杭州湾大桥湿接头裂缝控制QC成果Word文档下载推荐.docx
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质检部长
４０
４
副组长
邓安华
３２
工程师
工程部长
５
组员
郑海涛
２７
工段长
２８
６
苏海文
３５
专科
助工
试验主管
３０
７
赵九海
２４
施工员
８
田玉林
４２
中专
试验员
制表人：
姚爱娜 制表时间：
2006-11-15
三、选题理由：
湿接头是起固接预制墩身与承台的后浇结构物，极易出现裂缝。
目前，国内尚无有效方法来控制其裂缝产生，加上本工程海工混凝土的特点，其裂纹产生原因更复杂，更值得研究攻关，如果取得理论与工艺的突破，将对我国的工程设计与施工产生深远影响。
四、现状调查
2004年10月12日～2005年3月2日浇筑的第一批湿接头60个，其外观质量问题具体见下表。
活动前湿接头裂缝情况统计表表一
序
号
部位
裂缝数目
裂缝宽度（mm）
气泡情况
砂线情况
1
C83上
6
0.04
较轻
2
C83下
3
C82上
0.06
4
C81下
8
0.03
5
C81上
0.05
C80上
7
C80下
明显
C79上
9
C79下
10
C78上
11
C78下
12
C82下
13
C69下
14
C69上
15
C68上
16
C68下
17
C42上
18
C42下
19
C41下
20
C41上
21
C39上
22
C39下
23
C38下
24
C38上
25
C37上
26
C37下
27
C44上
28
C44下
/
29
C45上
30
C45下
31
C33上
0.07
32
C33下
0.08
33
C32上
34
C32下
35
C31上
36
C31下
37
C30上
38
C30下
39
C26上
40
C26下
41
C27上
42
C27下
43
C25上
44
C25下
45
C24上
46
C24下
47
C28下
48
C28上
49
C29下
50
C29上
51
C35上
52
C35下
53
C36上
54
C36下
55
C23上
56
C23下
57
C84下
0.02
58
C84上
59
C85上
60
C85下
统计人：
阮周安统计时间：
2006-11-10
根据上表可见，表面气泡、砂线等问题不多，但是，裂纹比较普遍，仅有9个湿接头未出现裂缝，裂缝发生率达85%。
裂缝发生在两个长边侧面，不对称，每个长边侧面有2~3条，裂缝较重的湿接头，其裂缝数目≥5条，我们按照有裂缝，裂缝较重、气泡、砂线及其他问题（如麻面、漏浆）五种外观质量进行分类统计，按照百分比计算统计结果如下表：
湿接头外观质量问题统计表表二
外观质量问题
出现个数
批量总数
比例（%）
备注
有裂缝
85
2~3条裂缝
裂缝较重
裂缝5条或以上
气泡
明显者
砂线
长30cm以上
他问题
麻面、漏浆等
本阶段湿接头表面的质量问题由上表统计结果得出：
裂缝85%，表面气泡8%，出现砂线者占5%，其它如麻面漏浆等占2%，极少，具体比例见下列柱状排列图。
未开展QC前湿接头外观问题柱状图图1
图：
姚爱娜制图时间：
2006.11.16
未开展QC攻关活动前，典型的湿接头外观状况如下，见照片1：
照片1（未开展QC前）
由此可以看出，裂缝是湿接头最主要的外观质量问题，相对于海上环境，裂缝还直接关系到湿接头寿命，业主、监理提出了加强科学研究，攻克湿接头裂缝问题的要求。
五、确定湿接头裂缝控制目标及可行性的讨论
1、目标的确定：
在第一阶段施工的湿接头中：
