模板内杂物，用温水清洗，模板、钢筋、管道经过预热，表面温度在5℃以上。混凝土灌注应分层分段进行，桥面应根据混凝土灌注顺序及时进行覆盖。采用插入式振捣器时，特别注意钢筋密集的底层跟部的振捣，避免管道碰坏。

已浇筑层的混凝土在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃，采取加热养护时，养护前的温度也不得低于2℃。当分层混凝土浇筑相隔时间较长时，应及时通蒸气对混凝土接触面加热。

（2）桥墩砼灌注

桥墩施工时，保温棚由棚布和脚手架共同组成，其温度控制和砼施工工艺可参照箱梁砼的施工。

7、混凝土的养生及温度测试

（1）混凝土养生

混凝土浇筑完后，及时覆盖暖棚，通过蒸气对梁底、腹板加热进行保温养护，蒸气排管的布置根据暖棚空间所需的热量进行计算。在靠近底板30cm 左右的梁体的四周布设蒸气排管，底模板下蒸气排管用胶管连接在一起，各条管线的供热量由分气罐控制，分汽缸与排管 也用胶管连接，尾气排至棚外。

蒸气养护采用低压饱和蒸气，其升温速度每小时不大于10℃。

由于大气温度较低，棚内外温差悬殊，棚内底部与顶部温差也较大，按设计要求棚内温

差不大于10℃，为达到此目的，可在棚内空间设置两道温度屏障，以减弱空气在竖向的对流速度，如棚顶温度大于40℃时，可掀开部分蓬布，散发部分热量，尤其注意控制混凝土各部分温差不大于25℃。

蒸气防护分升温—恒温—降温3个阶段，恒温控制在50℃以下。当混凝土强度大于30%设计强度后，方可停止供热保暖，但大棚内降温应满足《冬季施工规范》的要求，即降温速度每小时不大于10℃。

混凝土拆模时，环境温度与梁体温度差应小于15℃。

桥墩的养生中的升温-恒温-降温参照箱梁的养生要求，混凝土强度达到设计强度30%以上后（养护两天），桥墩暖棚按照降温要求降温，当暖棚内温度与环境温度差小于10℃时拆除暖棚，当桥墩温度与环境温度差小于15℃后，拆除桥墩模板并用塑料薄膜包裹继续养生。

（2）温度测试

混凝土冬季施工过程中，由试验室（负责搅拌站、混凝土）和质检工程师（负责梁体温度控制）按时测量水、骨料，混凝土出罐、入模测量四周的温度以及混凝土温度变化情况，尤其注意混凝土养生期的温度观测：

①测温仪器：外界气温和棚内气温均用自动温度计记录仪观测，混凝土出罐、入模温度用旁通温度计测试，箱梁内各观测点温度用多头温度仪测试。

②观测点设置：在浇筑后的混凝土上设测温孔，测温孔位置设在腹板通风孔和梁底泄水孔位置，每联箱梁设12个测温点。分别设在腹板、底板、顶板。要求各侧点温度接近。

③测温时间

大棚内各观测点，自混凝土浇筑完毕时间算起，每隔2小时测一次温度，外界气温在每天7时、12时、16时和24时4个时间进行记录。

④具体做法

A 、对测温孔进行编号，并编制测温孔布置图以备查。

B 、测温时，温度计与外界气温隔离，避免冷空气影响，温度计在孔内停留时间在3min 以上。

C 、设专人负责测温工作，当发现温度发生异常变化时，立即向有关人员汇报，以便及时采取措施。

五、质量目标及控制

（一）、混凝土质量检验

1、由于冬季气温昼夜变化大，有风、无风，阴天、晴天对混凝土的入模温度都有很大影响，因此，要积极收集气象资料， 统计天气变化趋势，积累经验，预测当天天气变化走向。

2、灌注混凝土时，应选择在一天当中温度最高的时间段进行，并根据收集的当天气象资料进行热工计算，确定出原材料所需的温度，混凝土出罐、入模温度，在混凝土灌注时，如果天气气温变化很大时，应重新进行热工计算，以确保混凝土的入模温度。

3、要现场作好混凝土出罐、入模温度记录，并结合理论计算随时调整混凝土原材料入机温

度。

六、安全措施

1、进行全员安全意识教育。建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业过程的安全检查，确保作业标准化，规范化。

2、制订适应该工程特点的施工安全措施和注意事项，并在施工过程中认真执行；桥梁施工在高空条件下进行，因此应按有关高空作业规程，完善防滑、护栏，安全网等设备。

3、暖棚内必须加强防水，备足消防设备，在棚内禁止吸烟和明火作业，电焊时应采取必要措施。

七、经济效益分析

采用本工法进行冬季施工，可简化劳动组织，缩短施工周期，降低材料和机械消耗，改善劳动条件，保证施工质量，具有显著的社会效益和经济效益。

1、提高工效：本工法最大的优点在于能够使冬季施工的机械、设备、材料最有机的使用，减少机械及冬季供暖设备材料的投入，实现了不间断循环利用，每一联箱梁可提高工效25%，节约工时30工天/联，每个桥墩可提高工效30%，节约工时7工天/墩。

2、增加效益、缩短工期：采用本工法，可缓解施工压力，缩短工期，减小投资，增加收入，每联箱梁可缩短工期2天，减少投资4000元，每个桥墩可缩短工期0.5天，减少投资600元。