超大超厚筏板钢筋支撑新方法的研究

1、超大超厚筏板钢筋支超大超厚筏板钢筋支撑新方法的研究撑新方法的研究发布人：陈洪伟发布人：陈洪伟创新型创新型QCQC成果成果 天元集团天元集团616616项目项目QCQC小组小组一、工程概况浪潮科技园S01科研楼工程位于济南市高新区经十东路与浪潮路交汇处，工程建筑面积114452，地下4层，地上34层，高156m，由主楼和裙楼组成。主楼人工挖孔灌注桩，筏板基础，框架-剪力墙结构，裙楼筏板基础，框架结构。基础埋深20m。本工程基础成矩形设计，其中主楼设计有两个核心筒筏板基础，核心筒底口尺寸长宽：1511m，上口尺寸长宽：2015米，深度为8.55m，钢筋配置为直径32三级钢间距100mm双层双向设置

2、，上层钢筋重量为6.85T。砼强度等级C40，抗渗等级为P8，属于超大超厚大体积砼。 图一 主楼核心筒基础二、小组概况表1制表人：郝金星 制表时间： 2012.11.10活动课题超大超厚筏板钢筋支撑新方法的研究课题类型创新型小组名称天元616项目QC小组成立时间2012.9.26注册登记号TYJT06-16-2014注册日期2014.1活动频率2次/月， 3h /次活动时间2012.11-2012.12小组成员概况姓名性别年龄职称文化程度组内职务分工陈洪伟男31工程师本科组长负责技术方案的论证分析，活动组织、开展刘文同男32工程师大专副组长负责全面组织领导、方案协调实施高 峰男31工程师本科成

3、员现场的技术控制、过程控制尹晓光男28工程师本科成员现场的材料管理聂瑞来男35助工专科成员现场安全监督、信息反馈安荣涛男38工程师专科成员质量检测、数据统计武 振男25助工专科成员质量检测、数据统计郝金星男24资料员本科成员统计整理数据，填制图表 小组活动计划进度表小组活动计划进度表 表2阶段程序进程2012年11月2012年12月上旬中旬下旬上旬中旬下旬P1、课题选择2、目标设定3、提出方案并确定最佳方案4、制定对策D5、对策实施C6、效果检查A7、巩固措施8、总结和下一步打算制表人：郝金星 制表时间： 2012.11.10三、选择课题因此，选定课题为：超大超厚筏板砼钢筋支撑新方法的研究。因

4、此，选定课题为：超大超厚筏板砼钢筋支撑新方法的研究。分析论证分析论证选题理由选题理由选择课题超 大 超厚 筏 板砼 浇 筑施 工 方法1、根据设计情况，核心筒基础深度过深，体量大。2、砼浇筑厚度过大，施工难。3、砼浇筑时间长，不利于砼振捣及混凝土温差控制。1、砼浇筑可根据计算有效控制砼浇筑层数。2、砼浇筑时间及振捣质量，质检员可有效控制。3、通过配合比调整可改善砼温度变化情况。未选定1、核心筒筏板断面尺寸大，筏板砼厚度为8.55m，上层钢筋支撑施工难度系数大。2、超厚大体积砼施工，砼内外温差控制难。超 大 超厚 钢 筋支 撑 施工方法1、基础深度过深筏板上层钢筋支撑问题及砼保温运用传统的施工方

5、法不能有效解决问题，工期无法保障。2、由于施工进度及工序问题迫切需要科学合理的施工方法解决超大超厚钢筋支撑及温差问题。选定1、砼体量大，水泥水化热产生较大的温度变化及收缩作用，易产生温度收缩应力从而产生裂缝。1、大体积砼裂缝通过改善砼配合比，施工过程浇筑措施及保温养护方法，加上裂缝防治的施工经验可得到有效解决。大 体 积砼 裂 缝控 制 施工方法未选定课题名称课题名称结论结论四、目标设定1、课题目标：超大超厚筏板钢筋支撑新方法的研发成功。2、目标值：（1）满足筏板钢筋支撑承载力，每平方米不低于0.35KN。（2）缩短筏板基础施工工期4天。 3、目标可行性分析：（1）公司领导非常重视，在公司总工