C44下、45上、27上、25上、35上、23上、下、84上、85上、下共10个湿接头无裂缝，大部分表面无明显气泡和砂线。
经大桥专家组及相关人员到现场调查研究，对各种因素进行详尽对比分析。
QC小组后经过讨论后，认为我们具备控制湿接头裂缝发生的技术力量，可以将裂缝发生频率控制在一定范围之内，经过多方沟通，一致确定本次QC活动的目标如下：
湿接头的裂缝发生率控制在20%以下，无明显气泡和砂线。
（见下图）
QC小组活动目标图图2
85%
20%
制图：
阮周安2006-11-16
2、目标可行性研究
六、原因分析
针对湿接头裂缝，我们从原材的化学、物理性质开始到混凝土拌制、浇筑及养护等环节进行调研，QC小组邀请兄弟施工单位、监理、指挥部有关专家及国内著名的裂缝专家王铁梦召开了湿接头裂缝研讨会，从理论上进一步探讨国内裂缝专家王铁梦教授全面介绍了裂缝的产生机理及防治措施，并特别针对我部的各项防裂措施作了细致入微的理论分析，分析出影响裂缝的原因如下。
湿接头裂缝产生原因分析图图3
由以上的分析可见，影响裂缝发生的末端因素有7条。
七、要因确定
对第一阶段分析总结出的7条末端因素，QC小组全体人员经过分析讨论及现场调查，确定了影响裂缝产生主要原因，详见表三。
要因确认表表三
主要原因
末端原因
确认方法
结论
操作人员不熟练
浇筑过程有不规范行为
现场调查
否
砼凝固过程收缩
水泥本身徐变
现场测试、查质保单
海工砼配合比不够合理
砼内部温差>
25℃，温度应力>
砼抗拉强度
现场测试及验证
是
模板设计不合理
海风频急，湿接头表层散热严重
混凝土入模温度过高
墩身支座与湿接头混凝土的弹性模量不一致
支座支腿及联系梁产生复杂约束力
现场取样测试比较
保护层过厚
表层混凝土抗收缩能力较低
现场测量
养护措施不足，顶口水分散失
水分不足，导致砼干缩开裂
现场调查、
查阅科技文献
多种外加剂相互作用，引发负面影响
砼塌落度超标
搅拌机计量不准
制表：
阮周安制表时间：
2006.11.18
根据上表分析可知，影响湿接头出现裂缝的末端要因归结为8条：
要因1、砼内部温差>
要因2、支座支腿及联系梁产生复杂约束力
要因3、导致表层混凝土抗收缩能力较低
要因4、水分不足，导致砼干缩开裂
八、制定对策
针对找出的6条主要原因，QC小组制定了系列对策，详见表四。
要因对策表表四
要因
对策
目标
措施
实施地点
负责人
完成时间
砼抗拉强
⑴优化配合比，降低胶材中的水泥比例
在水化热峰值期间，湿接头内部不超55℃
①减少水泥用量，增加矿粉比例，并监测内部温度。
②在混凝土中加入水化热降低剂
混凝土配合比
2005.5.10
⑵改造湿接头模板，避免凝固过程散失热量
使湿接头模板具有保温功能
将钢模做成双层空腔结构，在空腔内注满泡沫
湿接头模板
⑶消除海风的影响
阻隔热量从顶口散失
在模板顶口覆盖土工布
湿接头养护
2005.4.10
⑷降低搅拌用水温度
使入模温度不高于30℃
投入水冷式冷却机，在气温高于30℃时启用
湿接头浇筑
减少墩身支座与湿接头混凝土性质差异
降低墩身支座对湿接头的约束
①墩身支座用湿接头配合比②墩身支座所有表面进行凿毛
预制场
2005.3.20
增加表层混凝土的抗拉强度
使混凝土的抗拉能力达到10MPa以上
①在保护层内增设防裂网片（50×
50网眼），网片的保护层为30㎜
②在湿接头混凝土中加入高强纤维
③顶口覆盖湿润土工布，定期洒水
湿接头混凝土
赵九海苏海文
2005.4.20
取消膨胀剂
消除膨胀剂的夺水影响
调整混凝土配合比
2005.420
九、要因对策措施的实行（实施对策）
