地下室底板大体积砼施工质量控制QC.docx
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地下室底板大体积砼施工质量控制QC.docx
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地下室底板大体积砼施工质量控制QC
目录
一、工程简介……………………………………………………………2
二、QC小组概况………………………………………………………2
三、选题理由……………………………………………………………3
四、现状调查……………………………………………………………3
五、目标确定、可行性分析……………………………………………5
六、原因分析……………………………………………………………6
七、要因确认……………………………………………………………7
八、制定对策……………………………………………………………10
九、对策实施……………………………………………………………11
十、效果检查……………………………………………………………23
十一、制定巩固措施……………………………………………………24
十二、总结及下一步打算………………………………………………24
高层建筑地下室底板大体积
混凝土施工质量控制
一、工程简介
厦门月美花园1#、2#楼南标段工程,位于厦门市杏林杏东,由厦门佰地建筑设计院设计,福州铁建建筑有限公司总承包施工。
总建筑面积约62840.00m2,地下一层,其中地下建筑面积约8500m2,地上建筑面积54340m2。
工程包括地上1#楼28层单身公寓,2#楼30层塔式住宅及裙房、区街变1及室外道路、室外给排水工程、化粪池等。
结构类型:
框剪结构。
本工程的地下室底板地面标高为-5.050m和-4.850m,基础采用静压预应力管桩,倒筏板基础,底板厚350mm,其中1#楼大承台高度为1.6m、1.9m,2#楼大承台高度为1.7m。
整个底板混凝土量为6338m3,单个承台混凝土量巨大,1#楼最大的承台混凝土量约420m3,2#楼最大的承台混凝土量约460m3。
底板混凝土设计等级为C35S8,强度、自防水等级要求较高。
为顺利完成本项施工任务,争创厦门市优,项目部成立了QC小组,通过QC活动对春季大体积混凝土施工质量的控制进行攻关。
二、QC小组概况
QC小组概况表
课题名称
高层建筑地下室底板大体积混凝土施工质量控制
注册编号
FZTZ-2007-030-004
小组类型
攻关型
小组人数
8人
出勤率
96%
活动频率
3次/月
合理化建议
5条
活动时间
07.2.5—07.5.10
成员平均教育时间
28小时
小组成员名单
序号
姓名
职务
组内职务
职称
组内分工
1
李青
项目经理
组长
工程师
领导组织、指导组建
2
汪东山
施工员
副组长
助工
制定对策、对策实施
3
陆平
技术负责人
技术指导
工程师
编制方案、技术控制
4
林挺
质检员
组员
助工
质量检测、质量控制
5
付永坚
施工员
组员
助工
资料收集、数理统计
6
罗远堂
施工员
组员
助工
组织协调、活动策划
7
余长柱
泥水班长
组员
工人
负责措施实施
8
郭天长
公司总工
顾问
高工
过程监督、效果检查
制表人:
;林挺日期:
2007年2月5日
三、选题理由
制图人:
林挺日期:
2007年2月5日
四、现状调查
1、高层建筑地下室底板大体积混凝土施工质量控制的调查与分析。
QC小组过对公司以往一些工程项目的大体积混凝土施工质量进行调查,抽取了150个点,其中合格点为88个,不合格点为62个,合格率为59%。
小组针对这62个不合格点进行分类、统计整理,组成统计表与分析图,如下所示:
地下室底板大体积混凝土施工的质量缺陷统计表
序号
项目
频数(点)
累计点数(点)
累计频率(%)
1
温差裂缝
38
38
61
2
渗水
13
51
82
3
观感差
7
58
94
4
底板面的标高偏差
3
61
98
5
混凝土强度不足
1
62
100
合计
62
62
100
制表人:
汪东山日期:
2007年2月20日
从排列图可以看出影响地下室底板大体积混凝土施工质量的主要因素是温差裂缝,其累计频率达61%,为A类因素,是解决问题的主要对象。
2、地下室底板大体积混凝土温差裂缝
大体积混凝土裂缝由外荷载引起的可能性很小,而混凝土硬化期间水化过程释放的水化热和浇筑温度所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用,由此产生的温度应力和收缩应力,是导致结构出现裂缝的主要因素。
水泥水化过程会产生一定的水化热,并且其大部分热量是在3d以内产生,混凝土是热的不良导体,内部的水化热不易散发,温度不断上升,而混凝土的表面散热比较快,温度较低,使混凝土的内外产生温度梯度,昼夜温差又大,混凝土的内外温度差别更大,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土底面交界处附近甚至在混凝土中产生温差裂缝。
当出现贯穿裂缝和深层裂缝时,将严重影响混凝土结构的整体性、稳定性、耐久性和防水性。
调查结论:
温差裂缝为地下室底板大体积混凝土施工质量控制的主要因素。
五、目标确定、可行性分析
综上所述,根据《地下室工程防水技术规范》GB50108-2001,为确保本工程创厦门市优,QC小组经过认真反复的论证,将目标值定为:
杜绝混凝土产生温差裂缝,地下室底板混凝土分项工程合格率由59%提高到95%。
可行性分析:
可
行
!
