提高大體積混凝土裂縫控制技術(shù)——QC成果

1、提高大體積混凝土裂縫控制技術(shù)組 長：XXX編 寫：XXX發(fā) 表：XXX中鐵二局股份有限公司貴陽花果園N區(qū)工程項目經(jīng)理部貴陽花果園N區(qū)工程項目QC小組二一五年九月目 錄一、小組概況21. 工程概況22. QC小組簡介3二、課題選擇41. 選題背景42. 施工現(xiàn)狀43. 課題選擇6三、現(xiàn)狀調(diào)查6四、設(shè)定目標81. 目標設(shè)定82. 可行性分析9五、原因分析9六、要因確認101. 要因確認計劃表102. 要因確認過程12七、要因分析及對策制定241. 要因分析242. 要因?qū)Σ弑?7八、實施對策28九、效果檢查321. 目標完成度332. 技術(shù)效益333. 經(jīng)濟效益344. 社會效益34十、鞏固措施3

2、4十一、總結(jié)和計劃35一、小組概況1工程概況貴陽花果園N區(qū)工程為宏益房地產(chǎn)開發(fā)有限公司在貴陽花果園重點打造的“貴陽街”，該街道以上海外灘為藍本，建設(shè)一條屬于貴陽的歐洲古典主義建筑風格街道。作為“大貴陽”建設(shè)中商業(yè)核心中的主要內(nèi)容之一，貴陽街集商業(yè)、辦公、劇院、高級酒店會所于一體，將成為貴陽最繁榮的商業(yè)街，建筑效果如下圖所示。圖1 花果園N區(qū)（貴陽街）效果圖12#樓根據(jù)貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司提供的巖土工程地質(zhì)勘察報告(中間資料)進行基礎(chǔ)設(shè)計，基礎(chǔ)以中風化石灰?guī)r作基礎(chǔ)持力層,地基承載力特征值 fak5000Kpa，基礎(chǔ)采用核心筒下筏板基礎(chǔ)+外框架柱下條形基礎(chǔ)+抗水板。筏板、防水底板、柱下條基及筏

3、板混凝土強度等級為 C40,且均為防水混凝土，其抗?jié)B等級為P10。筏板、底板、獨立柱基、墻下條形基礎(chǔ)下均設(shè)有100厚C15素混凝土墊層。核心筒下基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)尺寸為28.5m×28.2m板厚4.0m、5.5m、6.0m，柱下條形基礎(chǔ)截面尺寸分為三部分，寬度分別為4.0m、 4.5m、4.7m，厚度均為4.0m。12#樓基礎(chǔ)混凝土總的澆筑方量約為8000m3，其中核心筒筏板混凝土方量約3250m3，柱下條基混凝土方量約3550m3，抗水筏板混凝土方量約1200m3，屬于典型的大體積混凝土。圖2 12#樓基礎(chǔ)平面布置圖2. QC小組簡介QC小組活動具體情況 表1小組名稱貴陽花

4、果園N區(qū)工程項目QC小組課題名稱提高大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)課題類型現(xiàn)場型成立時間2015年4月組長黃 杰發(fā)布人何熊偉活動日期2015.04.01至2015.10.01小組成員11人活動頻次12周一次，出勤率100%TQC教育時間48小時以上QC小組成員簡介 表2序號姓名年齡性別文化程度職務(wù)職稱組內(nèi)分工1黃 杰男碩士項目總工工程師總體協(xié)調(diào)2王 釗男本科項目經(jīng)理工程師總體策劃3王占鵬男本科現(xiàn)場總負責工程師現(xiàn)場協(xié)調(diào)4葉孟文27男本科工程部部長助工技術(shù)支持5何熊偉27男碩士技術(shù)工程師助工現(xiàn)場控制6胡俊平男大專實驗室主管助工材料監(jiān)管7周錦升男大專安全員助工資料調(diào)查8張海軍27男本科質(zhì)量工程師助工現(xiàn)

5、場調(diào)查9蘇強27男本科質(zhì)量工程師助工現(xiàn)場調(diào)查10周神保男本科測量主管工程師測量支持11張廣濤男大專水電工程師助工機電調(diào)查二、課題選擇1. 選題背景（1）貴陽花果園N區(qū)工程項目N11#、N12#樓是整個花果園項目建筑高度最高的建筑，并且是金融街的標志性建筑；（2）基礎(chǔ)混凝土方量大，混凝土強度等級多，地下水位高，技術(shù)要求高，施工難度大，且基礎(chǔ)底板大體積混凝土屬隱蔽工程，一旦開裂滲水現(xiàn)象發(fā)生，維修費用高。從降本增效出發(fā)，必須保證大體積混凝土的施工質(zhì)量；（3）該工程是我公司在貴陽花果園承接的有重要影響力的工程，這個項目的質(zhì)量水平好壞，直接關(guān)系我司在貴陽花果園片區(qū)的聲譽，為我司在貴陽繼續(xù)開拓市場創(chuàng)造良好

