原兆江 （山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

QC（Quality Control） 意為質(zhì)量控制，是開展生產(chǎn)活動(dòng)的必要手段，也是全面質(zhì)量管理活動(dòng)的重要工具[1]。建筑工程生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)于存在的施工質(zhì)量通病，運(yùn)用QC創(chuàng)建專業(yè)課題，同時(shí)借助PDCA循環(huán)，通過(guò)分析問(wèn)題和要因確認(rèn)，從而針對(duì)性制定治理措施，以此提高施工質(zhì)量，解決通病問(wèn)題。

1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

1.1 工程概況

晉城市東山郡居住小區(qū)6#、7#、8#住宅樓建筑層數(shù)為-2/33，其中地下2層為住宅儲(chǔ)藏，地上33層為單元式住宅，總高100.9m。建筑設(shè)計(jì)為剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，板厚1.5m，埋深8.5m，采用C40 P6（強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P6）混凝土澆筑成型。

1.2 現(xiàn)狀調(diào)查

在6#和7#樓筏板基礎(chǔ)澆筑完成2d 后，項(xiàng)目質(zhì)檢部會(huì)同駐地監(jiān)理進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)混凝土表面普遍存在裂縫現(xiàn)象，后經(jīng)劃分單元檢查統(tǒng)計(jì)，抽檢50處其中34處存在裂縫，裂縫率高達(dá)68.0%。當(dāng)前裂縫基本以表面裂縫為主，縫寬0.04mm～0.14mm，局部存在露筋現(xiàn)象。此類裂縫本身對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)性能基本沒有影響，僅做表面修復(fù)即可，但考慮到筏板厚度為1.5m，屬于大體積結(jié)構(gòu)，混凝土澆筑后會(huì)因水化反應(yīng)釋放大量熱量，而混凝土為熱的不良導(dǎo)體，在其表面熱量及時(shí)散失而內(nèi)部熱量難以釋放時(shí)，便會(huì)形成較大內(nèi)表溫差，從而在熱脹冷縮作用下，混凝土內(nèi)部會(huì)因體積膨脹明顯而產(chǎn)生裂縫。但是，此類裂縫處于隱蔽狀態(tài)，肉眼難見，隨著混凝土齡期的增加和水化熱的釋放，該裂縫逐漸擴(kuò)展并與表面裂縫連通后，便會(huì)形成貫穿性裂縫。

1.3 危害分析

貫穿裂縫屬于塑性裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)性能影響較大，具體表現(xiàn)為：①鋼筋的外露在自然環(huán)境下必然會(huì)發(fā)生銹蝕，使結(jié)構(gòu)承載力和耐久性降低；②構(gòu)件整體性被破壞，結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，服役過(guò)程會(huì)因受力體系不符合原設(shè)計(jì)而對(duì)建筑質(zhì)量及其運(yùn)行安全造成嚴(yán)重影響[2]；③混凝土結(jié)構(gòu)失去防水性能，其自身及其他構(gòu)件易產(chǎn)生浸水損害，承載力和耐久性隨之削弱。

結(jié)合歷史項(xiàng)目來(lái)看，溫度裂縫屬于大體積混凝土的質(zhì)量通病，主要是由混凝土內(nèi)表溫差過(guò)大產(chǎn)生的溫度應(yīng)力所引發(fā)，而混凝土水化熱峰值一般出現(xiàn)在澆筑完成后3d～5d，本工程筏板在澆筑2d 便出現(xiàn)大量表面裂縫，待齡期進(jìn)入3d～5d 后，極有可能內(nèi)外裂縫擴(kuò)展連通后形成貫穿裂縫[3]。因此，必須采取措施進(jìn)行裂縫控制，以保證結(jié)構(gòu)完整性和耐久性。

2 分析問(wèn)題

鑒于大體積混凝土溫裂通病和貫穿裂縫的危害，本工程結(jié)合實(shí)際情況，創(chuàng)建以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)、技術(shù)總工為副組長(zhǎng)、全體技術(shù)人員為組員的現(xiàn)場(chǎng)QC 小組，同時(shí)借助PDCA 循環(huán)法，從人、料、機(jī)、法、環(huán)五大方面11個(gè)末端因素進(jìn)行裂縫原因分析和要因確認(rèn)。

2.1 人員

2.1.1 人員水平

人員實(shí)施崗前培訓(xùn)制，考試合格并取得對(duì)應(yīng)崗位證書后方可進(jìn)行項(xiàng)目管理和實(shí)操作業(yè)。

2.1.2 質(zhì)量意識(shí)

每道工序?qū)嵤┣熬鶗?huì)進(jìn)行技術(shù)交底，明確施工參數(shù)、質(zhì)量要求和注意事項(xiàng)，且堅(jiān)持每天進(jìn)行班前教育。

2.1.3 施工自檢

嚴(yán)格執(zhí)行三檢制度，操作手自檢、工種間互檢、質(zhì)檢員專檢，做到上道工序驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序，不留質(zhì)量隱患。經(jīng)查，人員方面均符合設(shè)計(jì)要求和施工流程，為非要因。

