近幾十年來，混凝土在冬季進(jìn)行施工的情況逐漸增多。《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG TF50-2011）、《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》（JTS202-2011）及《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104-2011）中皆規(guī)定，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時(shí)，應(yīng)采取混凝土冬季施工措施[1-3]。隨著建設(shè)單位投資成本控制意識的提高，施工進(jìn)度計(jì)劃編制得日趨緊張，工期控制得愈加嚴(yán)格。再加上氣候和施工工藝本身的特點(diǎn)，混凝土冬季施工造成的工程病害往往具有隱蔽性和滯后性，嚴(yán)重影響著整個(gè)工程的質(zhì)量、進(jìn)度與成本控制。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和施工經(jīng)驗(yàn)的增多，混凝土冬季施工技術(shù)日趨完善，其系統(tǒng)化、全面化、詳細(xì)化成為亟待解決的問題，在混凝土冬季施工中控制好工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、節(jié)約投資成本、系統(tǒng)完善地完成混凝土冬季施工具有十分重要的意義。
1 常見混凝土冬季病害及分析
由于氣候、施工環(huán)境、施工技術(shù)及施工經(jīng)驗(yàn)等的影響，混凝土冬季施工常見病害有脫皮、裂縫、受凍等，其形成原因不同，對混凝土質(zhì)量的影響也有較大差別。
脫皮表現(xiàn)為混凝土表層呈粉狀脫落并形成麻面。因冬季溫度低，混凝土強(qiáng)度增長緩慢，若拆模過早，極易造成混凝土表層脫落。此外，混凝土澆筑時(shí)振搗不到位、抹面不及時(shí)等也可造成混凝土表層脫落。
裂縫可分為表面裂縫、深層裂縫及貫穿裂縫[4]。表面裂縫一般危害性較?。簧顚恿芽p部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，具有一定的危害性；貫穿裂縫破壞了混凝土整體的結(jié)構(gòu)，危害較嚴(yán)重。引起混凝土裂縫的原因有以下幾種：水泥安定性不合格引起混凝土龜裂；混凝土中水及水泥含量較高，混凝土散熱和硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生收縮、干縮裂縫；混凝土內(nèi)部的水化熱與混凝土表面形成較大溫差，產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度，在混凝土表面形成溫差裂縫。并非所有的裂縫都會(huì)影響混凝土的結(jié)構(gòu)安全，不同的混凝土構(gòu)件有相應(yīng)的最大允許裂縫寬度。
混凝土受凍（如圖1、圖2所示）是混凝土中的自由水在低溫狀態(tài)下結(jié)冰，水泥的水化作用停止，從而對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生一系列的影響。黑龍江省低溫建筑科學(xué)研究所的王異將混凝土在負(fù)溫下的受凍模式劃分為四種：混凝土初齡受凍、混凝土幼齡受凍、混凝土成齡受凍、混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后受凍[5]?；炷脸觚g受凍是指混凝土初凝前或剛一初凝便受凍的情形，這種情況下，混凝土中水泥處于“休眠狀態(tài)”，可看作為一種物理損害，等溫度恢復(fù)到正溫后，可以通過物理方法彌補(bǔ)，使混凝土強(qiáng)度不受影響。通過對混凝土重新攪拌，甚至可提高混凝土最終強(qiáng)度，但是此法無法避免工程工期延長的影響?；炷劣g受凍是指混凝土初凝后在水化膠凝期間受凍，水結(jié)冰后體積膨脹，凍脹作用使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生空隙，破壞了混凝土的整體性和緊密性，根據(jù)混凝土中水分轉(zhuǎn)移情況的不同，可引起混凝土后期強(qiáng)度損失20%～40%?；炷脸升g受凍是指水泥進(jìn)入凝聚結(jié)晶階段后受凍，混凝土強(qiáng)度與耐久性基本沒有損失。混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后受凍時(shí)，已進(jìn)入水泥水化的結(jié)晶期，此時(shí)混凝土具有抗凍性。可見，防止混凝土早期受凍是保證混凝土冬季施工質(zhì)量的關(guān)鍵。
