QC成果报告-研编创超长砼结构无缝施工工法

研编超长砼结构无缝施工工法 青建集团股份公司协同创新QC小组2016年2月目录0.1集团简介0.2工程概况0.3小组简介一、选题背景二、选择课题三、设定目标及目标可行性分析四、提出方案并确定最佳方案五、制定对策六、对策实施七、效果检查八、标准化九、总结及今后打算0.1集团简介 青建集团股份公司(简称青建)成立于1952年，主要从事国内外工程项目建设与投资、地产开发、资本运营、物流、设计咨询等业务。 青建是全国首批通过房屋总承包特级资质重新就位的15家企业之一，连续13年入选中国企业500强，2015年排名第269位;连续12年入选中国承包商80强，2015年排名第21位；2005年获得全国质量管理奖，是第三家获奖的建筑企业;2012年获青岛市首届市长质量奖。近年，公司获得全国优秀施工企业、全国用户满意企业等各类省级以上荣誉千余项。青建承建了2014青岛世园会会址、第29届奥运帆船中心等标志性建筑和重点工程，荣获中国建筑工程质量最高奖鲁班奖19项，国家优质工程奖9项，詹天佑奖5项，全国用户满意工程28项，省部级以上工程奖200余项。 秉承建筑艺术精品，创造和谐空间的企业使命，立足诚信敬业、创造卓越、合作共赢、和谐发展的核心价值观，青建愿与您携手共创美好未来。0.2工程概况 项目概况：即墨店子片区改造项目一期（安置区）工程由西侧商业、1-18#楼及车库组成，项目总占地面积116166平方米，总建筑面积342743.40平方米，建筑层数为地下1层，地上22、26层，建筑高度为78.3米。1-18#楼基础有筏板基础、条基+防水板、人工挖孔桩基础，地下车库基础为柱下独立基础+防水板，地下车库为框架结构，主楼主体为剪力墙结构。其中地下车库结构平面尺寸为560米120米，面积为54656平方米，属于超长砼结构，车库共有42条温度后浇带，46条沉降后浇带。图1 车库后浇带分布图0.3小组概况小组名称青建集团股份公司协同创新QC小组课题名称研编超长砼结构无缝施工工法成立时间2015年4月1日课题编号CNQC-ZCB-QCKT-2015-01小组注册时间2015年 1 月1 日课题注册时间2015年 3月1 日注册号CNQC-ZCB-QCXZ-01课题类型创新型平均QC教育时间40小时活动人数8序号姓名性别职称学历职务分工1侍磊男项目经理本科组长全面负责2何建武男公司总工本科副组长技术顾问3孙传海男公司质量处长本科副组长技术指导4谷维军男项目副总工本科副组长总体策划、方案实施5姚伟杰男质检员本科组员方案实施、信息反馈6丁良男质检员本科组员方案实施、信息反馈7韩玉国男技术员本科组员数据、信息收集8陈若强男技术员本科组员数据、信息收集 制表人：陈若强 制表日期：2015年4月15日一、选题背景为了避免超长混凝土结构的开裂，目前设计方多采用设置后浇带的设计方法以释放收缩应力，即将超长混凝土结构用后浇带划分为多个部分，各个分块分别施工和浇筑，后浇带在保留两个月后封闭。然而，在实际施工操作过程中，后浇带往往带来一系列问题。后浇带留设时间久，落进垃圾杂物，清理非常艰难，势必影响工程质量；温度后浇带以及沉降后浇带都是贯穿整个地下、地上结构，给施工带来很多的不便，影响施工进度；在后浇带灌充混凝土前，需将两侧混凝土凿毛，而新老混凝土的粘结强度很难保证，后浇带混凝土的干缩极易在新老混凝土的连接处产生裂缝；在软土地基中，地下水位较高，后浇带填充前，地下室处于漏水状态，严重影响施工。二、选择课题公司要求1. 