6、的條件，公司高層領(lǐng)導(dǎo)高度重視該工程的施工質(zhì)量，作為項目部的一項政治任務(wù)；（4）筏板基礎(chǔ)施工是本工程的重難點，其施工質(zhì)量將影響整個工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量能否達標。大體積混凝土在水化過程中會產(chǎn)生大量的水化熱，且熱量不易散發(fā)，當內(nèi)外溫差過大時，容易使混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度就會產(chǎn)生裂縫，從而破換混凝土結(jié)構(gòu)。2. 課題選擇基于上述選題背景，本小組將以“提高大體積混凝土裂縫控制技術(shù)”為課題，開展系列質(zhì)量控制活動：（1）對大體積混凝土原材料及配合比進行篩選，確定混凝土水化熱較低的原材料和配合比，嚴格控制大體積混凝土絕熱溫升值，有助于降低混凝土內(nèi)部的溫度峰值；（2）向混凝土添加外加劑，提高混凝

7、土的抗裂性能；（3）對混凝土溫度的動態(tài)監(jiān)控，并采取相應(yīng)技術(shù)措施，提高混凝土溫度裂縫的控制技術(shù)；（4）本次活動將為今后類似的大體積混凝土施工積累經(jīng)驗，有助于施工技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新。三、現(xiàn)狀調(diào)查貴陽花果園N區(qū)項目12#樓為超高層建筑，一旦基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，不但維修困難，而且將對整個建筑結(jié)構(gòu)造成嚴重損害，對我公司的聲譽產(chǎn)生負面影響。因此，保證基礎(chǔ)大體積混凝土消除裂縫是本QC小組的工作重點。對我們公司承接在建項目和質(zhì)檢站歷年資料統(tǒng)計的基礎(chǔ)砼裂縫質(zhì)量缺陷，進行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表：以往工程裂縫調(diào)查表序號質(zhì)量缺陷頻數(shù)頻率（%）累計頻率（%）1施工裂縫2收縮裂縫3溫度裂縫4沉降裂縫5其他同時根據(jù)統(tǒng)計表繪出了

8、排列圖 現(xiàn)場裂縫照片四、設(shè)定目標1. 目標設(shè)定消除大體積混凝土裂縫2. 可行性分析（1）公司高層和有關(guān)職能部門重視工程質(zhì)量，加強對該項目的支持、指導(dǎo)和管理。（2）項目部的管理體系完善，資源配置充分。（3）項目技術(shù)人員具有較高的技術(shù)水平和豐富的施工經(jīng)驗，在過往諸多的同類型施工中有豐富的經(jīng)驗積累。（4）通過我們QC小組此次調(diào)查研究分析，找出了影響施工質(zhì)量的主要因素，從公司承建的類似工程隨機調(diào)查來看，合格率已經(jīng)達到XX%，相信通過我小組全體人員的攻關(guān)鉆研，實現(xiàn)消除基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫是可能的。五、原因分析1、水泥水化熱的影響混凝土澆筑后，由于水化熱的作用，內(nèi)部溫度升高。由于混凝土為不良導(dǎo)熱體，因此其

9、硬化過程中發(fā)生的熱量絕大部分不能消散，蘊藏于混凝土內(nèi)部，從而導(dǎo)致混凝土溫度升高，體積膨脹。在施工初期，由于水泥水化熱的產(chǎn)生，內(nèi)部溫度比外部溫度升高的快，混凝土體積膨脹大，從而在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生拉應(yīng)力；在后期的降溫過程中，由于受到地基或老混凝土的約束以及混凝土內(nèi)部溫差的約束，在混凝土結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生拉應(yīng)力；或者突遇寒潮時，混凝土表面溫度驟降而產(chǎn)生很大的收縮變形，受到內(nèi)部的約束而產(chǎn)生很大拉應(yīng)力。在這些過程中，混凝土由于溫度的升降變化而引起的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力。根據(jù)產(chǎn)生的原因，溫度應(yīng)力可以分為以下兩種：v內(nèi)約束應(yīng)力：邊界上沒有受到任何約束或者完全靜定的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身的相互約束而

