5中建第八工程局提高C60高强混凝土施工质量.docx
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5中建第八工程局提高C60高强混凝土施工质量
一、工程概况
福州世茂茶亭国际花园·俪园项目位于福州市台江区儿童公园旁，工程由3栋47-56层的超高层建筑及广场式大地下室组成，总建筑面积约159665m2，其中地上建筑面积134427m2，地下建筑面积25238m2。
建筑结构采用全剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为特一级。
剪力墙厚度为350-700mm，混凝土方量约10万m3，其中C60高强混凝土约1.2万m3，全部采用泵送商品混凝土施工。
建筑高度168m，为福建省住宅最高楼。
同时本工程是公司创福建省“闽江杯”工程，而C60高强混凝土施工质量较难控制，如何保证混凝土分项工程施工质量达到“闽江杯”标准，就成了本工程创优目标能否实现的关键。
由此，为保证高强混凝土施工质量，公司决定通过QC小组活动，提高企业整体效益，达到创“闽江杯”工程的目标。
根据公司的要求，我项目部专门开展“提高C60高强混凝土施工质量”为课题的QC小组活动，经过PDCA循环活动，填补了我司在福州地区高强混凝土施工技术的空白，攻克本项目高强混凝土施工技术难关。
二、小组简介
1、小组概况：
QC小组概况表表1
小组名称
中建八局福州世茂茶亭国际花园·俪园项目部QC小组
成立时间
2008年11月
活动时间
2008.11-2009.2
小组人数
11
注册编号
ZJBJ:
2008-352-301#
TQM教育
人均25小时
活动频数
月均2.5次
合理化建议
采纳实施5条
课题类型
攻关型
制表：
全海建日期：
2008年11月2日
2、小组分工
小组成员分工表表2
序号
姓名
性别
文化程度
职务
组内职务
组内分工
1
张华俊
男
本科
项目经理
组长
组织协调
2
应国军
男
本科
技术负责人
副组长
组织策划
3
唐兴荣
男
本科
质检员
组员
质量检查
4
谭琳
女
本科
资料员
组员
资料整理
5
全海建
男
中专
试验员
组员
对策实施
6
王亮
男
本科
施工员
组员
对策实施
7
黄奎彰
男
本科
施工员
组员
对策实施
8
周显正
男
高中
班组长
组员
对策实施
9
韩永祥
男
高中
班组长
组员
对策实施
10
戈祥林
男
本科
公司总工
顾问
技术指导
11
史振才
男
本科
项目顾问
顾问
技术指导
制表：
王亮日期：
2008年11月2日
三、课题选择
1、选题理由
（1）、作为中国建筑第八工程局有限公司在福州地区的形象工程，创优树品牌、创精品——拓展福州建筑市场。
（2）、我司已向福州市、福建省工程质协申报优质工程，而混凝土分项工程是创优质工程过程中的重要组成部分，该分项工程必须达到优良——追求卓越目标。
（3）、C60混凝土因其高强性能，可以减少结构构件截面尺寸，增大建筑有效使用空间，从而节约土地、材料等资源，成功使用对提高我司在福州地区建筑施工技术水平有促进作用——现状需要。
（4）、福州地区C60高强混凝土施工较少，工艺复杂，施工难度大，须靠自身技术力量摸索、掌握并完善——技术要求。
2、活动课题
提高C60高强混凝土施工质量
四、现状调查
1、调查一：
北京、广东地区竣工的海文大厦工程、望京新城工程、台商大厦工程、紫竹苑工程，其C60高强混凝土实体强度合格率与肉眼可见裂缝统计如下：
C60高强混凝土实体强度合格率、裂缝统计表表3
工程名称
实体强度合格率（％）
肉眼可见裂缝（条）
备注
海文大厦工程
97
10
实体强度合格率平均96.75％
望京新城工程
96
15
台商大厦工程
99
0
紫竹苑工程
95
0
制表：
黄奎彰日期：
2008年11月3日
2、调查二：
2008年11月我们组织全体组员对我局在北京、广东地区以往竣工的高强混凝土结构内业资料进行分析，总检点数500，不合格点110，其实体强度、裂缝等缺陷数据整理统计归纳如下（见表3）：
高强混凝土施工质量不良统计表表4
序号
项目名称
频数（点）
累计频数（点）
累积（%）
1
实体强度偏低
54
54
49.09
2
裂缝
45
99
90.00
3
蜂窝麻面
5
104
94.55
