北京市地铁工程混凝土抗压强度控制

张翔耀 吴波玲 李银银

（北京新奥混凝土集团有限公司 北京 100076）

前言

要保证混凝土的质量，就必须加强混凝土生产施工过程的管理，提高质量意识，更重要的是要对生产施工过程实施有效地动态控制。本文以北京市地铁工程混凝土抗压强度质量控制过程为线索，通过对混凝土强度相关因素分析、对策研究、抗压强度质量统计分析和混凝土质量控制，分析北京地铁工程混凝土施工中的强度质量控制。

1 工程概况

地铁七号线西起西客站，沿两广路、东二环、劲松路、化工路分布，最后至焦化厂设置终点站，沿线经过丰台、西城、东城、朝阳等四个区。线路全长约24公里，共设车站21座，全部为地下线，线路在东端设置车辆段一座。

北京地铁10号线是北京地铁继2号线以后的第二条环线，全线位于三环路至四环路间，全长57.1km，全部为地下线，设45座车站。线路贯穿海淀区、朝阳区、丰台区三个行政区。

北京地铁14号线南起丰台区张郭庄站，北至朝阳区善各庄站。全长47.3km，设37个站和2个车辆段。

2012年我公司非常幸运的承接了北京地铁7号线、10号线、14号线，全年累积供应混凝土10余万方，并且在生产地铁混凝土的过程中，对混凝土的抗压强度进行了全面有效的控制。

2 地铁混凝土抗压强度全面质量控制分析

混凝土的质量取决于施工过程中各个工序的完成质量。施工由备料、支模、配料、搅拌、运输 、浇注、振捣、拆模、养护等 9道工序组成。质量控制贯穿于整个施工过程，采取PDCA质量管理手段，进行动态的、有针对性的质量管理，将质量控制落实到每一道工序，是整体混凝土质量控制的关键。

2.1 第一次执行PDCA循环

（1）P计划阶段。从上述九个工序来看，每一个工序都十分重要，可能出现的影响质量因素的分析为，强度结果可能受到原材料的品质、用量、操作人员的技能、施工工艺条件、养护条件及测试方法等诸多方面因素的影响，针对每个因素都应制定严格地控制措施。

（2）D实施阶段。施工中采用的技术措施为混凝土浇筑尽量安排在非高温时段，减弱因气候条件对质量造成的影响；落实施工技术保证与组织措施；具体细致地划分工作面，明确各操作人员的责任范围，尤其在交叉作业区杜绝出现责任盲区；加强对操作工人的思想教育和技术培训 ，提高工人的技术素质 ，杜绝因操作失误而产生质量缺陷。严格控制施工配合比，控制坍落度，使每层混凝土与前一层混凝土能在初凝之前很好地结合，避免产生明显的施工缝。振捣方法要求正确，不得漏振或过振，振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止；混凝土养护措施施工完成后马上覆盖，以减小表面水份蒸发过快，同时浇水养护，脱模后混凝土盖麻布继续洒水养护。

（3）C检查阶段。混凝土在浇筑的同时，应按照相关规范的规定。留置试件，以检测该批混凝土的抗压强度、抗渗性及其按设计要求的性能，同时，还应加强养护期间覆盖物的覆盖程度及其浇水次数浇水龄期的检查等工作的执行情况。

（4）A结果处理阶段。找出存在的问题，如施工初期强度波动很大，工作性不佳、施工操作不好等问题。进入一循环中，进行改进。

2.2 执行后续PDCA循环

图1 地铁施工现场

后续施工中继续不断地针对上一循环中出现地问题进行改进，总结成功经验，执行本次 PDCA强度质量控制循环。这样就可以经过接连不断地质量循环控制，使得施工用混凝土的质量逐步地提高，得到保证。循环中的抗压强度分析方法与计算实例如下。

3 混凝土抗压强度的合格性判定方法

3.1 计算方法

当验收批的试块数量不少于10组时，按照（1）、（2）公式进行计算 ：

式中：mfcu为同一验收批混凝土试块抗压强度的平均值，N/mm2；fcu,k混凝土试块抗压强度标准值（设计值），N/mm2；fcu,min为同一验收批混凝土试块抗压强度的最小值，N/mm2；Sfcu为同一检验批混凝土立方体强度的标准差，N/mm2；fcu,i为第i组混凝土试块的抗压强度N/mm2；n为本检验期内的样本容量；当Sfcu的计算值小于2.5N/mm2时，应取2.5N/mm2；λ1、λ2为合格判定系数，取值见表1。

表1 合格判定系数

3.2 合格性判定方法

当计算结果能同时满足式（1）、（2）时，则该验收批混凝土强度应判定为“合格”，否则应判定为“不合格”。

4 混凝土生产质量水平的评定

若以一个统计周期中相同设计强度混凝土试块为同一验收批，在一般情况下n≥30，则

式中：n为统计周期内相同强度等级的混凝土试块组数；n0为统计周期内试块强度不低于设计强度等级的试块组数；P为强度不低于要求强度等级的百分率，%。

表2 混凝土强度标准差

按GB50164-2011《混凝土质量控制标准》规定，对混凝土质量水平评定依据表2，且P应不小于95%。

5 控制结果实例分析

以北京地铁工程C30混凝土为例分析，控制结果列于表 3中表中编号1部分为第一次PDCA质量循环控制过程中的监测数据，编号2部分为调整后的第二次循环、第三次循环… …的部分检测数据，数据按测试时间顺次记录。测试条件按相关标准规定执行。

5.1 C30混凝土强度的评定和合格性判定

计算得出fcu.min=33.6N/mm2，mfcu=38.5N/mm2，S=2.11MPa，取值：2.5MPa，带入数据计算后满足公式（1）、（2）要求，因此C30混凝土抗压强度应评为合格。

表3 地铁工程C 30抗压强度控制值测试结果

5.2 C30混凝土生产质量水平的评定

计算得出σ=2.5MPa，P=100%，符合表2中的相关规定，说明该工程现浇混凝土的强度和生产质量水平较好。

按抽样顺序将110组混凝土的抗压强度数据样本，绘出相应的质量控制图2，从图中可以看到，随着抽样时间的延后，混凝土强度在满足标准要求的同时强度不断稳定。

图2 C30混凝土抗压强度质量控制图

结语

通过在北京地铁工程中运用全面质量管理控制方法来提高混凝土施工质量，对混凝土实测数据采用数理统计方法进行分析，评价施工中混凝土的实际质量与质量控制的有效性。提高了混凝土施工的质量。将一个离散性较大的混凝土质量过程，控制到均匀性好，σ=2.11MPa质量良好的混凝土，说明PDCA方法在北京市地铁混凝土工程质量控制应用是可行的，为我公司混凝土抗压强度质量控制提供了科学依据。