QC减少现浇箱梁顶板裂纹

核工业西南建设集团有限公司天津外环3标QC小组一、工程概况•外环线东北部调线工程三标段，起讫桩号为K2+000.000～K4+225.715、K4+971.715～K7+750.2，含京津塘高速分离式立交、胜捷路分离式立交、北环铁路分离式立交的路基、规划金钟路分离式立交以及西减河桥。本标段包含桥梁、路基、排水管线，道路桥梁全长5004.2m，总面积251362.9m2，桥梁最大单跨45m。•其中，桥梁工程上部结构均为预应力现浇箱梁，单跨跨度30m～45m，梁高1.8m～2.4m，箱室结构包括单箱单室、单箱三室及单箱四室，设计箱室顶板厚度均为22cm，翼缘板厚度15cm～58.7cm，本标段现浇箱梁施工采用满堂式碗口式模板支架，箱梁分两次浇筑，第一次浇筑至腹板与上倒角交接处以上10～15cm，第二次浇筑箱梁顶板及翼缘板。二、小组概况•1、小组简介二、小组概况•2、小组成员情况二、小组概况•2、小组成员情况三、选题理由•选题理由主要包括以下几点：•1、设计及规范规定：现浇连续箱梁不得出现影响结构性能和使用功能的裂缝，混凝土表面出现非受力裂缝，评定时扣1～3分，裂缝宽度超过设计规定或设计未规定时超过0.15mm必须处理。•2、上级及项目建设单位要求高，天津外环线东北部调线工程要争创天津市“海河杯”，必须确保桥梁工程质量，同时提高桥梁外观质量，打造精品桥梁工程。•3、顶板裂纹影响砼外观及耐久性。四、现状调查•2015年6月30日，QC小组成员对我标段施工完成的京津塘分离立交现浇箱梁右幅13-17#（跨度4×30m、宽度20.75m）顶板、胜捷路分离立交左幅0-3#（跨度3×30m、宽度17.5m）顶板裂纹进行全面调查，调查分两方面，一是对裂纹宽度及深度进行调查，采取了钻取芯样及专用设备测量两种方法（见图4-1、4-2、4-3）；一是对裂纹在顶板的分布及走向进行了调查。四、现状调查图4-1顶板裂纹处钻芯实测四、现状调查图4-2箱梁裂缝宽度检测四、现状调查图4-3箱梁裂缝深度检测四、现状调查•对两联箱梁（共计4065m2）调查中共发现的26条裂纹，QC小组进行了详细记录及分类，见下表。四、现状调查•对两联箱梁（共计4065m2）调查中共发现的26条裂纹，QC小组进行了详细记录及分类，见下表。四、现状调查•按裂缝类别进行了汇总分析，如下表4-2。四、现状调查•根据调查表，绘制出排列图：四、现状调查•结论：从排列图可以看出，横向裂纹及天窗角斜向裂纹共21条，占顶板裂纹总数的80.76%，是主要问题。五、设定目标•1、本次活动目标•目标一：箱梁顶板每1000m2单位面积裂纹数由6.40条减少到3条以内。根据目标一绘制下图5-1。五、设定目标•目标二：最大裂纹深度52mm减少到0.1倍顶板厚22mm以内，即消除浅层裂纹，只允许出现表面裂纹。根据目标二绘制下图。五、设定目标•2、实现目标值的可行性•对于目标一：•现状调查每1000m2单位面积裂纹数为6.40条。•主要问题裂纹21条，占每1000m2单位面积裂纹数为：21/4065×1000≈5.17条。•解决该主要问题70%后，每1000m2单位面积裂纹数为6.40-5.17×70%=2.781条。•以往浇筑箱梁顶板的最好情况：每1000m2单位面积裂纹数2.47条。•结论：箱梁顶板每1000m2单位面积裂纹数由6.40条减少到3条以内可以实现。五、设定目标•对于目标二：•根据调查，出现深度超过0.1倍顶板厚的裂缝均出现在“横向裂纹”及“天窗角斜向裂纹”这两项主要问题中，在有效解决主要问题，并采取其它辅助措施后，将最大裂纹深度减少到0.1倍顶板厚22mm以内是可以实现的。六、原因分析•QC小组于2015年7月15日开会讨论，对“横向裂纹”及“天窗角斜向裂纹”两项主要问题深入分析，广泛收集意见，运用关联图找出其末端因素，见下图。横向裂纹天窗角斜向裂纹现场管控不严温度应力砼收缩裂纹水化热偏大砼原材不合格浇筑时间间隔长支架变形应力集中失水过快砼冷缝砼沉陷裂纹未二次抹面消除早期裂纹坍落度时大时小地基沉陷养护不当砼保护层偏小覆盖不及时水泥用量偏大技术交底不到位无奖惩措施气温高风大集料含泥量超标天窗四角未圆顺过渡集料级配不良初次浇水不及时顶板浇筑顺序不当砼供应不及时昼夜温差大终凝后扰动未按预压方案预压地基浸水拌合投料计量不准干湿交替养护司机私自加水到场砼等待时间长地基承载力不达标顶板钢筋定位不准六、原因分析七、要因确认•1、编制要因确认计划表•根据关联图，小组成员找到了22条末端因素，将末端因素绘制了要因确认计划表，见下表。七、要因确认七、要因确认七、要因确认七、要因确认七、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认2、要因确认七、要因确认通过以上二十二条末端因素的确认，找出了现浇箱梁顶板横向裂纹及天窗角斜向裂纹的主要原因是：1）水泥用量偏大；2）天窗四角未圆顺过渡；3）技术交底不到位；4）覆盖不及时；5）初次浇水不及时。