4
疏松
4
108
98.18
5
其他
2
110
100．00
合计
110
制表：
应国军日期：
2008年11月5日
制图：
应国军日期：
2008年11月5日
由此可见：
“实体强度偏低”和“裂缝”的问题占总频率的90%，为影响质量的两个主要问题，应作为QC小组活动的任务重点加以解决。
3、调查三：
2008年11月6日对本项目已施工完的剪力墙进行强度实体回弹检查过程中，实测74点，合格69点，合格率93.2%，合格率不高；肉眼可见裂缝有10处。
五、设定目标
1、目标设定：
按照《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107－87）、《高强混凝土结构技术规程》（CECS104－99）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）的要求，我们设定以下目标：
目标一：
C60高强混凝土实体强度合格率达到98%，评定合格。
目标二：
C60高强混凝土实体无肉眼可见裂缝。
2、目标依据：
能否实现这个目标，小组进行了分析：
通过分析，可以看出，虽然目前本项目高强混凝土施工质量出现一定的不足，但我们在技术和操作水平上是具有优势的，我们有信心，目标可以实现。
六、分析原因
2008年11月8日，小组成员针对“裂缝”、“实体强度”合格率偏低两大问题进行探讨，集思广益，运用关联图寻找出以下9条末端因素。
图2实体强度合格率偏低、裂缝原因分析关联图
末端因素：
制图：
应国军日期2008年11月8日
七、确定主要原因
小组全体成员对9条末端因素逐一进行验证，从中确认6条主要因素：
表5
末端因素一：
泵车选型欠佳
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
张华俊
确认情况
C60高强混凝土较常规混凝土胶凝材料比重大，粘性增加，与泵管管壁间的摩擦力增大，泵送需要更多的压力贮备，本工程建筑高度168m，泵车压力应为18Mpa，选用“中联重科”生产的HBT80-18-132S泵车满足要求。
结论
非要因
末端因素二：
泵管承压能力不足
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
应国军
确认情况
C60高强混凝土泵送过程会产生很大径向力和横向力，必须采用高压泵管，现场泵管于08.11.8全部更换为高压泵管。
结论
非要因
末端因素三：
泵管布设欠妥
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
史振才
确认情况
原先泵管布设路线弯头有7个，经常发生堵管、爆管现象，影响工程工期及质量，需重新计算出泵管长度，制定可靠的方案。
结论
要因
末端因素四：
混凝土运输时间太长
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
王亮
确认情况
C60高强混凝土扩展度较常规混凝土损失的快，混凝土运输时间超过初凝时间（8h），即不利于泵送，也不利于工程质量，必须制定合理的运输方案解决此问题。
结论
要因
末端因素五：
混凝土配合比设计不合理
验证时间
2008．11.10
确认方法
现场验证
负责人
全海建
确认情况
现所用C60高强混凝土配合比，不利于泵送，水化热大，混凝土实体出现裂缝，强度偏低，应加以解决。
结论
要因
末端因素六：
钢筋间距设计不合理
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
戈祥林
确认情况
混凝土墙体纵向受力筋及水平分布筋的间距为200mm，应与设计院联系调整其间距。
结论
要因
末端因素七：
模板拼缝不够严密
验证时间
2008．11.10
确认方法
现场验证
负责人
黄奎彰
确认情况
立模前已在剪力墙位置地面上用砂浆作一层模板“导墙”，沿其上口粘双面胶带，并用胶带纸将模板的转角位置、板与板之间的缝隙封闭，模板拼缝已经严密，合格率100％。
结论
非要因
末端因素八：
高强混凝土施工方案不完善
验证时间
2008．11.10
确认方法
调查分析
负责人
应国军
确认情况
高强混凝土施工方案未明确具体的混凝土振捣方式及养护方式，应重新修改并细化施工方案。
