攻克高层建筑C混凝土规模化应用施工技术难关QC

攻克高层建筑C80混凝土规模化应用施工技术难关上海市****建筑有限公司****QC小组工程概况上海市****区107、108地块项目位于市中心闹市区，毗邻上海市两大繁华商圈—****路、****，建成后为两幢白金五星级国际酒店。基地面积为10244m2，总建筑面积为101684m2。两地块同为地下5层，地上24层，其中裙房4层。主体结构均为现浇钢筋混凝土框架－剪力墙结构。本工程建成后由拥有**“七星级”帆船酒店的顶级奢华酒店集团****（Jumeirah）进行运营管理，将成为上海市的标志性酒店之一。根据设计要求，本工程上部结构4～23层的柱混凝土标号为C80，泵送高度达100m，浇筑总方量为5100m3，为国内首次在高层建筑中规模化使用。本酒店由上海****酒店投资有限公司和香港****集团联合投资开发，由负责设计上海****中心大厦的纽约****公司、日本著名室内设计商****公司、以及香港****顾问（中国）有限公司、****建设技术集团、****大学建筑设计研究院等一批国内外知名设计公司联合设计，上海市****建筑有限公司施工总承包。QC小组简介QC小组概况及成员情况表小组名称上海市****建建筑有限公司司****QC小组小组类型攻关型成立时间2006.11课题注册时间2006.12课题注册号小组注册号人数10活动次数18活动时间2007.01--2007..11成员情况序号姓名性别年龄文化程度职务组内职务组内分工接受QC教育情况1****男41大学副总工程师组长总体策划人均接受TQM教教育48小时，考核核合格2男47大学项目经理副组长组织落实与实施3男27大学项目工程师组员措施编制与指导4男51大专项目副经理组员现场落实实施5男49中专施工员组员现场施工指导6男58中专施工员组员现场施工监督7男44大专质量员组员现场质量指导8男25大专取样员组员现场实施9女23大学技术员组员资料统计与整理10男36高中施工班组长组员现场实施选题理由国内首次规模化应用：国内尽管已经开始采用C80及其以上高强混凝土，但仅仅都是小规模的应用，不是试点试验就是局部使用，尚未形成规模化应用的成熟施工技术。相较于国际上成熟的技术水平，我国在高强度混凝土应用方面仍处在相对落后的水平，特别是在高层泵送、现场浇筑等方面还有很多难题尚未解决。所以，选择“攻克高层建筑C80砼应用施工技术难关”作为本次活动课题，不仅是为满足本工程施工需要，更重要的是要形成一套较完整的施工工艺，使C80高强混凝土可以得到大规模的推广及应用。本工程质量目标为确保上海市“白玉兰奖”，争创国家“鲁班奖”，要求主体结构质量一次成优，C80混凝土的成功应用是确保主体结构工程质量的关键因素，同时也关系到“上海四建，精品先锋”的品牌形象。经济、社会效益显著：C80混凝土因其高强度性能，可以减小结构构件截面尺寸，增大建筑有效使用空间，从而利于节约土地、材料等资源。同时，C80高强混凝土的成功使用，对提高我国建筑施工水平也具有促进作用。现状调查QC小组经过多次分析论证，结合常规混凝土浇筑的经验，对比C80混凝土与普通混凝土的区别，得出C80混凝土在高层建筑中规模化应用将会有以下困难：泵送：C80混凝土中胶凝材料比重的增加，使混凝土的粘性增加，与泵管管壁间的摩擦力增加，且在极短的时间就会硬化，这就使得在高层建筑中稳定地泵送高强混凝土远较普通混凝土困难。振捣：高强混凝土对振捣要求非常严格，欠振不能完全消除混凝土内部空隙，使得强度下降；过振会造成混凝土离析，同样会使强度降低。因此，如何确定最佳振捣工艺，也是一个关键问题。因为没有成熟的施工经验可以借鉴，QC小组对上海、深圳等地区以往工程C80混凝土试点使用情况进行了大量的调查，收集了有关资料，以及结合本项目中试试验的结果，整理出影响C80混凝土在高层建筑中成功应用的问题信息27条，小组由专人将相关信息进行整理分类，编制了调查表。