10、出現(xiàn)的應(yīng)力。例如，混凝土冷卻時，表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中央出現(xiàn)壓應(yīng)力。自生應(yīng)力的特點是在整個截面上拉應(yīng)力與壓應(yīng)力必須相互平衡。v外約束應(yīng)力：大體積混凝土與地基澆筑在一起，當溫度變化時受到地基的限制，因而產(chǎn)生外部的約束應(yīng)力?；炷猎谠缙跍囟壬仙龝r，產(chǎn)生的膨脹變形受到約束面的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時混凝土的彈性模量很小，而徐變和應(yīng)力松弛較大，與基層連接不太牢固，因而壓應(yīng)力較小。但當溫度下降時，則產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過混凝土的抗拉強度，則會出現(xiàn)垂直裂縫。 2、外界氣溫變化的影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，混凝土澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，澆筑溫度又影響著混凝土的內(nèi)部溫度。大

11、體積混凝土結(jié)構(gòu)不易散熱，而且持續(xù)時間較長。溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形所造成的，如外界氣溫下降，特別是氣溫驟降，會加大混凝土的溫度梯度，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大，易使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。3、混凝土收縮變形的影響混凝土收縮變形分為塑性收縮變形和干燥收縮變形兩種。在混凝土硬化之前，處于塑性狀態(tài)。如果上部混凝土的均勻沉降受到限制，如遇到鋼筋或大的骨料，或者平面面積較大的混凝土，其水平方向的減縮比垂直方向更難時，就容易形成一些不規(guī)律的塑性收縮性裂縫。摻人混凝土中的拌合水，約有20的水分是水泥水化反應(yīng)所必需的，其余約80的游離水是混凝土為了滿足施工和易性的要求，但都要被蒸發(fā)，引起混凝土的收縮（稱為干縮）

12、，加劇了混凝土中裂縫的產(chǎn)生。簡單地說，大體積混凝土由溫度引起的裂縫是一種由變形變化引起的裂縫。這種裂縫的起因是溫度變化引起變形，當變形得不到滿足才引起應(yīng)力，且應(yīng)力超過一定數(shù)值時就會使混凝土產(chǎn)生裂縫。混凝土裂縫問題原因分析圖六、要因確認1. 要因確認計劃表針對因果分析圖中對于混凝土裂縫問題的分析，得到末端因素8個。據(jù)此本小組結(jié)合小組成員的分工，制定了要因確認計劃表，計劃于8月29日至9月14日開展系列的要因排查活動?；炷亮芽p問題確認分析表序號 末端原因確認內(nèi)容 確認方法 確認結(jié)果 1測溫工作不到位 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生主要原因之一是混土溫度差產(chǎn)生的，測溫工作的組織與實施不到位，較難控制裂縫的產(chǎn)

13、生 調(diào)查分析 是2配合比不當 混凝土配合比不好，將直接影響混凝土的和易性，容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，從而使混凝土產(chǎn)生裂縫 調(diào)查分析 否3制度不完善 經(jīng)驗證，各項管理制度及質(zhì)量責任制度完善 現(xiàn)場驗證 否4材料選擇不合理 經(jīng)現(xiàn)場驗證水泥采用低水化熱325號礦渣硅酸鹽水泥，石子采用5.0-31.5mm的碎石，砂采用含泥量小于3%的中砂，并摻用高效緩凝型減水劑和微膨脹劑，可以滿足施工要求 現(xiàn)場驗證 否5技術(shù)交底不到位 查看技術(shù)交底記錄，發(fā)現(xiàn)交底內(nèi)容不夠具體，且針對性不強 調(diào)查分析 是6未做好養(yǎng)護措施 混凝土未做好養(yǎng)護措施，極易使混凝土產(chǎn)生干縮裂縫 調(diào)查分析 是7缺乏QC意識現(xiàn)場詢問職工大體積混凝土施工的注意事

14、項 現(xiàn)場驗證 是8關(guān)鍵部位疏忽現(xiàn)場詢問職工大體積混凝土與普通混凝土操作有何區(qū)別 現(xiàn)場驗證 是2. 要因確認過程影響大體積混凝土溫度裂縫和干縮裂縫的主要原因為：1、測溫工作不到位；2、未做好養(yǎng)護措施；3、技術(shù)交底不具體；4、培訓情況差，缺乏QC意識；5、工人領(lǐng)悟能力低，操作方法不對，關(guān)鍵部位疏忽。 七、制定對策針對影響基礎(chǔ)混凝土裂縫問題的八個要因，QC小組成員根據(jù)5W1H的原則，研究對策、制定目標、采取措施、定負責人、限定時間、安排地點，具體見高支模支撐體系穩(wěn)定性問題對策表。2015年9月14日，小組成員召開集體會議，對幾個要因進行分析，隨即立即制定了要因?qū)Σ叽胧┍恚蕚溆枰詫嵤?. 要因分

