QC成果报告-超高层抗浮锚杆施工工艺创新

超高层抗浮锚杆施工工艺创新 发布单位：中国建筑第八工程局有限公司青岛公司绿城青岛深蓝广场Q C小组一、工程概况绿城青岛深蓝中心项目位于市南区香港路商圈黄金地段，是青岛市重点工程，中建八局标准化管理示范工程，绿城集团精细化管理示范工程。工程质量目标为确保“泰山杯”，争创“鲁班奖”，一次性质量验收合格，确保绿城集团精品工程银奖。本工程特色商业裙房部分及非主楼地下室部分采用抗浮锚杆施工工艺，一期抗浮锚杆共1853根，二期总共4226根，锚杆入岩深度为5m。单根锚杆设计：采用3根HRB400直径25钢筋，钻孔直径180mm，锚杆承载力特征值为620KN，最大实验加载取值为920KN。图1 抗浮锚杆图纸二、QC小组简介 表一 绿城青岛深蓝广场QC小组简介小组名称中建八局青岛分公司绿城青岛深蓝广场QC小组课题类型创新型成立时间2015年5月4日注册号CSCEC8b-QDLC-1课题超高层抗浮锚杆施工工艺创新本次课题活动时间：2015.52015.10，活动次数：20次；出勤率：98%QC小组概况一览表序号姓名年龄性别文化程度职称（职务）组内分工TQM教育1梁斌36男本科高级工程师组长、全面负责60小时2李树山38男本科高级工程师顾问、全面指导60小时3李维强32男本科工程师副组长、技术负责60小时4赵瑞志28男本科工程师副组长、组织协调60小时5蓝正钗28男本科工程师组员、质量管理60小时6李宝泉26男本科助理工程师组员、成果总结60小时7赵同德24男本科工程师组员、计划实施48小时8周唐29男本科工程师组员、计划实施48小时9赵红瑾26男本科助理工程师组员、计划实施48小时10李鹏31男本科物资经理组员、物资采购40小时11李广振29男专科助理工程师组员、班组长40小时三、选择课题QC小组成立后收集现场施工技术资料，主要包括锚杆施工图纸、项目部施工技术方案、锚杆成孔原始记录、锚杆拉拔试验报告、施工日志等资料；然后深入现场进行实质性调查，与现场一线工人深入沟通，掌握第一手资料。通过调查研究及数据分析对比，发现如下工序较为繁琐，容易出现质量隐患，对锚杆施工影响较大： 1、原设计中锚杆钢筋定位采用定位支架，定位支架间距1000mm，定位支架与锚杆采用绑扎连接，不得采用焊接，锚杆调运至现场过程中，锚杆定位支架会出现偏位甚至脱落现象，返工现象比较频繁。图2 间距1000mm定位支架绑扎 2、每根锚杆须对三根钢筋分别与止水钢板进行焊接，焊缝需饱满，操作难度系数大，加工费时。图3 止水钢板焊接操作图 3、锚杆由三根直径25钢筋组成，加之锚杆较长，不易安装，人力耗费较大，注浆管伸入孔底费时费力，且影响施工质量。图4 灌孔后锚杆安装难度大 4、本工程原设计锚杆采用直锚方式，锚体穿过底板或基础后在板顶采用锚栓固定，然后再次进行植筋浇筑混凝土方墩进行隐蔽。 图5 锚杆体穿过底板后锚固 图6 锚栓钢板埋置示意图1、传统施工工艺，钢筋定位绑扎定位、止水翼缘焊接，锚具二次浇筑隐蔽，以及防水节点处理等施工工序复杂，质量控制难度大，易出现质量问题。2、本工程质量总体目标为确保“泰山杯”、争创“鲁班奖”，一次性验收合格是目前必须解决的难题。质量要求传统抗浮锚杆加工工序复杂，按照以往正常施工效率，平均配置一台钻孔机及注浆机单根施工时间1.25小时，每天施工30根抗浮锚杆，无法完成施工任务。工期要求确定课题超高层抗浮锚杆施工工艺创新四、设定目标2015年3月10日，经QC小组全体成员召开会议，一致确定本次QC活动所达到的目标：优化一种抗浮锚杆的施工工艺，目标是：一次性验收合格，工期由原计划130天缩短为110天。 