表1影响C80混凝土成功应用因素调查表序号影响因素频数累计频数频率%累计频率1泵送失败131348.1548.152实体强度（回弹检检验）不合格格82129.6377.783外观质量有严重缺缺陷32411.1188.894标养试块强度不合格2267.4196.305其他1273.70100.00制表人：*****日期：20007年03月15日根据调查表制成排列图：制图人：****日期：2007年03月17日图1现状调查排列图从排列图可以得出影响C80混凝土在高层建筑中成功应用的A类因素：泵送失败、实体强度不合格。目标设定及可行性分析目标目标一：确保C80混凝土的连续泵送浇筑；目标二：C80混凝土强度、外观质量验收评定合格。目标可行性分析不利因素：国内首次在高层建筑中规模化应用，无成熟的施工经验可以借鉴。有利因素：公司重点工程，领导高度重视，并将本课题列为公司2007年度重点科研项目，公司总工亲自参与，公司副总工程师全程在现场蹲点指导；项目部多次参与上海市重大工程建设，具有很强的凝聚力和战斗力；混凝土供应商同为上海建工集团下属的公司，与我公司多年长期合作，能提供良好的混凝土供应保障。综合以上分析，我们认为目标可行。原因分析小组成员针对A类因素，多次进行会议讨论，结合试验情况，从人员、设备、材料、环境、方法等方面进行了全面细致的分析，并绘制了关联图，找出了11个末端因素，见下图：制图人：****日期：2007年04月02日图2泵送失败与强度不合格原因分析关联图要因确认表2要因分析论证表序号末端原因确认方法确认情况责任人是否要因1泵车选型不符合要要求调查分析C80混凝土较常常规混凝土的的粘性增加，与与泵管管壁间间的摩擦力增增大，泵送需需要更多的压压力贮备，选选用“三一重工”生产的HBTT80C18118D泵车满足要要求。****非要因2泵管承压能力不够够调查分析C80混凝土泵送送过程会产生很大径向力和和横向力，必必须采用高压压泵管。非要因3泵管布设不合理调查分析泵管布设路线及固固定方式若不不合理，泵送送时会发生爆爆管现象，需需制定可靠的的方案。要因4混凝土运输时间太太长调查分析C80混凝土扩展展度较常规混混凝土损失的的快，超过一一定时间，即即不利于泵送送，必须制定定合理的运输输方案解决此此问题。****要因5混凝土可泵性能指标设定不合理测试测量坍落度相同的C880混凝土可泵泵性能差异很很大，不适宜宜用坍落度来来判断其可泵泵性能。要因6施工人员操作不熟熟练调查分析从施工班组中挑选选接拆泵管的的熟练工编制制为专门的工工作小组，并并就流向对工工人进行专项项交底，缩短短接拆泵管时时间。非要因7泵车没有定时开泵泵测试测量混凝土泵送间歇时时间较长时，混凝土会硬化堵塞泵泵管，所以必须制制定泵车定时时开泵措施。要因8模板拼缝不够严密密调查分析立模前在柱四周地地面上用砂浆浆作一层模板板“导墙”，沿其上口口粘双面胶带带，并用胶带带纸将模板的的转角位置、板板与板之间的的缝隙封闭，使模板拼缝严密。非要因9振捣方式不合理测试测量C80混凝土对振振捣要求非常常严格，欠振振不能完全消消除混凝土内内部空隙，过过振会造成混混凝土离析，都都会使强度降降低，必须确确定最佳振捣捣工艺才能解解决此问题。要因10工人责任心不强调查分析固定振捣操作工人人，对其进行行交底，提高高工人责任心心，并加强过过程监督。非要因11养护方式不当测试测量采用薄膜包裹养护护法，拆模浇浇水湿润后立立即包裹薄膜膜进行保温保保湿效果，可可以避免早期期失水，控制制干缩裂缝的的产生，有利利于混凝土强强度的发展。非要因制表人：*****日日期：20007年04月10日制订对策针对上述要因，QC小组按活动计划展开活动，通过分析讨论，对每一个原因分别进行了研究，制订了对策，明确了目标，以及明确了责任人、时间，如表3所示：表3对策表序号要因对策目标措施责任人地点时间1混凝土运输时间太太长限制C80混凝土搅拌拌时间，确定定混凝土运输输车辆。