6、指导下，组织编制筏板基础大体积砼专项施工方案，经监理审核、甲方批准切实可行。（2）公司在项目部成立工程领导小组，项目总工任组长，集中技术力量组织创新，在组织上有了保障。（3）本QC小组成员具有多年的施工经验，技术水平得到有效保障。（4）公司有完善的质量保证管理体系，是一切质量工作的理论指导依据。五、提出方案并确定最佳方案5.1 提出施工方案全体QC小组成员于2012年11月15日研究商讨，利用头脑风暴法，提出三种施工方法并将结果整理分析如下：表3 制表人：郝金星 制表时间： 2012.11.15序序号号可解决可解决问题的问题的方法方法综合分析综合分析结结论论分析内容分析内容可实施性可实施性安全

7、性安全性经济性经济性预计有预计有效性效性132钢筋支撑+单独布设冷却水循环管网1、钢筋支撑采用直径32及25钢筋搭接焊接制作，间距为1m立体方格布设，经计算共计需要量40T。2、支撑立杆易挠度变形，安全稳定性差。3、焊接量大，操作空间狭窄，焊接难度大，进度慢。4、焊接质量难保证。5、需单独布设冷却水循环管网，增加费用强度高，工序交接穿插多，高空作业危险系数高，配合难度较大，浪费钢筋原材料施工进度慢，可夜间施工，但高空作业危险系数高增加钢筋及降温管费用效果一般不采用2L505型钢支撑+单独布设冷却水循环管网1、L505角钢支撑搭接焊接制作，间距为1m立体方格布设，经计算共计需要量42T。2、支撑

8、立杆易挠度变形，安全稳定性差。3、焊接量大，操作空间狭窄，焊接难度大，进度慢。4、焊接质量难保证。5、需单独布设冷却水循环管网，增加费用未用过，强度及挠度较差，工序交接穿插多，高空作业危险系数高，配合难度较大施工进度慢，可夜间施工，但高空作业危险系数高增加角钢及降温管费用效果一般不采用348mm钢管支撑+利用纵横水平管降温1、钢管支撑采用直径48搭设制作，间距为1m立体方格布设，经计算共计需要量钢管：5350m扣件：3000个。2、支撑架安全稳定性强，不易变形。3、采用扣件连接形式，搭设速度快，能有效加快施工进度。4、施工质量检查效果可控性好。5、利用纵向水平杆形成冷却水循环管网，节约单独布设

9、冷却水循环管费用。强度高，工序单一，高空作业专业化，经济效果可观施工进度快，可夜间施工，高空作业施工经验丰富节约钢管材料用量及布设降温管费用效果良好拟采用各种材料主要性能各种材料主要性能 表4 支撑架强度、挠度及立杆抗压强度比较支撑架强度、挠度及立杆抗压强度比较 表5 材料规格/mm截面积/单位质量/（kgm2）截面惯性矩/抗弯强度/（Nmm2）抗剪强度/（Nmm2）弹性模量/（Nmm2）48钢管4.2403.3310.780205125206.00032钢筋8.0426.315.147205120205.000L5054.8033.7711.210205120205.000制表人：郝金星 制

10、表时间： 2012.11.15立杆间距/m1.01.11.21.3支架横梁48钢管强度/(Nmm2)115.981154.371200.416254.811挠度/mm1.4042.2623.4955.21532钢筋强度/ （Nmm2）161.984215.600229.908355.878挠度/mm22.9424.7397.32110.924L505强度/ （Nmm2）166.486221.592287.687365.769挠度/mm21.3512.1763.3625.016支架立柱抗压强度/( Nmm2)483.0钢管0.070.080.100.1132钢筋29.0035.0941.7649

11、.01L50514.5417.5920.9424.57制表人：郝金星 制表时间： 2012.11.155.3 确定最佳方案：通过上述分析，拟采用48mm钢管支撑+利用纵向水平管降温施工方法，解决超大超厚筏板钢筋支撑及砼降温问题。5.4 确定最佳方案可行性分析5.4.1施工流程图图三 支撑搭设流程图钢管支撑架体搭设冷却水循环管网的形成支撑架立杆防渗漏控制大 体 积 砼测温控制 5.4.2 施工难点：将钢管支架取代钢筋支架或型钢支架的同时兼做冷却水循环管网体系，将简化筏板大体积混凝土的施工流程，是一种可行的施工方案，但需要解决以下问题。1、由于基坑深度较深，支撑体系稳定性及承载能力是组织施工的难题

