冬 季 施 工 方 案

一、编制依据：

1. 河北区第十四中学扩建示范校工程施工图；

2. 《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97；

3. 《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002；

4. 《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107-96

5、《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97。

二、冬施时间：

1.《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97 规定：当冬天来临时，如连

续5 天的日平均气温稳定低于5℃，或日最低气温低于0℃时,则此5

日后的第一日为进入冬施的初日；当天气转暖时，最后一个5 天的日

平均气温稳定在5℃以上时，则此5 天后的第一天为冬施的终日。

2.按照常规，天津地区每年的11 月15 日至次年的3 月15 日为冬施

阶段，冬施阶段必须采取冬施措施施工。

三、工程概况：

河北区第十四中学扩建示范校工程位于天津市河北区，东起养鱼池路，西至规划体园路，南至水产前街，北至中山北路。主教学楼主体地上五层，由教学楼，实验楼以及图书馆组成，行政楼主体六层，局部七层，主教学楼主体檐高19.650米，行政楼主体檐高22.950米，总建筑面积：33363.1平方米。

四、施工准备：

1. 成立冬施领导小组，并组织相关人员进行学习，并向班组交底。特别是对测温保温人员等专业人员进行培训，明确责任。冬施领导小组机构如下：

组 长：项目部经理：杨忠福

副组长：项目总施工：赵海栋

组 员：项目部各专业主管施工员

2. 对项目现场管理人员进行冬期施工前教育，学习本工作范围内相关专业知识，明确各自职责，保证责任到人；对各施工队进行技术、施工、安全等方面的交底和分工种进行专门培训，确保冬期施工各项工作落实到位 。

.与当地气象部门随时保持联系，及时收听气象消息，掌握天气情况，

防止寒流突然袭击。

4. 安排专人进行测温并作好记录。

5. 对于冬施所需的机具保温材料等提前进场。见下表。

6. 对现场的临水管道等做好保温防冻工作。

7. 热源设备及配套设施的准备，11月15日前应达到运行条件。

8. 根据图纸要求提前对砼等进行试配，确定配合比（商砼公司、公

司试验室确定）。

9. 提前做好外加剂、保温、覆盖材料，及冬期施工仪表仪器的计划，

材料室应根据计划及时采购订货，保证冬施期间施工的顺利进行。

五、施工方法：

本工程冬期施工采用综合蓄热法施工。

综合蓄热法保温施工的工艺特点：

将混凝土的组成材料进行加热，然后搅拌，掺加入外加剂在经过运输、振捣后仍然具有一定的温度，浇筑后的混凝土周围用保温材料严密覆盖，使新浇混凝土在一定时间内保持正温，同时利用复合外加剂的早强组分的作用，来加快混凝土的硬化速度，当混凝土温度降低到0度时可达到抗冻临界强度或预期的强度要求。综合蓄热法具有经济、简便、节能的优点，混凝土在较低的温度下硬化，其最终强度损失小，耐久性较高，可获得较优质的成品。结构施工时，基础底板、结构顶板保温采用防火保温被+塑料布覆盖进行保温。

（一）钢筋工程：

冬施期间，由于钢筋在负温条件下，其力学性能会发生一些变化，主要表现在强度及屈服点提高，但延伸率和冲击韧性降低，对钢筋的加工带来一定的影响。因此在钢筋工程中应做到以下几点：

1、钢筋在运输、堆放、搬运过程中，尽量减少碰撞、挤压，以减

少钢筋表面的机械损伤，降低冷脆性。

2、加工时必须保证二级以上的钢筋的弯曲半径大于4 倍的直径，

并不得在同一位置来回弯折，更不能用电气焊烤弯。

3、本工程使用的Φ25（包括Φ25）以上的梁钢筋采用直螺纹；Φ25以下的钢筋采用搭接绑扎。浇注砼前对钢筋上的霜、冰、雪等进行清

理。

4、钢筋负温焊接：1）雪天施焊和现场风力超过5.5m/s（3级时），应有一定的遮蔽措施。焊接钢筋应尽量安排在室内或搭设钢筋棚进行施工，焊接未冷却的接头，严禁碰到冰雪。负温焊接时对焊机要采取防寒措施，防止冷却水管冻裂。2）负温下钢筋焊接施工，可采用闪光对焊、电弧焊（帮条、搭接、坡口焊）及电渣压力焊等焊接方法。从事钢筋焊接的施工人员必须持证上岗。

