（水工结构工程专业论文）碾压土石坝填筑压实的统计质量控制.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：超亟墨 e t期：触坼多1 2 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：盈亟垂导师签名：毡! ! 鳖日期：幽五! 刍 山东 掌女掌m 论文 摘要 土石坝的填筑是由土、砂、石料的开采、运输、铺料、压实等一系列工序组 成，而压实则是完成土石坝的最后一道、也是最关键的一道程序。之所以关键是 因为只有通过压实，才能使松散、合格的上坝土、砂、石料的干容重或相对干密 度符合设计要求，成为密实的坝体，从而使土料的力学、渗透性指标等达到设计 要求，能够起到防渗、挡水的作用。因此，有效地控制填筑碾压工序的施工质量， 对坝体安全和加快坝的填筑速度将十分重要。本文在系统研究了影响压实质量的 各种因素的基础上，根据实际工程施工资料，采用统计技术对土石坝填筑压实质 量提出了控制措施。 统计技术是- - i 7 研究复杂现象及其规律的定量分析的科学技术。它通过现场 观测、调查或者试验手段，科学且经济有效地获取数据资料，然后用统计分析方 法对所研究的问题的规律性及其因果关系作出推断，用数据说明事实，发现问题， 解决问题。i s 0 9 0 0 0 ：2 0 0 0 中将“统计技术的应用”作为质量管理体系的基础之 一，“应用统计技术可帮助组织了解变异，从而有利于组织解决问题并提高有效 性和效率”。本文将主要采用统计技术这种有效的质量控制工具来分析和控制土 石坝填筑压实的质量。 本文主要以山东省红旗水库除险加固工程中坝壳和心墙的碾压施工资料为 依据，采用统计技术对土石坝填筑碾压工序进行分析和控制。针对所收集的数据 特征，选用直方图、控制图、因果分析图等几种统计控制方法进 j ：控制，主要研 究内容如下： 1 从人( m a n ) 、机( m a c h i n e ) 、料( m a t e r i a l ) 、法( m e t h o d ) 、环( e n v i r o n m e n t ) 五大方面系统地分析影响土石坝填筑压实质量的因素。 2 运用“p d c a ”方法组织、进行碾压试验。 3 通过绘制直方图分析土石坝填筑压实数据的统计特征。 4 运用控制图分析填筑压实工序质量波动情况。 5 运用因果分析图找出填筑压实工序波动的原因，针对原因确定工序改进 的措施，并实旌改进措施。 6 运用工序能力分析验证工序改进的结果。 m 来 掌硕掌位论i 本文从工程实例出发，采用统计技术中的过程控制分析，对土石坝填筑压实 工序进行连续质量监控，规范了土石坝填筑压实的质量控制过程，得到了土石坝 填筑压实质量控制的统计过程控制方法；同时，验证了统计技术在土石坝填筑压 实质量控制中应用的有效性和必要性。 关键词：土石坝填筑压实统计过程控制统计技术 m 东 掌_ 士掌m 论 a b s t r a c t t h e p r o c e d u r e o f t h e p l a c e m e n to f e a r t h s t o n ed a n ai sm a d eu po f e a r t h ，s a n da n d s t o n e se x p l o i t a t i o n ，t r a n s p o r t a t i o n ，p a v ea n dc o m p a c t i o n a n d ，c o m p a c t i o ni st h el a s t a n di m p o r t a n tp r o c e d u r e t h a ti sb e c a u s et h er a v e l i n ge a r t h ，s a n da n ds t o n ew i l l b e c o m ee l i g i b l ea n dc o m p a c te m b a n k m e n tm a t e r i a lw h i c hi n d e xm a r ko fm e c h a n i c s a n dp e n e t r a b i l i t yc a l lr e a c hd e s i g ns p e c i f i c a t i o na n dc a no p e r a t ei na n ts e e p a g ea n d d a m u p t h u s ，i ti si m p o r t a n tf o ri m p r o v i n gd a m ss a f e t ya n di n c r e a s i n gt h es p e e d o f c o m p a c t i o nt oe f f e c t i v e l yc o n t r o lt h eq u a l i t yo fc o m p a c t i o np r o c e d u r e i nt h i sp a p e r i b r o u g h tf o r w a r