2.2 材料

本工程采用商品混凝土，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)部現(xiàn)場(chǎng)檢查、抽樣復(fù)檢以及查閱技術(shù)報(bào)告，混凝土原材料、配合比及拌合情況控制如下。

2.2.1 原材料

（1）水泥：選用具有低水化熱的P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）骨料：細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)為2.3、平均粒徑為0.34mm 的中砂，含泥量≤3%；粗骨料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配連續(xù)、粒徑5mm～25mm碎石，含泥量≤1%。

（3）水：市政飲用水。

（4）摻合料：選用F類Ⅱ級(jí)粉煤灰（具有一定的膠凝作用），通過(guò)減少水泥用量來(lái)降低混凝土水化熱。實(shí)踐證明，單位體積混凝土中水泥用量每減少10kg，水化熱溫度可降低1℃。

2.2.2 配合比

本工程筏基所用C40 P6混凝土配合比見表1。

表1 原C40 P6混凝土配合比

從配合比來(lái)看，本工程針對(duì)大體積混凝土只是應(yīng)用了粉煤灰一種摻合料，并未采用“雙摻”技術(shù)，致使水和水泥用量較大，水化熱增加，溫裂概率增大。

2.2.3 混凝土拌合

混凝土采用二次投料的砂漿裹石工藝加4℃冷水拌合，可有效減少5%水泥用量且提升10%強(qiáng)度，同時(shí)保證混凝土入模溫度不超過(guò)30℃，以控制混凝土水化熱及內(nèi)表溫差[4]。

從混凝土控制情況來(lái)看，當(dāng)前配合比雖然在強(qiáng)度方面滿足設(shè)計(jì)要求，但并未考慮筏板基礎(chǔ)的大體積特征，且未采用雙摻技術(shù)對(duì)水泥用量及水化熱進(jìn)行有效控制。因此，混凝土配合比不合理為溫度裂縫產(chǎn)生的要因，需進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 機(jī)器

經(jīng)查，本工程混凝土施工全過(guò)程所用機(jī)械、設(shè)備及儀器性能良好、資料齊全，均符合施工要求，為非要因。

2.4 工法

2.4.1 混凝土澆筑

本工程筏基尺寸和混凝土體量較大，為避免一次澆筑產(chǎn)生過(guò)大溫度應(yīng)力，采用分段斜面分層法澆筑（如圖1 所示），并按“S”狀順序進(jìn)行泵送布料，層厚按30cm～50cm控制，同時(shí)合理設(shè)置施工縫和后澆帶，以放松約束程度，減少單次澆筑蓄熱量，避免水化熱聚集。

圖1 混凝土斜面分層澆筑及振搗示意圖

2.4.2 混凝土振搗

混凝土采用插入式50振搗棒振搗，振點(diǎn)均勻排列，移動(dòng)間距不大于振搗棒有效振搗半徑的1.5倍（以40cm為宜），且各振點(diǎn)間振搗搭接5cm～10cm。振搗過(guò)程遵循“快插慢拔、先低后高、直上直下”原則，單點(diǎn)振搗時(shí)間控制在20s～30s，以混凝土表面無(wú)明顯下沉、無(wú)氣泡冒出、表面泛漿為度。

此外，本工程混凝土施工實(shí)施二次振搗二次抹壓工藝，以排除混凝土因泌水作用而在石子和水平鋼筋下部形成的空隙和水分，從而提高其粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，同時(shí)減少內(nèi)部裂縫與孔隙，提升混凝土抗裂性能，閉合早期干縮裂縫。

2.4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成12h 后開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期14d。本工程采用覆蓋灑水保溫保濕養(yǎng)護(hù)方式，覆蓋層組成為一層石棉被（4cm 厚）加一層草墊，其中石棉被保溫，草墊保濕，灑水頻率以混凝土表面時(shí)刻保持濕潤(rùn)為度。

最小保溫層厚度驗(yàn)算：根據(jù)GB 50496-2018《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，大體積混凝土表面與環(huán)境溫差不宜大于20℃，內(nèi)部與表面溫差不宜大于25℃，以防結(jié)構(gòu)因溫差過(guò)大而引發(fā)溫度裂縫[5]?；炷磷钚”貙雍穸圈挠?jì)算公式見式（1）。

式中參數(shù)含義及本工程取值見表2。

表2 最小保溫層厚度計(jì)算公式參數(shù)含義及取值

將參數(shù)取值代入式（1），則：

經(jīng)驗(yàn)算，本工程保溫層（石棉被）最小厚度為7.5cm，實(shí)際只有4cm，達(dá)不到溫控要求。

因此，在工法所屬末端因素中，混凝土澆筑和振搗為非要因，混凝土養(yǎng)護(hù)措施不到位為要因。

2.5 環(huán)境

選擇較適宜的氣溫進(jìn)行混凝土澆筑，盡量避開高溫天氣。若遇高溫天氣澆筑，應(yīng)對(duì)混凝土運(yùn)輸車及泵管采取隔熱措施，以降低混凝土入模溫度，減小內(nèi)表溫差。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，混凝土澆筑環(huán)境條件控制良好，為非要因。