5、钢筋负温焊接的要求：

1）、闪光对焊：a、负温闪光对焊，宜采用预热闪光焊或闪光-预热-闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，宜采用预热闪光焊。端面不平整时宜采用闪光-预热-闪光焊工艺。b、与常温焊接相比，应采取相应的措施，如增加调伸长度10%至20%左右，提高预热时的接触压力、增长预热间歇时间。c、施焊时选用的参数可根据焊件的钢种、直径、施焊温度和焊工技术水平灵活选用。地产                     

2）、电弧焊接：a、焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。b、为防止接头热影响区的温度突然增大，进行帮条、搭接电弧焊，应采用分层控温施焊。帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。搭接焊时用两点固定，定点焊缝离帮条或搭接端部20mm以上。c、坡口焊时焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合良好。

3）、电渣压力焊接：a、焊接电流的大小，应根据钢筋直径和施焊时的环境温度而定。b、接头药盒拆除的时间宜延长2min左右，接头的渣盒宜延长5min，方可打渣。

（二）模板工程

（1） 顶板：模板采用木模板加木龙骨，浇筑顶板混凝土时四周采用脚手架超高一层施工，周围外用密目立网，内用彩条布封闭，能够起到很好的挡风效果。然后在下面每个开间内放一个烤炉，这样起到对顶板混凝土的保护作用。

（2） 可先用热工计算确定混凝土从入模到冷却至0度需要的时间，

按照现场实测的混凝土养护温度计算出成熟度，并估算混凝土的强

度。按照规范规定冬期掺防冻剂的混凝土受冻临界强度为4Mpa，这

样我们就可以确定柱混凝土的拆模时间。顶板模板达到混凝土设计强度的100%时，方可以拆模。

（三）混凝土工程：

本工程采用商品混凝土、由搅拌站掺防冻剂。

（1）混凝土强度要求：

a、 拌和物所用的砂石料等必须符合冬施的各项要求，必须加热，并注意检查外加剂的掺量、测量水及骨料的加热温度，骨料必须清洁，不含有冰雪冻结物，搅拌时间比常温延长50%，此项由混凝土搅拌站控制。

b、 为了减少冻害，尽量降低混凝土中水的用量，每立方米中水泥的含量不得低于300公斤，水灰比小于0.6。同时加入减水剂，主要由搅拌站通过试配确定。

c、 为加快拆模时间，提高混凝土的早期强度，减少冻害，在混凝土加入早强剂，由搅拌站通过试配确定。

d、 混凝土运到现场时的出罐温度不低于15度，如果发现混凝土温度过低或已遭冻结，则作为废品退回搅拌站。

e、 混凝土养护应做好测温记录，初期养护温度不得低于防冻剂的规定温度，当温度降低到防冻剂的规定温度以下时，强度不应该小于4Mpa，此项用成熟度法估算混凝土强度确定，同时与同条件养护的试块的受压强度确定。

（2）混凝土的运输：混凝土的运输过程中的热量损失是最关键的阶

段，因此必须加快运输速度。途中的热量损失不能降低的过快，要求

每小时不能超过5-6度。因此，搅拌站应合理确定混凝土出炉温度，

并将各种环节的热量损失考虑进去。

a、 合理安排行车路线，既要缩短运距，又要避免堵车现象，从出机到现场控制在一小时以内。

b、 罐车罐体要做保温，采用专门的保温材料包裹车体。

c、 罐车进场后及时安排浇筑，避免停留时间过长而造成温度降低

或离析现象。

d、 扣除混凝土搅拌、运输、二次倒运等过程中热量损失，混凝土

的入模温度不小于10度，此项由搅拌站控制。

（3）混凝土的浇筑

a、 混凝土浇筑前应将钢筋、模板上的霜冻、冰雪等清理干净。

b、 混凝土运输到作业面以后，应快铺料、快振捣、快抹平，并及

时覆盖塑料薄膜和保温被。尽量减少作业面，降低混凝土暴露的时间

和面积，将热量损失降低到最低限度。

c、 施工缝的留置符合规范GB50204-92 要求，下次浇筑时，接缝处

的混凝土强度应大于1.2Mpa。

混凝土浇筑前应先用与混凝土同成分的减半石混凝土，减半石混凝土运送到现场的温度应比混凝土适当提高，这样既可以达到润湿泵管的作用又可以同时预热泵管，使浇筑时混凝土温度不致降低过快。