dm e a s u r e s t oc o n t r o lt h eq u a l i t yo ft h ec o m p a c t i o no fe a r t h - s t o n ed a m o nt h eb a s eo ft h es y s t e m a t i cr e a c ho fv a r i o u sf a c t o r st h a tc a na f f e c tt h eq u a l i t yo f c o m p a c t i o n s t a t i s t i c sm e t h o d si sal 【i n do ft e c h n o l o g i e so fq u a n t i t i e sa n a l y s i st h a ts t u d y c o m p l e xp h e n o m e n o na n d t h o s er u l e s i tg a i n sd a t at h r o u g hf i e l d s u r v e y , i n v e s t i g a t i o n a n dt e s t ，t h e ni td e d u c et h er u l e sa n dr e a s o no f s t u d y i n gm a t t e rb y m e a n so f s t a t i c a l l y a n a l y s i s i t sa i mi se x p l a i n i n gf a c t s ，d i s c o v e r i n gp r o b l e m s ，r e s o l v i n gp r o b l e m sb y m e a n so fd a t a i s 0 9 0 0 0 ：2 0 0 0c o n s i d e rt h ea p p l i c a t i o no ft h es t a t i s t i c sm e t h o d sa st h e f o u n d a t i o no ft h eq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，w h i c hc a nh e l po r g a n i z a t i o n sr e s o l v e t h eq u e s t i o na n d i m p r o v e t h ee f f i c i e n c y i nt h i sp a p e ria n a l y s i sa n dc o n t r o lt h eq u a l i t y o fe a r t h - s t o n ed a m sc o m p a c t i o n b y m e a n so fs t a t i s t i c sm e t h o d sw h i c hi sae f f e c t i v e t o o lt oc o n t r o lq u a l i t y i nt h i s p a p e ria n a l y z e d a n dc o n t r o l l e dt h ep r o c e d u r eo ft h ec o m p a c t i o no f e a r t h s t o n ed a mb ym e a n so fs t a t i s t i c sm e t h o d so nt h eb a s eo ft h ed a t ew h i c ha r e c o l l e c t e dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o np e r i o di nw h i c ht h ec o r ea n ds h e l lo ft h ed a mo f h o n g q i r e s e r v o i r l o c a t i n g s h a nd o n gp r o v i n c ei sr e i n f o r c e da n dr e m o v e d r i s k b a s e do nt h ed i s t i n g u i s h i n gf e a t u r e so fd a t a ，ic h o o s et h ev e r t i c a lf i g u r em e t h o d ，t h e c o n t r o lf i g u r em e t h o da n dt h em e t h o do fr e a s o na n dr e s u l ta n a l y s i st oc o n t r o lt h e q u a l i t yo fc o m p a c t i o n t h e m a i nc o n t e n ta r ea sf o l l o w ： 1 、t