北方地区冬季气温低、风雪多,给钢结构施工带来了很多特殊的难点。低温环境下焊接质量、混凝土强度、涂层固化、施工安全都容易出问题,如果不按规范施工,很容易留下质量隐患。但很多项目因为工期要求,不得不冬季施工。本文结合最新施工规范,系统讲解冬季钢结构施工的核心要点、质量控制与安全注意事项。
一、冬季施工的界定与核心难点
根据《建筑工程冬期施工规程》,当室外日平均气温连续 5 天稳定低于 5℃时,就进入冬季施工阶段,必须采取冬季施工专项措施。
冬季施工的三大核心难点:
- 焊接质量难控制:低温下钢材脆性增加,焊接冷却速度快,容易产生裂纹、气孔等缺陷,是冬季施工最大的质量风险点
- 混凝土强度增长慢:低温下混凝土水化反应慢,强度增长迟缓,甚至会受冻破坏,影响基础的承载力
- 涂层固化困难:防腐、防火涂料在低温下固化慢,甚至不固化,附着力差,容易起皮脱落
- 施工安全风险高:冬季风雪多、路面滑、天黑早,高空作业、吊装作业的安全风险大幅增加
冬季施工不是 “照常干就行”,必须制定专项施工方案,采取针对性的技术措施,才能保证工程质量和施工安全。
二、钢结构焊接冬季施工核心要点
焊接是钢结构施工的核心,也是冬季质量问题的高发区,必须严格把控:
1. 温度控制是关键
- 当环境温度低于 0℃时,焊接前必须对焊接部位进行预热,预热温度根据钢材材质、厚度确定,Q355 钢一般预热 80-120℃
- 预热范围为焊缝两侧各 3 倍板厚,且不小于 100mm,用测温枪实测温度,确保预热到位
- 焊接过程中层间温度不能低于预热温度,厚板焊接要连续施焊,避免中途冷却
- 焊后要进行后热保温,缓慢冷却,避免冷却速度太快产生冷裂纹,重要焊缝焊后用保温棉包裹缓冷
2. 焊接材料管理
- 低氢型焊条必须按规定烘干,烘干温度 350-400℃,保温 1-2 小时,随用随取,放在保温筒内,超过 4 小时重新烘干
- 焊丝、焊剂要保持干燥,受潮的焊剂必须重新烘干才能使用
- 严禁使用受潮、生锈的焊接材料,否则容易产生气孔、裂纹
3. 环境要求
- 风速超过 10m/s 时,必须采取防风措施,搭建防风棚,否则严禁焊接
- 雨雪天气严禁露天焊接,焊接部位必须干燥,不能有积雪、结冰、露水
- 环境温度低于 – 10℃时,非重要结构停止焊接;低于 – 20℃时,严禁任何焊接作业
三、基础与混凝土工程冬季施工要点
钢结构基础的混凝土施工,是冬季施工的另一个重点,混凝土受冻后强度会永久损失,必须严防:
1. 原材料与配合比调整
- 优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,强度等级不低于 42.5,水化热高,有利于早期强度增长
- 掺加早强型防冻剂,降低混凝土冰点,保证负温下强度继续增长,防冻剂必须符合规范要求,严禁使用含氯盐的防冻剂,防止腐蚀钢筋和钢结构预埋件
- 骨料必须清洁,不能含有冰雪、冻块,必要时对骨料进行加热
2. 搅拌与运输
- 优先采用加热水的方法提高混凝土出机温度,水温不超过 80℃,骨料加热温度不超过 60℃
- 混凝土出机温度不低于 10℃,入模温度不低于 5℃,运输过程中采取保温措施,减少热量损失
- 尽量缩短运输时间,到场后及时浇筑,避免混凝土热量散失过多
3. 浇筑与养护
- 浇筑前清除模板、钢筋上的冰雪、冻块,浇筑尽量安排在一天中气温最高的时段
- 浇筑完成后及时覆盖保温,常用的方法有:覆盖保温棉被、塑料布 + 草帘,或者采用蓄热法、暖棚法养护
- 养护期间必须测温,记录混凝土内外温度,保证混凝土在受冻前达到临界强度,普通混凝土临界强度不低于设计强度的 30%
- 严禁在混凝土上直接浇水养护,冬季养护以保温为主
四、防腐防火涂装冬季施工要点
防腐、防火涂料在低温下固化困难,是冬季施工容易出问题的环节:
1. 温度与湿度要求
- 环境温度低于 5℃时,普通溶剂型涂料固化速度大幅减慢;低于 0℃时,水性涂料会结冰,严禁施工
- 环境相对湿度大于 85%,或者钢材表面结露时,严禁涂装,否则涂层附着力差,容易脱落
- 尽量选择在晴天、气温较高的时段施工,上午 10 点到下午 3 点是最佳施工时间
2. 施工与固化
- 低温下涂料粘度大,要按要求添加配套的冬季稀释剂,不能随便加普通稀释剂
- 每遍涂层的间隔时间要延长,确保上一遍完全干透再涂下一遍,严禁赶工期多遍连涂
- 必要时采取加热保温措施,比如搭建暖棚、用加热器升温,保证固化温度,温度不能骤升骤降
- 冬季施工的涂层,要适当延长养护时间,完全固化后才能进行下一道工序
五、冬季施工安全管理要点
冬季施工安全风险高,必须把安全放在第一位:
1. 高空作业安全
- 冬季屋面、构件上容易结冰、积雪,高空作业前必须清理作业面的冰雪,采取防滑措施
- 作业人员必须穿防滑鞋、系安全带,大风、大雪天气严禁高空作业
- 冬季天黑得早,尽量安排白班作业,夜间施工必须有足够的照明
2. 吊装作业安全
- 冬季吊装设备的液压系统、钢丝绳容易受冻变脆,作业前要检查设备性能,预热设备
- 风雪天气能见度差,风力超过 6 级时严禁吊装作业
- 吊物上的冰雪要清理干净,防止滑落伤人
3. 防火与用电安全
- 冬季施工用的保温材料很多是易燃品,要注意防火,配备足够的消防器材
- 冬季用电量大,电暖器、加热设备多,要定期检查电气线路,防止漏电、火灾
- 暖棚内取暖要注意通风,防止一氧化碳中毒
4. 人员防寒保暖
- 给施工人员配备防寒劳保用品,合理安排作业时间,避免长时间在低温下作业
- 设置取暖休息室,让施工人员能轮流取暖,防止冻伤
- 定期检查施工人员的身体状态,有不适的及时休息
六、冬季完工后的维护注意事项
冬季完工的项目,越冬维护也很重要:
- 及时清理屋面积雪,尤其是天沟、采光带部位,防止积雪过重压坏屋面
- 检查落水管、天沟的排水情况,防止冻胀破坏
- 外露的螺栓、连接板等部位,要做好防腐,防止冬季锈蚀
- 基础周边做好排水,防止积水浸泡基础,冻胀影响基础稳定
冬季施工虽然难度大,但只要严格按照规范执行,采取科学的技术措施和安全管理,一样能保证工程质量。金博远钢构拥有丰富的冬季施工经验,针对北方冬季气候特点,制定了完善的冬季施工专项方案,从焊接、基础到涂装、安全,全流程严格管控,确保冬季施工项目质量达标、安全可控。