（4）混凝土表面的覆盖保温

a、 顶板混凝土在浇筑完毕后随即抹平，然后覆盖一层塑料薄膜再覆盖一层防火岩棉被，并用脚手板压住，不要留下脚印。

b、 混凝土在未完全冷却前，具有较大的塑性，同时容易遭受冻害，所以在混凝土尚未完全冷却前不得遭受冲击荷载和动荷载。在混凝土强度不足1.2Mpa 前，不得上人或堆放重物，如模板、钢管。

c、 楼板表面的保温层，在混凝土强度达到4Mpa 时方可以依除。

d、 拆模后混凝土表面涂刷养护剂。

混凝土试块的制作：冬施期间的混凝土试块除按常温施工要求留置外，还应增设3 组，一组与构件同条件养护，按照成熟度计算墙体达到临界强度后试压，用于检测混凝土拆模时是否达到临界强度，从而确定拆模时间；顶板根据抗压强度报告为依据确定拆模时间。另一组与构件同条件养护至冬施结束，转入常温养护28 天后试压，作为混凝土的强度评定依据，第二组备用。为了保证同条件养护，试块放置在同部位的楼层内。

六、热工计算：

1、本工程冬季施工期间的混凝土采用商品混凝土，蓄热法养护，需要进行热工计算。查蓄热计算图，采用P42.5 水泥拌制混凝土时，墙体达到受冻临界强度时大约需要2天，即第三天可以拆除模板，我们根据保温材料的种类、厚度及构件的情况计算出混凝土冷却到0度时需要的时间和这期间的平均温度，从而根据曲线或表格估算混凝土可以达到的强度，以此来判断混凝土在达到临界强度前是否受冻。

2、以下计算数据：

 (1)混凝土拌合物温度

    1）、计算公式

由于混凝土伴合物的热量系由各种材料提供，各种材料的热量则可按材料的重量、比热容及温度的乘积相加求得，因而混凝伴合物的温度可按下面公式计算。             

        式中:

            T0——混凝土伴合物温度(℃)；

            mw——水用量(kg)；

            mce——水泥用量(kg)；

            msa——砂子用量(kg)；

            mg——石子用量(kg)；

            Tw——水的温度(℃)；

            Tce——水泥的温度(℃)；

            Tsa——砂子的温度(℃)；

            Tg——石子的温度(℃)；

            wsa——砂子的含水率(%)；

            wg——石子的含水率(%)；

            c1——水的比热容(kJ/kg·K)；

            c2——冰的溶解热(kJ/kg)。

   2）、计算参数

          (1) 用水量mW = 197(kg/m3)；

          (2) 水泥用量mce = 354(kg/m3)；

          (3) 用砂量msa = 749(kg/m3)；

          (4) 用石量mg = 1043(kg/m3)；

          (5) 水泥温度Tce = 5℃；

          (6) 石子温度Tg = -2℃；

          (7) 水的温度Tw = 70℃；

          (8) 砂的温度Tsa = 0℃；

          (9) 砂含水率wsa = 3%；

          (10) 石含水率wg = 2%；

          (11) 混凝土拌合物的温度T0 = 7.85℃。

    3）、计算结果

        混凝土拌合物温度 = 7.85℃

 (2)混凝土出机温度

   1）、计算公式

         式中:

            T0——混凝土伴合物温度(℃)；

            T1——混凝土伴合物出机温度(℃)；

            Ti——搅拌机棚内温度(℃)。

    2）、计算参数

        (1) 搅拌机棚内温度Ti = 10℃

        (2) 混凝土拌合物温度T0 = 7.85℃

        (3) 混凝土拌合物出机温度T1 = 8.19℃

    3）、计算结果

        混凝土出机温度 = 8.19℃

 (3)混凝土入模温度

       1)、计算公式

         式中:

