大体积混凝土施工技术.doc

大体积混凝土施工技术QC小组成果报告一、小组简介 本小组成立于2006年3月，由8人组成，其中高级工程师3人，工程师2人，技术员3人，小组成员中高级职称技术人员较多，为攻克本重大技术难题提供了技术保障。小组有记录活动的12次，累计活动时间48小时。小组活动情况见“大体积混凝土施工技术QC小组活动记录”。小组活动宗旨：建立温度收缩裂缝控制的施工计算体系，采取有效措施，确保大体积混凝土施工不产生温度收缩裂缝。小组成员及分工简介序号职务姓 名性别年龄职 称组内分工1组长高级工程师方案审定2副组长高级工程师方案审核、资料整理3成员工程师方案制定、现场实施4成员高级工程师方案制定、现场实施5成员工程师方案制定、现场实施6成员技术员方案制定、资料整理7成员技术员现场实施8成员技术员现场实施二、选题理由、目标及工作方法1、选题理由大体积混凝土施工中温度裂缝的控制技术，是国内外混凝土施工中非常重要而又迫切的课题。因混凝土产生裂缝导致混凝土结构和建筑物破坏倒塌的质量事故屡见不鲜，严重者不仅给经济带来重大损失，也给人们的心理带来担惊受怕的感觉。我公司以前开展的现浇混凝土施工主要是桥梁墩台基础，长度最大10m，高度最大1.5m，体积最大150m3，不是真正意义上的大体积混凝土施工。目前即将施工的500kV南京三江口长江大跨越工程基础工程中跨越塔承台基础尺寸为14m14m3.2m，另有连梁及立柱，单承台混凝土浇注量为728m3，必须采取有效的温控措施，保证混凝土无开裂现象。2、质量目标制定可行的施工技术方案，在500kV南京三江口长江大跨越工程基础工程中实施，有效控制14m14m3.2m的承台基础的内外温差小于25，确保不产生温度收缩裂缝。工程实施中，建立大体积混凝土的温度测量系统，及时掌握混凝土的内外温差，以便采取合理的措施进行处理。建立温度收缩裂缝控制的施工计算体系，在混凝土浇筑前和浇筑后，均要进行裂缝控制的施工计算。3、小组活动的计划和方法根据TQC的PDCA工作方法，我们制定了工作计划表，用以指导QC小组的日常活动，见表大体积混凝土施工技术QC小组活动程序计划表阶段活动程序活动内容计划进度质量教育活动要点3456789李华伟吴立春李志全赵三水石明禄李晨雁宿国锋刘伟强P计划确定目标现状分析分析原因学习质量管理小组七种工具，掌握活动程序及工具应用办法。在研究总结的基础上收集有关资料，分析导致混凝土温度裂缝产生的原因，制定对策找出主要原因制定对策D执行对策实施学习管理、技术标准和小组先进成果资料，集中学习集思广益，确保各项对策实施C检查检查及改进学习七种工具。集中学习检查各项对策的实施情况，是否达到预期目的，对实施结果进行总结A总结总结成果资料学习质量管理小组指南，集中学习总结小组活动成果，找出遗留问题，进行进一步的活动目标注：“”表示主要责任者，“”表示次要责任者。 第二次QC小组活动通过（制表人：石明禄 日期2006年3月）三、大体积混凝土施工产生温度裂缝因素分析根据调查分析，大体积混凝土开裂的最主要原因是混凝土内外温差较大造成的，往往是降温收缩与自身收缩共同作用的结果，因此要从控制混凝土水化热及凝结硬化过程的收缩变形；混凝土内部与表面、表面与环境的温差；混凝土养护等方面入手，避免温度裂缝的产生。大体积混凝土浇筑后，混凝土的温度分为升温阶段、平稳阶段及降温阶段。浇筑早期，由于水化热的累积，混凝土温度急剧上升，在15天达到峰值，核心温度将达到70左右；经过短时期的平稳阶段，随着混凝土的散热，温度缓慢下降，持续1030天。大体积混凝土水化热温度曲线图如下： 内部应力引起裂缝：混凝土在升温阶段中后期，由于混凝土内部温度较高，而混凝土表面由于与大气接触散热，温度较低，产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。外约束应力引起裂缝：当混凝土开始降温时，体积相应收缩变形，就会受外部的约束，产生温度应力。如果水化热温度峰值越大，降温速度越快，收缩变形应力越大，摩阻力越大，可能导致混凝土与地基结合处产生裂缝。要因分析表序号影响因素确认方法情况确认结论1工艺不熟练调查分析部分施工人员对大体积混凝土施工工艺不熟练2劳力不足现场验证准备足够的浇筑人员3施工人员责任心不强现场验证确保现场施工人员、管理人员增强责任心4机械设备不足或故障现场验证准备足够的备用机械设备5原材料选用不当调查分析原材料不当是产生裂缝的重要因素6配合比不当调查分析配合比不当导致水化热过高，导致温差大产出裂缝7砼入模温度过高调查分析采取措施，确保商品砼入模温度不高于288浇筑顺序不当调分析查认真制定浇筑方案，确定浇筑顺序9夜间施工现场验证夜间照明足够，施工人员实行两班倒10温度监测措施不到位现场验证制定测温制度，了解内外温差，及时采取保温措施11保温（降温）措施不当调查分析采取有效保温措施，确保混凝土内外温差不大于2512地基沉降不均现场验证基坑开挖确保垫层底为原土，群桩基础不存在地基沉降注：“”为要因，“”为非要因。四、制定对策经过现场验证和调查分析，针对要因制定相应的对策。