渐变超高单面墙体支撑技术新方法 下穿U形槽

渐变超高单面墙体支撑技术新方法中铁xx集团第五工程有限公司xx经理部QC小组发表人：主要内容一、选择课题二、小组概况三、设定目标

四、提出各种方案并

设定最佳方案六、对策实施七、效果检查八、标准化五、制定对策九、总结打算选择课题一课题背景

xx市xx大道快速化改造二期工程分为南北两段，共5个标段，我公司承建5标段工程属于北段。采用平面立交形式，主线为下穿前进路的通道结构。下穿箱体段长60m，采用钢筋砼箱涵结构；U形槽长440m，采用船坞结构。课题背景图1下穿通道U形槽典型断面图

下穿段采用PCMW工法桩进行基坑围护，U形槽主体结构与围护结构之间采用砖砌体填充，施工时，在底板以上80cm处设置纵向水平施工缝，分两次浇筑。课题背景墙板特点、难点1、渐变：高度、厚度均随U形槽深度的增大而逐渐增大，墙板最厚处达1.4m，高度3.5m～7.8m范围内渐变；2、超高：最高达7.8m,平均高度约为5.4m；3、单面墙：外侧无作业面，必须单面墙体支撑。问题的提出、确定课题

1、由于墙体渐变，随墙体的厚度、高度的增大，底部混凝土侧压力也增大，对模板体系的设计要求非常高，需要合理设计。2、单侧支模最高达7.8m，只能靠单侧模板支架来承受混凝土的全部侧压力，施工难度较大，易出现失稳现象。3、工期紧、任务重、表面无装饰，外观观感要求高，需寻找新的单侧支模方法。

为此，经理部组织成立QC小组，确定渐变超高单面墙体支撑技术新方法的课题，对此问题进行解决。小组概况二小组概况小组名称xx经理部QC小组小组成立时间2012年3月6日注册时间2012年3月6日注册号ztsjwgs-2012-03课题类型创新型活动课题渐变超高单面墙体支撑技术新方法小组人数9人活动时间2012年3月6日至2012年7月31日活动次数10次出勤率100%表1QC小组概况制表：xx复核：xx制表日期：2012年3月6日表1QC小组概况（续）制表：xx复核：xx制表日期：2012年3月6日小组概况姓名性别职务职称文化程度年龄小组职务小组分工TQC时间(h)男总工程师工程师硕士32组长全面负责52男经理部经理高工本科33顾问技术指导52男项目经理工程师本科32副组长项目管理48男工程部长工程师本科31组员技术管理48男技术负责人助工本科26组员技术管理48男测量主管助工本科25组员测量控制48男物资部长技术员大专47组员物资管理48男质检工程师助工本科25组员质量检查48男员工班组长高中28组员现场施工48小组概况况表2QC小组活动动计划表表制表：xx复核：xx制表日期期：2012年3月06日设定目标标三三、设定定目标1、确定目目标实现工期期要求，，确保渐渐变超高高单面墙墙体支模模体系安安全可靠靠。2、确定目标标值（1）控制模板板发生侧向向位移，确确保拆模后后墙体结构构断面尺寸寸允许偏差差≤20mm；轴线偏位位允许偏差差≤10mm；大面积平平整度允许许偏差≤5mm；确保满足足规范要求求。（2）按照总体体施工进度度计划要求求，每个节节段U形槽墙体模模板支撑工工期控制在在5d以内。三、设定目目标3、目标值分分析（1）本QC小组成员现现场经验丰丰富，理论论水平高，，均受过TQC教育，具备备解决问题题的能力。。（2）通过对类似似单面墙体体工程的调调查分析（（见表3），模板发发生侧向位位移、墙体体结构断面面尺寸、轴轴线偏位合合格率低大大多数是由由于施工工工艺、方案案选择等可可控因素造造成的。序号项目名称单面墙支架搭设方式断面尺寸合格率轴线偏位合格率大面积平整度合格率1钢管脚手架92%91%95%2钢管脚手架90%93%91%3钢管配合槽钢91%95%92%4钢管脚手架91%93%90%5钢管配合槽钢94%91%92%表3类似单面墙墙体断面尺尺寸、轴线线偏位、平平整度合格格率调查表表制表：xx复核：xx制表日期：：2012年3月10日三、设定目目标因此，我们们相信，通通过我们小小组成员的的共同努力力，该目标标的设定是是完全可行行的。（3）公司各级级领导对本本课题高度度重视，并并亲临指导导，为本次次活动提供供各种条件件予以支持持。提出各种方方案并确确定最佳方方案四提出方案1、提出方案案我们小组成成员运用创创新思维，，借助头脑脑风暴法，，集思广益益，相互启启发，结合合本工程的的实际相互互补充经过过讨论分析析得出了以以下三个方方案。提出方案方案一：钢管单面斜撑支模体系工艺原理：利用底板预埋钢筋和底部反梁作为斜杆支撑点，斜杆与立杆的交点用水平钢管纵向连接，使斜杆处于同一竖直平面内，组成一个支撑桁架体系。图2单面斜撑支模设计示意图方案二：三角背托托模板支撑撑体系工艺原理：：利用型钢三三角桁架和和侧墙根部部地锚预埋埋螺栓作为为支撑系统统。图3单面三角背背托模板体体系示意图图方案三：背贴贝雷雷片支撑体体系工艺原理：：模板背贴贝贝雷片，利利用侧墙根根部、水沟沟处、冠梁梁顶面三处处预埋螺栓栓配合槽钢钢将贝雷片片固定牢固固，依靠贝贝雷片的刚刚度和强度度支撑。图4背贴贝雷片片模板体系系示意图表4分析评价表表制表：xx复核：xx制表日期：：2012年3月28日2、选定方案案:小组成员从从多角度、、多方位考考虑，对以以上三种方方案进行对对比分析，，具体见表表4。方案一钢管单面斜撑支模体系技术可行性1、侧压力验算：新浇混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列公式计算，并取其中的较小值：F=F=0.22rtβ1β2V=0.22×25×5.71×1.1×1.15×2=56.18KN/m2；F=rH=25×7.8=195KN/m2。取较小值56.18kN/m2作为模板侧压力的标准值。考虑倾倒混凝土时产生的荷载标准值2kN/m2。取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载值为：q=（56.18×1.2+2×1.4）=70.22KN/m2。2、模板验算：面板最大弯矩：M=ql2/10=(70.22×0.3×0.3)/10=0.63KN.m;V=Kql=0.62×70.22×0.3=13.06KN;