15、析要因1：測溫工作不到位；要因2：未做好養(yǎng)護措施；要因3：技術(shù)交底不具體；要因4：培訓情況差，缺乏QC意識；要因5：工人領(lǐng)悟能力低，操作方法不對，關(guān)鍵部位疏忽；2. 要因?qū)Σ弑硪驅(qū)Σ弑?表5序號主要因素對策負責人完成時間1測溫工作不到位采用科學測溫技術(shù)，指派專人負責測溫，并做好記錄施工全過程2未做好養(yǎng)護措施組織專門的養(yǎng)護隊伍進行養(yǎng)護施工全過程3技術(shù)交底不具體由技術(shù)負責人對班組人員進行詳細的有針對性的技術(shù)交底，并形成書面記錄混凝土澆搗前4培訓情況差，缺乏QC意識組織專門的QC培訓，全員參加混凝土澆搗前5工人領(lǐng)悟能力低，操作方法不對，關(guān)鍵部位疏忽組織QC知識的考核，包括口試與筆試，選派考核合格的

16、人員上崗混凝土澆搗前八、實施對策根據(jù)既定目標計劃，小組于2015年9月14日-2015年9月30日，實施相關(guān)對策。對策實施1：針對測溫工作不到位2015年9月18日，為了防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限值而產(chǎn)生溫度裂縫，QC小組成員何熊偉在混凝土內(nèi)布置測溫點，組長黃杰指定專人負責掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實際溫度變化情況，在砼升溫階段，2-3h測一次，溫度下降階段4-8h測一次，監(jiān)視溫差變化情況，以指導(dǎo)養(yǎng)護工作。并由何熊偉對測溫全過程進行監(jiān)控。測溫圖片對策實施2： 2015年9月19日，QC小組成員張海軍負責建立專門的養(yǎng)護隊伍，并監(jiān)督實施。混凝土澆筑完畢，按標高找平，用木杠刮平；初凝前，用鐵磙子碾壓二遍，再用

17、木抹子搓平。表面干硬后，緊貼一層塑料布，以防止混凝土表面水分散失；然后覆蓋兩層麻袋，并澆水濕潤，并根據(jù)溫度變化趨勢及溫控數(shù)據(jù)確定覆蓋材料增減，將混凝土內(nèi)外溫差控制在25度范圍內(nèi)。當晝夜溫差較大或氣象報告有暴雨時，現(xiàn)場備足保溫材料。對策實施3：針對技術(shù)交底不具體2015年9月16日，QC小組組長編寫了施工作業(yè)指導(dǎo)書，并對班組人員進行了詳細的有針對性的技術(shù)交底，明確質(zhì)量控制措施及操作要點，重點強調(diào)以下幾點1、混凝土澆筑采用分段分層澆筑，分層厚度為400mm，每個澆筑點配備3臺插入式振搗器。振搗上層混凝土時，要插入下層混凝土內(nèi)50mm左右。2、為了防止混凝土表面因砂漿過多出現(xiàn)干縮裂縫，澆筑完的混凝土

18、表面應(yīng)加一層潔凈的石子，并增加壓面的數(shù)量。采用二次振搗，排除混凝土因泌水在粗集料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土密實度，使混凝土的抗壓強度提高，從而提高抗裂性。3、為了降低混凝土的入模溫度，混凝土的入模溫度應(yīng)控制在150C左右。當混凝土內(nèi)外溫差小于250C后方可拆除模板和保溫層，如拆模后，混凝土內(nèi)外溫差大于250C時，應(yīng)及時覆蓋保溫材料，使其緩慢冷卻。4、為確保新?lián)v筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，澆筑完畢后應(yīng)在12h內(nèi)覆蓋和澆水 ，養(yǎng)護時間不少于14d。分層澆筑示意圖降溫管道布置圖對策實施4：培訓情況差，缺乏QC意識組織專門的QC培訓，全員參加對策實施5：工人領(lǐng)悟能力低，操作方法不對，關(guān)鍵部位疏忽組織QC知識的考核，包括口試與筆試，選派考核合格的人員上崗九、效果檢查通過本次QC活動，我們QC小組不但成功地解決了大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和干縮裂縫的質(zhì)量通病，而且產(chǎn)生了良好的社會效益1. 目標完成度通過我們QC小組成員以及全體一線施工人員的共同努力，在嚴格的