薄壁墩施工QC

中铁二局济邵高速JSTJ-08合同段 大体积砼温度控制QC小组一、小组概况小组成员情况表课题名称成立时间小组人数课题登记时间活动时间大体积砼温度控制2006年4月25日102006年5月25日2006年5月2006年10月序号姓 名性别年龄文 化 程 度职务及职称组内分工接受TQC教育 时 间1杨小东男33大本总工、高工组长722徐天良男30大本工程部长、工程师副组长723雷明深男42大本项目经理、工程师组员724党泽周男36大本副经理、高工组员725魏 勇男35大专质检工程师组员726龙 潜男37大专安质部长组员727甘兵斌男26大专试验室主任组员488陈 利男26大专技术员组员489李辉男32中专测量主管组员1610边国锋男38中专物机部长组员24本小组成员平均年龄33.5岁，文化程度包括本科、大专、中专三个层次，职务有项目经理、项目总工程师、副经理、工程部长、技术主管、工班长及相关人员，人平均接受TQM教育时间为54.6小时，经测验成绩优良；小组组建以来，共进行了五次活动，出勤率100%，人均发言率90%。二、工程简介、工程概况济（源）邵（原）高速是河南省济源市至山西省运城高速公路的河南段，大店河大桥是济邵高速公路的控制性工程之一，位于河南省济源市王屋山区。大店河大桥为高架桥，上部结构采用（66+120+66）m预应力砼连续刚构。前引桥为530m预应力砼组合箱梁，后引桥为（530630）m预应力砼组合箱梁，先简支后连续结构，全长738m。下部结构：主桥桥墩为矩形薄壁空心墩，墩最大高度79m，群桩基础,2.2m，每个承台6根桩，桩长28m；承台结构尺寸为（159.25）m，每个承台C30砼690m3。主墩结构如下图所示：桩基础 承台 平面图 薄壁高墩0块 主墩结构示意图、大体积砼施工方案概述为了确保承台的整体性，砼采用“分段分层，一个坡度（小于1：5），由低向高，薄层浇筑，循序渐进，均匀上升，一次到顶”的斜面滚动式浇筑方案进行施工；温度控制采用优化配合比、精选原材料、设置冷却水管、覆盖洒水保温养护、设置温度传感器进行监控。1、模板：模板采用大块钢模，具有足够的强度和刚度，模板内、外侧采用I18工字钢、方木和对拉杆支撑、加固，承台顶中部用工字钢搭设一砼施工操作平台。2、钢筋制作及安装：钢筋工持证上岗，具有工作经验的专业工人。物资及试验部门对原材料进行质量控制，严格按规范要求制作加工，准确预埋墩身插入承台部分的钢筋，钢筋经监理工程师进行隐蔽工程检查合格。3、砼施工：承台采用C30混凝土一次浇筑成型，混凝土由拌和站集中拌和供应，砼罐车运至施工场地，坍落度控制在80120mm，初凝时间不小于210min。混凝土的卸料采用60C输送泵配合输送管施工。浇筑连续施工，采用“分段分层，一个坡度（小于1：5），由低向高，薄层浇筑，循序渐进，均匀上升，一次到顶”的斜面滚动式浇筑方案进行施工，分层厚度30cm，分段距离以保证下层混凝土初凝或重塑前浇筑完成上层混凝土，相邻层前后浇筑错开距离保持在1.5m以上，浇筑层末端混凝土形成一自然浇筑坡度。混凝土的捣固采用插入式振捣器梅花形振捣，四台振捣器，六根振动棒，捣固时快插慢提，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。分层厚度30cm砼面砼面模板大体积砼浇筑分层示意图4、冷却管布置：承台冷却水管采用内径为5cm，厚2.5mm的钢管。冷却管安装管道畅通，接头处可靠不漏水。冷却管的定位利用承台钢筋所形成的网格框架进行，每层循环散热管各设置一个进出水口，每个进水口连接一台水泵，每台水泵保证水管内水的流量1.5m3/h，使承台内部混凝土水化热均匀及时散出，以控制承台混凝土内外温差。