蒋本振 杜运峰 魏恒英 周海生

摘要：由于受工期、度汛等因素制约，汛后开工的大型水利工程一般都要跨越冬季施工阶段。落实好水利工程冬季施工防冻措施，以确保水利工程冬季施工质量。本文做出如下分析。

关键词：水利工程冬季施工 防冻措施

中图分类号：TV文献标识码： A

基槽、基础的冻害机理及防冻措施

当冬季环境温度降至0度以下时，冰冻土壤水分会结冰膨胀，土体受冻开裂，与受冻土体接触的基础会受到冻胀土体外加应力，当应力达到一定程度时，就会对基础部分产生危害。因此应从降水、保温两个方面对基坑基础进行冬季防护。对已开挖的基坑基槽不宜挖至设计标高，应预留200mm~300mm土层，并在预留土层上覆盖保温材料，防止基槽土方遭受冻害。同时还应在基坑基槽四周设置降水沟槽，及时排除雨雪水，降低土壤水分。在严寒地区当基础采用独立基础或桩基础时，基础梁下部土体应进行掏空处理，根据土体冻胀性强弱可留置100mm~150mm的空隙,预防土体冻胀顶托损坏基础梁。而条形基础、筏板基础可在侧壁回填炉渣、混砂，顶面覆盖棉毡、棉被进行保温。对入冬前可回填至设计标高的基础应回填至设计标高，基础内部应排除积水，表面可覆盖保温材料。越冬前还应进行基础标高和基础中线测设，定期监测冻胀移位和冻胀变形。对冻胀超限基础应采取加固措施，及时消除水利工程质量隐患。

支撑在基土上的悬臂构件，入冬后临时支柱不能拆除时，其支点应采取保温防冻胀措施。

一、主体混凝土结构冻害机理及防冻措施

由于水泥的水化作用，混凝土浇筑后凝结温度逐渐提高。水泥水化作用速度除与混凝土本身材料和配合比有关外，还受环境温度影响。当温度升高时，水化作用加快，混凝土强度增长也快；当温度降至0度时，存在于混凝土中的游离水部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，混凝土强度也不再升高。随着温度继续下降，当水泥中的水全部结成冰时，体积膨胀约9%，同时产生20KN/m的侧压力。这个压力值一般会大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土产生早期破环而降低强度。此外结成的冰还会在骨料和钢筋表面形成颗粒较大的冰凌，冰凌会减弱水泥浆、骨料与钢筋的粘结力，从而降低混凝土的抗压强度。当冰凌融化后会在混凝土内部留下很多空隙和空洞，降低混凝土的密实性和耐久性。从以上分析可知混凝土早期强度、温度和水是影响混凝土抗冻指标的关键因素。

为避免混凝土浇筑成型后不致遭受冻害，有效保护成品混凝土，我们应从混凝土早期强度、温度、水三个方面采取保护措施。

1、提高混凝土早期强度的措施：首先选用硅酸三钙含量高、水泥颗粒比较细的早强硅酸盐水泥。这种水泥水化反应速度快，混凝土早期强度高，可有效缩短达到受冻临界强度的时间；其次掺入早强外加剂，也可提高混凝土的早期强度，使用较多的有硫酸钠（掺入量为水泥用量的2%）；第三掺用引气剂。加入引气剂后生成的气泡，可增加了水泥浆的体积，提高混凝土拌和物的流动性、粘聚性及保水性。在混凝土内部形成的封闭气泡，缓冲了混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。

2、防止混凝土内游离水冻胀措施：掺入减水剂可增加混凝土流动性，减少拌合水用量，降低混凝土水灰比，从而降低了成品混凝土内游离水含量。而掺入抗冻剂可降低水的冰点，使混凝土在－10 ℃～－15 ℃负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长、有效阻止了混凝土游离水冻胀。目前常用的有氧化钙、氯化钠等单一抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。

3、提高混凝土温度的措施。覆盖法：负温施工的大体积混凝土基础，在二次抹面结束后应先覆盖一层塑料薄膜，再覆盖棉毡、棉被等保温材料，使混凝土的水化热不散失。这样既保证了混凝土的养护水分，又保证了混凝土的水化温度；围护法：对于墙梁板柱等形体较小的混凝土构件，可用棉被、棉毡、草帘、麻袋等材料进行围护保温，也可用电热毯进行围护加热；加热空气法：先用塑料薄膜、彩条布等材料将已浇筑的混凝土结构围成一个封闭空间，再用煤炉、电炉进行加热，提高混凝土周围环境温度。

4、木模较钢模有较好的隔热性，冬季施工时应尽量选用木模。拆除模板时，应确保混凝土强度达到受冻临界温度并且混凝土内外温差不高于20度，这样才能避免混凝土产生温度裂缝，影响混凝土耐久性。

三、钢结构防冻措施

已焊接的钢结构、已安装的管道在越冬前应刷涂防锈漆并进行覆盖。管道设备应排除腔内积水，防止冻裂设备管道。

总之 我们应当充分重视水利工程冬季施工中的防冻问题，冬季过后要对越冬工程进行检查，及时符合标高轴线。对已产生冻害的部分要进行修复，确保水利工程质量不受影响。

作者简介：1、杜运峰，1977年10月出生，现为沛县水利建筑安装工程总公司工程师。2、蒋本振，1966年12月出生，现为沛县水利机械化施工处工程师；3、魏恒英，1981年8月出生，现为沛县河道管理所工程师。4、周海生，1974年11月出生，现为沛县器材供应站工程师。