是
否
可
行
?
我司有ISO9002质量体系运行保证
项目部管理人员素质高,有高工1名、工程师2名、助工5名,具有大体积混凝土施工经验
业主和我司领导都高度重视,公司为此专门成立了领导小组,工程管理部每月到现场进行指导
各种物资设备齐全,保温用塑料薄膜加麻袋,必要时再覆盖一层防火保温棉被
制图人:
汪东山日期:
2007年2月21日
六、原因分析
七、要因确认
针对因果分析的末端因素,小组做了调查,一一论证(如下表):
序
末端因素
确认
方法
确认情况
负责人
是否要因
1
管理不到位、质量意识不强
讨论
分析
项目部通过制定奖惩办法,可以提高管理人员的执行力度和质量意识。
李青
否
2
工人素质差、经验不足
现场
验证
通过项目部的管理和技术交底可以提高工人的素质和技术水平,不影响。
林挺
否
3
原材料质量不合格
资料
审查
目前某些商混公司使用劣质水泥和海砂拌制混凝土,对混凝土结构强度和耐久性危害极大。
汪东山
是
4
随意改变混凝土的水灰比
现场
验证
混凝土水灰比变大,将降低混凝土的强度和抗渗性,破坏混凝土结构,进而产生裂缝,出现渗水。
罗远堂
是
5
振捣设备陈旧、配备不足
现场
验证
购置5台新的振动棒和3台平板振捣器,做为备用,容易解决。
余长柱
否
6
泵车陈旧,泵送管接口损坏
现场
验证
联系新泵车进行混凝土的泵送,并增加一台泵车做为备用,浇筑前重点对泵送管接口进行加固,容易解决。
余长柱
否
7
混凝土料车不足,供应不及时
现场
验证
2007年3月1日,在组长李青的带领下,小组考察了厦门固德建材有限公司,得知混凝土公司备有充足的混凝土料车,两条生产线,混凝土供应能力强,可以保证我方混凝土的连续浇筑,不影响。
汪东山
否
8
混凝土水化热高
讨论
分析
水化热过高,会产生内外温差,当内外温差超过25℃时,混凝土将产生温差裂缝,当出现贯穿裂缝和深层裂缝时,将严重影响混凝土结构的整体性、稳定性、耐久性和防水性。
汪东山
是
9
浇筑顺序不当
现场
验证
会留下施工缝,影响混凝土结构的整体性,容易造成开裂,出现渗水。
陆平
是
10
过早拆除保温、保湿设施
讨论
分析
混凝土内部温度陡降、混凝土内部将产生裂缝
付永坚
是
11
混凝土表面未及时保温、保湿
讨论
分析
表面散热快、加大温差,水分散失快,造成表面干缩,需保温保湿
罗远堂
是
12
混凝土未进行表面处理和二次振捣
现场
验证
混凝土会出现表面裂缝,影响混凝土的观感、密实度和抗渗性
罗远堂
是
13
测温次数太少
资料
审查
对测温人员进行培训指导,加强温度的监测,提高前期的测温频率,并且测温后有专人进行复查,不影响
汪东山
否
14
测温仪器精度不够
现场
验证
采用电子测温仪进行测温,仪器经过检测,可以保证测量数据的准确性
汪东山
否
15
环境温度影响
现场
验证
只能减弱影响,但无法避免
汪东山
否
16
混凝土浇筑温度
讨论
分析
经计算(如下所示),混凝土浇筑温度为16.8℃,不影响混凝土的绝热温升
汪东山
否
制表人:
汪东山日期:
2007年2月25日
混凝土浇筑温度的计算:
QC小组对施工期间室外气温进行测量,估计平均值在15℃左右,最高气温在21℃左右。
①查阅有关计算公式,
∑TiWC
混凝土拌合温度Tc=
∑WC
式中C表示混凝土组成材料的比热(J/kg•℃);
W表示混凝土组成材料的用量(kg/m3);
Ti表示混凝土组成材料的温度(℃);
