摘要:卡達杜哈新港混凝土預製方塊因其特殊的環境和施工條件, 品質控制難度大, 本文通過引用管理學上的PDCA迴圈理論, 論證了PDCA迴圈理論應用在混凝土預製方塊品質控制上的可行性, 並結合現場實例研究, 探討了在高溫差環境下混凝土方塊品質控制管理的全新方法及操作過程, 提高了混凝土品質控制管理水準並形成標準化作業流程。
關鍵字:PDCA迴圈、混凝土、預製方塊、品質控制
一、 引言
卡達杜哈新港碼頭和內防波堤施工專案(New Port Project, 以下簡稱NPP), 為內挖式港口, 包括集裝箱碼頭、通用碼頭、件雜貨碼頭、車輛滾裝碼頭、麵粉碼頭、牲畜碼頭、海岸警衛隊碼頭和遊輪碼頭等。
專案的諮詢工程師對方塊的採用的混凝土技術參數、澆築和養護過程的要求都極其嚴苛, 專案技術規格書中對方塊預製過程中的溫度控制要求非常高, 混凝土入模溫度不高於30℃, 構件核心溫度不超過65℃, 內外溫差不得超過20℃, 更為特殊的是, 專案所處地區常年高溫, 晝夜溫差高達25-30℃, 加上素砼方塊斷面積大等客觀因素,
由於混凝土預製方塊工程量巨大, 品質管制要求嚴格, 國內外混凝土方塊預製的常規管理方法已不能滿足品質控制要求, 必須結合現有的管理體系, 採用更為系統的管理方法以提高品質管理水準。
二、 PDCA迴圈理論及其在混凝土預製品質控制中的可行性
2.1 PDCA迴圈理論
PDCA迴圈理論[1]最初由休哈特 (Walter A . Shewhart)於1930年構想, 後來被美國品質管制專家戴明(Deming, W. Edwards)博士在1950年挖掘出來並應用於全面品質管制。 PDCA 迴圈主要包括四個階段:計畫(Plan)、實施(Do)、檢查(Check)和處理(Action), 及八個步驟, 八個步驟是四個階段的具體化。
其特點在於[2]:
(1)PDCA迴圈的四個過程不是運行一次就完結, 而是周而復始的進行, 一個迴圈結束了, 解決一部分問題,
(2)如果把整個工作看成一個大的PDCA迴圈, 那麼各部分之間還存在一些小的PDCA迴圈, 大環帶動小環, 小環保大環, 推動大循環。
(3)PDCA迴圈不是在同一水準上迴圈, 每迴圈一次, 取得一定成果, 工作就向前推動一步, 呈階梯形上升。
2.2 PDCA迴圈在混凝土預製方塊品質控制中的可行性分析
根據PDCA迴圈理論, 無論是工程品質管制的內容還是出現的工程品質問題及其原因, 都可以納入 PDCA 迴圈當中去[3]:決策階段的品質管制和施工前的品質管制相當於 PDCA 迴圈中的第一環P, 收集材料, 制定標準和計畫, 論證可行性, 做準備工作;施工過程中的品質管制則相當於PDCA迴圈中的第二環D和第三環C, 在這個環節中,
從PDCA迴圈推進持續的品質改進[4]一文中可以得知, PDCA迴圈在推進品質持續改進過程中, 已經有多項實例可以借鑒參考, PDCA迴圈的四個階段, 八個步驟能夠科學的、有效的推動持續的品質改進。
同時, 將PDCA迴圈理論應用于建築安全管理[5], 可以解決安全工作中存在的問題, 提高安全工作品質水準,
鑒於PDCA理論在品質管制體系中的有效性評價, 本文將PDCA理論應用於混凝土預製方塊的品質控制中, 從多方位、多角度監控混凝土預製方塊品質的管理和持續改進工作中, 取得了良好的效果。
三、 混凝土預製方塊品質控制的PDCA迴圈實例研究
3.1 計畫階段(Plan)
在典型施工及施工初期階段, 選取了300組品質因素進行監測, 總結了方塊預製過程存在的品質問題。 總結歸納如下表1所示:
圖1 混凝土預製方塊品質問題排列曲線圖