满足合同要求，提高施工速度,确保施工质量。2. 在现场进行无缝施工间歇时间的现场试验。3. 配合集团公司进行无缝施工的课题研究。技术要求超长混凝土结构满足设计强度、膨胀性和施工便捷要求，规范满足混凝土结构验收规范要求。指令课题研编超长砼结构无缝施工工法现场难点1、 地下车库结构平面尺寸为560米120米，属于超长砼结构。2、 设计要求42条温度后浇带，46条沉降后浇带，为工程质量带来较大隐患。3、 根据统计地下室后浇带的渗漏概率为25%以上。因此本小组课题为：研编超长砼结构无缝施工工法三、设定目标根据公司要求，设定目标为：在本工程中进行超长混凝土结构无缝施工，研编超长砼结构无缝施工工法，满足混凝土结构验收规范要求；地下室混凝土渗漏概率降低到10%以内。 四、提出方案并确定最佳方案为了启发大家的思路，我们决定召开“头脑风暴会议”，经过认真准备，会议成果丰硕，大家集思广益、踊跃发言，场面十分热烈。会后参会者纷纷表示，此次会议受益匪浅，真正做到了“知无不言，言无不尽”。我们收集的方案如下:研编超长砼结构无缝施工工法间歇时间施工顺序接缝施工方法同一方向顺序施工按原设计下卧做法和原砼配合比间歇时间：7天以上间歇时间：2-7天隔一跳一顺序施工综合跳仓无缝施工取消下卧做法和优化砼配合比图2 方案收集（一）确定最短且合理的无缝施工间歇控制时间目前国内外关于超长混凝土结构无缝施工间歇时间的研究的资料比较欠缺，缺少理论分析和应用数据供相关人员参考。根据现有理论，砼结构出现裂缝与降温和收缩有直接关系。所以，结合项目情况，通过现场试验对超长混凝土结构不同结构部位、不同施工方法，结构混凝土收缩应力的对比，确定相应部位无缝施工最短且合理间歇控制时间。方案1：间歇7天以上时间分析根据现有理论，超长混凝土自浇筑到7天龄期时，混凝土温度并没有趋于稳定或接近环境温度，但7天时已经释放的温度收缩应力达50%，剩余的降温及收缩作用，混凝土的抗拉应变能够足以承受。间隙时间达7天以上完全可以满足要求。方案2：、间歇2-7天时间分析根据业主方工期要求，现场施工间歇控制时间须在7天以内，比现有理论时间提前。项目部须结合车库实际情况，现场试验分析，以确定最短且合理的无缝施工间歇控制时间。现场试验分析过程如下：（1）、小组成员谷维军根据试验方案，选择B区车库连续三块底板作为试验对象。板厚250mm，总宽度40m，总长度120m，属于超长砼结构。图3 试验底板选择连续的3块底板作为试验对象，取消3块底板之间的两条后浇带，采用连续浇筑的方法，分别间隔较短的间歇时间（间歇3天、间歇2天）进行浇筑，同时进行现场实时温度及应变的检测，通过对混凝土的抗裂分析，确定此施工方法的可行性及间歇时间的合理性。（2）、试验过程底板钢筋绑扎完成后，在加强带位置安装实验仪器，自混凝土浇筑覆盖仪器后即开始试验记录工作，每间隔2小时记录混凝土的温度及应变数据，直至温度变化趋于稳定结束记录工作。图6 试验过程图4 试验过程（3）、试验数据结果试验有两种工况，连续浇筑间隔3天时间及连续浇筑间隔2天时间，第一块与第二块混凝土浇筑间歇3天时间，第二块与第三块混凝土浇筑间歇2天时间。第一条加强带内测点分别为1-1、1-2、1-3；2-1、2-2、2-3；3-1、3-2、3-3。