12、，要求如何合理布置钢管支撑架，满足钢筋的承载要求。2、采用水平杆做循环水降温管，杆件连接处容易渗漏，如何保障形成冷却水循环的管网体系，不渗漏是需要解决的问题之一。3、如何保证循环水管网降温效果、砼覆盖措施使大体积砼温差得到控制，满足规范要求。4、采用钢管支撑架其立杆与砼之间形成缝隙易产生渗漏现象，如何解决支撑架体系竖向钢管的抗渗问题。 5.4.3 方案论证：根据现行相关规范要求和工程的实际情况，经小组QC小组专题会议，通过分析论证制定以下解决方法：方法论证表方法论证表 表6 制表人：郝金星 制表时间2012年11月18号序号序号需解决问题需解决问题解决方法解决方法特点特点结论结论1钢管支撑架体

13、搭设通过计算上层钢筋网片的重量为6.85T，混凝土浇筑时的侧压力值192KN/，确定钢管支撑间距为1m。优点：承载力计算准确，安全性高缺点：计算复杂采用根据施工经验，直接按间1.2m进行搭设优点：省去计算过程缺点：无安全保障，存在安全隐患不采用2冷却水循环管网的形成利用脚手架中、下部纵向水平杆作循环冷却水管，水平间距为1m，竖向间距为1m，采用卡箍连接方式使中部钢管的短向支撑钢管形成一个内部中空的“S”形循环管网优点：操作比焊接速度快，节省时间缺点：多用于100以上管道，且需要先加工，增加 施工工序，增加材料费用不采用利用脚手架中、下部纵向水平杆作循环冷却水管，水平间距为1m，竖向间距为1m，

14、采用焊接方式使中部钢管的短向支撑钢管形成一个内部中空的“S”形循环管网优点：焊接防水效果好缺点：施工速度较慢采用3支撑架立杆防渗漏控制立杆底部用钢底座支撑在底部筏板钢筋下立杆上设橡胶止水环20*30，在筏板中部立杆上再设一道橡胶止水环20*30，钢管内部用高强灌浆料封堵，钢管端部用钢板焊接封堵严密优点：防水效果好缺点：工序穿插多，施工复杂采用立杆顶部用高强灌浆料封堵，涂刷聚氨酯防水优点：施工速度快缺点：防水外侧无法进行有效的保护，易遭受破坏，产生渗漏不采用4大体积混凝土测温控制每层设置2个测温点1层/m，利用大体积砼测温仪对砼进行测温检测，内部利用钢管支撑水平冷却水循环管降温优点：通过数据检测

15、能够进行了解砼内部及外部温度变化情况，及时增减保温降温措施缺点：人员跟踪检查持续时间长 采用图四 循环管网示意图图五 降温管构造图六、制定对策表依据上述需解决的问题制订对策表如下： 表7制表人：郝金星 制表时间2012年11月25号序序号号项目项目对策对策目标目标措施措施负责人负责人地点地点完成完成时间时间1钢管支撑架体搭设编制方案审批后搭设支撑架论证方案可行性施工依据1、征求设计意见2、报监理单位审核3、立杆纵横间距1米，立杆底部用钢底座支撑，水平杆步距1米，纵横连接，底部设扫地杆陈洪伟聂瑞来办公室2012.11.202冷却水循环管网的形成采用焊接形式形成循环管网，做灌水试验收口严密、无渗漏

16、、达到降温效果1、刘文同负责各项人员组织协调。2、根据计算进水温度需达到20以上达到有效降温3、焊接完成进行通水试验4、水平杆搭设时用旋转扣件，形成高低差，降温完成后用自吸式水泵将水排出刘文同安荣涛施工现场2012.12.123支撑架立杆防渗漏控制支撑架立杆增加防水措施收口严密、无渗漏1、立杆底部用钢底座支撑，在底部筏板钢筋底设橡胶止水环20*30，在筏板中部立杆上再设一道橡胶止水环20*30，立管内部用高强灌浆料封堵，钢管端部焊接严密2、操作人员持证作业高峰施工现场2012.12.124大体积混凝土测温控制大体积混凝土用测温仪测温砼里表温差控制在25，砼表面与大气温度温差控制201、设置14