目标可行性分析： 1、本设计由浙江绿城建筑设计有限公司，设计达到国内同行最高水平，过程运用NX有限元分析，计算可靠，并且在施工中积累了丰富的创新经验，提供了有力的技术支持。 2、业主为更好的按期完成施工，前期要求我们进行试验分析对比，集思广益，选择最佳方案，提供经费5万元，调动大家的积极性，给予很大帮助。 3、小组成员通过结合以往经验和科技创新应用，设想通过简化锚杆加工制作过程，提高施工效率，降低施工质量隐患，利用有利条件，目标一定能够实现。五、提出方案并确定最佳方案 QC小组围绕课题召开2次专题会议，打破传统思想，相互启发，提出初步方案。 方案一：将锚具锚固改为基础底板内弯锚。 特点：将锚具替换为弯锚至底板当中减少了后期植筋、浇筑方墩隐蔽的工序，弯锚相比锚具有效的降低了成本，但钢筋加工安装复杂情况未得到改善，质量隐患控制未得到提高。 方案二：通过提高入岩深度和钢筋承载力，减少抗浮锚杆设置数量。 特点：本方案虽然抗浮锚杆数量一定程度减少，但由于入岩深度增加导致钻孔时间增加，锚杆长度增加后，单根锚杆施工难度加大，整体最终施工效率和成本较难控制，由于施工工艺未发生变化，施工质量无提高。 方案三：采用单根高强预应力钢筋代换三根25钢筋，预应力钢筋仍采用锚具锚固，将锚固端优化至底板砼内，同时采用橡胶止水环代替止水翼缘。 特点：采用高强预应力钢筋代换3根25钢筋，并用橡胶止水环代替焊接止水翼缘，钢筋加工时间大为缩短，工艺简单，施工质量有较大提高；同时锚具直接隐蔽，同样减少了后植筋、二次方墩浇筑等施工内容；且锚具有原设计3个锚具减为一个锚具，成本得到节约。表二 “抗浮锚杆施工创新”最佳方案对比分析表方案技术特点质量工期成本一改为砼底板内弯锚减化了二次浇注砼方墩工序。钢筋加工、翼缘焊接、绑扎等工艺未改进，施工质量无明显提高。节约了二次方墩浇筑时间，但锚杆施工关键线路工期未缩短。原设计25钢筋锚具及垫板均为12元，单个锚杆锚具成本48元，现改为弯锚增加钢筋长度成本为22元，材料成本节约26元6079元/根=15.8万元，减少植筋、二次浇筑费用16元6079元/根=9.72万元，合计节约25.52万元。二锚杆数量一定程度减少工艺无改变，质量与原方案相同钻杆深度加长，施工难度加大，工期较难保证。施工难度增加，成本无明显改善。三单根40锚杆重量轻，优化后加工简便，施工速度快。1、单根高强钢筋更易下管安装，质量可靠性高；2、优化取消了钢板翼缘，采用橡胶止水环；3、采用专用定位环定位，定位准确。1、减少了钢筋焊接的施工时间，经现场统计，保证施工质量的前提下，平均单个锚杆焊接3根直径25钢筋节约0.1小时。2、单根钢筋更加便于下管安装。1、40钢筋锚具单价30元，垫板12元，相比原设计单个锚具节约成本6元，单根减少植筋及二次浇注16元，合计每根节约22元。2、采用单根PSB1080直径40预应力高强钢筋，按照锚杆9m计算，单根钢筋材料成本为9m9.87Kg/m3150元/t=279.8元，而3根植筋25钢筋材料成本为39m3.85 Kg/m2600元/t=270.3元，合计单根节约-9.5元。合计节约成本（22-9.5）元6079元/根=7.6万元。尚未考虑施工工期缩短节约的人工及机械费用。制表人：赵瑞志 时间：2015.5.8 通过最佳方案对比分析表可以看出，方案三在施工质量、节约工期、节省成本方面都切实可行，施工可靠性高，采用方案三施工。六、制定对策 2015年5月8日QC小组召开了绿城青岛深蓝广场抗浮锚杆研制方案专题会，业主、监理、QC小组成员参加，首先研究了原有抗浮锚杆施工方法，研制方案，操作要求。与会人员详细分析了国内外施工方法，结合本项目抗浮锚杆的特殊性，总结并确定了如下方案：1 将原有抗浮锚杆定位器加工成为定型化抗浮锚杆钢筋定位器，可对其直接进行安装绑扎，减少抗浮锚杆现场焊接，缩短施工工期。