o s y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e d t h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h e c o m p a c t i o no f e a r t h - s t o n ed a r n f r o m5a s p e c t s ( m a n ，m a c h i n e ，m a t e r i a l ，m e t h o d s ，e n v i r o n m e n t ) 2 t o o r g a n i z et h et e s to f r o l l e rc o m p a c t i o n 3 t o a n a l y z es t a t i s t i c a lc h a r a c t e ro fc o m p a c t i o nd a t ab y m e a n so ft h ev e n i c a l f i g u r e 3 m 掌掌* 4 t oa n a l y z ef l u c t u a t i o no ft h ec o m p a c t i o np r o c e d u r eb ym e a n so ft h ec o n t r o l f i g u r e 5 + t of i n dt h er e a s o do f t h ef l u c t u a t i o no f c o m p a c t i o n p r o c e d u r eb y m e a n so f t h e m e t h o do fr e a s o na n dr e s u l t ，t of m da m e l i o r a t i o nm e a s u r e sa c c o r d i n gt ot h ef u n d e d r e a s o na n dt op u ti np r a c t i c et h ef u n d e dm e a s u r e s 6 t ov a l i d a t et h ee f f e c to f t h ea m e l i o r a t i o nm e a s u r e sb ym e a n so f t h ea n a l y s i so f p r o c e s sc a p a b i l i t y 4 k e y w o r d s ：e a r t h s t o l i ed a m s t a t i s t i c sm e t h o d s c o m p a c t i o n s t a t i s t i c sp r o c e s sc o n t r o i m 掌# m 论i 第一章概述 1 1 序言 水利水电建筑企业在我国基本建设中正发挥着巨大作用，当前水利事业蓬 勃发展，水利建设投入加大，随着中国加入w t o ，水利企业机遇与挑战并存。 如何引导企业以优良的工程设计和旅工质量参与市场竞争，推动现代化建设， 加快水利工程建设质量管理与国际惯例接轨是工程质量管理者面临的一项新任 务。全面贯彻i s 0 9 0 0 0 系列标准，建立和完善水利水电工程设计和施工质量体 系，无疑是加强工程质量管理和质量保证工作，规范企业内部管理行为，提高 质量管理水平，实现质量管理标准化的有效途径。o ” 水利水电工程，例如土石坝，从广义上来讲，是一种极为重要的工业产品 ( 或称建筑产品) ，但它与其他工业产品相比又有其特殊之处。首先，当一项水 利水电工程建成后，只有保证质量才能成为国民经济的固有资产，成为国家和 社会财富的积累。一座土石坝工程，从计划下达到投产使用，要经过可行性研 究、勘测、设计、施工等若干阶段才能完成，在这些阶段中，不仅涉及到许多 部门和单位，而且存在着很多比较复杂的技术与施工工艺问题。其次，在土石 坝的施工过程中，一方面由于土石坝施工的灵活性，天然筑坝材料、地基的复 杂性以及工序多样性，即使具有丰富施工经验的施工队伍，稍加疏忽也可能出 现这样或那样的施工缺点或错误；另一方面为了掌握施工中的质量情况，发现 施工中的质量问题，消灭质量事故于萌芽状态，确保工程质量，为进一步改进 施工方法和提高施工工艺水平提供依据，故对每一个施工部位和过程、每一道 工序都应严格进行质量控制。同时，由于土石坝工程量大，往往上一道工序的 结果，常常会被下一道隐蔽，而成为隐蔽工程，当这些工程一旦隐蔽之后发现 问题，不但经济上损失很大，而且事后补救困难，严重者造成返工，耽误1 ：期， 甚至使工程造成隐患或限制使用。因此，全面贯彻i s 0 9 0 0 0 系列标准实行全过 程质量控制对保证土石坝的质量具有十分重要的意义，尤其是在珧代土石坝理 论仍不成熟的情况下，良好的施工技术、科学而明确的技术标准与严格的质量 管理，是保证土石坝成功的关键。” 一个产品质量的特性，可概括为适用性、可靠性、经济性。