强度：W=bh2/6=1000×18×18/6=5.4×104mm3(b按1m计）σ=M/W=0.63×106/(5.4×104)=11.67N/mm2＜［σ］=30N/mm2;τ=V/A=13060/1000×18=0.73N/mm2＜［τ］=1.2N/mm2;满足安全要求；

3、方木验算：q=70.22×0.3=21.07KN/m。M=ql2/10=21.07×0.6×0.6/10=0.76KN.m；V=Kql=0.62×21.07×0.6=7.84KN;

强度：W=bh2/6=100×100×100/6=1.67×105mm3；σ=M/W=0.76×106/(1.67×105)=4.55N/mm2＜［σ］=15N/mm2;τ=V/A=7840/100×100=0.78N/mm2＜［τ］=1.2N/mm2;满足要求；4、水平向钢管验算：F=21.07×0.6=12.64KN；则M=0.211×12.64×0.8=2.13KN.m；V=0.679×12.64=8.58KN;强度W=5.08×103mm3；σ=M/W=2.13×106/(5.08×103)=419.29N/mm2＜2［σ］=430N/mm2;τ=V/A=8580/489=17.54N/mm2＜2［τ］=250N/mm2;满足安全要求；5、斜撑验算，按600×800布置，取离地高度1.8m处计算，F=70.22×0.6×0.8=33.71KN，则斜撑承受轴心力N=F/cos27.22。=33.71/0.889=37.92KN钢管回转半径I=（√d2d12）/4=15.8mm；σ=N/A=33710/489=68.94N/mm2＜［σ］=215N/mm2;τ=V/(ΦA)=33710/(0.344×489)=200.4N/mm2＜［τ］=215N/mm2;满足要求；因此，该方案在技术上可行。特点优点：材料通用性强。缺点：1、钢管扣件用量大，所需支撑费用大；2、不安全因素多；3、劳动强度较大；4、需考虑增加施工缝留置数量；5、易出现模板侧移、胀模，影响结构尺寸、轴线位置、平整度差等缺陷；6、所需工期太长；7、占用施工场地大。经济合理性1、材料投入费用较高；2、搭拆需要大量人工工期16人需要8天完成1个节段搭设，拆除需要6天。完成一个节段共需14天。对其他工序的影响由于工期紧，对后续附属工程施工影响比较大。结论1、钢管扣件搭设、拆除时不安全因素多，较难控制；2、劳动强度大；3、搭设、拆除用时太长，不能满足工期要求；4、成本太高。选定方案表4分析评价表表（续）制表：xx复核：xx制表日期：：2012年3月28日方案二三角背托模板支模体系技术可行性1、侧压力计算：根据方案一计算结果，模板的总荷载值为：q=（56.18×1.2+2×1.4）=70.22KN/m；

