運用pdca迴圈法
解決承台大體積混凝土溫度裂縫
單位：禹閻專案部
發表人： 張杰
發表時間：2023年1月
一、工程概況
禹閻高速公路位於gz40國道幹線陝西境內禹門口～閻良段，我公司承擔c11合同段的施工任務。本合同段的金水溝特大橋是全線的控制性工程和重難點工程之一。
金水溝特大橋全長855公尺，屬於預應力混凝土剛構變截面連續箱梁橋，跨徑組合為：88m+5×136m+78m。該橋具有長樁、高墩、大跨度等特點。
本橋1、2、3、4、5＃墩承臺結構尺寸為16.5×12×3.8m，6＃墩承臺結構尺寸為12×12×3.
8m。混凝土設計強度為c30，數量分別為752.4 m3和547.
2m3，屬於大體積混凝土施工。
二、qc小組概況
1、小組概況表：
2、小組成員簡介：
三、選題理由和活動目標
大體積混凝土在水化過程中會產生大量的水化熱，且熱量不易散發，當內外溫差過大時，容易使混凝土產生溫度應力裂縫，破壞混凝土結構。
傳統的大體積混凝土分層、分塊施工方法雖可取得較好的防止溫度應力裂縫的效果，但其工序繁雜、工期延長。所以，我們制定了承台大體積混凝土一次性澆築完成的方案。
由於這是我單位第一次採用一次性澆築的方法施工大體積混凝土，為快速、高質地完成大體積混凝土施工，同時為今後的同類工程施工積累經驗，我們成立了本qc活動小組。
四、活動過程
第一階段，p：計畫階段
第一步：分析現狀
我們於5月初在承臺施工之前就開始了qc活動，對影響大體積混凝土質量的理論原理和各個施工環節進行了詳細的分析，認為從混凝土配合比的選定到混凝土現場澆築施工存在諸多影響混凝土質量的不利因素，須提前逐一解決。
第二步：分析產生問題的原因
1、承臺c30混凝土為高標號混凝土，體積較大，產生的水化熱較大且熱量不易散發；
2、夏季施工期間環境溫度較高，砂、石和水泥的溫度較高，致使混凝土出料溫度較高，且混凝土在運輸的過程中，公升溫較快，致使混凝土入模溫度較高；
3、冬季施工期間環境溫度較低，混凝土內外溫差加大，不利於溫控；
4、混凝土數量大，施工時間長，工人易產生疲勞，責任心下降。
第三步：擬定措施、對策
1、針對第1個原因，我們首先優化了c30混凝土配合比，遵循了以下幾個原則：選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度；摻加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化熱產生的高溫峰值；摻加高效減水劑，以減少水和水泥的用量，延長混凝土達到最高溫度的時間；在保證可幫浦性的前提下，儘量減少單位體積混凝土的用水量，嚴格控制水灰比。
通過理論計算，在混凝土內部埋設適量的冷卻水管，通迴圈冷水以帶走混凝土內部的水化熱，達到降溫的目的。
在混凝土養護期間，在混凝土內部預埋溫度感測器，以加強對承臺混凝土內部溫度場的分布和內外溫度差的監控，如發現溫度有異常立即採取措施。
2、針對第2個原因，我們採取以下措施：降低砂石料和水泥等材料溫度，砂石料倉和水泥罐上搭設涼棚，避免太陽光直接照射，碎石用冷水噴淋；拌和用水在距離開盤前1小時從水井內抽出來；混凝土輸送罐車外包裹塑料保溫膜，防止太陽照射後公升溫過快。
3、針對第3個原因，我們採取搭設保溫棚的方法，在棚內採取適當的加溫措施，以防止混凝土表面溫度過低。
4、針對第4個原因，我們首先對工人採取動員教育，提高大家的責任感。同時，增加工人數量，混凝土施工期間採用三班倒作業。
第二階段，d：實施階段
大體積混凝土施工工藝流程圖
第乙個施工的6＃左幅承臺於2023年5月31日20：00開始，至6月1日22：00結束，歷時26個小時。
混凝土溫度監控觀測時間為6月1日～6日。在混凝土的公升溫和峰值階段，即6月1日～3日，每隔1小時測溫1次；在持溫和降溫階段，每2～4小時測溫1次。在測量混凝土內部溫度的同時，抽測外界的環境溫度和進出口水溫以進行對比。
根據測點編號順序，記錄所測溫度資料。