结论
要因
末端因素九：
砂石原材料不合格
验证时间
2008．11.10
确认方法
现场验证
负责人
黄奎彰
确认情况
C60高强混凝土所有砂石，抽查20批，合格17批，合格率85％，应加强过程控制。
结论
要因
制表：
黄奎彰日期：
2008年11月10日
小结：
实体强度合格偏低、裂缝问题的要因如下：
★高强混凝土施工方案不完善
★混凝土配合比设计不合理
★砂石原材料不合格
★钢筋间距设计不合理
★泵管布设欠妥
★混凝土运输时间太长
八、制定对策
针对以上要因，应用对策表制定对策措施（见表6）：
对策表表6
序号
要因
对策
目标
措施
责任人
地点
完成日期
1
高强混凝土施工方案不完善
完善细化高强混凝土施工方案
保证混凝土成品无裂缝，实体强度合格率达到98％，评定合格。
1、施工方案中应明确混凝土振捣方式及养护方式。
2、实施过程中严格按照施工方案执行。
应国军
施工现场
08.11.15
2
混凝土配合比设计不合理
重新调整混凝土配合比设计
保证混凝土可泵性，成品混凝土无裂缝，实体强度合格率达到98％，评定合格。
1、采用扩展度作为可泵行指标。
2、降低水泥用量，不大于465kg/m3。
全海建
搅拌站
08.11.13
3
砂石原材料不合格
审查混凝土配合比对原材料的要求
混凝土原材料合格率100%。
混凝土原材料严格按照现行施工规范、规程的要求进行分批送检，合格后方可投产使用。
黄奎彰
搅拌站
08.11.13
4
钢筋间距设计不合理
与设计院协商调整墙体纵向受力筋及水平分布筋的间距
纵向受力筋及水平分布筋的间距控制在150mm以内。
通过等面积钢筋代换，将钢筋直径间距改小。
戈祥林
设计院
08.11.13
5
泵管布设欠妥
计算泵管布置长度
保证泵送成功率100%。
按要求布置好水平管、垂直管及弯管走向。
史振才
施工现场
08.11.15
6
混凝土运输时间太长
合理确定C60高强混凝土搅拌时间和运输方案。
保证混凝土入泵前扩展度合格率100%。
1、与搅拌站沟通确认混凝土站内搅拌时间；
2、告知搅拌站车辆数量要求，并派专人对C60混凝土专用运输车辆进行检查；
3、每一辆运输车辆均安装GPRS定位系统，随时监控车辆位置。
王亮
施工现场
08.11.13
制表：
王亮日期：
2008年11月11日
九、对策实施
实施一：
完善细化高强混凝土施工方案
项目经理张华俊召集小组骨干查阅汇总有关高强混凝土施工技术资料，同时学习借鉴我局北京、广东地区高强混凝土施工经验，并邀请公司总工戈祥林，进行技术指导，召开《高强混凝土施工方案》（编号：
ZJBJ/SM-0814）论证审查会议，完善细化该方案，然后对QC小组全体成员以及高强混凝土施工操作者进行技术交底和专题培训。
其中召开技术交底会二次，高强混凝土施工专题培训一次，通过教育使小组全体人员及高强混凝土施工操作者熟悉岗位操作要点，明确设计要求和规范规定。
图片1：
施工方案论证审查会议图片2：
高强混凝土施工专题培训会议
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，每个振捣点安排施工员王亮或者黄奎彰进行全程监控，控制每次以1m为一个振捣层，每个振捣层以10s作为一个振捣周期，以无气泡溢出为准，采用混凝土布料机进行均匀布料，以保证混凝土内部强度均匀，外表外光内实，混凝土骨料分布均匀，不产生裂缝。
图片3：
剪力墙混凝土振捣图片4：
剪力墙混凝土用布料机进行布料
高强混凝土养护也非常重要，安排全海建负责混凝土养护工作，现场进行浇水养护，养护期限不少于14天，以保证混凝土表面湿润为宜。
图片5：
工人浇水养护混凝土图片6：
龄期到的混凝土进行实体回弹试验
实施效果：
通过完善细化高强混凝土施工方案，明确了混凝土振捣方式及养护方法，使小组成员和操作者有章可循，混凝土实体强度合格率提高至90%，未出现肉眼可见裂缝。
实施二：
重新调整混凝土配合比设计
通过试验配置C60高强混凝土所用的水胶比（水与胶结料的重量比）采用0.25～0.42，所用的水泥量不大于465kg/m3，水泥与掺合料的胶结材料总量不大于550kg/m3。
粉煤灰掺量不大于胶结材料总量的30％。
泵送混凝土的砂率34－44％，高效减水剂掺量为胶结材料总量的0.4～1.5％。
并采用扩展度作为评价可泵性能指标的原则。