2、模板验算同方案一：满足安全要求；3、方木验算同方案一：满足要求；4、水平向钢管验算同方案一：满足要求；因此该方案技术上可行。

特点优点：1、支架装拆方便、搭设速度快；2、可机械化吊装，省时省力，不安全因素少；3、可一次性支设高度高，不需增加施工缝留置数量；4、可有效保证墙体的结构尺寸、轴线位置，克服常见的模板侧移、涨模、平整度差等质量缺陷。缺点：专用性、单一性强，而本工程墙体高度渐变，适用性不强。经济合理性1、材料投入费用高；2、可采用机械吊装，劳动强度相对稍低工期

10人5天完成1个节段搭设，拆除需要3天。完成一个节段共需8天。对其他工序的影响对后续下穿附属工程及辅道施工有一定影响。结论本工程墙体高度渐变，不适用于较高墙体支撑。表4分析评价表表（续）制表：xx复核：xx制表日期：：2012年3月28日方案三背贴贝雷片支撑体系技术可行性1、侧压力计算：根据方案一计算结果，模板的总荷载值为：q=（56.18×1.2+2×1.4）=70.22KN/m；

2、贝雷梁验算：贝雷梁惯性矩I=1154868.8cm4，截面抵抗弯矩W=15398.3cm3，最大弯矩M=3375KN.m,最大剪力T=490.5KN。则按照最高处侧墙7.8m计算，最大弯矩M=1/8ql2=0.125×70.22×7.8×7.8=534KN.m＜［M］3375KN.m；最大剪力T=1/2ql=0.5×70.22×7.8=273.86KN＜［T］490.5KN,贝雷梁处于安全状态，该方案在技术上可行。特点优点：1、支架装拆方便、搭设速度快；2、可机械化吊装，省时省力，不安全因素少；3、可一次性支设高度高，不需增加施工缝留置数量；4、贝雷片可以租借，可降低成本。5、可有效保证墙体的结构尺寸、轴线位置，克服常见的模板侧移、涨模、平整度差等质量缺陷。经济合理性支撑简单，投入小，经济性好。工期

6人3天完成1个节段搭设，拆除需要1天。完成一个节段共需4天。对其他工序的影响对后续下穿附属工程及辅道施工影响不大。结论施工速度快，采用机械吊装，劳动强度不大，成本最低。做好支撑方案的控制和施工控制，能实现目标。选用

通过对以上三种方案的对比分析，我们认为方案三在技术上可行性、可操作性、经济合理性、工期成本等方面更具有优势，对此我们把方案三背贴贝雷片支撑体系作为最佳方案。制定对策五五、制定对对策根据背贴贝贝雷片支撑撑方案的思思路，针对对设定的目目标，小组组成员集思思广益，分分析出方案案实施中可可能遇到的的需要解决决的问题，，见图5。图5问题假想预预测亲和图图制图：xx复核：xx制表日期：：2012年4月6日