而水利水电枢 m 采 掌掌m * 文 纽工程中，适用性应在可行性研究与设计阶段完成：可靠性与经济性应在设计 与施工阶段完成，尤其是土石坝可靠性、经济性在施工阶段起决定作用。因此， 建成一座优质的土石坝就必须对工程质量实行“三全”管理，即“全过程的管 理、全企业的管理、全员的管理”。 1 2 土石坝的填筑现状 土石坝的填筑是经土、砂、石料的开采、运输、上坝、压实等一系列工序 组成的。有的土石坝为了质量要求，还需对土、砂、石料进行专门的人工处理， 才能上坝填筑。而压实则是完成土石坝的最后一道、也是最关键的一道程序。 之所以关键是由于只有通过压实，才能使松散、合格的上坝土、砂、石料，经 过压实，使其干容重或相对干密度符合设计要求，成为密实的坝体，从而使土 料的力学、渗透性指标等达到设计要求，因而起到防渗、挡水的作用。 碾压式土石坝的填筑主要包括坝壳填筑和防渗土料填筑。相比之下，防渗 上料的填筑进度对整个土石坝的填筑速度影响更大，尤其以心墙坝明显。我们 认为碾压式土石坝的填筑速度基本上可以不受限制( 除了个别因受沉陷、孔隙 压力的控制外) ，这与混凝土坝比较是一个很大的优点。而控制填筑速度的关键 是碾压工序。在土石坝的填筑速度上国内与困外相比还有不小的差距。这主要 是由于碾压工序的速度和质量控制不利。 因此，有效的控制碾压工序的施工质量，对坝体安全和加快坝的填筑速度 将十分重要。 1 3 统计过程控制的原理 统计过程控制s p c 是英文s t a t i s t i c s p r o c e s sc o n t r o l 的字母简称，就是应用统 计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到保证与改进产品质量的 目的。 在产品的生产过程中，产品质量特性值总是波动的。我们可以将这种波动 分为两大类，即偶然波动与异常波动。偶然波动由偶然因素( 简称偶因) 造成， 异常波动由异常因素( 简称异因) 造感。前者是过程所固有的，在过程中始终 存在，是不可避免的，但对产品质量影响微小，相当于背景噪音，可以听之任 之：后者不是过程固有的，在过程中时有时无，是可以避免的，但对产品质量 影响甚大。因此，在生产过程中，需要关注的足产品质量的异常波动。应用统 ml 掌掌m * 计过程控制能够及时发现异常波动，当发现异常波动时需要尽快采取措施除去 异因，并保证它不再出现。如此逐个除去异因，最终可以达到只存在偶因造成 的变异而无异因造成的变异的状态，称为稳定状态( 简称稳态) 。稳态是生产追 求的目标，因为在稳态下生产，对于产品的质量有绝对的把握，生产最经济且 过程的变异最小。若一条生产线的所有工序都达到稳念，则称之为全稳生产线。 统计过程控制之所以能够实现全过程的预防，所依靠的就是全稳生产线。【】 1 4 统计过程控制的发展 统计过程控制出现之前人们对质量管理的认识仅仅局限于质量检验。虽然 质量检验对保证成品的质量有其突出的作用，但其缺点也暴露无遗。首先，这 种事后把关的检验不能起到事前预防的作用；其次，这种百分之百的检验对于 破坏性试验或大批量生产显然是不可能的。 1 9 2 4 年美国贝尔电话公司的休哈特博士将数理统计方法应用到质量管理 中来，首先提出用6o 方法控制加工过程的质量波动。1 9 3 1 年他出版了第一本 质量管理科学专著工业产品质量的经济控制，第一张工序控制图一“休哈特 控制图”问世。1 9 2 9 年休哈特的同事道齐与罗米克出版了第一本统计抽样方法 的专著抽样检验方法，这种以统计抽样代替大批量产品检查验收的方法，极 大地提高了质量检验的效率，但是由于2 0 世纪2 0 3 0 年代世界资本主义危机 重重、经济萧条，这些理论和方法长期以来被束之高阁。 第二次世界大战开始后，由于军工生产的迫切需要，统计质量控制方法得 到了广泛的应用。历史证明，由于美国大力推广应用统计质量控制方法，使得 美国的军工生产在数量上、质量上以及成本上均占世界领先地位。第二次世界 大战结束以后，统计质量控制不仅在美国许多民用工业企业得到广泛应用，而 且迅速被推广到美国以外的许多国家，并取得了成效。 2 0 世纪5 0 年代日本通过戴明博士将s p c 的概念引进日本，并且有所发展， 取得了举世瞩目的成绩。到1 9 8 0 年，同本已跃居世界质量与生产率的领先地位。 美国著名的质量管理专家柏格认为日本的质量能够超过美国的一个重要原因就 是f | 本从美国引进了s p c 并且加以发扬光大，他指出：“f 1 本成功的基石之一就 是s p c ”。在日本强有力的竞争下，西方国家从2 0 世纪8 0 年代发起了复兴s p c 的运动，并将s p c 列为高科技之一。 u j 东 掌w 掌n 论文 经过6 0 余年的发展、实施，s p c 理论已经非常成熟、完善。当今，世界闻 名的i s 0 9 0 0 0 族质量管理标准、美国鲍得里奇国家质量奖、欧洲质量奖、日本 戴明奖等各种质量奖，以及卓越经营模式、6o 管理模式等，均将统计过程控制 作为其重要的组成部分。 1 5 统计技术应用的必要性和实际意义 统计技术( 包括方法) 是一门研究复杂( 随机) 现象及其规律的定量分析 的科学技术。