施工过程中，由试验员全海建在现场对入泵前的每车混凝土进行扩展度试验，其值在500~600mm范围内的方可入泵，此范围以外的混凝土一律不许入泵。
图片7：
调整后的混凝土配合比
图片8：
监理与试验员共同把关混凝土扩展度图片9：
入泵中的混凝土
实施效果：
混凝土配合比设计的重新调整，保证混凝土可泵性，混凝土成品无裂缝，实体强度合格率达到98％，评定合格。
实施三：
审查混凝土配合比对原材料的要求
按试验室配置的C60高强混凝土配合比的要求，逐一对原材料进行审查，检查其出厂合格证书和进场检验报告是否符合要求。
混凝土原材料散装水泥以500t为一验收批，石子、砂以400m3为一验收批，外加剂以10t为一验收批。
石子的检测项目为颗粒级配、含泥量、泥块含量及针、片状含量检验、压碎指标检验。
砂的检测项目为颗粒级配、含泥量、泥块含量。
并定时抽查现场实际使用材料，是否与试验所用材料一样。
要求搅拌站生产室配合比操作台，实施24小时轮流值班制度，保证生产混凝土配合比无异常情况发生。
普图片10：
普通混凝土所用石子图片11：
高强混凝土所用石子
图片12：
高强混凝土用砂图片13：
混凝土配合比控制平台
图片14：
混凝土生产线图片15：
混凝土试块强度报告
实施效果：
通过严格审查混凝土配合比对原材料的要求，严把材料关，砂石等混凝土原材料合格率100％，C60高强混凝土实体强度合格率有显著提高，未出现肉眼可见裂缝。
实施四：
与设计院协商调整墙体纵向受力筋及水平分布筋的间距
由公司总工戈祥林直接与设计院联系，将原设计纵向受力筋与水平分布筋间距200mm，通过等面积代换改为150mm。
并且严格要求墙体保护层厚度，迎水墙面钢筋保护层厚度为45mm，非迎水墙面钢筋保护层厚度为20mm。
迎水墙面钢筋外侧另加一层
φ8@150钢筋网片。
图片16：
迎水墙面钢筋外侧钢筋网片
实施效果：
剪刀墙纵向受力筋及水平分布筋的间距调整为150mm，以及迎水墙面钢筋外侧另加一层φ8@150钢筋网片，混凝土墙面未出现裂缝。
由施工员黄奎彰专门负责指导工人现场组装泵管，并遵循线路短、弯道少、管线布置横平竖直的原则，计算好泵管布置长度，绘制好布管简图，列出各种管件、管连接环、弯管等的规格和数量，提出备件清单。
水平管每隔10米用钢筋支架固定，以便于排除堵管、装拆和清洗管道；垂直管用预埋件固定在楼板顶留孔处。
计算公式如下：
1）、计算公式：
（1）泵车的最大输送距离计算公式
Lmax=Pmax×r/[（2×（k1+k2×（1+t2/t1）×V0）×α0]
k1=（3.00-0.01S）×102
k2=（4.00-0.01S）×102
（2）配管水平换算长度计算公式
L=（l1+l2+...）+k（h1+h2+...）+fm+bn1+tn2
式中：
Lmax----泵最大水平输送距离（m）
Pmax----混凝土泵产生的最大出口压力（Pa）
r----混凝土输送管半径（mm）
k1----粘着系数（Pa）
k2----速度系数（Pa/m/s）
t2/t1----分配切换时间与活塞推压混凝土时间之比,一般取0.3
V0----混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m/s）
α0----径向压力与轴向压力之比,对普通混凝土取0.90。
2）、计算参数：
（1）泵车的最大泵压Pmax=18.00×106（Pa）
（2）混凝土平均流速V0=0.56（m/s）
（3）混凝土坍落度S=200.00（mm）相当于扩展度550mm
（4）混凝土输送管半径r=62.50（mm）
（5）水平配管的总长度l1+l2+...=120.00（m）
（6）垂直配管的总长度h1+h2+...=180.00（m）
（7）软管根数m=0
（8）弯管个数n1=5
（9）变径管个数n2=0
（10）每米垂直管的换算长度k=5.00（m）
（11）每米软管的换算长度f=20.00（m）
（12）每米弯管的换算长度b=12.00（m）
（13）每米变径管的换算长度t=16.00（m）
3）、计算结果：
（1）泵车最大输送距离Lmax=1122.81m
（2）配管的水平换算长度L=1080.00m
经过计算得到最大水平输送距离1122.81（m）,大于配管的水平换算长度1080.00（m）,所以满足要求!