通過以上分析看出，可通過對人員的組織管理、控制混凝土振搗與抹平質(zhì)量、調(diào)整混凝土中的含水量等方式，控制或防止混凝土脫皮的產(chǎn)生；可通過控制混凝土中水泥質(zhì)量、水灰含量或采用合理的混凝土降溫及養(yǎng)護(hù)措施等方法，遏制混凝土裂縫的產(chǎn)生或?qū)⑵淇刂圃诓挥绊懟炷两Y(jié)構(gòu)安全的允許范圍之內(nèi)；混凝土受凍不僅存在著隱蔽性和滯后性，而且會(huì)對混凝土的整體性、緊密性及耐久性產(chǎn)生較大的影響，在施工技術(shù)及工程管理等方面都較難以控制，不僅制約著施工質(zhì)量，也嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度與成本控制，是混凝土冬季施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
2 混凝土冬季施工系統(tǒng)化管理
混凝土冬季施工的現(xiàn)象越來越普遍，且對整個(gè)工程的工期、質(zhì)量及成本控制等多方面都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，不少學(xué)者及技術(shù)人員對其施工工藝、施工技術(shù)、組織管理等某些方面做過研究與探討，然而以防止混凝土受凍為中心，對混凝土冬季施工進(jìn)行全面、系統(tǒng)地管理是十分必要的，也是混凝土冬季施工管理未來發(fā)展的必然趨勢，它包括施工前準(zhǔn)備、施工組織設(shè)計(jì)編制、施工質(zhì)量管理與控制、投資控制等幾個(gè)方面。
2.1 施工前準(zhǔn)備
工程技術(shù)人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注天氣和氣溫變化，及時(shí)、準(zhǔn)確地判定進(jìn)入冬季施工期的時(shí)間。在進(jìn)入冬季施工前，應(yīng)安排好冬季施工所需的人員、機(jī)械設(shè)備、材料及各種物資。同時(shí)應(yīng)做好施工技術(shù)與施工工藝準(zhǔn)備，根據(jù)項(xiàng)目要求與工地狀況提前進(jìn)行混凝土冬季施工配合比設(shè)計(jì)工作。
2.2 施工組織設(shè)計(jì)編制
施工單位應(yīng)針對混凝土冬季施工編制專項(xiàng)方案，對施工場地進(jìn)行布置，排定可行性強(qiáng)的施工工序，合理安排材料物資的存放地點(diǎn)與混凝土拌合地點(diǎn)，選擇適宜的混凝土運(yùn)輸設(shè)備及運(yùn)輸路線，根據(jù)混凝土構(gòu)筑物或構(gòu)件情況，結(jié)合施工條件等確定經(jīng)濟(jì)實(shí)用的混凝土冬季養(yǎng)護(hù)方案，并結(jié)合編制的混凝土冬季施工專項(xiàng)方案編寫施工技術(shù)及安全交底資料。施工單位編制的混凝土冬季施工專項(xiàng)方案應(yīng)報(bào)建設(shè)單位、監(jiān)理單位審批后方可實(shí)施。
2.3 施工管理及控制
2.3.1 交底與培訓(xùn)
工程施工前，應(yīng)對施工過程中的關(guān)鍵工序和重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的施工技術(shù)交底與施工安全交底工作，并對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。
2.3.2 混凝土配合比控制
嚴(yán)格按照混凝土冬季配合比設(shè)計(jì)配置混凝土原材料與添加劑，做好水灰比、集料比例、添加劑種類及比例等的控制工作。
2.3.3 原材料質(zhì)量控制
進(jìn)場的各種原材料應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定，查驗(yàn)其出廠合格證、產(chǎn)品質(zhì)量合格證等，重點(diǎn)控制好水泥的種類及質(zhì)量?；炷涟柚魄?，應(yīng)做好原材料的清洗、加熱及保溫等工作，攪拌用水和骨料加熱溫度應(yīng)通過熱工計(jì)算確定，水泥不得進(jìn)行加熱，應(yīng)對其進(jìn)行保溫保存。
2.3.4 鋼筋、模板的清潔與保溫
混凝土澆筑前應(yīng)對構(gòu)件中的鋼筋及預(yù)使用的模板進(jìn)行清潔處理，去除鋼筋表面的銹蝕、模板表面的雨雪等雜物。
2.3.5 混凝土的拌制控制
混凝土拌制時(shí)，應(yīng)將加熱原材料所用的水計(jì)入拌制用水量，先拌制水和骨料，在適當(dāng)溫度時(shí)加入水泥，防止水泥產(chǎn)生假凝，嚴(yán)格控制各種添加劑的用量、投放時(shí)機(jī)與投放方式，適當(dāng)延長混凝土拌合時(shí)間。