混凝土通冷卻水散熱養護時間為6月1日～8日，持續時間為8天。在通冷卻水散熱養護的過程中，需隨時結合溫度監控的結果，如發現調節迴圈水流的速度、區域性通高溫水公升溫或停止通迴圈水等，以使混凝土內部溫度呈連續、均勻的變化，盡量減小溫度應力。
在混凝土養護期間，通過對溫度監測，發現存在以下問題：
1、第二層水管水流速度較慢，致使降溫效率降低，出水口水溫較高；
2、夜間環境溫度較低，致使混凝土內外溫差加大；
3、因線路故障中途停電，致使中斷迴圈冷卻水達2小時，混凝土內外溫差加大。
針對以上問題，立即實施了如下措施：
實施1、對第二層水管單獨採用水幫浦供水，以增大水壓力，加快水流迴圈速度。規定在後續的施工前和施工過程中加強管路檢查，防止堵管；同時，通過大會、講座和談話等形式，對職工進行了深入的思想教育，加強了全員的責任心，強化質量意思。
實施2、夜間溫度較低時，混凝土表面採用蓄水養護，將溫度較高迴圈出水直接放在承台基坑內，以減小混凝土內外溫差；
實施3、在承臺現場備用一台小型發電機和一台水幫浦，以防止意外停電和水幫浦損壞，保證迴圈冷水**的連續性。
第三階段，c：檢查階段
資料檢查對比分析及研究結論：
第二個施工的5＃左幅承臺於2023年7月5日10：00開始，至7月6日16：00結束，歷時30個小時。
下圖為具有代表性的1＃－8、4＃－8和7＃－8三個測溫點在垂直方向的溫度變化曲線。其縱座標為監測點溫度、橫座標為監測時間，從首批混凝土澆築10小時後開始。其中系列1為7＃－8點曲線、系列2為4＃－8點曲線、系列3為1＃－8點曲線。
從監測資料分析結果發現，上層1＃－8點平均溫度最低、下層7＃－8點平均氣溫次之、中部4＃－8點平均溫度最高，這種情況與理論分析情況是相符的：因為下層雖然先施工，其水化熱釋放較早，但其由於靠近地面，熱量不易自然散發，所以其溫度較之上層的溫度要高。持溫階段，上、中、下三層溫差梯度為2～11℃，符合《混凝土結構工程施工與驗收規範》的相關要求（內錶溫差不宜超過25℃）。
2、水平方向溫度分布情況
水平方向溫度分布主要反映出溫度在水平面內的傳導情況。下圖為具有代表性的4＃－1、4＃－7和4＃－8三點在水平方向的溫度變化曲線。其縱橫座標意義同上圖。
其中系列1為4＃－1點曲線、系列2為4＃－7點曲線、系列3為4＃－8點曲線。從監測資料分析結果發現：在持溫階段，承臺邊角位置的4＃－1點溫度最低、承臺正中心位置的4＃－8點溫度次之、兩者之間的4＃－7點溫度最高。
從資料上看，本監測結果似乎不符合實際情況：一般認為，承臺正中心的4＃－8點溫度會最高、4＃－7點次之、邊角位置的4＃－1點溫度最低。但從冷卻系統的進出水管的布置位置可以看出，迴圈冷水是從承臺正中心的4＃－8點進入的，所以正中心位置的混凝土降溫幅度較大，造成其溫度比4＃－7點溫度低。
但從圖中資料可以看出，此二點溫度相差較小，為0～3℃。所以在實際施工養護過程中此二點的溫度極為接近，隨著進水溫度和水流速度的變化，可能會出現溫度曲線相互交叉的情況。
第四階段，a：處理階段
各個承臺施工完畢後經監理檢查驗收，大體積混凝土的施工質量均符合設計和規範要求。我們qc小組總結出了大體積混凝土在水化養生期間水平方向和垂直方向溫度場分布的曲線圖，掌握了冷卻水進口溫度、迴圈速度和混凝土溫度場變化之間的內在關係。同時，我們在施工過程中不斷對施工方案進行優化，並完成了大體積混凝土施工**一篇，為我單位以後施工同類工程提供了參考。
五、活動後感想及下一步的打算
通過本次的qc活動，使得一次性澆築完成大體積混凝土的施工取得了成功。為我們在今後的工作中解決問題題提供了一條有效的途徑，培養了大家團結合作、分析問題、解決問題的能力。
下一步，我們將成立「無支架翻模法施工百公尺高墩」和「掛籃法施工預應力混凝土連續箱梁」兩個qc活動小組，開展後續的科技攻關活動。
相關工程**
（一、北京市建築工程研究院生產的jdc－2型建築電子測溫儀）
（二、技術人員和監理工程師在現場測取混凝土溫度）
（三、位於承臺中部的進水管布置）
（四、位於承臺角部的出水管布置）
（四、施工完成的承臺）
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