现将测点的温度数据作为代表展示如下： 图5 1-1、1-2、1-3测点温度走势图 图6 2-1、2-2、2-3测点温度走势图 图7 3-1、3-2、3-3测点温度走势图 图8 测点温度与应变代表走势图第二条加强带内测点分别为4-1、4-2、4-3；5-1、5-2、5-3；6-1、6-2、6-3，当采用2天时间作为两块混凝土的间歇时间时的温度及应变数据如下： 图9 4-1、4-2、4-3测点温度走势图 图10 5-1、5-2、5-3测点温度走势图 图11 6-1、6-2、6-3测点温度走势图 图12 测点温度与应变代表走势图（4）、数据分析：第一条加强带内测点（间歇3天）的温度分析：入模温度：28温升峰值：47-50到达温度峰值的时间：29-34小时降温速率：3-6/d温度趋于稳定接近环境温度的时间：6天降温过程经历2天时，温度下降10左右，占据总降温差的37.3%；降温过程经历3天时，温度下降15左右，占总降温差的55.9%；降温过程经历4天时，温度下降20左右，占总降温差的74.6%。 ：间隔3天工况的抗裂控制计算： 混凝土收缩的相对变形值可按下式计算：式中： 龄期为t时混凝土收缩引起的相对变形值； 在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值，取3.2410-4； M1、M2、M11 考虑各种非标准条件的修正系数当量温差6天时的弹性模量综合降温差外约束拉应力混凝土抗拉强度混凝土防裂性能可按下列公式进行判断：K防裂安全系数，取K=1.15。 满足抗裂条件。实测最大应变值同样满足抗裂条件。（5）、结论根据分析及计算，底板在间歇3天的连续浇筑的工况下不会产生贯穿性裂缝，温度收缩应力满足抗裂条件，且可大大缩短工期。经过与设计协商，最终确定3天可以作为最短且合理的无缝施工间歇控制时间。（二）确定施工顺序方案1：同一方向顺序施工本方案的施工较为便利；辅助材料、机械周转较少，经测算，综合人工、机械成本约 1400元/m2；施工间歇时间难以控制。 方案2：隔一跳一施工方法，本方案的施工难度非常大，要在不同区域板块间来回切换浇筑机械和调配人力，经测算综合人工、机械成本为1800 元/m2；施工间歇时间较为容易控制。方案3：综合跳仓无缝施工方法结合项目地下车库分区图及现场加工场地布置，采取跳仓分区浇筑。将车库划分为四个区，每个区内采用跳仓无缝施工，从两头向中间依次施工。图13 地下车库分区图 本方案的施工难度较小，可分区管理，有利于工期控制；经测算综合人工、机械成本为1600 元/m2；施工间歇时间容易控制。综合分析列表如下：序号方案名称可操作性综合成本（元/m2）控制间歇时间1同一方向顺序施工较易1400难2隔一跳一施工方法较难1800适中3综合跳仓无缝施工方法适中1500容易经过以上对比分析，确定施工顺序为综合跳仓无缝施工方法。（三）确定接缝施工方法方案1：按原设计下卧做法和原砼配合比(1)原设计车库底板后浇带位置宽度为800mm，节点做法如下： 图14 原设计节点做法图 因本工程地质条件为中风化岩石，原设计考虑超前止水，后浇带下卧，但施工难度较大，且成本较高，工期较长。（2）原砼配合比后浇带位置的砼，设计根据传统后浇带的做法，膨胀剂掺量为8%-10%。方案2：采用取消下卧后浇带做法和优化砼配合比（1）为研创无缝施工的技术，小组对底板接缝位置的做法进行优化。实际到开挖后地下水位非常低，无需降水，接缝位置取消下卧完全可满足止水效果，且原位置钢筋不变，止水钢板减少为一条即可避免渗漏情况发生。经与设计协商，同意调整节点做法如下。图15 优化后节点做法图（2）砼配合比优化由于间歇控制时间为3天，为减少砼收缩裂缝的产生，避免产生渗漏，小组对接缝位置砼施工方法进行优化：将接缝位置调整为2000mm宽，优化砼的配合比，并调整膨胀剂的掺量为12%-14%，形成一个2000mm宽的膨胀加强带。