摘要:结合ISO9001: 2000版的要求,对管桩从生产工序到施工期过程的质量管理进行了探讨,提出了过程控制的要点和方法。
关键词:管桩;质量;过程管理
0前言
预应力混凝土管桩作为一种新型的工程基桩,与传统的桩型相比具有承载力高、施工速度快、施工文明程度高、工程综合造价低等优点,近几年在沿海地区发展迅速,已逐步占据了主导地位,市场前景广阔。但由于管桩的混凝土强度等级要求高(C60、C80)、桩身长、工序多、又是先张法施加预应力,生产工艺复杂。因此,容易导致质量缺陷的环节较多,对其生产过程的监督控制就显得尤为重要。但目前很多厂家对这一点认识不足,质量管理仅局限于原材料的进厂检验和产品的最终检验,忽略了过程监督控制,对生产工艺参数收集不足或失真,使得生产过程处于失控状态。全面质量管理指出,影响质量波动的六大因素为:设备、环境、人员、工艺、材料、顾客。这六项因素都和生产过程密切相关,对产品的质量起到决定性的影响。由此可见对生产过程质量管理的重要性。从对宁波地区的管桩厂调查结果显示,管桩的质量问题主要集中在混凝土强度、桩壁厚度、预压应力失准、裂缝、桩头空洞、蜂窝及桩身合缝漏浆、粘皮、麻面等方面。而这些质量缺陷基本上都是由于操作不当或对过程控制不力所造成的。健全规章制度,细分工作职责,强化过程管理已是提高产品质量,降低制造成本,提升企业竞争力,促进企业发展不可或缺的手段,必须引起企业管理者的高度重视。
1 过程质量管理的要点和方法
很多的质量缺陷都是对细节的忽视造成的,过程的质量管理就是一种细化管理。过程质量管理的目的是通过对生产过程的监督控制,并在检验和统计分析的基础上采取适当措施来纠正和预防不合格项的发生,以降低不合格品出现的几率。围绕这个目的,企业最高领导者应召集有关部门明确管理职责,制定质量管理目标,对生产中的重点工序和薄弱环节进行跟踪管理、定期考核,并对结果进行质量分析、比对,总结经验,找出不足并及时反馈在生产中加以落实,以提高生产控制能力。具体可从以下几方面开展工作:首先,完善组织结构,过程衔接明确。生产过程的质量管理涉及到许多相关职能部门,是一项全面性的工作,所有的阶段都要考虑质量,所有的活动都要控制质量,质量是许多人共同工作的结果。要想取得良好的结果,企业应有合理的组织结构,在这个结构中应明确界定和分配质量活动的职责和权限,避免出现职能重叠谁都不负责任或职能空缺,造成无人管理的现象。其次,必要的技能。很多质量问题是由于个人业务素质和责任心不强造成的。应加强对职工的培训,包含业务和职业道德两方面,在提高职工操作技能的同时,使他们树立质量第一的观念。当然必要的监控和赏罚措施是保证质量的重要手段。第三,实施的办法。前面我们已经说过影响质量的六大因素:设备、人员、工艺、环境、材料、顾客。过程质量管理的办法即是围绕这六点开展工作。适宜的工作条件、良好的运行设备、合格的原材料、高素质的员工是搞好质量工作的必要条件。统计和分析质量趋势,适时反馈给员工,使他们知道自己工作质量如何,和企业的目标有多大的差距,这样可以做到有的放矢。对出色完成任务的员工要不吝给予表扬和奖励,要加强员工的责任感,调动他们的积极性。这是搞好质量管理工作的关键。经常或定期召开车间质量会议,将企业的质量目标层层分解落实到个人,进行定期的跟踪检查。对未能完成目标的原因要进行分析并根据实际情况对目标进行适当的调整。应规范作业程序并严格执行,对容易出现质量问题的特殊工序和关键工序进行重点控制,只有这样才能预防不合格项的发生,提高产品质量。
2生产工序的质量控制
2.1混凝土的质量控制管桩混凝土属于高强混凝土范畴,混凝土质量的优劣29直接影响管桩的性能。再加上混凝土的搅拌工艺属于特殊过程,混凝土的强度没有办法立即验证,只有通过对生产过程的控制来确保混凝土的质量。这就要求我们不仅对原材料的质量要严格控制,还应制定严格的操作程序,科学合理的设计混凝土配合比,加强设备的维护管理,以此来保证混凝土的搅拌质量。
2.1.1混凝土配合比的控制配合比的设计原则是根据原材料的特性在保证混凝土强度、满足工作性的前提下力争做到经济合理(水泥用量尽可能低)。要针对不同的桩型,不同的壁厚设计不同的配合比;不同的季节采用不同的配合比;不同的工地要求,不同的地质条件,不同的沉桩方法选用不同的配合比。技术部门应时刻关注混凝土的情况,根据原材料波动情况并结合喂料、离心结果合理调整配合比。对于高强混凝土而言,粗细集料、高效减水剂及胶凝材料的质量必须严格控制。特别是粗集料的质量稳定尤为重要。因此应尽量选择质量比较稳定的石厂来提供管桩混凝土的粗集料。同时在生产时,如有条件应对进厂石子进行预混,以保证石子的匀质性,并根据管桩壁厚进行分类使用,确保管桩整体质量。