设置散热管的该层混凝土自灌注时起，冷却管内须立即通入冷却水。水泵抽取地下水，通水24小时要换一次进出口，连续通水不少于10天。如下图：5、温度测试方法：采取在承台砼中埋设K型（NiCrNiAL）测温传感器、在外部用TM914F数字温度仪直接读数的方法，根据电阻与温度间的相互关系，通过电阻而知相应电阻之间的温度值，为了提高测试过程中抗外界电磁场的干扰能力，热敏电阻一般采用屏蔽导线相连。测试传感器在埋设时忌与钢筋接触。砼覆盖传感器后开始测温。升温阶段每2小时测一次，降温阶段测试间隔时间为48小时，以此同时测温时，用温度计测试并记录相对应的气温，砼浇筑温度，冷却水管进出水温度。进水口冷却管冷却管间距1m出水口出水口冷却管布置图6、温度测点布置：、通过在中心竖轴布置一组测点，找出最大升温点；、在距承台顶表面10cm和侧面附近布置两组测温点了解外界气温对砼温度的影响，以指导养护和拆模；、在冷却水管之间和竖直方向布置两组测温点，了解冷却水管的影响范围，据此调节冷却水管的横向和纵向间距，以及控制冷却水管和砼之间的温差。本桥的温度测试主要是对砼的实际温度进行控制，防止砼开裂，因此测点布置较多，如下图所示：距承台底1m、2.5m、4.8m的位置布置三组温度感应器。平面位置布设15个测温点。测温传感器，距承台底1m、2.5m、4.8m的位置布置测温传感器TM914F数字温度仪测温传感器，距承台底1m、2.5m、4.8m的位置布置测温传感器TM914F数字温度仪测温传感器布置图 三、选题理由：1、大体积砼，温度裂缝是这类结构较为严重的质量通病，影响结构的抗渗性和耐久性。2、大体积砼，由于体积大，水泥用量多，水化热大，内外散热不均，养护困难，砼表面水分损失快，因此产生的裂纹大多是温度裂纹和干缩裂纹。温度裂纹分析1、温度上升阶段的裂纹：砼浇注后，水化作用产生大量的水化热，使砼温度上升。由于砼内部和表面散热不同，因而中心温度高，膨胀变形大，表面温度低，膨胀变形小，从而使砼内部产生压应力、表面产生拉应力。表面拉应力一旦超过砼的极限抗拉强度，就会产生裂纹。拉应力随着表面开裂而释放，裂纹开展也随之停止。因此温度上升阶段产生的裂纹是表面裂纹。2、降温阶段的收缩裂纹：在砼浇注以后砼由升温阶段转入降温阶段时，砼温度越高，砼降温幅度越大，砼的收缩越显著。与之同时砼还存在水分蒸发引起的干缩变形。温度收缩变形与干缩变形同时进行，如果此时结构受到边界条件的约束（如地基或其他相临结构物的外约束），不可避免的在结构中产生拉应力。如果这一收缩应力超过结构的抗拉强度，将会沿结构的薄弱断面发生贯穿性裂缝。这种裂缝对结构存在较大的诬害。四、可行性分析可行性分析1、该桥为创国优工程，公司及项目部领导对工程质量高度重视，亲自挂帅，督促检查指导，创优环境好2、有完善的质量管理体系及管理措施，编制了详细的作业指导书，技术人员现场指导施工，质检人员对各工序检查验收使全过程处于受控状态3、施工人员经过技术培训，持证上岗，创优意识、自信心、责任心强结论：有管理、技术、思想上的保证，可实现课题目标 五、现状调查大体积砼施工1、我部施工的大店河大桥主桥的薄壁高墩及大跨度连续刚构作为项目的重难点工程，工期紧，任务重，承台是高墩施工的关键工序。2、温度控制直接影响到大体积砼施工质量的“致命”因素。在承台内埋没若干个测温传感器，在同一个断面上设置三个测温点，分别置于距承台底1m、2.5m、4.8m的位置和冷却管附近温度。每一测点当砼浇筑至其完全覆盖后开始观测，养护前13天，每12小时测温1次 ，第4天6天，每3小时测温1次，第7天10天，每46小时测温1次，第1115天，每8小时测1次，以后每12小时测1次，测至内外温差值稳定在20左右为止。