冬期施工手册

冬期施工手册
1冬期施工基本知识及理论
1.1基础资料
1.1.1冬期施工定义、特点及基本要求
常温施工一般都比较熟悉，各地差异不大，影响因素亦较少，但对冬期施工来说，由于气温较低，要降低到0℃以下，则常温一套施工方法就不适应了，无论在材料、设备选择、施工方法确定等方面都需要有一些特殊的措施，这些都是由于冬期施工的特殊性带来的。

因此，当日平均气温降低到5℃或5℃以下，或者最低气温降低到0℃或0℃以下时，用一般的施工方法难以达到预期目的，必须采取特殊措施进行施工方能满足要求，即认为进入了冬期施工阶段。

冬期施工特点是：
1.冬期施工由于施工条件及环境不利，是工程质量事故易出现的多发季节，其质量事故出现约占全年事故的三分之二以上，尤以混凝土和地基基础工程居多。

2.质量事故出现的隐蔽性、滞后性。

即工程是冬天干的，大多数在春季开始才暴露出来，因而给事故处理带来很大的难度，轻者进行修补，重者返工重来，不仅给工程带来损失，而且影响工程使用寿命。

3.冬期施工的计划性和准备工作时间性强。

这是由于准备工作时间短，技术要求发杂。

往往有一些质量事故的发生，都是由于这一环节跟不上，仓促施工造成的。

因而，对冬期施工基本要求是：
1.加强计划安排。

在北方地区进行工程建设，冬期施工计划安排极其重要。

在全年计划其中，当预计要进行冬期施工时，一般每年7~8月份即应考虑，进行战略性的安排，因为它涉及到我国各地区3~6个月的施工量。

一个好的施工领导者绝不可忽视。

2.抓紧施工准备工作。

其中包括材料、专用设备、能源、暂设工程等。

通常每年不迟于8月份即要抓紧进行。

这一环节上不去，仓促施工，既误工期，又影响质量。

3.编好技术措施。

这是指导施工的纲领性文件，要确定主要技术关键，规定单项工程施工方案编制原则和主要工程的技术规定。

通常在每年9月份即应编制完毕。

4.制定单项工程施工方案。

在冬期施工技术措施等文件指导下，根据国家规范、规程等规定，针对某单项工程特点，编制单项工程施工方案。

内容包括工程进度、施工方法、劳动组织、操作要点、质量要求和试验检测规定等内容，这是进行技术交底和技术培训的主要技术文件之一。

5.重视技术培训和技术交底工作。

这是保证工程质量，加快工程进度的关键。

要学习国家规范和规程中的有关规定，要贯彻技术措施和施工方案，提出工长、工人应知应会的基本要求，必要时尚应对主要技术骨干、工长和班组长进行考核，通过后方可上岗。

经验表明，许多事故常常是由于忽视这一工作环节而造成的。

1.1.2冬期施工起讫日期
根据冬期施工定义，确定冬期施工起讫日期。

按当地多年气温资
料，并查阅国家或地区气象局资料集即可定出。

根据我国中央气象局1951~1980年间观测资料，定出我国东北、西北、华北地区主要城市的冬期施工起讫日期见表1-1.
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）表1-1
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
我国东北、西北、华北地区主要城市冬期施工起讫日期（日/月）续表
1.1.3冬期施工有关气象资料
一、有关气象术语、概念、定义
1.气温——指空气中的温度，是将温度计放在通风、荫蔽、
离地面1.5m高度处测得的空气温度。