3 解決問(wèn)題

3.1 目標(biāo)設(shè)定

經(jīng)過(guò)兩次PDCA 循環(huán)，QC 小組在11個(gè)末端因素中確認(rèn)出混凝土配合比不合理和養(yǎng)護(hù)措施不到位兩個(gè)要因?；诖耍ㄟ^(guò)技術(shù)措施和管理措施的制定，計(jì)劃將混凝土裂縫率降至5%以下，且不得出現(xiàn)貫穿裂縫。

3.2 要因治理

鑒于6#、7#樓筏板基礎(chǔ)混凝土施工出現(xiàn)的裂縫病害，QC小組經(jīng)原因分析和要因確認(rèn)，針對(duì)8#樓施工采取以下治理措施。

3.2.1 優(yōu)化配合比

混凝土配合比采用“雙摻”技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即同時(shí)摻加粉煤灰和外加劑（具體摻量通過(guò)試驗(yàn)確定）。外加劑選用具有緩凝和減水作用的復(fù)合型，其不僅可改善混凝土的和易性，同時(shí)還可減少約10%的水泥和10%的拌合水，從而降低水化熱及其釋放速度，推遲放熱峰值的出現(xiàn)，大大減小溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。

此外，基于“精料方針”，在其他指標(biāo)不變情況下，采用粒徑5mm～40mm 石子代替原5mm～25mm 石子，細(xì)度模數(shù)2.8、平均粒徑0.38mm的大粒中砂代替原細(xì)度模數(shù)2.3、平均粒徑0.34mm 的小粒中砂。如此，可在水灰比不變情況下，減少拌合水15kg/m3、20kg/m3、水泥20kg/m3、30kg/m3，從而既可提升混凝土強(qiáng)度，又可減小水化熱量，抑制溫度裂縫的出現(xiàn)。優(yōu)化后的混凝土配合比見表3。

表3 優(yōu)化后的C40 P6混凝土配合比

3.2.2 完善養(yǎng)護(hù)措施

增加保溫層厚度，添加混凝土抗裂薄膜，采用“一層薄膜+兩層石棉被（8cm）+一層草墊”的組合覆蓋層。此外，為進(jìn)一步減小混凝土內(nèi)表溫差，8#樓實(shí)行“內(nèi)降外?！别B(yǎng)護(hù)模式，即除覆蓋養(yǎng)護(hù)外，混凝土澆筑前在構(gòu)件內(nèi)部預(yù)埋冷卻管，澆筑后利用熱傳遞原理，通過(guò)通水循環(huán)的方式將混凝土內(nèi)部水化熱帶走，使其及時(shí)散失，以此降低內(nèi)部溫度，減小內(nèi)表溫差。冷卻管采用Φ30 鑄鐵水管制作，按“S”型布設(shè)2 層，水平、垂直間距分別為1.0m和0.5m，進(jìn)出水口各外露50cm。

混凝土養(yǎng)護(hù)期間，實(shí)施溫度監(jiān)測(cè)，以確保內(nèi)表溫差≤25℃，表面與環(huán)境溫差≤20℃，溫降速率≤2℃/d，從而達(dá)到溫控目的。溫測(cè)時(shí)間原則上不少于12d，其中前5d每2h 測(cè)量一次，后7d 每4h 測(cè)量一次，當(dāng)溫測(cè)曲線發(fā)生突變時(shí)，每1h測(cè)量一次。溫測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在溫度變化、絕熱溫升和收縮應(yīng)力產(chǎn)生最大的部位，其中剖面位置上下測(cè)點(diǎn)位于距混凝土表面和地面10cm處，中間測(cè)點(diǎn)位于筏板厚度中心，如圖2所示。

圖2 測(cè)點(diǎn)布置剖面示意圖

3.3 效果檢查

在完成混凝土配合優(yōu)化和養(yǎng)護(hù)措施完善后，8#樓筏板基礎(chǔ)澆筑完成5d時(shí)，經(jīng)劃分單元現(xiàn)場(chǎng)檢查統(tǒng)計(jì)，抽檢30處僅有1處存在輕微裂紋，裂縫率為3.3%，且在養(yǎng)護(hù)9d 后，采用超聲法進(jìn)行裂縫深度檢測(cè)，最大深度為3.4mm，為表面裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)性能無(wú)影響，達(dá)到工程預(yù)期。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次QC 活動(dòng)，使筏板基礎(chǔ)混凝土裂縫率從68.0%降低至3.3%，不僅消除了裂縫病害，提高了施工質(zhì)量，而且強(qiáng)化了小組人員的質(zhì)量意識(shí)、個(gè)人能力和團(tuán)隊(duì)精神，達(dá)到了通過(guò)“解剖一個(gè)問(wèn)題”推動(dòng)“解決一類問(wèn)題”的目的。