基础混凝土强度为C30，抗渗等级不低于P6，砼优化后的配合比如下表。混凝土配合比每立方米各材料用量（kg）水泥砂1砂2石子水矿渣粉粉煤灰膨胀剂外加剂1外加剂2外加剂325816666586518072485210.900重量配合比0.640.411.652.150.450.180.120.130.0270.000.00水胶比养护方法坍落度（mm）砂率（%）7天强度（Mpa）28天强度（Mpa）抗渗、抗冻等级0.45标准养护18049.025.838.78制表人：韩玉国 制表时间：2015年5月25日因本工程的工期较为紧张，在经过方案的计算论证后，即开始施工前的准备。（四）确定最佳方案：根据以上的的分析实验和对比选择后，小组成员确定了研遍超长砼结构无缝施工的最佳方案。超长砼结构无缝施工间歇时间施工顺序接缝施工方法间歇时间：3天综合跳仓无缝施工取消下卧做法和优化砼配合比图16 最佳方案五、制定对策(一)、制定对策流程图小组将实施对策的整个过程用流程图表示如下：开始间歇时间现场控制间歇3天施工顺序控制是否综合跳仓否接缝节点做法控制做法调整是否是接缝混凝土控制效果检查否是结束(二)制定对策流程表根据对策流程图，小组结合施工对策，制定目标和措施，具体如下： 序号对策目标措施责任人地点时间1间歇时间现场控制确保各流水段间歇时间控制在3天。确定各流水段砼浇筑时间谷维军工地现场2015年6-11月根据砼浇筑时间，合理安排劳力、机械、材料。韩玉国2施工顺序控制确保各区域内施工段综合跳仓无缝施工。A区 ：A1 A3段并行A6 A7 A5段；B区 ：B1 B2段并行B6 B4段;C区 ：C1 A3段并行C6 C5段；D区 ：D1 B3段并行D6 D5段。根据施工现场及加工场地布置，合理划分区段，并在区段内综合跳仓无缝施工。谷维军工地现场2015年6-11月对施工人员进行教育培训，做好技术指导、交底孙传海陈若强加强现场检查，是否按照确定的顺序进行施工。3接缝位置节点做法施工每接缝位置止水钢板减少1条，调整共计42条。接缝位置取消下卧，原位置钢筋不变，止水钢板减少为一条。谷维军工地现场2015年6-11月4接缝位置砼施工确保接缝砼中膨胀剂的掺量达到12%-14%加强砼原材料的计量姚伟杰工地现场2015年6-11月确保接缝位置宽度为2000mm严格控制定位放线丁良工地现场2015年6-11月制表人：陈若强 复核人：谷维军 制表时间：2015年5月30日六、对策实施 实施一 ：间歇时间的现场控制。1、 由小组成员谷维军根据施工进度计划，将各区各流水段的砼浇筑时间提前制定好，各段间歇控制时间为3天。并组织劳务公司、项目部施工员进行宣贯交底工作。2、 由小组人员韩玉国根据砼浇筑时间，合理安排钢筋工、木工、砼工的数量，提报给砼厂家浇筑计划和方量，并协调泵车、塔吊等设备的配合，并制定了劳力设备配置表。各区严格按照劳力、设备进行调整安排，确保间歇时间控制在3天。各区车库劳力、设备配置表序号区域钢筋工/人木工/人混凝土工/人泵车1A区5611522地泵1台、汽车泵1台2B区499820地泵1台、汽车泵1台3C区5611522地泵1台、汽车泵1台4D区499820地泵1台、汽车泵1台结论：完成了对策表目标。实施二 ：施工顺序控制 1、确定跳仓无缝施工砼浇筑顺序小组成员谷维军根据现场实际情况，对车库进行分区，每个区段内进行跳仓施工，从两头向中间依次施工。各区具体施工顺序如下。