八、制定对策•针对以上五个主要原因，小组成员进行了深入分析、综合论证，采取5W1H的原则，制定以下对策（见表8）。八、制定对策•九、实施对策•为确保设定目标值的实现，针对要因对策和措施，QC小组安排专人按对策逐条实施，实施情况如下：•实施一：进行砼配合比优化设计，减少水泥用量•由QC小组副组长王汝俊牵头，项目试验室主任会同商混站负责人对我标段现浇箱梁C50混凝土配合比进行优化设计，着力解决混凝土水化热偏高的问题。通过配比试验，重新确定水胶比、水泥用量、粉煤灰、矿粉用量及外加剂掺量，在保证胶凝材料总量不变的条件下，将水泥用量从380kg/m3将至340kg/m3，减少了水化热。•实施效果：混凝土配合比重新调整后，减少了水泥用量，降低了水化热。九、实施对策•实施二：对箱梁顶板天窗四角用圆弧过渡•由QC小组组长黄永建确定天窗设置大小80cm×120cm、四角过渡圆弧采用1/4波纹管进行过渡（见下图），由副总工朱凌晨负责现场指导，对后期实施的箱梁顶板所开天窗进行逐个检查，确保天窗开口四角均圆顺过渡。•实施效果：后期施工的顶板所开天窗均按要求进行了圆弧过渡，无直角情况。九、实施对策•实施三：补充完善技术交底内容，重新交底•措施1:由QC小组副组长王汝俊负责补充完善技术交底操作要点，尤其对二次收面的时间、使用工具、操作方式等进行详细叙述，并对现场技术员及操作员进行交底。•实施效果：通过现场考察，现场技术员及操作手能领会交底内容，并按照交底内容进行操作。•措施2:由现场负责人根据浇筑的顶板砼情况按操作要点进行严格控制。•实施效果：通过按操作要点实施的顶板，尤其进行了二次收面后，顶板早期裂纹得到有效控制。九、实施对策•实施四：设专人进行及时覆盖•措施1:由QC小组组长胡鹤鸣负责指导箱梁顶板养护，明确养护开始时间为箱梁顶板混凝土二次收面后立即覆盖。•实施效果：箱梁顶板混凝土二次收面后立即覆盖的时间合适，不会出现混凝土与养护材料粘结。•措施2:由现场技术员喻飞负责监督实施，要求作业队专人负责覆盖。•实施效果：顶板能按要求及时覆盖，有效避免养护的早期失水。九、实施对策•实施五：注重初次浇水时间及浇水方式•措施1:由组员唐友利负责，根据箱梁混凝土初凝时间及现场实际情况，确定初次浇水时间为混凝土初凝后二次收面前进行，浇水方式采取喷雾方式浇水。•实施效果：通过实施表明，初次浇水时间为混凝土初凝后二次收面前进行，浇水方式采取喷雾方式浇水是合适有效的。•措施2:现场安排专人实施。•实施效果：专人负责按初次浇水时间及浇水方式进行，表面不存在失水情况，避免了早期失水产生的收缩裂纹。十、效果检查•1、质量效果•2015年8月15日至9月15日，项目部严格按“对策”实施了胜捷路分离立交左幅3-7#（跨度4×30m、宽度17.5m）顶板及右幅7-10#（跨度35+45+35m、宽度17.5m）两联箱梁顶板（4112.5m2），QC小组于2015年9月30日至10月5日，对该两联顶板进行了仔细检查，对出现的裂纹逐一记录并进行了检测，检查及检测检测结果见下表。十、效果检查十、效果检查•按裂缝类别进行了汇总分析，如下。十、效果检查•根据调查表，绘制出实施后的排列图见图10-1：十、效果检查•根据排列图显示，横向裂纹占多数。•由实测结果可以看出，顶板裂纹数量明显减少，实现了目标一。其活动前后对比柱状图如下。十、效果检查•顶板最大裂纹深度未超过0.1倍顶板厚度（22mm）的裂纹，实现了目标二。其活动前后对比柱状图如图10-3。十、效果检查•2、经济效果•配合比调整后，每立方混凝土增加40kg矿粉，减少水泥40kg，每立方混凝土单价降低为：40×（水泥单价-矿粉单价）=40×（450-150）/1000元=12元，一联箱梁约1600m3混凝土，则可节约费用12×1600=20800元，数量越大，效益越明显。十一、制定巩固措施•1、标准化•在认真总结本次QC活动的实施经验和获取实施有效数据后，我们小组把所采取的各种措施和标准统一整理收集，以此为依据编制《现浇箱梁顶板浇筑作业指导书》，为后续箱梁顶板施工及今后类似项目提供指导。•2、标准实施•在后续箱梁顶板浇筑中，项目部按照此作业指导书进行实施，箱梁顶板裂纹均得到有效控制，如下表11：十一、制定巩固措施十二、总结及下一步打算•1、总结•通过本次QC小组活动，达到了预期的目标，减少现浇箱梁顶板裂纹，保证了箱梁工程质量，取得了一定的经济效益。小组成员在QC小组活动期间，积极参与，各尽所能，得到了充分的锻炼。这次QC小组活动后，小组成员召开了会议，进行自我评价，对活动前后的综合素质进行了对比分析，制出以下综合素质评价表和综合素质评价雷达图。十二、总结及下一步打算十二、总结及下一步打算十二、总结及下一步打算•2、下一步打算•接下来，QC小组将以“提高防撞护栏线性顺直度”为题，继续开展活动。谢谢！