6.4.2 项目施工阶段的事中质量控制
6.4.2.1 施工阶段事中控制的组织措施
质量控制的对象包括采购过程、生产过程等。控制的结果应使被控制的对象达到规定的要求，组织措施是质量控制的最有效措施，为了达到这一目标，总承包单位就要积极采用科学的质量管理方法，健全全面有效的质量管理制度，配以规范化、标准化、科学化和程序化的质量管理制度，才能取得显著成效。本工程主要措施如表 6-4 所示：
6.4.2.2 施工阶段事中控制的技术措施
超高层建筑施工难度大，高质量的工程往往依靠科学过硬的施工技术作为支撑，同时具备科学的分析方法，本文以实践项目为例，对其中的重点分项工程进行技术和质量控制上的分析，希望对类似工程有所借鉴。
（1）深基坑支护与监测质量控制 本工程区域土体以粉土和粉质粘土为主，土的渗透性较大。深基坑面积约为 14300m2,基坑普遍开挖深度达 18.7m.基坑分三步开挖，一步开挖深度为 4.2m,二步开挖深度为 8m,三步开挖深度为 6.5m.钢筋混凝土地下连续墙埋深为 32.35m,墙厚 1000mm,横向加设两道钢筋混凝土支撑，基坑等级为一级。
为保证本工程基坑的质量安全，项目选用基坑开挖前理论计算与有限元数据模拟相结合的方法，同时对施工过程中监测数据进行对比分析分析在深基坑开挖过程中地下连续墙的水平位移、周围土体沉降及坑底隆起的影响因素与质量控制措施，取得了良好的效果。本文以地下连续墙水平位移为例进行简要说明。本工程的基坑监测预警值如表 6-5 所示：
为保证基坑的施工质量与安全，在理论计算的基础上，项目通过有限元计算模拟施工过程进行了数据分析，地下连续墙水平位移分析如图 6-4 所示：
通过有限元模拟分析，地连墙水平位移最大值为 15.28mm,也在合理的范围之内。为了实现基坑监测的动态控制，验证实际数据与理论值的差距，我们选取实际监测数据与该数据进行对比分析，结果如图 6-5 所示：
由分析得知：其水平位移的监测值和计算值的曲线形状基本相似，而且在一级开挖的情况下，墙体水平位移的最大值都靠近地连墙顶端，随着基坑开挖深度的增大，监测值和计算值的最大水平位移都向下移动，最大水平位移值的位置大体相同，都在墙体深度 7m 左右的位置，说明本次模拟比较合理；另外，模拟计算的墙体水平位移要小于实际监测的墙体水平位移，说明实际工程中，基坑开挖的条件比较复杂多变，受各种因素影响较多，但是数值模拟仅仅是一个理想状态，没有考虑的因素很多，因此导致模拟计算的结果偏小。
（2）运用质量管理工具解决超长基桩的质量问题 本工程基础采用桩筏基础，工程桩总数1431根，其中主塔楼区域有效桩长 65.05米的直径1 000mm 桩共计 240根，有效桩长 70.05 米的直径 1 000mm 桩共计 296 根，有效桩长 32.05 米的直径800mm 桩共计 895 根。
根据本工程的实际情况，项目人员请监理、甲方、设计单位和相关专家多人，结合现场情况，对工程进行钻孔施工中，容易出现的难点、问题进行了调查分析，并归纳整理，根据统计结果绘制排列图，见表 6-6,图 6-6:
由排列图可以看出，本工程中决定钻孔灌注桩施工质量控制的主要因素是钻进困难和钻孔偏斜。针对影响钻孔灌注桩施工质量控制的主要因素，我们用关联图找出 11 条末梢原因，如图 6-7 所示：
据符合项目论证的末梢原因结合施工质量控制的基本环节的一般方法，项目制定了如下对策。
组织措施：为更好贯彻全面质量管理思想，加强质量管理，项目依据质量管理体系进行分工，明确项目管理人员的岗位职责，以项目经理带头，分口把关，实行全面质量管理，责任到人，实现全员参与，使责任做到有追溯性。另外，项目成立质量管理专项小组，由项目经理任组长，带动全体项目人员对施工质量齐抓共管，设置质量控制系统，做到全方面、全过程的质量控制。质量控制系统如图 6-8 所示：
技术措施：本工程钻孔灌注桩数量多，工期紧，施工难度大，为保证工程施工质量无事故，一次性验收合格。项目部仔细分析，认真研究，结合施工队伍管理经验，在施工准备阶段编制了切实可行的桩基施工质量管理计划。项目部技术部门对项目管理人员做了详细的技术交底和技术培训，并进行了专项的技术培训考试，确保技术准备的工作成果。
选择合适的施工机械设备，地质勘查报告显示，拟建场地整体地形平坦，局部有小型冲沟及堆土。场地原分布有鱼塘，深度一般为 3~4 米左右，勘查期间已回填完成，填土以建筑垃圾，混凝土块为主。回填物体积大，潜水钻钻进困难。