搅拌站生产量能满满足现场泵送送连续施工，又又保证混凝土土入泵前扩展展度无损失。1、与搅拌站沟通确确认混凝土站站内搅拌时间间；2、告知搅拌站车辆辆数量要求，并并派专人对C80砼专用运输输车辆进行检检查；3、每一辆运输车辆辆均安装GPRS定位系统，随随时监控车辆辆位置。********搅拌站～2泵管布设不合理地面水平泵管的长长度不小于115m，采用用型钢固定泵泵管。保证泵送过程泵管管稳定可靠，不不发生爆管现现象。1、合理设置地面水水平泵管走向向，并在施工工方案中明确确；2、严格按照施工方方案进行型钢钢支架的施工工。工地～3混凝土可泵性能指指标设定不合合理采用扩展度作为评评价可泵性能能指标使入泵时的C800混凝土具有有可泵性。1、每车混凝土入泵泵前均在现场场进行扩展度度试验，其值值在650~7550mm范围围内的方可入入泵。工地～4泵车没有定时开泵泵专人负责定时开泵控制混凝土泵送时时间间隔不超超过3分钟，防止止混凝土硬化化堵塞泵管。若泵管的每次拆接接施工时间超超过3分钟，则通通过无线对讲讲系统通知泵泵车每隔3分钟启动一一下，以免堵堵塞泵管。工地～5振捣方式不合理采用一人分别振捣捣方式使浇筑后的混凝土土密实、均匀匀，表面平整整，从而使强强度等各种性性能符合设计计要求1、设置专门的振捣捣手，对其进进行专项交底底，并安排其其参与试验振振捣；2、严格控制每次以以0.5m为一一个振捣层，每每个振捣层以以3s作为一个振振捣周期。工地～制表人：*****日期：20007年04月22日对策实施D1实施一：限制C80混凝土搅拌时间，确定混凝土运输车辆。D1.1由公司副总工程师****牵头，项目部技术人员与拌站试验室多次进行沟通讨论，确认了C80混凝土的搅拌时间为120s。D1.2通过计算确定了本项目C80混凝土需要运输专用搅拌车14辆，其中3辆为备用，并由材料设备部门对所有运输车辆的性能进行了检查，所有车辆配备GPRS定位系统。D1.3落实专人负责车辆运输的调度组织，统一发号施令，现场随时掌握运输车辆动态。实施效果检查：拌站生产量能满足现场泵送连续施工需要，运至现场泵送前的混凝土扩展度基本无损失，大部分有所增加，具有可泵性能。D2实施二：地面水平泵管的长度不小于15m，采用型钢固定泵管。D2.1现场组装泵管时，小组成员严格控制地面水平泵管的长度不小于15m，并且积极遵循线路短、弯道少的布设原则。D2.2现场固定泵管时，地面水平段选用型钢作为支架，在垂直立面上采用“型钢+半圆箍”支架，地面水平管转向垂直管处的90°弯管增加型钢支撑以加固。施工完毕后，由施工员进行全数检查，每次浇砼前，进行例行检查实施效果检查：在现场施工过程中，采用型钢支架固定泵管可靠稳定；另一方面，除地面水平泵管的长度会对泵送会产生影响外，我们发现，第一弯管前水平泵管的长度也会影响泵送效果。于是小组成员及时收集数据，又进行了一次PDCA小循环。P小：小组成员根据107、108地块L4~L7层浇筑情况进行了分析整理，表5为对比107和108地块不同的地面水平泵管布置，以泵送情况、故障发生情况及频率为控制指标，来分析其对泵送的影响。表4不同地面水平泵管布置下的高强混凝土泵送情况泵管编号107地块108地块水平泵管m第一弯管前平直段段m泵送情况故障发生情况水平泵管m第一弯管前平直段段m泵送情况故障发生情况1#泵39.61~1.5可泵稍多7.67.6易泵无2#泵18.31~1.5可泵稍多13.613.6易泵无3#泵23.21~1.5可泵稍多9.59.5易泵无根据上述数据资料，小组成员进行了分析：107地块的地面水平泵管较长，应该泵送情况应比108地块好。但事实恰恰相反，比较而言，108地块高强混凝土总体泵送情况较好。于是小组成员得出第一弯管前的水平直管长度对泵送效果的影响更大，其长度越小，越不利于泵送施工，并且泵送时候较危险。于是QC小组及时制定了对策：地面水平泵管布置时，不仅要保证水平泵管的长度，而且要保证第一弯管前水平直管的长度，以便于高强混凝土泵送施工。