A区车库分为8个施工段，施工顺序为：先A1 A2A3依次施工，同时A6 A7 A5依次施工，最后施工A4、A8段。图17 A区车库施工段划分B区车库分为6个施工段，施工顺序为：先B6 B5B4依次施工，同时B1 B2 依次施工，最后施工B3施工段。图18 B区车库施工段划分C区车库分为7个施工段，施工顺序为：先C1 C2C3依次施工，同时C6 C5 依次施工，最后施工C4、C7段。图19 C区车库施工段划分D区车库分为6个施工段，施工顺序为：先D1 D2D3依次施工，同时D6 D5 依次施工，最后施工D4施工段。图20 D区车库施工段划分2、由小组成员孙传海、陈若强根据各区确定综合跳仓无缝施工顺序，对工人进行交底培训，并现场指导施工。3、由小组成员孙传海、陈若强加强日常的现场检查工作，确保现场按照施工顺序进行施工，并组织建设、监理、劳务公司相关人员进行现场的验收工作。结论：完成了对策表目标。现场施工照片如下：图21 车库底板无缝施工照片图22 车库顶板综合跳仓无缝施工照片图23 车库顶板综合跳仓无缝施工照片图24 接缝位置节点施工实施三、接缝位置节点做法施工小组成员谷维军根据优化后的接缝位置节点做法，将原设计接缝位置84条止水钢板调整为42条，组织施工员、劳务公司管理人员、施工队长进行宣贯、培训、交底，要让现场施工人员明白接缝位置节点具体做法，并严格按照优化后的图纸进行施工。主要控制点为：接缝位置取消下卧，原位置钢筋不变，止水钢板减少为一条。结论：完成了对策表目标。实施四：接缝位置砼施工1、由小组人员姚伟杰组织商砼站技术人员、实验室人员进行交底培训，严格按照确定的膨胀剂掺量进行砼的配合比设计、计量。每次浇筑砼前，并到商砼站检查计量装置的准备性。2、由小组人员丁良根据各区各施工段划分的位置，进行现场放线，并提前将确定好2000mm宽的接缝位置。 混凝土原材料要求：（1） 水泥：选用中热或低热的水泥品种，在配制混凝土配合比时尽量减少水泥的用量，一般控制在250300kg/m3，选用保水性好、泌水小、干缩小的水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。（2） 骨料：砂采用中砂；选择级配较好的碎石，粒径在5-31mm，含泥量小于1%。（3） 膨胀剂掺量控制在12%-14%，砼在水中养护14天的限制膨胀率应2.510 -4。（4） 接缝位置砼浇筑完成后，应用塑料薄膜覆盖加草袋保湿、浇水进行养护，养护时间不小于14天。结论：完成了对策表目标。七、效果检查小组通过间歇时间控制、综合跳仓无缝施工、优化接缝位置节点做法实现超长砼结构的无缝施工，并进行总结，并形成了超长砼结构无缝施工的工法。(一)、质量效益 项目在车库施工过程中，采用超长砼结构无缝施工技术，拆模后，QC小组成员及时对混凝土表观质量进行检查和验收，经统计和对比分析，混凝土成型质量较好，满足混凝土结构验收规范要求；同时小组对接缝位置渗漏问题进行了统计，接缝位置共计42处，渗漏位置为3处(后经处理已不再渗漏)，渗漏概率为7.1%，降低到10%以内，实现预期设定目标，获得了甲方、监理方高度认可。 图26建设方用户意见书图25 混凝土成型质量(二)、经济效益 1、无缝施工技术节约费用车库共有温度后浇带长度1066米，采用无缝施工技术后，其底板后浇带每米节约费用约40元，其顶板后浇带每米节约费用约96元，则1066米后浇带则能节约费用约144976元。此项仅分析人工和材料方面的费用。 后浇带施工费用经济效益分析序号部位工程量费用（元）备注一底板后浇带1m清理10.00凿毛1