混凝土施工特殊过程质量分析及控制措施

2021-07-23王政

石油化工建设 2021年3期

王政

南京扬子石油化工工程有限责任公司江苏南京210048

扬子石化公司油品质量升级及原油劣质化改造项目（以下简称扬子炼油改造项目）共有56 个工程建设主项，包括12 套新建装置、2 套改造装置、42 个公用工程及辅助配套项目。整个项目的混凝土浇筑工程量超过200 万m3，大体积混凝土施工量大，连续浇筑时间长。众所周知，混凝土施工作为一个特殊过程，从商品混凝土的生产到施工现场混凝土的浇筑、养护，环节多，不确定因素多，发生问题后无法返修。同时，项目施工承包商、分包商多，人员素质和技术水平参差不齐。这些实际情况决定了扬子炼油改造项目在建设中干扰因素多,混凝土施工特殊过程质量控制难度大。

以下通过对扬子炼油改造项目在混凝土施工特殊过程的预测分析，提前采取有效措施加以纠偏调整，保持混凝土质量控制工作的持续改进，做好事前、事中控制，降低了混凝土质量控制的难度，保证实体质量全部合格。

1 检测质量分析

混凝土工程具有一定的隐蔽性，不符合质量要求的混凝土会导致强度等力学性能指标的降低；不密实的混凝土会导致混凝土构件承载力和刚度不同程度的降低，影响结构的安全性。因此，可靠的浇筑质量是保证混凝土满足其设计强度、保证其结构力学性能的重要前提[1]。

扬子炼油改造项目建设总工期约为37 个月。自开工起，根据检测单位出具的砂/ 水/ 砖检测报告、钢筋检测报告、钢筋接头检测报告、混凝土试块报告、压实度检测和土工检测报告、混凝土抗渗/ 抗折检测报告，实时收集了混凝土标养试块等土建工程检测试验项目数据，以统计周期（7d）为横坐标，以混凝土标养试块累计合格率为纵坐标，绘制该项目土建工程检测试验累计合格率趋势图（图1）。与此同时，建立了《土建工程检测试验不合格项目统计表》，细化到56 个工程建设主项，通过动态跟踪及时发现偏差，并进行原因分析，采取纠偏措施，以消除质量隐患。

图1 混凝土标养试块累计合格率趋势图

通过对图1 中检测数据进行分析发现，1—3 月初（图1 中A 区）的混凝土标养试块累计合格率低于90%，此后B 区曲线走势波动较大，C 区（即6 月开始）标养试块累计合格率上升至90%左右，并逐渐趋于稳定。

2 质量控制重点措施

扬子炼油改造项目混凝土施工特殊过程质量控制采取科学统计方法，通过绘制混凝土标养试块累计合格率趋势图对混凝土质量进行预警，一旦发现曲线存在下降趋势，立即开展专题原因分析，从混凝土的供应、现场施工、见证取样、试验室检测、浇筑后养护等环节加强过程控制。除了通常控制措施外，重点采取了如下措施加强管理：

2.1 加强混凝土制备质量管理

混凝土的制备在混凝土施工过程中占有重要地位。要保证混凝土工程的质量，首先要保证预拌混凝土的质量。扬子炼油改造项目采用商品混凝土，通过公开招投标方式选择质量可靠、信誉好的混凝土供应企业。开工后再次对其单位资质、质量保证体系及人员资质情况进行考察；对混凝土自动化生产线，搅拌过程中配料、搅拌的电脑控制实际操作情况进行实地查看；对砂、石堆场条件，以及试验室检测设备、资料保存等影响混凝土质量的各个环节进行检查。

图1 中A 区的检测数据来自建设初期的混凝土标养试块，此阶段样本容量小,统计的代表性不强。此时只有渣油加氢总降压站开始土建施工，其中C15 砼累计浇筑量为490m3，同养试块4 组、标养试块6 组、送检标养试块6 组、抗压强度合格3 组；C30 砼累计浇筑量为651m3，同养试块3 组、标养试块7 组、送检标养试块7 组，且全部检测合格。通过追踪C15 砼抗压强度异常产生的原因，了解到混凝土搅拌站因用石粉替代粉煤灰所致。

此后，图1 中B 区曲线走势波动较大。5 月混凝土标养试块累计合格率下降，出现不合格试块增多、强度偏低现象。为此，立即追溯抽查了3 月以来的商品混凝土的试配强度报告。进一步统计发现，在建项目中硫磺回收装置出现的不合格项占41.7%。对该装置绘制烟囱混凝土标养试块C30 试验值分布图（图2）。

图2 硫磺回收装置烟囱混凝土标养试块C30 试验值分布图

可见，图2 中直方图呈折齿型，属于偏态分布。统计的C30 混凝土标养试块共24 组，其中代表值在40～45 的有1 组，占4%；代表值在35～40 的有4 组，占17%；试块的抗压强度均高于设计强度等级，不影响实体质量。代表值在30～35 的有8 组，占33%，符合要求。代表值在28.5～30.0 的有1 组，占4%；代表值在22.5～28.5 的有7 组，占29%；代表值小于22.5 的有3 组，占13%。直方图表明，硫磺回收装置烟囱混凝土标养试块试验值超出了规范要求的标准下限，已出现不合格混凝土标养试块。进一步统计发现，3 组试块代表部位为垫层,不参与结构构件的混凝土强度评定，可以关闭。其余8 组按规范要求进行加倍复检且都合格，实体质量不受影响。