同时记录当地环境温度、进出水口的温度进行观测（部分记录结果详见下表），据此作出各测点的温度时间曲线，详见下图：K35+764大店河桥6#墩右幅大体积砼温度测定记录表序号测量时间编号进水温度出水温度气温3713表面中心冷却水管处中间层17月15日8:40293932313332210:40384134323534312:54394638343935414:53405337343736517:44425636323634620:53426141314129723:0143634629452687月16日1:0046675129472793:00456452304727105:00466553305028117:00476556315229128:305372593253291310:005476623256321411:405674623354341514:305572623353361619:00547064325229177月17日8:305372662850291812:355270643348341915:405069643447322018:35496868324529217月18日8:104866642746322215:064865573050382318:25466260294734247月19日8:004560603245332510:464761593345352618:55456058314632277月20日7:334557543047322813:304659553446342917:45445653314629307月21日7:404554513143283115:20415350334732327月22日8:004052503250263316:52365149294926347月23日9:45354948304829357月24日8:54364543304330367月25日7:50354343324332温度与时间分布图： （注：上条曲线为砼中心最高温度，下线为砼表面温度）图1 砼中心最高温度与表面温度随时间变化曲线图 （注：上条曲线为砼表面温度，下线为砼表面温度）图2 砼表面温度与室外气温随时间变化曲线图（注：上条曲线为砼中心温度，下线为冷却管附近砼温度）图3 中心温度与冷却管附近砼温度变化曲线图图4 进水与出水温度随时间变化曲线图（注：系列1为进水口温度，系列2为出水口温度）根据温度曲线图进行分析：砼内部与表面温差25，但砼中心最高温度76，偏高；同一点在不同时间段的温度变化较大，曲线变化不流畅。六、活动目标（计划）1、控制降温速率：延缓砼降温速度，减少收缩应力。温度控制目标：、最高温度控制在65以内。、砼中心最高温度Tmax与表面下10cm处Tb之差（TmaxTb）25；、砼表面下10cm处温度Tb与室外温度Tq之差（TbTq）25；、砼中心最高温度Tmax与冷却水管周围5cm处温度TC之差（TmaxTC）25；2、通过施工和开展QC小组活动，总结出一套切实可行的控制大体积混凝土温度裂纹的施工方法及施工技术标准，为今后大体积砼施工积累宝贵的数据和经验。七、原因分析小组围绕课题要求，各自发挥自己的主观能动性，对影响大体积砼温度的各项因素进行了论证，对各种温度控制手段的优、缺点进行了充分论证。从人、机、法、环四大环节进行逐步深入分析，对上一步施工中存在的问题进行论证、商讨，寻求科学、合理的解决方案，使大体积砼温度进一步得到控制，保证大体积砼施工的质量。