已知Cs=Cg=Cc=800J/kg•℃,Cw=4200J/kg•℃,Ws=726kg,Wg=1045kg,Wc=256kg,Ww=183kg,Ts=21℃,Tg=18℃,Tc=18℃,Tw=13℃,Qs=7.8%,Qg=0。
其中,Cs,Cg,Cc,Cw分别表示砂、石、水泥和水的比热(J/kg•℃);
Ws,Wg,Wc,Ww分别表示每立方米混凝土中砂、石、水泥和水的用量(kg/m3);
Ts,Tg,Tc,Tw分别表示砂、石、水泥和水的温度(℃);
Qs,Qg分别表示砂、石的含水量(%);
800*726(1-7.8%)*21+800*1045*18+800*256*18+
4200(183*13+726*7.8%*21)
∴混凝土拌合温度Tc=
800*726(1-7.8%)+800*1045+800*256+4200
(183+726*7.8%)
=17.4℃
②混凝土出罐温度
搅拌机棚内温度Td=18℃,查阅有关计算公式,
混凝土出罐温度TI=Tc-0.16(Tc-Td)=17.4-0.16(17.4-18)=17.5℃
③混凝土浇筑温度
QC小组对固德混凝土搅拌站到工地进行实际测量,结果运输到工地需要约35分钟,装卸料3次,浇捣完毕需15分钟,查阅有关计算公式,
混凝土浇筑温度Tj=TI+(Tq-TI)∑Ai;
式中TI—混凝土出罐温度;
Tq—室外平均气温,取Tq=15℃;
Ai—温度损失系数
其中,装卸料3次:
A1=0.032×3=0.096
运料时间35分钟:
A2=0.0042×35=0.147
浇捣时间15分钟:
A3=0.003×15=0.045
则∑Ai=0.096+0.147+0.045=0.288
∴混凝土浇筑温度Tj=17.5+(15-17.5)×0.288=16.8℃
故混凝土浇筑温度基本等同于室外气温。
主要原因为:
原材料质量不合格
随意改变混凝土的水灰比
混凝土水化热高
浇筑顺序不当
过早拆除保温、保湿设施
混凝土表面未及时保温、保湿
混凝土未进行表面处理和二次振捣
主
要
原
因
制图人:
付永坚日期:
2007年2月25日
八、制定对策
根据要因确认表对要因制定对策(如下表):
序号
要因
对策
目标
措施
地点
负责人
完成
时间
1
原材料质量不合格
对使用不合格品水泥和海砂拌制的商品混凝土进行退场
水泥合格率达到100%,砂的氯离子含量≤0.06%
加强对商品混凝土的进场检验,并要求商品混凝土公司在浇筑前提供混凝土质量验收资料。
施工现场
汪
东
山
2007.3.23
2
随意改变混凝土的水灰比
严格控制商品混凝土的水灰比不受改变
确保混凝土的水灰比不受改变,保证混凝土强度达到C35以上,抗渗等级达到P8以上
对后台混凝土半成品进行保护,浇筑过程进行监督检查
施工现场
林
挺
2007.3.23
3
混凝土水化热高
降低水泥用量,减少混凝土水化热,减缓混凝土早期强度的提高
混凝土初凝时间为495分钟,每m3混凝土水泥用量降低至256㎏/立方米。
混凝土配合比采用60天强度设计
会议室
陆
平
2007.3.1
4
浇筑顺序不当
严格按项目部制定的方案组织施工,防止出现施工缝
提高施工效率,确保不留施工缝,每车混凝土的浇筑时间控制在20分钟以下。
混凝土浇筑前做好准备工作,施工员值班指挥施工,质检员进行监督检查
施工现场
罗
远
堂
2007.3.23
5
混凝土表面未及时保温、保湿
温度计算和温度控制
大体积混凝土的内表温差小于25℃
混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,一层湿麻袋覆盖进行保温养护