由于硫磺回收装置烟囱内衬、隔热层和筒壁施工的工艺技术和质量控制要求高，扬子炼油改造项目采取了针对性措施。首先，从混凝土试块制作人员、制作方法、制作工具和试块养护等方面，向施工承包商、监理单位和商品混凝土供应商提出了控制要求。其次，为防止混凝土工程出现不合格品，组织专题会进行讨论、确定控制混凝土质量措施，并派监理人员进驻搅拌站，检查原材料质量，在混凝土出厂前进行见证取样。8 月中旬雨水较多，商品混凝土砂石含水率变化大，针对混凝土标养试块合格率波动，立即组织相关人员及时去搅拌站督促其控制好坍落度，在原材料使用上进行调整。

为了从源头抓混凝土的浇筑质量，本项目要求供应商建立针对扬子炼油改造项目的质量保证体系，制定供应计划和工作程序。例如，配合比设计应考虑现场施工不利因素、保证原材料质量；特别是对大体积、烟囱、大型动设备基础等施工周期长、工作影响面大的混凝土，要设立专项保证措施，准备好应急预案。

商品混凝土在搅拌站集中生产，用计算机控制各混合料的掺量。运输过程中采用汽车泵泵送，合理控制运输时间。同时，为了保证工程质量检测数据的真实性，派遣监理人员进驻混凝土搅拌站，对混凝土出厂从取样到送检实行全过程监控。通过这些措施，使混凝土的制备质量得到了保证。

2.2 加强混凝土检测试验室管理

混凝土外观上有蜂窝、麻面缺陷，工程质量验收中主要以混凝土试块检验值为依据，检测其强度能否达到要求。而混凝土试块检验合格与否，又与试块的取样、制作、养护密切相关。因此，要采取一定措施保证混凝土试块制作质量和养护符合规范要求。

扬子炼油改造项目通过公开招投标方式选择第三方检测单位为土建工程检测试验中心。在开展工作之前，组织专家对该公司的检测条件、检测人员、检测设备进行实地检查确认，制定见证取样管理规定，并组织施工单位进行见证取样工作观摩。建设过程中，定期开展检测工作的规范性检查，发现检测工作不到位的情况及时纠正、不断完善。通过这些措施，避免和降低了检测工作对混凝土试块合格率的影响。

2.3 规范混凝土试块制作

根据相关规范规定[2-4]，混凝土试块不合格（偏低或过高都不符合要求），将要进行回弹或钻芯取样，既浪费人力、物力，又耽误工期。扬子炼油改造项目在出现多组混凝土试块检测不合格现象后，及时规范混凝土试块制作，避免和降低了对混凝土试块强度形成的影响。首先，组织相关人员在搅拌站进行混凝土试块制作技能培训，并现场考核参加培训的人员，合格后颁发上岗证。此后，实行混凝土试块制作持证上岗制度。同时，进一步要求施工承包商制定混凝土试块制作与养护管理制度，明确制作混凝土试块的操作程序，并要求监理人员加强日常巡检。通过这些措施来提高试块制作人员的技能，消除因试块制作不规范导致产品不合格的问题。

同时，定期开展土建工程强制性条文执行情况的检查，及时发现试块制作的不规范行为，采取纠正措施。如催化裂化联合装置现场发现将气分装置地坪的同养试块泡在水桶里，未与混凝土同条件养护，当即将该组试块作废。检查发现，产品精制装置中落地设备基础V- 110 底板未留置混凝土试块，及时对施工人员进行批评教育，同时依据JGJ/ T23- 2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》，对该部位进行C30 混凝土强度回弹检验，直至检测结果显示“推定值为31.6MPa，样品特性状态完好，实体质量合格”。

2.4 加强冬季混凝土养护

施工规范规定，避免由于混凝土养护不好造成混凝土开裂、强度降低等问题的发生。但是，在施工过程中，往往忽视对混凝土的养护，导致整个建筑工程质量下降。特别是冬季低温条件会对混凝土施工特殊过程质量控制增加难度，不易通过土建工程检测试验得到充分验证。本项目自8 月开始桩基作业，经历了3 个冬季，采取了针对性的管理措施。

项目要求施工单位制定冬季施工方案，督促施工承包商在冬季浇筑时调整混凝土的配合比，通过添加减水剂、早强剂等技术措施，减少混凝土的用水量，缩短混凝土初凝时间。同时增派人手，尽快完成表面拍实及抹面工作，在接缝处采用搭接方式，先覆盖一层塑料薄膜等不吸水、不透水的材料，然后覆盖数层麻袋，通过这些措施对混凝土进行保温、保水。

混凝土施工处于尾声阶段时，个别施工承包商对冬季混凝土养护工作不重视。例如航煤罐区及抽提中间原料罐区，在防渗沟施工中，进行砂浆搅拌时无砂浆配合比报告，且未加防冻剂。检查发现后，业主要求该施工承包商将已施工的墙体全部推倒，并组织对砂浆搅拌场重新验收、墙体重新施工。通过上述严格的管理措施，使施工承包商不再心存侥幸，有效地控制住混凝土养护质量通病的发生。

3 纠偏效果

通过动态跟踪第三方检测单位出具的土建工程检测试验项目数据，绘制项目混凝土标养试块累计合格率趋势图（图3）。由图可见，混凝土标养试块累计合格率曲线总体处于平稳状态，没有较大波动。特别是项目建设后期，累计合格率变动在0.1%。这些充分显示了通过动态跟踪混凝土标养试块等土建工程检测试验项目数据，在混凝土施工特殊过程中采取的纠偏措施是有效的。