项目部多方论证决定采用长螺旋钻机长螺旋钻机采用液压转动，动力头转动平稳、噪音小并可实现无级调速，即可随时调整动力头转速以适应复杂的地质条件和不同的桩型孔径的施工。通过引孔保证潜水钻钻孔深度在其机械能力范围内，并保证引孔的垂直度。项目部人员集思广益，提出”先引孔，后钻进“的施工方案，利用长螺旋钻机，为潜水钻机后续钻进进行引孔。
加强对施工人员的技术交底工作。由于拟建场地地质条件差，钻孔深度大，工期紧，因此，项目部首先抓好施工人员的管理，积极组织在场施工人员进行专业技术培训，分别对长螺旋钻机施工班组，潜水钻机施工班组进行了专项技术交底，着重讲述了在现有特殊地质条件下施工过程中的注意事项。并规定每周四下班后对工人进行技能培训，每月培训不得少于 3 次。
设置质量控制点，项目部对施工中的特殊过程设置质量控制点，抓住影响工序施工质量的主要因素进行强化控制。对质量控制点，项目技术部人员编制了专业指导书，施工过程中严格执行并做好记录。在施工过程中要特别注意超长钢筋笼吊装、混凝土灌注、后压浆施工等施工工序。
（3）自然环境下超高层竖向传递测量质量控制 超高层建筑当建筑高度到达100m 以上时，自然条件的影响是不可忽视的。本工程所在地区常年风力较强，如何保证超高层在强风下竖向传递和结构变形的监测的准确度是摆在项目人员面前的一道难题。
该工程属于超高建筑，因此，对于垂直度的控制属于本工程在施工阶段的关键工序。为了达到高精度要求，在施工中我们采用了先进的测量设备天顶垂直仪来保证测量的精度，天顶仪的测量精度达到 1/200 000.使用工程中将仪器架设于原始的轴线测量基准点上，上面铺设接受靶，通过仪器的特性，光的直线传递来保证轴线延垂直线向上传递。因为本工程高度关系，天顶垂直仪如果一次使用会使投测接受靶上的光斑直径变大，精度降低，因此在实际操作过程中，必须分次进行投测，每 20 层进行一次转换。
为保证测量的精确程度，项目采用 GPS 全球定位系统对投测坐标进行复核，在工程实际测量的投点孔位处设置 GPS 接收机，按照静态测量模式，取固定的时间作为一个时间段，精确测定具体的坐标，我们利用 GPS 解算软件实时计算两种测量方法对应同一标注点的偏差量及偏差方向，根据计算结果，我们可以得出标注点的偏差量，按照偏差量我们可以进行下一步的纠偏。基于基准点下的 4 个轴线点坐标及校正值如表 6-7 所示：
根据上表的测量数据可以看出，GPS 校正的 4 个测量点与天顶仪测量结果误差最小的为 2mm,最大的为 5mm.同时，GPS 计算软件显示，在利用 GPS监测的各个时段结果对比分析，计算结果没有发生规律性的变化，而且误差范围在很小的范围内，表明测量结果并没有系统偏差。
除此之外，为保证超高层建筑钢结构变形符合要求，该工程利用 GPS 测量技术，记录了施工过程中定时测量在不同环境影响下，包括日照、风力、温度影响下的变形数据，利用 GPS 数据处理软件分析相应的结构变形量，确定结构预调值，及时对超过范围的变形进行校正，保证钢结构的变形在可控范围内，如果超出规定值，能够随时纠正，保证工程质量。
项目选择 40 层位置的一个钢结构两个不同位置进行了连续 4 个测量时段的实施监测，以了解结构变形的规律和频率变化，位移变化如图 6-9,图 6-10所示：
由以上两图可以看出，在结构 40 层位置时，钢结构两点位移变化轨迹基本一致，偏差最大值为 6.3cm,由此可以得出结论：自然环境下，特别是风力影响下对钢结构的影响是比较大的，而利用 GPS 技术能够更好的实时监测，不仅能够对钢结构安装时的校正有很大作用，同时也能保证结构变形一直处于受控状态，以更好的保证施工质量。
（4）超高混凝土泵送质量控制 超高层混凝土泵送是超高层施工的主要难题之一，本工程混凝土强度最高等级为 C60,泵送高度达到 330m,为保证混凝土输送能够顺利施工，项目组织多次讨论会，专家论证会，根据类似项目的情况，总结经验，从混凝土泵送设备的选择、泵管布设，到施工前准备、施工过程的控制以及遇到堵管现象的处理等进行了质量控制。
选择合适的混凝土泵是输送混凝土的关键，在选择混凝土泵的时候要考虑理论数据的计算和其他实际工程的经验来确定。
泵送混凝土到 330m 所需要的压力计算：计算所需要的压力 p 包含 3 部分，混凝土在管道内流动的沿程压力损失 p 1,混凝土经过弯管和锥管的局部压力损失p 2,,混凝土自重压力损失 p 3,即混凝土在垂直高度方向因重力而产生的压力[23].经过计算泵送 330m 所需要的总压力 p =18.87MP.