根據調查統計,當前階段發生頻率較高的問題主要有混凝土方塊表面龜裂、表面大氣泡、底部及接縫處發生漏漿、中心與邊角溫差過大以及混凝土泌水幾項,這幾項問題占出現的總的品質問題頻率的93%。
對影響方塊品質的因素進行分析,影響表觀品質的因素很多,歸納起來有人、設備、材料、方法和環境五個方面,針對每個因素進行因果分析如下圖2所示:
經過對各個末端因素進行論證,找出了混凝土方塊品質問題的主因,包括
1,養護不及時,養護措施落實不到位導致的表面龜裂問題和方塊中心與邊角處溫差過大;
2,部分方塊形狀特殊,範本設計時考慮不周全,少數邊角位置在澆築作業時無法實現振搗,導致所澆方塊對應位置出現大氣泡等表觀品質問題;
3,側面範本的拼裝方法採用卡具固定形式,難以加強閉合強度,導致了部分方塊側邊發生漏漿現象;
4,NPP項目方塊體積普遍偏大,方塊強度增長過程中溫度容易過高,專案規範對溫度控制要求非常嚴格,要求所有方塊中心最高溫度均不得高於65℃,方塊中心與邊角最大溫差不得高於20℃。中東地區日間長時間高溫,在夏季室外高溫可達近50℃,晝夜溫差大(可多達25-30℃左右)。專案部採取在夜間澆築和必要時在混凝土中添加冰塊降低入模溫度並加強養護等方法控制溫差,仍不能完全達到溫度控制要求。需適當調整混凝土配合比設計以實現溫度控制目標;
5,混凝土配比採用的外加劑品種不能很好保證混凝土的和易性。
針對以上影響混凝土方塊品質問題的要因,小組制定出相應的對策措施。具體措施見下表2所示:
3.2 實施階段(Do)
在得到詳細的計畫對策後,根據所指定的對策表,認真組織實施,主要改進措施如下:
實施一、針對混凝土方塊表面裂縫問題採取以下措施:
1、對比選用合適的養護液和覆蓋材料,提高養護效果。
2、對所有養護施工人員進行反復交底和培訓。
3、安排品質管制人員跟蹤檢查所有方塊養護情況。
實施二、針對混凝土方塊表面出現大氣泡的問題,採取以下措施:
1、改進範本設計,在頂部部分封閉位置開孔,使範本結構方便振搗操作。
2、購置和採用不同型號振搗棒,實現全面均勻振搗。
3、對所有參加振搗施工的人員進行反復的交底和培訓。
4、對範本新開孔部位加工要求精密細緻,避免由於新開孔造成的表觀品質問題。
實施三、針對底部及接縫處發生漏漿的問題,採取以下措施:
1、在範本內接縫處用密封膠帶全面密封。
2、通過對比,選用止漿效果最好的彈性橡膠止漿條。
3、在必要情況下改進範本,增加螺栓固定,提高接縫固定強度。
實施四、針對方塊中心與邊角溫差過大的問題,採取以下措施:
1、在滿足其他要求條件下降低OPC用量提高GGBS用量,從而降低混凝土入模溫度。比例由1:0.8改為1:1。
2、選用保溫養護材料做好養護工作,避免養護時混凝土表面溫度損失過大。
實施五、針對混凝土泌水的問題,採取以下措施:
1、通過試驗對比,更換合理的混凝土外加劑。將原先採用的GLENIUM 111外加劑更換為對提高混凝土和易性有明顯效果的RHEOBULD 857Q外加劑。
2、嚴格控制施工過程,杜絕過振現象出現。
3.3 檢查階段(Check)
通過實施以上措施,混凝土方塊品質的幾個主要問題有了明顯的改善,主要表現在以下幾點:
1、因養護不當導致的混凝土表面裂縫基本不再出現;
2、混凝土方塊表面氣泡問題基本得以解決;
3、底部和邊角等接縫處漏漿現象得以解決。
同時,尚有兩個問題未得到完全解決:
1、方塊中心與邊角溫差過大的情況依然少數存在;
2、混凝土材料泌水現象得到一定改善,但未完全解決。
3.4 處置階段(Action)
經過檢查實施對策取得的效果,做了以下方面的加強:
1、加強全體參與人員責任感教育,普及全面品質管制知識,做到人人關心品質;
2、建立完善的崗位責任制,制定品質獎懲措施,提高相關人員對品質的重視程度;
3、制定標準化的操作規程,確保各項措施落實到位,防範品質問題于未然;