它通过现场观测、调查或者试验手段，科学且经济有效地获取数 据资料，然后用统计分析方法对所研究的问题的规律性及其因果关系作出推断， 用数据说明事实，发现问题，解决问题。任何企事业单位( 工商、财贸、旅游、 科研、政府部门等) 都必须认真对待各种定量分析问题，大量的数据需要我们 加以科学地分析，准确可靠和高水平的数据分析结果意味着巨大的经济效益。 因此，各行各业都非常需要统计技术，各种专业科技的进步己经越来越依赖于 统计技术。统计技术可以说是技术中的技术，是知识经济时代的高科技工具， 其应用情况和程度是衡量企业、地区和国家发达水平的一个标志。 统计技术包括了质量管理体系的全部质量要素的统计分析，如设计分析、 设计验证和实验的统计分析、过程控制的统计分析、过程能力的统计分析、可 靠性分析、故障树分析、失效分析、回归分析等。 统计技术是一切证实和证据的可靠来源。该要素的成功使用保证了整个质 量管理体系的有效运行和不断改进。在何处有检验和试验，何处就应该有统计 的存在，而且还应科学地选择合适的统计技术，使其作用得到达到正确有效的 发挥。 目前统计技术在我国的使用还存在整体水平较低，经验普遍不足的问题， 又由于质量研究的是“用数据说话”，各部门也相应地将数据定量化，采集了许 多数据，但是对数据不整理，不分析仍是很多部门或企业普遍存在的一大弊端， 这也是影响统计技术应用的一大障碍。同时，目前国内在统计技术应用上的不 足主要体现在统计技术方法的选择上，由于认识深度的局限性各单位只是把统 讨技术落实在统一采用因果分析图的层次，严重影响了统计技术方法进行生产 质量控制的有效性和工作效率，这也是统计技术方法在许多领域不能得以迅速 推广和深入使用的原因之。 d jr 掌女掌位论x 只有通过深入学习统计技术，合理利用并总结规律，才能在实践中处理好 各种问题，保证每个工程的质量，反馈到实践中，才可能不断提高工程质量的 总体水平。 1 6 本课题研究的主要内容及方法 根据国内外对该问题研究的现状及存在的问题，本课题拟对土石坝填筑压 实的质量控制做以下几方面的研究： 1 从人( m a n ) 、机( m a c h i n e ) 、料( m a t e r i a l ) 、法( m e t h o d ) 、环( e n v i r o t m a e n t ) 五大方面系统的分析土石坝填筑压实的影响因素。 2 运用“p d c a ”方法组织进行碾压试验。 3 通过绘制直方图分析土石坝填筑压实数据的统计特征。 4 运用控制图分析填筑压实工序波动情况。 5 运用因果分析图找出填筑压实工序波动的原因，针对原因确定工序改进 的措施，并实施改进措施。 6 运用工序能力分析验证工序改进的效果。 为了将研究内容详尽地加以完成，本课题拟采用以下研究方法： i 根据工程项目特点搜集有关数据，并应用分层法将数据按特征和搜集目 的进行整理分类。 2 采用合适的统计技术分析所搜集的数据，找出施工质量控制的一般质量 规律。 3 对于发现的问题，采用适当的统计技术探明原因、寻找解决措施，并对 措施的有效性进行验证。 1 7 本课题的实现方式 随着工程中对质量控制的重视，以及先进的数据采集仪器的使用，数据的 采集已相当系统全面，有充分数量的真实数据是统计技术能够很好的应用在工 程施工上的基础。另外统计技术在处理数据方面有着丰富的方法如直方图法、 因果分析图法、控制图法等，这些方法都已经过半个多世纪的研究和使用，不 仪有比较完整的理论，而且在应用方面也积累了丰富的经验，这些都可以很好 的借鉴。 随着计算机的发展，数据处理工具越来越多，如e x c e l 、s p s s 、m a t l a b m 裹 掌掌m 论i 等。本文还采用了山东大学土建与水利学院i s o 软件工作室开发的统计技术应 用软件“i s o 统计分析系统1 0 版”，该系统具有强大的数据处理功能并具有较 高的稳定性和可靠性，另外还具备丰富的图表功能，经过准确合理的应用可以 根据数据绘制出各种反映质量状况的图表。这些数据分析软件的应用，简化了 繁琐的手工计算，提高了数据分析的速度和有效性。 总之，只要通过深入工程实践第一线获取全面而真实的质量数据再借助合 适的数据分析软件，在电脑生成的统计结果和图表的帮助下，使理论分析最大 可能的接近实际情况，分析异常数据的产生原因并采取相应的措施，就可得到 普遍适用的一般规律来指导生产施工。 ml 掌硕_ 士掌m * 文 第二章影响土料压实的因素 在土石坝填筑压实施工过程中，影响施工质量的因素很多。施工阶段的质量 控制也是一个全过程的系统控制过程。它包括施工前对投入的资源和条件的质量 控制( 事前控制) 、施工过程中对施工过程中各环节质量的控制( 事中控制) 以 及对所完成的工程产出品质量的检验与控制( 事后控制) 。要保证施工质量必须 做到事前主动控制、事中积极检查、事后严肃把关。 影响土压实的因素很多，如含水量、压实功能、土料种类、铺土厚度、土料 级配以及杂质含量等对压实均有影响。在实验室中，影响土或其它材料达到规定 密实度的主要因素有：土的含水量、土或其它材料的颗粒组成、击实方法及试样 含水量制备方法。在施工现场，影响压实达到规定压实度的主要因素有：土的含 水量、碾压层的特性( 层厚、质量、级配、塑性指数等) ，压实机械的类型和功 能、碾压的遍数和下承层的强度等。”