单位：摄氏度（℃）。

2.平均气温——指在一定时间里空气温度的平均状况。

日平均气温是从02、08、14、20点四次观测所得的气温平均值。

单位：摄氏度（℃）。

3.最高、最低气温——指在一定时间里极端状况下的气温。

把每日最高气温（或最低气温）按旬或月计算出平均值叫旬（或月）平均最高气温（或平均最低气温）。

单位：摄氏度（℃）。

4.月极端最高、最低气温——指一月中任何一个时刻出现的极端最高值或最低值，分别称月极端最高或月极端最低气温。

单位：摄氏度（℃）。

5.地面温度——指直接与土表面接触的温度计所示的温度。

包括地面温度、地面最高温度和地面最低温度。

单位：摄氏度（℃）。

6.地温——地面和地中不同深度的土温度统称地温。

浅层地温包括离地面5、10、15、20cm深度的地中温度；较深层地温包括离地面40、80、160、320cm深度的地中温度。

单位：摄氏度（℃）。

7.日照时数——指太阳实照时数，即太阳光受云、雾阻挡外，实际照射到地面的时数。

单位：小时（h）。

8.日照百分率——实照时数与可照时数的百分比。

单位：百分率（%）。

9.降水量——空气中水汽凝结落到地面为降水。

降水分液态（雨）、固态（雪、冰雹）。

降水量以落到地面未经蒸发、渗透、流失而积聚的水平面上深度表示。

单位：毫米（mm）。

10.风速——指空气在单位时间中流动的水平距离。

最大风速为10min平均最大值。

单位：米/秒（m/s）。

11.寒潮——按国家气象局统一规定，长江以北，当一日气温下降8℃以上，日最低气温达5℃以下者称为一次寒潮天气。

对于严寒地区，下降8℃以上经常可见，因此不专门列入寒潮之中，但降温十分急剧又伴有暴风雪时，要按寒潮发布。

如黑龙江省一年三季（冬、春、秋）大约有5~6次寒潮袭击。

二、我国东北、西北、华北地区主要市、县气象资料
我国东北、西北、华北地区主要市、县的气象资料经整理见附录一。

1.2冻结对混凝土的影响
1.2.1水泥的水化和影响因素
普通水泥主要含有四种矿物成分，即硅酸三钙（3CaO·SiO2），简写C3S，硅酸二钙（2CaO·SiO2），简写C2S，铝酸三钙（3CaO·A12O3），简写C3A和铁铝酸四钙（4CaO·A12O3·Fe2O3）简写C4AF。

混凝土、砂浆所以具有强度，是由于这四种矿物成分遇到水后，进行水化反应，生成新的水化产物的结果，其反应式如下：
2（3CaO·SiO2）+6H2O 3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca（OH）2
2（2CaO·SiO2）+4H2O 3CaO·2SiO2·3H2O+Ca（OH）2
3CaO·A12O3+10H2O+CaSO4·2H2O
3CaO·A12O3·CaSO4·12H2O
4CaO·A12O3·Fe2O3+10H2O+2Ca（OH）2
6CaO·A12O3·Fe2O3·12H2O
从上述反应式可看出，其水化反应得以进行，需要温度和水两个重要条件。

这两个条件恰恰是冬期施工中最不利的因素。

冬期温度降低，一是减弱了水的化学活性，使水泥的水化反应减慢，混凝土的强度增长缓慢，另外当温度降低到0℃以下时，水结冰体积膨胀易使混凝土内部结构受到破坏。

所以说，冬期施工主要是研究温度和水变化后，产生的各种影响。

1.2.2水的基本性质和在混凝土中存在的形态
自然界中的水有三种体态：固相体，液相体，汽相体。

液相水在标准大气压下，沸点温度为100℃，冰点为0℃，在4℃时其密度最大为1。

水在0℃结冰时要释放333.6J（焦耳）的热量，相反冰在溶解时，也要吸收相同的热量。

在常温条件下水随着温度升高，其化学活性也随之增强，当温度降低时，化学活性也随之减弱。

因而在水泥水化反应速度上，也是随着温度的高、低而表现快与慢。

汽相水是水加热到100℃或以上时全部变为汽相。

这时水分子H2O大多是呈单分子状态激烈运动，动能较高，水的化学活性也特强。

如其密闭在一定容积的容器内时，会产生很大的压力。

固相水即冰。

水结冰时体积要膨胀大约9%左右。

而且此时的水分子H2O全部呈集团状态，无运动，只在原位置上少许微弱摆动，动能很小，其化学活性很低，所以水泥能与水进行水化反应。

混凝土在未冻结之前，水在混凝土中基本上呈三种方式存在。

即化学结合水，物理吸附水和自由水。

化学结合水为水泥水化后，生成水化产物的组成部分，随着水化反应的不断进行，水泥水化产物不断增多，这部分水的数量也逐渐增多。

但通常温度的升高和降低，对它基本无影响。

物理吸附水，当混凝土结构形成后，吸附至水泥水化后生成的水化产物凝胶体表面，或者吸附至混凝土内的毛细孔内壁的一层吸附水膜层。

这部分水很少，结冰温度也较低，通常－78℃以下方结冰，它的相态变化对混凝土性能影响不大。

自由水，广泛存在于混凝土的大小不同的毛细孔或大孔中，其数量多少和毛细孔及各类孔的直径有关，当混凝土水灰比大时，毛细孔直径也大，自由水含量也多，反之则少。

这部分水对混凝土性能影响较大。

当温度升高时，它还可以沿毛细孔通道蒸发出去，当温度降低时，它可以在毛细孔内结冰，对混凝土产生破坏作用。

自由水至混凝土毛细孔内结冰的温度与毛细孔直径有关，毛细孔直径越细，结冰温度越低，通常在0.2~—2℃方结冰。

所以对水灰比较低的混凝土如0.35以下，由于混凝土内形成的毛细孔很细，加之自由水含量少，遭冻害程度可能性轻得多。