17、个测温点，在砼内埋设铜热传感器，用大体积砼用测温仪定时测温2、根据测量温度变化情况及时增减保温材料和进水管内水温武振郝金星施工现场2012.12.20七、对策实施QC小组成员根据责任分工，在2012年11月10日2012年12月30日期间对制定对策方案进行了实施。实施一：编制方案 表8 目标论证可行性施工依据实施过程1、由组长编制专项施工方案，经监理单位审批后实施，并与甲方办理了签证手续。2、利用直径48钢管作钢筋支架，根据上层钢筋重量为6.85T及砼对架体的侧压力和浮力192KN/的要求，支撑架立杆纵横、间距采用1.0m。3、由于基坑较深，砼浇筑时采用分层浇筑方式，以减轻砼对架体的侧压力和浮

18、力，保证施工质量及安全。架体搭设如图：制表人：郝金星 制表时间2012年11月30号效果检查编制施工方案报监理单位审批顺利通过，通过论证方案切实可行。制表人：郝金星 制表时间2012年11月30号实施二、采用焊接形式形成循环管网，做灌水试验实施二、采用焊接形式形成循环管网，做灌水试验 表9目 标收口严密、无渗漏、达到降温效果实施过程1、利用脚手架中、下部纵向水平杆作循环冷却水管，水平间距为1m，竖向间距为1m，采用焊接方式使中部钢管的短向支撑钢管形成一个内部中空的“S”形循环管网。2、水平杆搭设时用旋转扣件，形成高低差，搭设完成后由电焊工用45度弯头与水平杆焊接连接，形成S型降温管。3、焊接完

19、成待冷却后砼浇筑前，对循环管网进行加压试水检测，确保管道完好。4、循环管网在砼覆盖后开始使用，直至内外温差不大于20时为止。5、最后用自吸式水泵降水排出，出入口用3mm的圆形钢板，满焊于焊管口，要求焊接牢固，不出现漏焊现象。效果检查经检查各部位的焊缝焊接严密，现场做灌水试验后无渗漏现象。制表人：郝金星 制表时间2012年12月10号实施三、实施三、支撑架立杆增加防水措施 表10目 标收口严密、无渗漏实施过程1、支撑架体搭设完成后，在立杆底部筏板钢筋底设橡胶止水环20*30，防止立杆底部与垫层接触面形成的缝隙产出渗漏水。2、在筏板中部立杆上再设一道橡胶止水环20*30加强立杆因砼分层浇筑形成施工

20、缝的防水效果。3、顶部钢管内部用高强灌浆料封堵，钢管端部用3mm钢板焊接封堵严密。效果检查防水方法符合方案要求，操作规范。制表人：郝金星 制表时间2012年12月10号目 标砼里表温差控制不大于25，砼表面与大气温度温差控制不大于20 实施过程1、每个核心筒内设置14个测温点，用2台测温仪测温。2、砼浇筑时启动测温，由武振现场监督，并做好测温记录。3、循环水管网被砼覆盖后开始供水，供水温度不低于20，又武振负责测量供水和出水口温度，保证供水管与出水管温差不大于10。4、砼浇筑完成，具备上人条件后组织人员将筏板表面采用覆盖塑料薄+2层棉被进行保温养护，棉被与棉被之间要求不留缝隙。5、由郝金星负责

21、保温材料的覆盖，及时进行温度测量，根据温度变化增减保温材料。图八 大体积混凝土测温仪应用实施四、大体积混凝土用测温仪测温实施四、大体积混凝土用测温仪测温 表11制表人：郝金星 制表时间2012年11月20号目 标混凝土内部温差控制在25，混凝土表面与大气温度温差控制20实施过程效果检查通过测温仪的测设，混凝土里表温度测量准确，记录完整。通过棉被及塑料布覆盖，混凝土内外温差得到有效控制。循环水管温差符合施工要求。 八、效果检查8.1目标实施对比：1、质量目标：通过本次QC活动成功对超大超厚筏板钢筋支撑研制了新的施工方法，利用了钢管支撑架兼做循环水降温管即解决了钢筋支撑问题又解决了砼内部降温管问题，且保证了工程质量，砼浇筑完成至今经历的整个雨季，未发生裂缝及渗漏现象，成功实现了质量目标。2、进度目标：原进度计划筏板基础施工自2012年11月27日-12月25日共需28天，通过本次QC活动的实施，于2012年12月20日浇筑完成，比计划工期提前5天，比进度目标提前了1天。为后续施工奠定了良好的基础，实现了进度目标。通过柱状图进行对比：图图十十 进度柱状图进度柱状图27天23天24天图十一图十一 证明文件证明文件序号序号施工方法施工方法费用名称金额合计费用合计费用备注备注1钢管支撑架材料