背贴贝雷片支撑体系可能存在的问题

施工方案流程不明确支撑体系侧向稳定性问题工期目标能否实现

施工过程需要交底明确

如何控制混凝土发生侧向位移

人员机械安排合理性

班组无类似经验，信心不足

侧墙中、下部混凝土侧压力大

表5对策表制表：xx复核：xx日期：2012年4月6日根据亲和图图的整理归归类结果，，得到三类类主要问题题，制定对对策表，见见下表5。序号问题及要求对策目标措施地点时间负责人1施工方案操作流程不明确加强技术交底，明确方案的细部做法；加强专业培训，提高操作者技术水平。使施工一线工人了解背贴贝雷片支撑系统的操作流程和方法，确保安全施工；使操作工人掌握贝雷架支撑体系的操作方法，克服畏惧心理，并考核达到80分以上，实际操作达到良好。1、项目部组织召开施工方案交底会和现场交底会；2、对施工班组进行专业技术培训，培训后进行理论、操作考核，考核合格上岗。会议室现场2012.4至2012.6郁雷刘杰xx表5对策表（续续）制表：xx复核：xx日期：2012年4月6日序号问题及要求对策目标措施地点时间负责人2支撑体系侧向稳定性问题加强贝雷架的加固；施工荷载的控制。确保支撑体系的整体稳定性；拆模后墙体结构断面尺寸允许偏差≤20mm；轴线偏位允许偏差≤10mm；大面积平整度允许偏差≤5mm；1、采用双槽钢横肋梁加固，保证贝雷片整体稳定；2、控制混凝土浇筑速度和高度，并安排专人负责；3、加强支撑系统、模板的监测。会议室现场2012.4至2012.6程龙陶成凌颂义3工期目标能否实现问题充分利用现有两台吊机，合理组织施工，保证各工序的衔接。每个节段U形槽墙体模板支撑（包括拆除）工期控制在5d以内。现场合理安排吊机作业，并由专人指挥。现场2012.4至2012.6杨选龙罗海军xx对策实施六六、对策实实施实施一：针针对施工方方案流程不不明确。1、技术交底底：小组组织召召开方案交交底会，将将本工程的的质量、安安全的目标标进行交底底，对贝雷雷片支撑过过程中的要要点、难点点进行了一一一讲解，，让施工管管理人员和和各施工班班组长了解解施工的重重点和难点点；为将方方案落实到到施工一线线工人，组组织对操作作工人进行行了现场有有针对性的的交底，让让每一个施施工人员详详细了解背背贴贝雷片片支撑的要要点。图7技术交底书书图6技术交底会会2、专业培训训：我小组邀请请公司总工工及专业技技术人员对对现场管理理人员、操操作人员及及关键特殊殊工序的工工作人员，，针对贝雷雷架安装方方法、工艺艺流程结合合现场特点点进行了详详细的技术术培训，使使每个作业业人员对操操作的基本本特点、及及特殊要求求均有了明明确的认识识。在培训训结束后，，对培训的的效果进行行了考核，，考核结果果见表6。实施后效果果检查：经过检查，，施工人员员通过技术术交底后，，已明确背贴贝雷片片支撑系统统的操作流流程和方法法，专业培训后后，无论是是操作技能能还是操作作规范性均均有了很大大的提高，，考核合格格。图8专业培训序号人员理论操作192优281良381良484良582良683良780良887良982良1086良表6考核成绩表表实施二：针对支撑体系侧侧向稳定性性问题1、采用双槽槽钢横肋梁梁加固，保保证贝雷片片整体稳定定现场采用了了三道双槽槽钢横肋梁梁加固，即即冠梁顶面面处，水平平施工缝吊吊模处及侧侧墙根部排排水沟处。。图9贝雷架支撑撑体系加固固图冠梁顶槽钢加固水平施工缝缝吊模处加加固排水沟处槽钢加固图10水平施工缝缝处预埋螺螺杆图11冠梁顶面预预埋螺杆图12双槽钢横肋肋梁加固2、做好施工工荷载的控控制，并安安排专人负负责；小组安排人人员制作了了混凝土浇浇筑厚度控控制杆，每每50cm采用红油漆漆标上刻度度，随时探探测、调整整混凝土的的浇筑厚度度；浇筑时时分层，放放慢混凝土土的浇筑速速度，每次次浇筑高度度控制在50cm，浇筑现场场安排专人人指挥，负负责浇筑速速度的监测测，控制好好浇筑速度度及高度，，以减缓混混凝土对模模板的侧压压力，减少少支撑系统统的荷载，，控制模板板侧向位移移引起的结结构断面尺尺寸、轴线线偏位等偏偏差。3、加强支撑撑系统、模模板的监测测：小组从安装装、施工过过程等各阶阶段对支撑撑系统、模模板进行全全过程监测测，在混凝凝土浇筑过过程中，质质检员、架架子班随时时观察贝雷雷架架的稳稳定性，采采用吊垂检检查模板的的垂直度。。确保支撑撑系统的安安全。实施后效果果检查：实施后，通通过监理单单位组织的的专项验收收，由于施工荷荷载控制及及模板监测测到位，避避免了因支支撑系统、、模板变形形引起的底底角模板涨涨裂、错台台等问题，，经抽查轴线偏偏位、断面面尺寸、大大面积平整整度的情况况与预定目目标值对比比分析（见见表7），均符合合规范要求求，支撑体体系合格。。在整个施施工阶段支支撑系统稳稳定、安全全，小组实实现预期目目标。