对以上问题做因果分析图：施工配合比原材料冷却系统入模温度机械设备温度过高气温过高砂石温度高砼拌和时间过长外加剂掺量不够坍落度小冷却管间距大水泥存放时间短流量小、不均衡中心温度偏高冷却水温高因果分析图八、要因确认通过对上述所有的影响因素在现场进行调查验证，及经小组全体人员研究、分析、总结确认有以下几项要因：要 因 确 认 表 序号原因项目影响程度参加人员要因确认1外加剂掺量不够水泥水化快小组全体否2塌落度过小影响振捣时间小组全体否3水泥存放时间短水泥水化快，水化热高小组全体否4砂石温度高砼拌和温度高小组全体否5冷却水流量小降温速度慢小组全体否6冷却水温高冷却效果差，降温速度慢小组全体是7冷却水管间距过大冷却范围减小，降温速度慢小组全体是8拌和时间过长砼入模温度高小组全体否9气温过高砼入模温度高小组全体否10机械设备温度高砼入模温度高小组全体否九、制定对策针对砼温度影响的主要因素，我们制定了相应的对策。对 策 表序号主要原因措 施负责人完成日期1冷却水温高采用温度较低的地下水党泽周2006-7-222冷却水管间距过大调整冷却水管布置，缩小间距徐天良2006-7-26十、实施对策实施一：由党泽周负责，组织施工队在大店河附近人工挖一水井，主要解决砼冷却循环用水。地下水比河水温度低815，冷却效果明显提高。实施二：由陈利对冷却循环水管间距进行调整，经徐天良审查后，说明原因，对冷却循环水管进行变更，报请监理工程师审批。经监理和代表处的同意后，对大店河大桥7墩右幅承台冷却循环水管进行变更后的布置，冷却循环水管行间距由设计1.5m调整为1.0m，层间距由设计1.0m调整为0.8m，如此增加了冷却水管的 长度，加大了冷却范围。陈利对调整后冷却循环水管向施工队书面技术交底，并现场指导冷却循环水管安装。十一、检查效果 QC小组与2006 年8月10日对策实施后大店河大桥7墩右幅承台砼冷却效果进行检查，检查结果显示本次循环达到了预期目标，冷却效果改善了，砼中心最高温度控制在65以内，内外温差小于25，实现了活动目标。经过小组活动实践得出以下结论和建议：、从温度曲线变化来看，差值小于25；表明实际施工的温度控制措施满足温度控制的原则要求；、浇筑时最高温度出现在承台中心中部偏下位置，所以冷却水管的布置应控制在最高温度所在的平面上。温度峰值出现在砼浇注后的24小时左右，在砼浇注以后的12天，砼处于水化高峰期，浇注后的35天，砼水化作用显著减弱，砼也由升温阶段转入降温阶段。、砼顶面温度和侧面温度受到外界气温的影响最大，且顶面与侧面温度基本一致，因此养护和保温要及时，砼表面应覆盖并保湿养护。、分析冷却水管与测温点间距可以得出冷却水管的影响范围，从而确定冷却水管的间距为1m左右为宜。十二、总结效果1、目标完成情况：经过PDCA循环后，由于严格执行温度控制措施，承台混凝土内外温差基本满足要求，使得大体积承台未出现贯通裂纹，达到设计和施工规范要求，证明所制定的温度控制措施是成功的。2、队伍建设：通过开展QC小组活动，施工人员的质量意思得到了提高，施工能力进一步加强。3、通过对大体积砼的施工，对大体积砼的温度控制有了更进一步的认识，总结出一套合理的施工方案，为今后大体积砼施工积累了宝贵的经验。十三、巩固措施及标准化、巩固措施1、对每个员工及作业队进行质量考核制度，实行奖罚制度，提高大家的工作积极性。2、加强QC小组的自身建设，做到有组织，有活动，有记录，有成果。3、加强岗位责任制教育，强化质量意识，提高项目部的执行力。4、总结经验，制定标准化作业标准。5、项目部质检对每个环节进行监控，保证现场技术指导及时有效，对不良违规操作及时制止，并限期整改、上报。、标准化 保证砼质量作业标准 项 目标准化措施施工配比准确计量，严格按配比施工，均匀控制坍落度原材料保证砂石供应合格材料拌和根据具体情况，掌握用水量，确保合理拌和时间施工管理加强现场管理，合理安排，监督、服务及时、到位机械设备加强保养