            T1——混凝土伴合物出机温度(℃)；

            T2——混凝土伴合物运输到浇筑时温度(℃)；

            Ta——混凝土伴合物运输时环境温度(℃)；

            t1——混凝土伴合物自运输到浇筑时的时间(h)；

            n ——混凝土伴合物运转次数。

            á——温度损失系数(h-1):

            当用混凝土搅拌车输送时， = 0.25；

            当用开敞式大型自卸车时， = 0.20；

            当用开敞式小型自卸车时， = 0.30；

            当用封闭式自卸车时， = 0.10；

            当用手推车时，= 0.50。

   2)、计算参数

        (1) 温度损失系数 =.1；

        (2) 混凝土出机温度T0 = 8.19℃；

        (3) 混凝土拌合物运输时的环境温度Ta = -5℃；

        (4) 选择运输工具为 ：封闭式自卸车；

        (5) 混凝土拌合物运转次数n = 1；

        (6) 混凝土拌合物自运输到浇筑的时间t1 = 1(h)；

        (7) 混凝土拌合物运输到浇筑时温度T2 = 6.45℃。

    3)、计算结果

        混凝土入模温度 = 6.45℃

(4)混凝土被钢筋吸热后温度

        1)、计算公式

        式中:

            T2——混凝土伴合物运输到浇筑时温度(℃)；

            T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度(℃)；

            Cc——混凝土的比热容(kJ/kg·K)；

            Cf——模板的比热容(kJ/kg·K)；

            Cs——钢筋的比热容(kJ/kg·K)；

            mc——每m3混凝土的重量(kg)；

            mf——每m3混凝土相接触的模板重量(kg)；

            ms——每m3混凝土相接触的钢筋重量(kg)；

         Tf——模板的温度,末预热时可采用当时的环境温度(℃)；

         Ts——钢筋的温度,末预热时可采用当时的环境温度(℃)。

     2)、计算参数

        (1) 混凝土拌合物运输到浇筑时温度T2 = 6.45℃；

        (2) 混凝土重量mc = 2500(kg/m3)

        (3) 钢模板总重量mf = 208(kg/m3)

        (4) 混凝土比热Cc = 0.96(kJ/kg·K)

        (5) 钢材比热Cf = 0.48(kJ/kg·K)

        (6) 钢材温度Tf = -5℃；

        (7) 吸热后温度T3 = 5.99℃。

    3)、计算结果

        混凝土入模被钢模吸热后温度 = 5.99℃

(5)混凝土养护初始温度

     1)、计算公式

     2)、计算参数

        (1) 吸热后温度t3(c0) = 5.99

        (2) 室外平均温度tsc(c0) = -5

        (3) 混凝土热容量CS = 2510

        (4) 保温材料热容量Cps = 1250

        (5) 混凝土养护初始温度t4(c0) = 3.89

      3)、计算结果

        混凝土养护初始温度 = 3.89℃

3、 蓄热法施工的混凝土养护，其关键是需要计算设计和确定混凝土冷却到0℃时所需要的保温材料、冷却时间和所达到的强度?

（1）、蓄热法养护

 1）、根据既定的保温模板、混凝土入模温度及室外气温来计算混凝土 降到0℃时所需要的时间。

 2）、根据混凝土模温降至0℃这段时间及其平均气温来计算混凝土是否达到要求的强度。

 3）、如满足不了要求，再采取增加或改变保温材料品种或厚度，改变水泥品种或提高入模温度等措施，使之达到要求。

（2）、计算公式

 稳定传热假设计算方法可用于蓄热法计算的斯克拉姆塔耶夫公式，采用单向稳定传热假设，计算简便，我国冬期施工曾长期沿用这个公式

            式中：

                t0——混凝土的冷却时间(h)；

                Cc——混凝土的热容量(kJ/m3·K)；

                T0——混凝土浇筑完毕时的温度(℃)；

                mce——每立方米混凝土所用的水泥量(kg/m3)；

                Cce——每千克水泥的水化热(kJ/kg)；

                M ——结构的表面系数(m-1)；

                Tm——混凝土养护期间的平均温度(℃)；

                Tm,a——混凝土养护期间的室外平均温度(℃)；

                R ——模板及保温材料的总热阻(m2·K/W)；

                á——保温材料的透风系数。

            结构表面系数M

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