1、针对砼内部温差>
砼抗拉强度的问题
①调整混凝土配合比，加入水化热降低剂，投入水冷式冷却机：
a试验人员在原有基础上，调整胶材中组成，降低水泥的用量，增加矿粉及粉煤灰用量。
试验人员共做了三组优化配合比，最后决定使用如下表的配合比。
优化后湿接头配合比表五
水泥
砂
粉煤灰
矿粉
减水剂
阻锈剂
水
塌落度（cm）
142
779
182
81
4.86
8.1
134
10~16
（表中为每立方米混凝土中各种材料重量，单位：
kg）
b当气温超过30℃时，在混凝土中加入水化热降低剂。
水化热降低剂是新型的科技材料，它可以有效降低混凝土在凝固过程所产生的热量，与普通混凝土相比，水化热可以降低35%。
C在“起重6#”搅拌船上增设一台水冷式冷却机，当气温超过30℃时启用
水冷式冷却机可以使搅拌用水的温度保持在6~8℃，夏季高温时，有效确保混凝土入模温度在28℃以下。
采取以上措施后，混凝土内部气温见下图：
三种状况下混凝土内部温度曲线图4
℃
67℃
70
60
58℃
未优化配比温度曲线
50
49℃
优化配合比的温度曲线
40
使用冷却机及水化热降低剂的温度曲线
30
20
混凝土龄期（小时）
0
481216202428323640444852
制图：
姚爱娜日期2006。
11。
实施效果：
湿接头内部温度从67°
降到49°
左右，效果明显。
③湿接头模板改造
春季，海水温度仅10℃左右，而湿接头内部最高温度在50C以上，温差达到40℃，经测量，表层混凝土与内部温差达32℃，QC小组经过讨论，在钢模外侧加焊钢板，形成双层模板结构，并将两层之间的空腔，在现场灌注液态泡沫，使模板具隔热功能，有效防止模板内混凝土的热量向海水传递。
从2005年5月20日第一批使用双层保温模板的湿接头的混凝土温差从39℃降为为16℃，效果良好。
④对于海风影响的消除
QC小组根据现场实际情况，并考虑顶口保温问题，决定在混凝土初凝后，在顶口覆盖一层无纺土工布，并蓄10㎝深的水，然后在模板顶口再包裹一层土工布，形成一个相对封闭的空间，避免海风吹袭顶口混凝土。
当气温低于4℃时，则将蓄水改为喷涂一层普通型养护液，顶口依然用土工布包裹严密，并在外部用白炽灯对顶口加热，避免冻坏表层混凝土。
根据拆模情况看，顶部外观质量较理想。
2、针对墩身支座对湿接头内部产生复杂约束力的问题
墩身支座为必须辅助物，采用其它材质则有弹性模量有较大差异的问题，影响更为不利。
因而，只能降低墩身支座所产生的不利影响方面考虑。
将支座混凝土的配比改为湿接头配合比（原为墩身混凝土配合比）
将支座所有表面进行凿毛，增加其与湿接头混凝土的综合利用
将支座的竖向支柱的棱角切割掉，使其成为不等边菱形，避免棱角产生集中应力。
由于内部约束力难以测量，只能在理论上认为该措施有效。
3、针对湿接头保护层过厚，抗收缩开裂能力差的问题
本工程因设计使用寿命为100年，各种结构物的保护层均在7.5㎝以上，这对表层混凝土的抗裂极为不利。
目前，建筑行业的最新科研成果，有一种高强聚丙烯网状纤维，加入混凝土搅拌均匀后，变成长25㎜，宽1㎜，原约0.02㎜纤维条，可是混凝土的抗拉能力增至12MPa以上。
可有效抵抗混凝土的收缩应力，我们决定在湿接头中使用该种新材料。
对于混凝土表层裂纹，增加钢筋网片也是抵挡收缩开裂的有效措施。
实施效果：
湿接头裂缝明显减少
4、对于水分不足，导致砼干缩开裂的问题
我们已经从科学文献中证实，膨胀剂的作用机理为吸纳混凝土中的水分子结合成复合分子晶体，达到膨胀目的，而混凝土凝固过程也需与水分子结合成复合分子，容易导致混凝土中水份不足，引起干裂。