施工现场
汪
东
山
2007.4.1
6
过早拆除保温、保湿设施
温度测量
大体积混凝土在保温期间温度下降不超过5℃/h
1、加强温度测量
2、预防外界气温陡降引起大温差、温降
3、按温度测量数据保温
施工现场
汪
东
山
2007.4.1
7
混凝土未进行表面处理和二次振捣
对班组进行交底,混凝土浇筑过程施工员、质检员旁站指挥、监督检查
消除混凝土表面微裂缝
对混凝土表面进行处理和二次振捣
施工现场
付
永
坚
2007.3.23
制表人:
汪东山日期:
2007年2月27日
九、对策实施
实施
(一)、原材料质量不合格
1、原材料选择(降低水化热)
原
材
料
选
择
拟采用的材料、方法
特点
是否采用
水
泥
普通水泥P.032.5
水化热较高,但强度高、安定性好、货源足
是
砂
漳州华安河砂
连续级配,细度模数为2.4~2.5,为中砂,氯离子含量≤0.06%,含泥量<2.5%,能避免含泥量过高而增加收缩降低混凝土抗拉强度。
是
石
同安凤南农场碎石
级配5~31.5mm连续级配且含泥量<1%,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少含水量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
是
掺
合
料
掺粉煤灰
选用漳州后石电厂生产的Ⅰ级原状粉煤灰,其各项指标均符合GBI596—91中的Ⅰ级粉煤灰技术标准,掺用粉煤灰能降低水泥用量,降低水化热,并且使水化热均匀缓慢释放,减少早期收缩,增强混凝土后期强度。
是
掺
合
料
掺矿渣粉
掺加矿渣粉取代混凝土中的部分水泥,以减少水泥用量,有效降低水化热,增强混凝土结构致密性,提高混凝土的抗渗性。
是
外
加
剂
Point-400
采用福建科之杰新材料有限公司生产的Point-400缓凝高效减水剂,减水效果好,有效降低用水量和水泥用量,并可通过缓凝作用延缓水化热防热时间,通过试配缓凝时间达到8小时。
具有微膨胀作用及一定的补偿收缩作用,能降低混凝土的干燥收缩。
是
制表人:
林挺日期:
2007年3月2日
2、商品混凝土质量验收资料
QC小组要求固德混凝土公司在混凝土浇筑前必须提供具有权威机构认证的混凝土开盘鉴定资料和混凝土预拌出厂合格证,且必须等我方同监理对混凝土塌落度进行实测合格后才能开始浇筑。
同时,在混凝土浇筑完毕28天后必须再提供水泥28天检验报告。
实施小结:
商品混凝土质量验收资料齐全,水泥合格率达到100%,砂的氯离子含量≤0.05%,达到了预定目标。
实施
(二)随意改变混凝土的水灰比
QC小组主要通过加强项目部在混凝土浇筑过程中的管理,对班组进行明确交底,施工员进行现场跟踪检查,以及质检员的旁站监督。
不改变商品混凝土的配合比,严格控制混凝土的水灰比和坍落度,禁止工人在后台和浇筑过程中随意加水,防止因水灰比增大而降低混凝土的强度和抗渗等级,破坏混凝土结构,产生有害裂缝,出现地下室渗水。
实施小结:
混凝土的水灰比未受人为改变,底板混凝土强度均达到C40以上,抗渗等级均达到P8以上,达到了预定目标。
实施(三)混凝土水化热高
QC小组同固德混凝土公司经过混凝土试配,合理调整配合比。
由于水泥采用普通硅酸盐水泥,其水化热较高,为减少水化热造成的内外温差,引起温度裂缝,在混凝土配合比设计时采用60天达到设计强度,减缓混凝土强度提高,以达到减缓水化热的目的。
同时用粉煤灰及矿渣粉掺合料代水泥,减少水泥用量。