2.3.6 混凝土運(yùn)輸過程中的保溫
混凝土拌制好后，應(yīng)控制好其出機(jī)溫度，迅速、快捷地將拌制好的混凝土運(yùn)輸至澆筑地點(diǎn)，做好運(yùn)輸設(shè)備的保溫處理，且在運(yùn)輸過程中對混凝土進(jìn)行攪拌，以確保混凝土入模溫度。
2.3.7 混凝土澆筑控制
混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)，并及時(shí)振搗，分層澆筑時(shí)，應(yīng)保證已澆筑層的溫度。在混凝土中預(yù)留測溫孔，并制備標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊和同條件養(yǎng)護(hù)試塊，以便澆筑完成后對其測溫及養(yǎng)護(hù)。
2.3.8 混凝土的養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫。拆模應(yīng)以現(xiàn)場留置的同條件養(yǎng)護(hù)試塊的強(qiáng)度作為依據(jù)。做好日常混凝土測溫工作，防止混凝土內(nèi)部與表層形成過大溫差。實(shí)際施工時(shí)應(yīng)結(jié)合混凝土施工時(shí)氣溫、混凝土構(gòu)件及現(xiàn)場條件等情況，靈活采用暖棚法、蓄熱法、外部加熱法、電熱法、蒸汽養(yǎng)護(hù)法等對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)注意防范火災(zāi)，做好通風(fēng)等工作，保證施工安全。
2.4 投資控制
混凝土冬季施工的投資控制應(yīng)從規(guī)范與制度的完善做起。建設(shè)部、財(cái)政部印發(fā)的《建筑安裝工程費(fèi)用項(xiàng)目組成》中，沒有明確規(guī)定冬季施工費(fèi)用的計(jì)算方式，各省市及各行業(yè)對冬季施工費(fèi)用計(jì)算的規(guī)定參差不齊，多以冬季或冬雨季施工增加費(fèi)的方式出現(xiàn)，有些規(guī)定以定額直接工程費(fèi)或人工費(fèi)為計(jì)費(fèi)基礎(chǔ)，按照指定的固定費(fèi)率計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目的冬季施工增加費(fèi)或冬雨季施工增加費(fèi)，有些將冬季施工費(fèi)用平均攤銷至全年、按照規(guī)定的取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)取冬季施工增加費(fèi)或冬雨季施工增加費(fèi)。多數(shù)關(guān)于混凝土冬季施工費(fèi)用的計(jì)算籠統(tǒng)而概括，使得建設(shè)單位難以對投資成本進(jìn)行計(jì)算與控制，施工單位施工亦無固定依據(jù)，不利于工程的工期、質(zhì)量與成本的控制。
為完善混凝土冬季施工費(fèi)用控制管理，首先應(yīng)制定完善的混凝土冬季施工工藝流程，而后，應(yīng)針對不同施工階段、施工工藝及養(yǎng)護(hù)方式等逐步制定具體、翔實(shí)的費(fèi)用定額/計(jì)算規(guī)則；其次，對混凝土冬季施工的施工組織設(shè)計(jì)、技術(shù)交底與安全交底等資料進(jìn)行完善，為混凝土冬季施工系統(tǒng)、有序地進(jìn)行提供保障。工程具體實(shí)施過程中，應(yīng)結(jié)合投資成本、施工地區(qū)與施工條件等選擇合適的施工工藝與流程，編制合理的冬季施工方案與施工組織設(shè)計(jì)，對施工人員進(jìn)行詳細(xì)的混凝土冬季施工技術(shù)交底與安全交底，在保證工程質(zhì)量的前提下，加快施工進(jìn)度，節(jié)約投資成本。
結(jié)語
混凝土冬季施工工程病害嚴(yán)重制約了整個(gè)工程的質(zhì)量、進(jìn)度與成本控制，混凝土受凍是混凝土冬季施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，以防止混凝土受凍為中心，從施工前準(zhǔn)備、施工組織設(shè)計(jì)編制、施工質(zhì)量管理與控制、投資控制等幾個(gè)方面對混凝土冬季施工進(jìn)行系統(tǒng)化管理是十分必要的，其對控制工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、節(jié)約投資成本具有十分重要的意義，是混凝土冬季施工管理未來發(fā)展的必然趨勢。
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