图片17：
工人按要求在安装泵管
实施效果：
通过计算泵管布置长度及合理的布置管道，C60高强混凝土具有良好的可泵性，泵送成功率100％，未产生混凝土冷缝。
由公司总工戈祥林牵头，小组成员与搅拌站试验室多次进行沟通讨论，确认了C60混凝土的搅拌时间为120s。
通过计算确定了本项目C60混凝土需要运输专用搅拌车13辆，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。
计算公式如下：
1）、计算公式：
（1）泵车数量计算公式
N=qn/（qmax×η）
（2）每台泵车需搅拌车数量
n1=qm×（60×l/v+t）/（60×Q）
qm=qmax×η×α
式中：
N----混凝土输送泵车需用台数
qn----混凝土浇筑数量（m3/h）
qmax----混凝土输送泵车最大排量（m3/h）
η----泵车作业效率,一般取0.5-0.7
n1----每台泵车需配搅拌的数量
qm----泵车计划排量（m3/h）
Q----混凝土搅拌运输车容量（m3）
l----搅拌站到施工现场往返距离（km）
v----搅拌运输车车速（km/h）,一般取30
t----一个运输周期总的停车时间,（min）
α----配管条件系数,可取0.8-0.9
2）、计算参数：
（1）混凝土浇灌量qn=40.00（m3/h）
（2）泵车最大排量qmax=79.00（m3/h）
（3）泵送作业效率η=0.60
（4）搅拌运输车容量Q=9.00（m3）
（5）搅拌运输车车速v=40.00（km/h）
（6）往返距离L=80.00（km）
（7）总停车时间t=45.00（min）
（8）配管条件系数α=0.90
3）、计算结果：
（1）混凝土输送泵车需台数N=1（台）
（2）每台输送泵需配备搅拌运输车台数n1=13（台）
（3）共需配备搅拌运输车:
13（台）
由周显正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：
搅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合格率100％，具有可泵性能。
十、效果检查
1、质量效果
1）、2009年2月26日对已完成的C60高强混凝土进行检查，总检点数500，不合格14，其实体强度、裂缝等缺陷数据整理统计归纳如下（见表7）：
高强混凝土施工质量不良统计表表7
序号
项目名称
频数（点）
累计频数（点）
累积（%）
1
蜂窝麻面
5
5
35.7
2
疏松
4
9
64.3
3
其他
3
12
85.7
4
实体强度偏低
2
14
100
5
裂缝
0
14
100
合计
14
制表：
应国军日期：
2009年2月26日
2）、2009年2月26日止共浇捣完成C60混凝土4600m3，经过全部检查，未出现肉眼可见裂缝，达到课题预期目标。
3）、2009年2月26日按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）的要求，对已施工完的剪刀墙混凝土进行强度实体回弹试验，共检查60个点，其实体强度合格率100%，评定合格，达到课题目标，具体数据见表8。
剪力墙实体回弹强度汇总表表8
测点
强度（Mpa）
测点
强度
（Mpa）
测点
强度
（Mpa）
1
60
21
62
41
60
2
62
22
63
42
61
3
61
23
62
43
62
4
64
24
62
44
63
5
65
25
63
45
62
6
68
26
64
46
64
7
66
27
62
47
63
8
62
28
62
48
65
9
65
29
60
49
64
10
64
30
65
50
62
11
63
31
62
51
63
12
65
32
63
52
62
13
64
33
64
53
64
14
63
34
65
54
63
15
64
35
63
55
64
16
62
36
62
56
65
17
61
37
60
57
64
18
60
38
65
58
63
19
60
39
64
59
62
20
62
40
62
60
63
剪力墙混凝土实体回弹合格率为100%
制表：
全海建日期：
2009年2月26日
制图：
全海建日期2009年2月26日
图片18：
现场拆模后混凝土外观
2、经济效益
C60高强混凝土顺利泵送，杜绝了堵管、爆管现象，缩短了工期；混凝土实体强度回弹合格率提高，未出现裂缝，保证了工程施工质量，
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