序号要因对策备注1工艺不熟练施工前项目部对所有施工人员进行技术交底，对施工重点进行有效培训2原材料选用不当调研商品砼搅拌站，对原材料进行具体要求，送试验室进行确认3施工配合比不当参照以往成功经验，选用合适配合比，降低水化热4温度监测措施不到位制定测温制度，24小时有人按照施工方案进行测温，掌握温度变化情况5保温措施不当制定详细养护措施，提前备好养护用物，温差较大时及时加盖保温物五、对策实施对策实施一：施工前制定大体积混凝土施工方案，并报甲方及监理审批后，对施工人员进行技术交底及技术培训，并进行考核。对策实施二：QC小组成员查阅大量资料，综合分析，对原材料进行仔细调研，确认了合适混凝土原材料。序号材料名称选用类别优点（作用）备注1水泥P.O 32.5水化热相对低降低了水化热2粉煤灰级粉煤灰水化热低，部分代替水泥降低水化热及最高温度3矿粉只在江南段使用4粗骨料531.5连续级配，减小空隙率，减少水泥用量降低水化热5细骨料中粗砂减小配料总面积6外加剂高效缓凝减水剂延长初凝时间，降低水灰比延长混凝土散热时间对策实施三：调研商品砼搅拌站，结合以往成功经验，配合试验室反复筛选出合适的配合比。配合比如下：水:水泥:粉煤灰:矿粉:砂:石:外=153:224:51:34:761:1141:31 （江南）水:水泥:粉煤灰:砂:石:外=160:310:95:725:1095:5.3 （江北）实践证明，合理的混凝土配合比是大体积混凝土施工的关键因素之一。对策实施四：为确保混凝土温度监测到位，真实反映混凝土温度变化情况，根据温度变化及时采取相应养护措施，特制定详细的测量系统。首先，定做了测温传感线，确定传感线的放置位置，具体布置如下图所示： 用测温仪进行温度测量，测量频率为：混凝土浇筑完毕后，15天，每隔2小时测温一次，615天每隔4小时测温一次，1630天，每隔8小时测温一次，详细记录下来，并对数据进行分析，当混凝土的降温速度大于1.5/d或混凝土的内表温差大于25时，采取局部范围或全部加厚保温层。对策实施五：选择有效的保温措施。为了不改变承台钢筋结构以及避免外露钢管出口的处理，本工程未采用冷却水管降温的施工方法，而是采用从混凝土体外保温的方法降低内外温差。混凝土浇筑前裂缝控制施工计算如下：（1）综合数据确定a、混凝土配合比混凝土设计强度等级为C30，配合比见对策实施三。b、基本数据取定与计算水泥水化热：Q=377J/kg；混凝土比热：C=0.96J/kgK；混凝土质量密度：=2400kg/m3。（2）混凝土内部最高温度的估算因为混凝土一般在25天水化热温度达到最高，在温度上升阶段,混凝土的弹性模量较低,约束应力较小,故不必考虑其温度上升阶段的裂缝问题。混凝土内外温差应力只与混凝土中心与表面的温差值有关，该温差值应符合规范温差要求：混凝土内外温差不大于25。故计算保温层和实际施工时，按25温差值控制。江南段计算如下：（224+0.385)377/（0.962400）=40.8入模温度考虑28时，最高温升值为28+40.8=68.8， 达到最大温升值时，混凝土表面的最低允许温度为：43.8同理计算，江北段Tmax=55.7，最高温升值为83. 5，达到最大温升值时，混凝土表面的最低允许温度为：58.7 （3）保温材料厚度计算选用保温板的导热系数为0.0289，取K=1.9，厚度为：表层草袋的导热系数按0.14考虑，取K=2.3，厚度为：根据计算，江南段采用25mm的保温板，考虑上面的抗压强度计算，选用厚50mm的保温板；草袋铺设5层，厚20厘米，进行覆盖养护。内层采用塑料薄膜，然后在其上铺设草袋，如混凝土表面缺少水分需要养护时，需往塑料薄膜内加水养护，水温不得低于当时的混凝土表面温度。同理计算江北跨越塔承台的保温板厚度为46.4mm，可以选用50mm，草袋计算厚度为273mm，铺设8层，厚30厘米。六、效果检查（一）质量检查：经竣工验收， 500KV南京三江口长江大跨越基础工程承台基础质量优良，表面平整，无蜂窝麻面，保护层厚度满足规范，无温度裂缝，达到了预期质量目标。（二）效果分析：根据现场温度测量记录，描绘江南段A承台及江北段A承台的温度变化曲线图如下：结果显示：1、混凝土内部温度在第6天达到最高，与实际预计结果基本相符。理论计算结果和实测结果如下表所示： 承台编号理论计算值实际测量值砼内表温差最高温度最低温度砼内最高温度砼表最低温度T2-A(江南)68.843.863.153.010.1T3-A(江北)83.758.778.559.616.92、混凝土外部温度在第2天上升到最高。3、混凝土内表温度的变化率在整个养护过程几乎保持一致，其变化曲线近似为一条直线。4、混凝土内表温差变化曲线近似为一条直线。原因分析：1、混凝土选用了合适的配合比。影响混凝土温度上升的程度和快慢的最主要的因素是水泥的用量，因此在施工之前进行混凝土试配，在不影响砼强度的基础上尽量减少水泥的用量，掺加粉煤灰来代替部分水泥，以降低水化热和水化热生成的速率，致使混凝土有足够的散热时间，不致在较短的时间里使混凝土的内表温差过大，破坏混凝土结构。2、保温措施良好。草垫和保温板使混凝土的温度在较短的时间内聚集起来，防止因砼散热过快使砼内表温