4、形成工法,作業指導書等材料,對上崗人員反復教育。不斷提高操作水準,保證施工品質。
5、同時,對於個別方塊中心與邊角溫差問題和混凝土材料泌水現象,QC小組重新組織PDCA過程以發現問題並尋求解決辦法。
一、 基於PDCA迴圈的混凝土預製方塊品質控制的總結推廣
在對混凝土方塊品質控制極其施工工藝有全面認識的基礎上,提高引入PDCA迴圈理論,根據專案實際情況進行分析,對控制混凝土方塊的品質有了較深的體會和較成功的認識,可以得出以下結論。
在混凝土方塊範本架設和澆築施工過程中,對品質進行嚴格監控,發現問題及時處理;如探索方法問題或設備資源問題應及時改正和處理,避免影響施工品質;關注細節,對小問題應對加以重視,消除一切隱患;施工現場必須安排足夠充分的專職QC人員對施工過程進行嚴密細緻的監控,將品質控制落實到每一個小環節,同時應注重對生產一線QC人員的培訓教育;施工初期階段非常艱難,問題多且雜,需要QC小組成員不斷進行總結,包括機械安排佈置、施工技術、人員操作、施工工藝、混凝土配合比等,在總結分析中不斷對工法進行改進;對研究所得的施工經驗進行昇華總結,形成完整的工法,並對現場施工編制標準化操作流程,為今後類似專案提供參考。
參考文獻:
[1] 楊潔,基於PDCA迴圈的內部控制有效性綜合評價,[J],會計研究,2011,4
[2] 孫秀昌等,PDCA迴圈在企業安全管理中的應用探討,[J],中國安全生產科學技術,2008,4(1)
[3] 馬成剛,PDCA 迴圈在工程品質管制中的應用,中國科技資訊,2007年
[4] 劉宏,PDCA迴圈推進持續的品質改進,[J],電子品質,2000,6(4)
[5] 薑芳祿,建築安全管理的PDCA迴圈,[J],安全與環境工程,2001,11(1)
圖1 混凝土預製方塊品質問題排列曲線圖
根據調查統計,當前階段發生頻率較高的問題主要有混凝土方塊表面龜裂、表面大氣泡、底部及接縫處發生漏漿、中心與邊角溫差過大以及混凝土泌水幾項,這幾項問題占出現的總的品質問題頻率的93%。
對影響方塊品質的因素進行分析,影響表觀品質的因素很多,歸納起來有人、設備、材料、方法和環境五個方面,針對每個因素進行因果分析如下圖2所示:
經過對各個末端因素進行論證,找出了混凝土方塊品質問題的主因,包括
1,養護不及時,養護措施落實不到位導致的表面龜裂問題和方塊中心與邊角處溫差過大;
2,部分方塊形狀特殊,範本設計時考慮不周全,少數邊角位置在澆築作業時無法實現振搗,導致所澆方塊對應位置出現大氣泡等表觀品質問題;
3,側面範本的拼裝方法採用卡具固定形式,難以加強閉合強度,導致了部分方塊側邊發生漏漿現象;
4,NPP項目方塊體積普遍偏大,方塊強度增長過程中溫度容易過高,專案規範對溫度控制要求非常嚴格,要求所有方塊中心最高溫度均不得高於65℃,方塊中心與邊角最大溫差不得高於20℃。中東地區日間長時間高溫,在夏季室外高溫可達近50℃,晝夜溫差大(可多達25-30℃左右)。專案部採取在夜間澆築和必要時在混凝土中添加冰塊降低入模溫度並加強養護等方法控制溫差,仍不能完全達到溫度控制要求。需適當調整混凝土配合比設計以實現溫度控制目標;
5,混凝土配比採用的外加劑品種不能很好保證混凝土的和易性。
針對以上影響混凝土方塊品質問題的要因,小組制定出相應的對策措施。具體措施見下表2所示:
3.2 實施階段(Do)
在得到詳細的計畫對策後,根據所指定的對策表,認真組織實施,主要改進措施如下:
實施一、針對混凝土方塊表面裂縫問題採取以下措施:
1、對比選用合適的養護液和覆蓋材料,提高養護效果。
2、對所有養護施工人員進行反復交底和培訓。
3、安排品質管制人員跟蹤檢查所有方塊養護情況。