1 2 1 施工人员的质量控制 人员指参与工程项目建设的组织者和操作者。凡直接或间接参与工程项目建 设的全部人员都直接或间接的影响工程质量。只有保证工作质量才能保证施工质 量，保证工作质量的关键在于保证参与人员的素质。工程施工质量要靠人去创造， 只有高素质的人及其高水平的工作才能建造出高质量的工程，因为人是生产力中 最活跃最具创造性的因素。 i s 0 9 0 0 0 族标准的理论基础之一是“全员参与”，各级人员都是组织的根本， 只有他们的充分参与才能使他们的才干为组织带来受益。 在土石坝施工的质量控制工作中，要靠专职的质检人员歼展这一工作，同时 还要广泛发动其他施工人员以主人翁的精神积极参加到质量工作的控制和改进 活动中。对工程人员的控制应抓住以下方面： ( 1 ) 明确职责和权限 明确各部门和人员的职责和权限，弗且给与其职责范围内的自主权，做到每 一件与质量有关的事都有人管。使企业从领导到每个员工都有提高工程质量的强 烈愿望，每个人都以主人翁的态度去努力做好本职t ：作，出现问题勇于承担责任， ml 掌掌m 论文 不扯皮、不推卸。只有这样才能把工程质量提高到一个新的水平。 ( 2 ) 提高施工管理人员和操作人员的素质 提高人员素质有很多途径，其中定期的技术培训与日常的经验交流是效果最 为直接的两种。定期的技术培训就是在每年或者每月一个固定的时间内，邀请专 家或有经验的专业人员对施工管理人员和操作人员进行培训，帮助其解决实际工 作中所遇到的困难，从而提高其专业水平和管理能力。培训内容包括质量管理知 识、施工规范、操作规程、施工工艺、验收标准的培训；以及质量意识的培训， 使广大员工牢固树立质量第一的观念。日常的经验交流是指广大同行业的专业管 理人员。对工作中出现的问题进行时刻的探讨和细致的交流，集思广益，取长补 短，互相学习，共同促进。通过定期的培训与日常的经验交流，再辅之以日常工 作的高效率、高强度、科学化、系统化，定能使施工管理人员和操作人员在工作 方法和工作效率上有一个质的提高。 ( 3 ) 强化质检人员的职能 诚然，工程质量的好坏，是在设计和施工过程中产生和形成的，其中每一个 生产环节、每一个分部、分项工程的质量，都可能伴随着操作者、机具、材料、 工艺、环境的条件而受到影响，发生波动，而质检部门、质检人员正是把注意力 集中在施工过程中可能影响工程质量的各种因素上，并在容易发生质量问题的环 节上，进行控制，加强管理。因此，拥有一支既有生产实践经验，又有技术理论 知识，政治思想过硬的质检队伍对于保证工程质量具有十分重要的作用。 在工程建设过程中，质检人员应该履行的职责为：按标准检测和评定、严把 工序质量关、严把材料检查关、严把隐蔽工程验收关、参与对质量事故的调查分 析、正确行使质量否决权和质量奖罚权。 ( 4 ) 项目部的所有技术人员、管理人员都应具有相应的专业职称和任职资 格。对所有技术人员定期进行以知识更新为目的的培训学习，对关键岗位人员都 做到持证上岗，把全体人员的工作质量与工资、奖金分配挂钩，做到奖罚分明。 ( 5 ) 树立“为用户服务”和“下道工序就是用户”的思想，严格按规范指 导施工，按规程进行操作，按标准验收。坚持以工人自检为主的“三检制”，做 到不合格的工序坚决不进入下道工序施工。对分包单位人员进行技术等级审核， 对操作人员进行实际操作技能检查。 m _ 柬 掌掌m 弛i ( 6 ) 根据“四不放过”( 原凶朱杏清彳i 放过、质量责任未明确坷i 放过、责任 人员及其他人员来受到教育不放过、纠l f 措施未落实不放过) 原则处理工程质量 事故，追究有关人员的行为责任，把工程质量事故和损失降到最低限度。 2 2 施工机械的质量控制 施工机械指为满足建设项目施工基本技术要求，而需要应用的各类机械设 备。为满足施工需求的各种机械设备是形成建筑产品质量的重要外部手段之一。 “工欲善其事，必先利其器”，在机械化施工占主导地位的当代施工中，机 械管理搞不好，施工就无从谈起。并对各种压实机械的适用性和局限性有所了解， 才能够针对工程和土石料的具体情况f 确选择压实机械，使土石料的压实达到效 率高、质量良好的效果。”“ 因为压实机械有轻重之分，所以所选用压实机械对一定含水量下的土的压实 效果有很大影响。针对不同的土质和施工条件，应根据实践经验选用不同的压实 机械，一般按照“先轻后重”的原则，即：先用轻型压实机械碾压一定遍数后， 再用重型压实机械碾压，这样既有利于提高压实度，又有利于提高平整度。 2 2 1 土石坝填筑施工中的施工机械“3 压实机械按施加荷重的方法不同，可将压实机械分为静重压实机械、冲击压 实机械和振动压实机械三类。 ( 1 ) 静重压实机械是在填土表面施加静压力，主要有平碾、羊足碾、凸块 碾、网格碾和气胎碾。 ( 2 ) 冲击压实机械是靠冲击作用在填土表面产生很大的冲击力，从地表传 入土中一个压实波，产生较高的压力。主要有夯板、电动夯和爆炸夯。 ( 3 ) 振动压实机械在填土表面施加一个快速的连续的冲击，每次冲击在土 中产生一个压力波，使土得到压实。主要有振动板和振动碾。 