该配合比方案已报设计及监理单位审批同意,混凝土配合比提高试配强度,抗压43.2Mpa,抗渗P10,符合国家现行《混凝土施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中有关技术要求。
(混凝土60天强度设计审批表及配合比报告如下所示)
大体积混凝土内的绝热温升主要由水泥水化时产生的水化热形成,大体积混凝土测温试验研究表明:
水泥水化热在1~3d放出的热量最多,大约占总热量的50%左右,混凝土浇筑后3~5d内,混凝土内部温度最高。
根据有关试验资料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg,其水化热引起混凝土的温度相应升降1~1.2℃。
水泥用量愈多,水泥早期强度越愈高,混凝土内部的温升愈快,所以要控制混凝土内外温差,降低混凝土的绝热温升,应当在保证混凝土的强度的前提下,尽量减少水泥用量来降低水化热。
本工程60天强度设计的混凝土配合比主要采用以下几项措施:
(1)掺加矿渣粉。
在每立方米混凝土中掺加矿渣粉85kg,取代混凝土中的部分水泥,减少水泥用量约10%,有效降低水化热,增强混凝土结构致密性,提高混凝土的抗渗性。
其早期的水化热与同龄期的普通混凝土相比,3d的水化热约可低30%。
(2)掺加粉煤灰。
在每立方米混凝土中掺加粉煤灰85kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性。
经比较,我们选用漳州后石电厂生产的Ⅰ级原状粉煤灰,可取代水泥用量约10%,有效降低了混凝土水化热。
(3)选用优质外加剂。
为达到既能减水缓凝,又能使混凝土坍落度损失小以及提高混凝土的密实度和强度的要求,经比较,我们选用福建科之杰新材料有限公司生产的Point-400缓凝高效减水剂,在每立方米混凝土中掺加7.67kg,可减少拌和用水10%左右,同时相应也减少了水泥用量,降低了混凝土水化热。
实施小结:
混凝土初凝时间达到525分钟,每m3混凝土水泥用量为256㎏/立方米,大大降低了混凝土水化热,达到了预定目标。
实施(四)浇筑顺序不当
QC小组制定了浇筑方案,对操作班组进行明确的交底:
各区段施工采用3台混凝土泵车泵送混凝土,其中两台工作,一台备用,在施工前将泵管接到位。
根据本工程为环形地下室的特点,按后浇带Ⅰ→Ⅱ→Ⅳ→Ⅲ进行施工。
在1#、2#楼所在Ⅰ、Ⅲ段,采用一台泵车浇筑大承台,一台泵车收边浇筑底板。
对于1#、2#楼大承台,严禁一次浇筑到位,应分层浇筑,每层不超过30cm,下层浇筑完毕后方可浇筑上层混凝土,直至与四围底板一同浇筑面层。
考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁,施工组织工作难于实施,故采取斜面分层浇筑,按每层30cm分层浇筑,错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热,减少混凝土的温升,但上下层之间应严格控制,严格按作业指导书分层浇捣,在混凝土的初凝之前浇捣下一层混凝土,避免出现冷缝。
由于泵送混凝土的浆体较多,在浇筑平仓后用直尺刮平。
约间隔1~2h,用木蟹打压两次,以免出现表面收水裂缝。
具体分层如下图:
制图人:
汪东山日期:
2007年3月4日
地下室底板大体积混凝土布管浇筑图
实施小结:
2007年3月11日经组员汪东山现场检查,未发现有留置施工缝的痕迹,每车混凝土的浇筑时间为15分钟左右,大大提高了施工效率,达到了预定目标。