对海工混凝土裂缝的发生有加剧的影响，对控制裂缝不利，因此重新设计配合比，取消混凝土中的膨胀剂成分。
十、效果检查
根据2005年5月10日至6月30日所浇筑的湿接头的裂缝统计结构看，裂缝发生率为82.2%，典型裂缝条数由5条降到2条，宽度由0.06㎜降至0.02㎜，裂缝平均长度由76㎝降至41㎝，该次QC取得明显效果。
具体裂缝情况见表六。
QC活动后裂缝情况统计表表六
裂缝数目
宽度（mm）
C86上
E65上
61
E53下
C86下
E65下
62
E54上
C87上
E66上
63
E54下
C87下
E66下
64
E55上
C89下
E67上
65
E55下
C89上
E67下
66
E56上
C88上
E72上
67
E56下
C88下
E72下
68
E57上
C106上
E73上
69
E57下
C106下
E73下
70
E58上
C105下
E74上
71
E58下
C105上
E74下
72
E59上
C104上
E75上
73
E59下
C104下
E75下
74
E60下
C103上
E76上
75
E60上
C103下
E76下
76
C40下
C95上
C40上
77
C34上
C95下
E47上
78
C34下
C94上
E47下
79
E61上
C94下
E48上
80
E61下
C96上
E48下
E62上
C96下
E49上
82
E62下
C97上
E49下
83
E71上
C97下
E50上
84
E71下
C98上
E50下
E70上
C98下
E51上
86
E70下
E63上
E51下
87
E68上
E63下
E52上
88
E68下
E64上
E52下
89
E69上
E64下
E53上
90
E69下
制表人：
姚爱娜制表日期：
2006-11-20
根据上表统计，开展QC活动后，无裂缝的比例为82.2%，本阶段浇筑的湿接头，裂缝发生比例大幅下降，裂缝长度、宽度均明显改观，气泡、砂线也较少，各种缺陷的柱状图图如下,见图2
开展QC活动后湿接头外观问题柱状图图5
制图：
阮周安制图日期：
2006-11-21
通过QC活动，采取系列措施后，湿接头凝固过程中内部温度峰值显著降低，混凝土内部温度差全部控制在25℃以下，湿接头表面裂纹控制得到逐步改进，裂缝出现的比例仅为17.5%，无裂缝的湿接头为82.2%,达到了我们预定的目标。
无裂缝比例的变化见下图：
无裂缝比例变化图图6
阮周安日期：
2006-11-26
本阶段浇筑的湿接头的照片如下：
湿接头外观质量情况照片（开展QC活动后）
照片2（开展QC后）
照片3（开展QC后）
十五、巩固措施
鉴于本工程特点，湿接头裂缝类型主要为干裂，我们在混凝土浇注工艺上，增加了二次振捣工艺，形成了《湿接头典型施工细则》，并将该细则交底至每一位班组工人。
十六、遗留问题及下一步打算
在本次QC活动过程中，湿接头表面偶有砂线及气泡，虽增加了二次振捣工艺，尚未完全消除。
在今后的同类结构施工中，尚需进一步研究该配合比对砂线产生的原因，使湿接头的外观质量更上一台阶。
十七、社会评价
杭州湾大桥的湿接头外观质量比东海大桥有显著进步，杭州湾大桥工程指挥部对此高度赞扬，向项目部颁发嘉奖令，并授予“攻坚克难，功勋卓著”的光荣牌匾。
照片5
二航局杭州湾跨海大桥湿接头裂纹攻关QC小组
2006-12-22
对本成果谈几点看法：
1、柱状排列图中的百分数85%、40%、10%等从何而来，应有
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