制表：xx复核：xx日期：2012年4月13日表7断面尺寸、、轴线偏位位、大面积积平整度检检测统计表表项次检测项目允许偏差（mm）检测点记录值123456781断面尺寸±201510-5-7-658-82轴线偏位±10-6-5641-8-343大面积平整度±5-3-32-2-2213-12-4-33443实施三：针针对保证工工期目标实实现问题根据现场情情况，两幅幅侧墙可同同时实现吊吊装作业，，现场配备备了两台吊吊机，配备备两个作业业指挥员一一对一指挥挥；合理利用现现场施工场场地，安排排流水段施施工。缩短短贝雷架、、模板的周周转时间，，提高机械械效率，确确保吊机作作业井然有有序。实施后效果果检查：经过现场检检查，施工工速度明显显加快，完完成1个节段U形槽墙板支支撑体系搭搭设及拆除除设平均用用时4天，控制在在了5天以内，实实现了预定定的目标。。表8支撑体系搭搭设及拆除除用时统计计表节段用时(天)备注U43.5完成1个节段U槽平均平时4天U54U84.5U154.5U163.5总体效果检检查七1、安全：贝雷架安全全稳定性较较好，工人人操作安全全可靠，消消除了失稳稳、坍塌等等安全隐患患，在小组组成员和施施工班组的的共同努力力下，施工工阶段未发发生任何安安全事故，，目标实现。。2、质量：小组成员对对实施后墙墙板的结构构断面尺寸寸、轴线偏偏位、大面面积平整度度进行了现现场实测，，详见下表表9。表9侧墙实测项项目统计表表项次检测项目允许偏差（mm）检测点记录值123456781断面尺寸±20128-5-3-8131562轴线偏位±10-5-7-6698543大面积平整度±5-4-31-52112-22-443-34-1统计数据表表明，墙板板的结构断断面尺寸、、轴线偏位位、平整度度均符合规规范要求，，目标实现。。制表：xx复核：xx日期：2012年6月22日图13采用钢管脚脚手架方案案效果照片片图14采用贝雷架支撑方案效果照片3、工期：：根据总体进进度计划，，5天完成一个个节段侧墙墙模板支撑撑（包括拆拆除），本本工程共有有15个节段高侧侧墙。活动实施后后，搭设及及拆除贝雷雷架支撑体体系仅需4天时间,控制在了5天以内，且且每个节段段可提前工工期1天，共提前前工期15天，实现了预期期目标。75天60天图15工期对比图图计划时间完成时间经济效益4、经济效益益：制表：xx复核：xx日期：2012年7月2日支撑形式钢管单面斜撑支模三角背托模板支撑体系背贴贝雷片支模综合造价1、租赁费：单个U槽共需用钢管6500m，扣件1700个，钢管租赁0.03元/（m.d)，扣件租赁0.007元/(个.d)，单个U槽安装、拆除支撑共14天，则材料租赁费（6500*0.03+1700*0.007）*14=1664元;2、18mm厚竹胶板、及10*10方木费用：为一次性投入，按3次周转计算，单个U槽使用模板220m2，单价为60元/m2；方木920m，单价为20元/m2;则模板方木费用（220*60+920*20）/3=10533元;3、螺杆费用：单个U槽共需螺杆520个，则螺杆费用520*3=1560元;4、修补螺杆孔洞：1个孔洞1元，单个U槽共为520元;5、人工费：按市场单价120元/工日，单个U槽15人安装、拆除支撑共14天，则人工费120*16*14=26880元;6、该法单个U槽总价=1664+10533+1560+520+26880=41157元;7、15个节段U槽侧墙总价=41157*15=617355元。1、租赁费：单个U槽共需用三角架50榀，钢管1000m，扣件1700个，三脚架租赁10元/(榀.d),钢管租赁0.03元/（m.d)，扣件租赁0.007元/(个.d)，单个U槽安装、拆除支撑共8天，则材料租赁费（50*8+1000*0.03+1700*0.007）*8=3535.2元；2、18mm厚竹胶板、及10*10方木费用：为一次性投入，按3次周转计算，单个U槽使用模板220m2，单价为60元/m2；方木800m，单价为20元/m2;则模板方木费用（220*60+800*20）/3=9733元；3、螺杆费用：单个U槽共需螺杆520个，则螺杆费用520*3=1560元；4、修补螺杆孔洞：1个孔洞1元，单个U槽共为520元；5、人工、机械费：按市场单价120元/工日，机械台班2000元/台班，单个U槽10人安装、拆除支撑共8天，机械台班2个台班，则人工费120*10*8+2*2000=13600元；6、该法单个U槽总价=3535.2+9733+1560+520+13600=28948.2元；7、15个节段U槽侧墙总价=28948.2*15=434223元1、租赁费：单个U槽共需用贝雷片80片，槽钢160m，钢模板220m2，贝雷片租赁3.5元/(片.d),槽钢租赁0.3元/(m.d)，钢模板租赁1.2元/(m2.d),单个U槽安装、拆除支撑共4天，则材料租赁费（80*3.5+160*0.3+220*1.2）*4=2368元；2、螺杆费用：单个U槽共需螺杆240个，则螺杆费用240*3=720元；