实施(五)混凝土表面未及时保温保湿
1、混凝土内外综合温差的计算
根据我国著名的裂缝专家王铁梦教授对结构物应力-应变分析,混凝土内外综合温差(T)可由下列公式求得(按7天的综合温差进行计算,因为混凝土的内部最高温度一般在混凝土浇筑后7天内达到)。
普通混凝土:
T=T1+T2+T3
①Tmax=C*Q/γm*ρ,T1=0.6Tmax
Tmax为混凝土内部绝热温升(℃);
C—水泥用量,查混凝土配合比可知,C=256+7.67=263.67kg/m3(其中7.67为减水剂的用量,水化热时按水泥考虑,掺粉煤灰和矿渣粉可以降低水化热,此处按不利情况不予计算);
Q7—水泥7天的水化热值,查表得Q7=271kJ/kg;
γm—混凝土的密度,取2400kg/m3;
ρ—混凝土的比热,取0.96J/kg•℃;
0.6—混凝土构件准散热时的影响系数。
∴T1=0.6Tmax=0.6C*Q/γm*ρ=0.6*263.67*271/2400*0.96=18.6℃
②T2—环境气温平均差(℃),本工程3月上旬施工气温为10~20℃,
∴T2=(20-10)/2=5℃
③T3—混凝土收缩当量(℃)
T3=ξy/а,ξy=ξ0M1M2…M10(混凝土收缩值)
ξ0=3.24*10-4(1-e-0.01t)(标准条件下的混凝土收缩值)
M1…M10—条件变异系数与混凝土配合比及施工条件有关,考虑水灰比及相对湿度影响,取M1=1.21,M7=1.13,其它Mn=1.0;
t—龄期;а—混凝土线膨胀系数,取。
计算7天混凝土最大收缩值:
ξy(7)=3.24*10-4(1-e-0.01*7)*1.21*1.13=0.3*10-4
∴T3=ξy/а=0.3*10-4/1*10-5=3℃
④混凝土内外综合温差
T=T1+T2+T3=18.6+5+3=26.6℃〉25℃
故混凝土理论上会产生开裂,需采取措施,将混凝土内外温差控制在25℃以内。
2、养护材料的选择和养护方式:
(1)为了保证混凝土表面与内部的温差控制在25℃以内,QC小组参照以往大体积混凝土施工经验,并考虑到施工时存在一些不确定因素,确定混凝土表面采用一层塑料薄膜及一层麻袋浇水覆盖进行保温保湿养护,砖胎膜侧面采用一层麻袋浇水覆盖进行保温、保湿养护。
(2)保温养护时间根据测温控制,至混凝土内部测温与大气温度基本相同(相差不过10℃,且稳定3d)方可解除保温养护层,连续保温保湿养护不得少于14d。
(3)测温时发现混凝土内部最高温度与表面温差达到25℃异常,应及时通知技术部门采取措施。
当混凝土内部与表面温差超过25℃时,每超过1.5℃应紧急增加覆盖一层湿麻袋,以控制温差。
(4)当室外温度低于12℃时,在塑料薄膜上覆盖一层防火保温棉被,防止混凝土受冻,以降低混凝土内外温差。
大体积混凝土保温保湿图
3、测温点布置:
本工程监测点布置按照兼顾均匀布点与重点布点的原则,在可能出现较大温差的部位布置测杆,同时考虑整体均匀布点:
(1)、在1#楼基础大承台混凝土内部共竖直埋设5根测杆,编号为A1~E1,其中A1、B1靠近电梯井位置,E1在高度为1.9m的大承台;
(2)、在2#楼基础大承台混凝土内部共竖直埋设5根测杆,编号为A2~E2,其中C2靠近电梯井位置,D2靠近后浇带位置;
(3)、另外在混凝土外部设置气温测点4个;
以上测点共计14个,测点在测杆深度方向均匀布置三个测点,上测点距砼上表面50mm,下测点
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