高效减水剂及活性矿物掺合料的使用,是配制高强混凝土的有效方法之一。由于前者对胶凝材料的高分散作用,使得混凝土的水胶比大幅度降低;而后者的细集料效应改善了混凝土的和易性,二次水化反应减少了Ca(OH)2在过渡区的富集,改善了过渡区的结构,有利于提高强度。同时对于进高压釜的预应力高强混凝土桩(简称PHC桩)来说由于水泥量的减少使得胶凝材料中总碱量降低,从而降低了碱骨料反应的可能性。因此在使混凝土的强度大幅度提高的同时,也使混凝土的耐久性得到了提高。因此高效减水剂及活性矿物掺合料对生产高质量管桩有重要作用,但要注意对两者质量的控制。对于高效减水剂而言,除有减水率的要求外,还应重视质量的稳定性,如在存放过程中要防止由于温度变化或浓度变化引起的减水剂结晶沉淀而导致质量波动。同时不同季节使用减水剂应要求供货商根据生产情况调整配方,如夏季要增加缓凝、保塑组分。对掺合料的选择,要求其有稳定的比表面积和化学组成,防止其波动影响混凝土强度。
2.1.2混凝土的养护控制管桩的养护按工艺分为普通蒸养及压蒸养护,对于普通蒸养,由于混凝土经离心后,混凝土结构尚未稳定,且缺乏足够的初始结构强度,故在进行蒸汽养护前,根据混凝土拌和物中的胶凝材料组分、品质及数量的不同,应特别注意桩的静停时间(约1.5h~2.0 h),以及升温速度问题。为防止桩身开裂,养护时的升温速度不宜大于25℃/h。但对于在拌和物中掺入大量活性矿物掺合料的混凝土,其升温速度可适当提高。升温速度越慢,管桩的脱模强度越高。当然,合理的养护制度应是在不影响各道工序的前提下制定的。对于恒温温度及时间的确定,应根据胶凝材料的组成、品质及数量的不同而有所区别。恒温阶段是混凝土获得规定脱模强度的主要阶段,针对现在多数管桩厂使用的是42.5级的普硅水泥,且往往内掺了15%~ 20%的活性矿物掺合料,一般恒温温度应控制在65℃~75℃;但当内掺30%~35%掺合料时,由于掺量较高,为保证有足够的脱模强度,则恒温温度应适当提高,一般为75℃~85℃,而恒温时间应以保证脱模强度为依据,一般为3h~4.5 h。因此,我们在生产中应适当控制恒温温度,尽可能的延长恒温时间,这对提高混凝土的最终强度及改善内部结构是极其有利的。而降温速度一般类似于升温速度,以管桩不出现纵向裂缝为前提。由于养护制度对其他各道工序的影响较大,其中的静停阶段往往被不同程度的缩短。而实践证明,合理的静停之后可以大幅度地提高桩的脱模强度,并可避免和减少混凝土的微观缺陷,对最终强度有利,因此静停工序是非常重要不可忽略的。管桩经放张后至出厂前,要求有一段静置期以便使混凝土强度增长到设计强度以上,并消除桩身内残留的温度应力。而在实际生产中,这一非常重要的静置期往往却因各种因素而无法实现。常常是管桩一经拆模或出高压釜后便被立即运去工地施工,甚至于有时发往工地的桩还是热的,导致管桩施工时混凝土还没有达到设计强度要求,力学性能变差,抗击打能力下降,影响了产品质量信誉。
2•2钢筋精切、镦头、编笼的质量控制尺寸偏差是评价管桩合格与否的一项重要指标,下料长度的精确与否对其有直接的影响。而且如果同组钢筋的相对误差过大、长短不一,张拉时钢筋极易拉断,造成重大损失。一般在精切时应遵循同长度钢筋同组原则,将相对误差控制在1.5mm以内。管桩的有效预压应力是管桩力学性能的一项重要指标,也是管桩抗震级别分类的决定因素。而预压应力在施加时,其中的一项应力损失便是因镦头挤压收缩而形成的(以10m管桩为例,应变2mm所带来的应力损失约40MPa)。而在制作镦头时,如果控制不严造成直径过小,使镦头的锥体部分过高,将使镦头的张拉接触面积减少,当张拉时就会比正常的镦头产生更大的挤压收缩,使应力损失加大并容易脱孔,同时也会导致镦头孔漏浆造成桩头混凝土不密实;直径过大则无法安放于镦头孔内,张拉时容易断筋。另外,镦头的高度一旦超过端板平面,对桩的施工也有一定的影响。因此在镦头的制作上,除镦头的强度应满足设计要求外,其外形尺寸也应严格控制。钢筋笼作为管桩的骨架其重要性是不言而喻的。散笼、钢筋扭曲是编笼时的质量通病也是质量管理的重点,必须30严格监控。在生产时要注意控制钢筋笼的端头平整度,不要人为造成主筋长短不一影响装模。在保证钢筋笼整体强度的前提下,焊接电流应尽可能的减小,以防止主筋强度损失过大,力学性能下降。
2•3喂料、合模的质量控制管桩的喂料受人为因素的影响较大,最终影响桩成品的壁厚。喂料时一般应注意管桩两端的混凝土应略多于中部,尤其是张拉端更应略多于锚固端。原因在于两端裙板处不易被喂到的地方,在离心成型时可借助离心力的作用,使其自行填充,得以密实。值得强调的是,两端部的混凝土也不宜布置过多,否则管桩中部壁厚就达不到