實施二、針對混凝土方塊表面出現大氣泡的問題,採取以下措施:
1、改進範本設計,在頂部部分封閉位置開孔,使範本結構方便振搗操作。
2、購置和採用不同型號振搗棒,實現全面均勻振搗。
3、對所有參加振搗施工的人員進行反復的交底和培訓。
4、對範本新開孔部位加工要求精密細緻,避免由於新開孔造成的表觀品質問題。
實施三、針對底部及接縫處發生漏漿的問題,採取以下措施:
1、在範本內接縫處用密封膠帶全面密封。
2、通過對比,選用止漿效果最好的彈性橡膠止漿條。
3、在必要情況下改進範本,增加螺栓固定,提高接縫固定強度。
實施四、針對方塊中心與邊角溫差過大的問題,採取以下措施:
1、在滿足其他要求條件下降低OPC用量提高GGBS用量,從而降低混凝土入模溫度。比例由1:0.8改為1:1。
2、選用保溫養護材料做好養護工作,避免養護時混凝土表面溫度損失過大。
實施五、針對混凝土泌水的問題,採取以下措施:
1、通過試驗對比,更換合理的混凝土外加劑。將原先採用的GLENIUM 111外加劑更換為對提高混凝土和易性有明顯效果的RHEOBULD 857Q外加劑。
2、嚴格控制施工過程,杜絕過振現象出現。
3.3 檢查階段(Check)
通過實施以上措施,混凝土方塊品質的幾個主要問題有了明顯的改善,主要表現在以下幾點:
1、因養護不當導致的混凝土表面裂縫基本不再出現;
2、混凝土方塊表面氣泡問題基本得以解決;
3、底部和邊角等接縫處漏漿現象得以解決。
同時,尚有兩個問題未得到完全解決:
1、方塊中心與邊角溫差過大的情況依然少數存在;
2、混凝土材料泌水現象得到一定改善,但未完全解決。
3.4 處置階段(Action)
經過檢查實施對策取得的效果,做了以下方面的加強:
1、加強全體參與人員責任感教育,普及全面品質管制知識,做到人人關心品質;
2、建立完善的崗位責任制,制定品質獎懲措施,提高相關人員對品質的重視程度;
3、制定標準化的操作規程,確保各項措施落實到位,防範品質問題于未然;
4、形成工法,作業指導書等材料,對上崗人員反復教育。不斷提高操作水準,保證施工品質。
5、同時,對於個別方塊中心與邊角溫差問題和混凝土材料泌水現象,QC小組重新組織PDCA過程以發現問題並尋求解決辦法。
一、 基於PDCA迴圈的混凝土預製方塊品質控制的總結推廣
在對混凝土方塊品質控制極其施工工藝有全面認識的基礎上,提高引入PDCA迴圈理論,根據專案實際情況進行分析,對控制混凝土方塊的品質有了較深的體會和較成功的認識,可以得出以下結論。
在混凝土方塊範本架設和澆築施工過程中,對品質進行嚴格監控,發現問題及時處理;如探索方法問題或設備資源問題應及時改正和處理,避免影響施工品質;關注細節,對小問題應對加以重視,消除一切隱患;施工現場必須安排足夠充分的專職QC人員對施工過程進行嚴密細緻的監控,將品質控制落實到每一個小環節,同時應注重對生產一線QC人員的培訓教育;施工初期階段非常艱難,問題多且雜,需要QC小組成員不斷進行總結,包括機械安排佈置、施工技術、人員操作、施工工藝、混凝土配合比等,在總結分析中不斷對工法進行改進;對研究所得的施工經驗進行昇華總結,形成完整的工法,並對現場施工編制標準化操作流程,為今後類似專案提供參考。
參考文獻:
[1] 楊潔,基於PDCA迴圈的內部控制有效性綜合評價,[J],會計研究,2011,4
[2] 孫秀昌等,PDCA迴圈在企業安全管理中的應用探討,[J],中國安全生產科學技術,2008,4(1)
[3] 馬成剛,PDCA 迴圈在工程品質管制中的應用,中國科技資訊,2007年
[4] 劉宏,PDCA迴圈推進持續的品質改進,[J],電子品質,2000,6(4)
[5] 薑芳祿,建築安全管理的PDCA迴圈,[J],安全與環境工程,2001,11(1)