2 2 2 施工机械的选择 碾压设备的选择一般应通过野外碾压试验确定，在选择时应考虑以下原则： ( 1 ) 可能取得的设备型式应从实际出发，不能片面追求设备，否则会造 成不应有的困难。 ( 2 ) 设计标准与施工要求不论选择哪种碾压设备，压实结果首先应满足 设计标准与施工的要求。 m 东大掌掌mr e 文 ( 3 ) 筑坝材料的性质各种碾压设备都有其特性，特别是对不同的土料， 有不同的适应性。如粘性土，宜用羊足碾、气胎碾、振动羊足碾、夯板来压实： 砾质土宜用气胎碾、夯板压实；堆石宜采用重型振动碾压实。 ( 4 ) 土料含水量对于含水量高于最优含水量1 2 的土料，宜用气胎碾 压实；低于最优含水量的重粘性土、硬粘性土，宜用重型羊足碾、振动羊足碾、 重型夯板来压实；当含水量很高时，只能采用湿法用轻碾( 如肋型碾、平碾) 碾 压。 ( 5 ) 原状土的结构状态当原状土天然干容重高并接近设计标准或有次生 节理面时，宜用重型羊足碾、振动羊足碾压实。只有采用羊足碾才能使这些土体 的原状结构在碾压过程中充分破坏，然后压实。 ( 6 ) 施工强度大小高强度施工可优先考虑压实遍数少、工效高的气胎碾、 振动碾。 ( 7 ) 施工场面大小如建筑物的接触带周围、边角、拐角等狭小场面，只 能用轻便夯进行夯实：狭窄场面填土可用夯板压实等等。 ( 8 ) 经济比较选择最经济的碾压设备。 ( 9 ) 施工单位的经验有的工程单位，对已有的设备有成熟的使用经验， 并能保证施工质量，因此仍愿意使用熟悉的施工设备。 ( 1 0 ) 压实设备统一化的可能性，减少压实机械的类型。 2 2 3 施工机械的组合与匹配 为充分发挥机械利用效率，加快施工速度有必要研究各种主要施工机械的最 佳匹配问题。 压实设备的压实参数主要有机械参数和施工参数两大类。当型号选定后，有 些压实设备的机械参数已基本确定。施工参数有行车速度、层厚、遍数、无粘性 士和堆石的加水量，粘性土的含水量。 以随机模拟处理施工中的随机因素，利用i f 交设计的数学理论优化模拟过 程。同时科学地处理模拟结果，可以简便、高效地得到施工机械最佳匹配关系。 j i ： 2 2 4 目前施工机械管理中存在的问题 ( 1 ) 机械施工队伍中机械操作工和维修：r 技术素质偏低； m 东犬掌士掌论文 ( 2 ) 机械工来源复杂，部分人有短期行为，自我约束力较弱，造成管理困 难： ( 3 ) 管理制度不健全，管理不到位，机械事故时有发生，影晌了安全施工。 2 2 5 施工机械的管理 ( 1 ) 建立合理的约束体系 建立下图的约束体系，以做到分工明确，岗位责任落实到位。旧1 图2 1 ( 2 ) 建立健全各项规章制度 包括安全技术操作规程，三定( 定人、定机、定岗) 制度，持证上岗，维护 保养制度，评比奖罚制度等。 ( 3 ) 精心保养；保持和提高机械完好率 重用轻保养或者使用不保养的错误做法，只能导致机械故障率高、利用率低、 维修频繁，使用和保养并举是管理工作的指导思想。 ( 4 ) 培养机械工敬业爱岗精神 m 来大掌掌论文 调动工作积极性，使机械工把爱机和保养机械当作责任和光荣，使保养工作 由被动变为主动。 2 3 碾压材料的质量控制“3 施工材料指为用于建设项目需求而进场的并消耗掉的各种建筑原材料，包括 砂、石、粘士等。即凡是为建设项目所需要而进入施工现场，并在施工实施过程 中实际消耗掉的原料、材料应该都属于材料的范围，这是形成建筑产品质量的内 在因素。 2 3 1 土类对压实的影响 不同类别的土，用相同的压实方法和压实功能进行压实，其压实曲线因土类 不同而各异。美国垦务局根据1 5 0 0 个土样试验结果，统计不同土类的最大干容 重、最优含水量的平均值及9 0 0 可信界限见表 表2 1 最大干容重最优含水量 土类 7 0 a l l a 、( k n m 3 )蛾。( ) g m - 1 7 9 _ 1 8 1 1 4 7 s m1 7 9 0 21 4 5 0 4 s m s c1 8 7 o 21 2 8 0 ，5 s c1 8 1 o 2】4 7 0 4 m l1 6 2 o 21 9 2 0 7 m l c l1 7 1 o 31 6 8 o 7 c l1 7 1 o 21 7 3 o 3 m h1 2 9 0 63 6 3 3 2 c h1 4 8 0 32 5 5 1 2 从上表看出，土类不同j 压实性也不同，压实性最高和最低的士，最大干容 重相差很大。 2 3 2 土料级配对压实的影响 ( 1 ) 粗粒含量对压实的影“向 ml a g e 掌m 论女 含有粗粒( 粒径大于5 m m ) 的砾石土的压实最大干容重不但与细粒、粗粒 的性质及压实功能有关，而且与粗粒含量有密切关系。当粗粒含量不大时，随粗 粒含量增加，砾石土的最大干容重增加，至某粗粒含量最大干容重最大，以后， 随粗粒含量增加，最大干容重减少。见图2 2 。 最 大 干 容 重 h m x 粗粒含嚣p ( ) 幽2 2 ( 2 ) 最大粒径对压实的影响 当采用相似级配时，压实干容重随最大粒径增加而增加。最大粒径与压实干 容重在对数坐标图上呈线性关系。 ( 3 ) 颗粒级配对压实的影响 颗粒级配直接影响无粘性土和石料压实难易和压实干容重的大小。级配良好 的土，压实性较好，最大干容重也较大。 