2 改变使用钢筋和止水钢板焊接防水的方法，将止水环替换止水钢板。3 改变抗浮锚杆锚体穿过底板或基础后在板顶采用锚栓固定的方式,直接锚固在底板或基础内部。4 增加钢筋直径，看能否将现有的三个钢筋组成的锚杆直接替换成一根钢筋组成的锚杆。验算采用单根锚杆锚固时，抗浮锚杆所能承受的拉力能否抵消地下水浮力产生的不利影响。表三 对策表施工工艺对策目标时间负责人抗浮锚杆施工工艺锚杆采用大直径钢筋与设计商讨，改变锚杆相关做法2015.4.15李维强、李鹏改用其他止水材料尽量避免焊接，施工方便且防水效果好2015.4.15李鹏、赵同德创新设计新型钢筋固定支架研制定型化钢筋固定支架，便于安装，不易脱落2015.4.15蓝正钗、李宝泉抗浮锚杆不穿过底板，直接锚固于底板内部在不增加成本的基础上，减少施工工序，缩短施工工期2015.4.15李维强、赵红瑾制表人：李宝泉 时间2015.5.10七、对策实施 经小组研究创新，确定新锚杆大样图如下图所示。图7 锚杆大样图（D为锚孔直径） 实施一：锚杆采用PSB1080直径40大直径精轧螺纹钢，屈服强度不小于1080Mpa，抗拉强度不小于1230Mpa，根据青岛市建筑工程质量检测中心提供的锚杆检测试验报告，锚杆承载力特征值取620KN,验收试验荷载取值930KN，经试验及验算满足抗承载力浮要求。图8 PSB1080钢筋 实施二：取消止水钢板焊接工艺，改用新型膨胀止水环，并将锚具锚固在底板内，减少二次浇筑施工。图9 锚栓钢板、止水环埋置示意图图10 锚杆端部实体图 实施三：现场自制新型钢筋定位器，将直径为60mm、壁厚3mm的长钢管切割为若干段20mm高的小圆环，将定位钢筋与圆环电焊，制作新型钢筋定位器。图11 锚杆钢筋固定支架示意图 图12锚杆钢筋固定支架实例图 图13锚杆固定支架批量加工八、效果确认 （1）工期效益此种施工方法劳动强度低，施工安全，操作简便有效地减少了机械设备的投入，有效的提高了施工进度，缩短了施工周期。经过项目部各方的共同努力，绿城青岛深蓝广场二期地下室裙房部分抗浮锚杆从2015年6月05日开始，至2015年9月21日全部完成，共108天，比业主要求工期130天，提前22天完成。制图人：赵瑞志 时间：2015.5.20 图14 效果对比柱状图 （2）经济效益 此种施工方法施工抗浮锚杆，采用定型化锚杆钢筋固定支架便于安装操作，减少止水钢板焊接施工工序，减少锚杆锚固于底板后锚具的隐蔽工序，节省了资源，降低了成本。初步测算，采用此种施工方法节约的人工费和材料费、机械使用费等费用，以及缩短工期带来效益合计45万元。 （3）社会效益 通过本QC活动，成功解决现有的传统抗浮锚杆工序操作复杂、适应性差、施工周期长的问题，本施工工法劳动强度低、施工安全、操作简便、有效的提高施工效率，缩短施工周期，具有较好的应用情景。该技术对设计有抗浮锚杆施工工艺的工程，具有重要的理论意义和工程实用价值，为以后工程中类似问题的解决积累了大量的宝贵的实践经验。九、巩固措施及标准化制定新型锚杆优化施工方案，并成功申报公司级“双优化”立项，编制传统抗浮锚杆优化指导书，下一步将申请局级施工标准，并纳入到企业标准化施工当中。 十、体会与打算此次QC小组的成果，经过现场施工时间，已经取得了满意的效果，受到各关注方的好评，鼓舞了所有职工的士气，使我们小组成员的质量意识、团队意识、创新意识、协作精神和工作的自觉性、主动性得到了增强，综合素质得到很大的提高，我们进行了自我评价，见综合素质评价表及雷达图。小组成员将继续发挥攻坚克难的本领，发扬不怕苦累的精神，以科学的方法、实践的能力，开启知识的大门。将继续用辛勤的汗水，聪明的智慧，破解工程中的一道道难关，为企业创造更高的效益，为行业留下