在实际工程中，混凝土泵的最大出口压力应该比所需实际压力高 15%-20%,多处的压力储备用来应付混凝土变化引起的异常现象，避免堵管[30].最终我们将泵的最大出口压力设计为 35MP,使工作更加可靠。为此我们选择 2 台HBT90CH-2135D 拖泵混凝土泵送作业，具体参数如表 6-8 所示。
泵管布置要遵循一次性布置到位，尽量少拆装的原则。并尽量减少对后续工程的影响，最好选择设备间等装修简单的房间，有防水施工要求的房间不宜设置泵管。
由于本工程泵管送混凝土高度达到 330m,为减小泵管底部的回压力，在 150m处设计缓冲弯管。水平管和竖向管每节长度大于 1m 的泵管，设置 2 个支架；小于1m 的泵管设置 1 个支架；弯管处设置 1 个支架。支架位置在离管段 500mm 处。
泵管在水平管和竖向管交接出设计混凝土墩，用来抵抗混凝土泵管冲击。
高性能混凝土从出厂到运输到现场的过程中会经过运输，等待的过程，混凝土的塌落度都有损失的过程，要保证混凝土匀质性，在泵送前和泵送后，都要对混凝土进行坍落度和扩展度检测与记录、混凝土含气量变化记录，以便根据实际情况通过各种技术措施进行微调[31].根据规范规定，高强度泵送混凝土塌落度要求在 120-200mm 之间，在施工过程中要严格按照小于 200mm 进行控制[32],避免发生堵管现象。
在混凝土泵送过程中，需要不断观察混凝土输送泵的泵送压力，泵送压力与泵送高度有关，随着泵送高度的变化泵送压力变化应体现出规律性逐渐提高，如果泵送压力出现突然增大，说明混凝土粘度大，会降低混凝土的输送效率，甚至会造成堵泵，需对混凝土粘度等指标进行适当调整。本工程混凝土泵送施工数据如表 6-9 所示：
（4）大体积混凝土温度控制 本工程基础底板为筏板基础，底板厚度 4.9m,混凝土 15600m3.大体积混凝土底板施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，故底板大体积混凝土浇筑应作为一个施工重点认真对待。按照现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》[33]和《高层建筑混凝土结构技术规程》[34]的规定，大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最低限度，防止和降低裂缝的产生和发展。
大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，检测混凝土表面温度与结构中心温度。
以便采取相应措施，保证混凝土的施工质量。当混凝土内、外温度差超过 25℃时，应紧急增加覆盖一层草帘，控制温差。
本工程测温点布置：常规测温方法需留设测温孔，这种方法不仅测试精度不高，而且给施工带来诸多不便，影响施工进度，本工程使用电子测温仪测温。测温探头在混凝土浇筑前埋入测温位置，既能保证施工质量，同时还能测量混凝土入模温度。
对测温记录进行数据分析，根据温度变化规律与表面温差及大气温度变化，及时对保温措施进行调整，防止混凝土产生裂缝。本工程基础底板浇筑过程中记录相应的温度变化，根据测温记录，我们绘制出温度变化曲线，如图 6-11、图 6-12所示。
根据测温变化图可以得知，在大体积混凝土浇筑的 110 小时后温度达到最大值，出现在中心测温点的位置，此点处各梯度的温差最大，内外温差接近 30℃。因此在混凝土浇筑完成前 6 天要特别重视混凝土保温养护。
（5）钢构件的加工制作 本工程的钢构件的加工制作由中建钢构进行，中建钢构是国内实力雄厚的钢结构公司。为保证工程质量，项目对钢构件的质量控制主要集中在构件加工厂，对构件加工制作进行全程的跟踪检查，保证钢构件加工制作符合规范标准要求。钢结构制作质量管理流程图如 6-13 所示。
钢结构加工制作中焊接工艺是至关重要的一个环节，本文以钢构件加工制作中的焊接质量控制为例进行分析。本工程钢构件材质主要包括 Q345B、Q345GJB、Q390GJC、Q420C 等，板厚跨度 10~60mm.构件类型包括圆管柱、、箱形柱、H 型钢梁和柱。本工程材料为低合金结构钢，含有少量的合金元素，淬硬倾向大，焊接性差，焊缝中极易出现裂纹，因此厚板焊接是本工程的一大难题。为保证厚板焊接质量符合要求，项目检查人员对采用 Q345 钢的厚板焊接完成 24 小时后进行了过程中的抽样检查，由此判断焊接质量是否处于受控状态。抽检项目为二级焊缝中出现的根部收缩情况，我们一共选择 25 个样本，每个样本包括 6 个检查点，其检查记录见表 6-10.
根据检查数据，计算出总平均值与极差平均值，绘制出平均值控制图与极差控制图如图 6-14,图 6-15 所示。
由上图我们可以看出，在进行抽样检查的 25 个样本中没有出现一点在控制界限以外，中心线两侧分布点数量基本相当，这表明，虽然个别焊缝质量不符合质量要求，但质量总体处于受控和稳定状态。
厚板焊接二级焊缝对根部收缩的要求为不大于 1mm[35],通过控制图分析，我们只能得出质量处于受控状态，但对于过程能力还要进行进一步的分析。样本中的平均值为0.545,计算出样本的标准差均值为 0.141.过程能力指数计算如式6-1,6-2 所示：