2 3 3 料场的质量控制 1 土料场( 包括砾质土) 质量控制 土料料场质量控制的主要内容为 ( 1 ) 土料的化学、物理力学性质是否符合设计要求。对此质控人员应严格 审核土场调查、复查报告，特别是施工近期的调查报告； ( 2 ) 草皮、树根等杂物及覆盖层的清理情况； ( 3 ) 土料含水量、砾石含量( 当为砾质土时) 、僵石含量等是否符合设计规 定的技术要求； ml 掌$ t 论文 ( 4 ) 开采、备料方法是否适当。例如，成层土料宜用立面开采、掺合等。对 土料的翻晒、加水等处理及坝料加工，亦应进行控制； ( 5 ) 土场排水系统、防雨设备是否完善； ( 6 ) 雨后或复工前，应对土场掌子面进行含水量复查； ( 7 ) 冬季施工应增加土温测量、冻层与积雪清理以及防冻措施等项目的检 查与控制； ( 8 ) 对砾质土要特别注意控制其砾石含量、和砾石的风化程度。 ( 9 ) 在现场以目测、手测法为主，辅以简易试验，鉴别土料的土质以及天 然含水量，方法见碾压式士石坝施工技术规范。 ( 1 0 ) 发现料厂土质与设计要求有较大出入时，应取代表士样作土工试验”1 。 2 砂及砂砾料质量控制 砂、砂砾料质量控制的主要内容为 ( 1 ) 砂及砂砾料的级配、物理力学性质、渗透性质( 包括渗透稳定性) 。不 可把粉细砂央砾石的料，当作砂砾料； ( 2 ) 砂及砂砾料的合泥量( 指 5 毫米) 最大粒径； ( 4 ) 冬季施工时要增加检查砂及砂砾料的含水量、冻块等项目； ( 5 ) 适当的卸料方式与高度，防止分离。 检查方法，主要以在现场用“目测法”为主，对于可疑问题，才由工地试验室取 代表性样进行室内试验，或者进行抽查。 3 堆石料场的质量控制 堆石料场质量控制的主要内容为 ( 1 ) 应审查料场调查时的岩心、工程地质与水文地质及其试验报告，分析岩 石的物理力学性质是否符合设计要求 ( 2 ) 覆盖土层及风化层的清理情况 ( 3 ) 爆破开采方法是否合适，主要要求爆破的岩石级配是否满足设计、旋工 要求。 4 反滤料料场质量控制 m a a e , 掌m 论 反滤料料场质量控制的主要内容为 ( 1 ) 天然料级配是否满足筛分反滤料的要求，是否为易液化料； ( 2 ) 含泥量； ( 3 ) 天然料的针片状含量、风化情况、软弱颗粒含量等： ( 4 ) 反滤料的渗透、管涌特性。 为了对各种坝料现场以“目测”、“手试”等简单经验方法来判断其质量”1 。 2 4 施工环境的质量控制 影响工程项目质量的环境因素很多，其中主要影响因素有： ( 1 ) 自然环境，如地质、水文、气象等；一般在天气干燥和风速较大季节， 运输过程中土料含水量损失较多，土料在土场的含水量可控制稍高些，反之如在夜 间、雾天或湿度较大的天气施工时，土料含水量应控制得稍低些。随温度降低， 土的最优含水量降低，最大干容重减小。 ( 2 ) 技术环境因素，如工程建设中所用的规程、规范和质量评定标准等； ( 3 ) 工程管理环境，如质量管理体系、质量检验、监控制度、质量签证制 度等。 环境因素对工程项目质量的影响具有复杂和多变的特点，而且有些因素是 人为难以控制的。这就要求参与工程建设的各方包括监理人员应尽可能全面了 解可能影响项目质量的各种环境因素，采耿相应的控制措施，确保工程项目质 量。 2 5 施工方法的质量控制 施工方法指施工方案、施工工序、施工工艺、操作流程等。技术上可行、经 济上合理的施工方案，按照规范规程操作，作业方法顺序得当，工艺水平熟练具 有技巧，不但是有利于安全生产及经济上、工效上的成效，而且是有利于提高工 程质量，保证工程质量可靠性、稳定性的重要条件之一。 2 5 1 含水量对压实的影响“1 土的击实基本原理，是指一定的粘性土，用一| 定的压实功能和压实方法压实 时，土的压实干容重与含水量之间的密切关系。土的含水量小时，土颗粒间的内 摩阻力大，压实到一定程度后，某一压实功不能再克服土的抗力，干密度减小； 当水的含量增加时，由于水的润滑作用，使土的内摩阻力减小，用同样的压实功 9 m 束大掌掌m 论文 能就可得到较大的干密度；当水的含量增加到某一限值后，虽然土的内摩阻力还 在减小，但是单位体积内的空气体积已压缩到最小限度，且水的体积不可压缩， 因此，在同样压实功下，土的干密度反而减小。含水量干容重关系曲线近似条 抛物线，称之为压实曲线。见图2 3 。 干 密 度 k n m 3 含水量( ) 图2 3 土的压实曲线 2 5 2 压实功能对压实的影响“1 材料的最佳含水量和最大干密度是随压实功能而变的。在一定限度内，每种 压实功都有相应的最佳含水量和最大干密度，对同一种级配集料而言，压实功增 加时，其最佳含水量减小，而最大干密度增大，土和材料的含水量接近压实机械 的最佳含水量时，需要的压实功最小，如果在小于压实机械的最佳含水量下进行 压实作业，为了达到要求的压实度，可能要明显增加压实功。见图2 4 。 i 容 重 心 圈2 4 含水量( ) 含水量低于最佳含水量时被压实的土样在浸水饱和前的强度很高，但浸水饱 刁一 m 东 掌掌m * 文 和后的强度却大大降低，愈干的土样，强度降低的幅度愈大，即强度稳定性愈差。 而在最佳含水量时被压实的土样，浸水饱和后的强度最高，且浸水前后的强度差 异不大，强度稳定作为