D小：现场在布设泵管时控制第一弯管前水平直管长度不小于7m，并落实施工员现场跟进实施措施。C小：在后续泵送过程对这一实施效果进行了检查，结果证明了控制第一弯管前水平直管长度不小于7m，泵送效果更好，故障发生率为0。A小：QC小组及时将上述改进措施纳入工法中加以规范。D3实施三：采用扩展度作为评价可泵性能指标。D3.1通过对C80混凝土性能的分析，无论可泵性能是否良好的C80混凝土，其坍落度基本都在220mm以上。经过多次试验，我们引入了采用扩展度作为评价可泵性能指标的原则。D3.2施工工程中，由试验员****在现场对入泵前的每车混凝土进行扩展度试验，其值在650~750mm范围内的方可入泵，此范围以外的混凝土一律不许入泵。实施效果检查：入泵后的C80混凝土均具有良好的可泵性能。D4实施四：定时开泵D4.1楼层浇筑面与地面泵车处配置无线对讲系统进行联系，楼层管理人员根据现场接拆泵管情况进行发号施令，若泵管的拆接施工时间超过3分钟，则通知泵车及时启动一下，防止混凝土硬化堵塞泵管。D4.2在楼层设置器皿防止C80混凝土在泵管接拆过程中洒落在梁板内。实施效果检查：通过上述措施，在现场泵送施工过程中，未发生因混凝土泵送时间间隔超过3分钟而导致泵管硬化堵塞。D5实施五：采用一人分别振捣方式D5.1首先进行了多次现场振捣试验，摸索出适度振捣的方式，形成施工方案，并从试验过程开始培养固定的振捣手，对其进行专项交底。D5.2严格按照方案制定的振捣程序实施，每个振捣点安排施工员进行全程监控，特别注意控制每次以0.5m为一个振捣层，每个振捣层以3s作为一个振捣周期。实施效果检查：通过严格控制振捣过程，实现了既定的目标：拆模后的混凝土密实，表面平整。QC小组并对现场L20层试验柱进行取芯强度检测，其强度同样符合设计要求。效果检查1、泵送情况：现场共浇筑C80混凝土5100m3，共计38次，全部泵送成功。2、强度情况：2.1、回弹强度根据上海市工程建设规范《高强混凝土抗压强度非破损检测技术规程》（DG/TJ08-507-2003）中的规定，采用ZCI型高强混凝土回弹仪抽取了12根柱进行了回弹试验，对每根柱分成9个测区，每个测区现场采集16个回弹值，采用上海市工程建设规范中的测强曲线进行测区混凝土强度换算后进行评定，结果为合格。2.2、同条件养护试块取107地块L18、L19，108地块L19、L20共57组d的同条件养护试块，进行数理统计评定，判定为合格。2.3、标准养护试块强度情况：取107地块进行检查，如表8所示，表5107地块C80标准养护试块抗压强度试验结果（58组）(单位：kpa)试块组编号结果（Mpa）试块组编号结果（Mpa）试块组编号结果（Mpa）试块组编号结果（Mpa）1＃81.616＃98.431＃85.146＃93.22＃84.817＃98.432＃85.247＃93.33＃87.218＃96.833＃85.448＃95.14＃84.819＃98.434＃85.549＃95.25＃81.620＃89.635＃87.150＃95.36＃82.421＃93.636＃87.251＃807＃8822＃88.837＃8952＃81.28＃84.823＃88.838＃89.253＃79.89＃89.624＃95.239＃9054＃7910＃89.625＃97.640＃9155＃7711＃9226＃9241＃91.256＃7812＃89.627＃89.642＃91.357＃10213＃90.428＃99.243＃91.458＃9214＃84.829＃99.244＃91.515＃85.630＃8545＃93.1图3107地块试块抗压强度试验结果直方图对表5数据进行数理统计评定，mfcu－λ1×Sfcu≥0.9fcu，k→89.34－1.60×5.87＝79.95>0.9×80=72；fcu，min≥λ2×fcu，k→77>0.85×80=