中国新兴建设开发总公司一公司三项QC小组

中国新兴建设开发总公司创新圆弧倾斜墙体施工方法PAGEPAGE15创新圆弧倾斜墙体施工方法中国新兴建设开发总公司一公司三项QC小组二〇一三年五月

创新圆弧倾斜墙体施工方法中国新兴建设开发总公司一公司三项QC小组一、工程概况北京电子技术服务中心工程是涉及国家安全核心技术的国家级重点保密工程，建设单位是中办机要局。工程位于北京市海淀区永丰基地，建筑总面积为40717m2，是一个集办公、住宿、大型会议及相关配套设施等功能为一体的综合性建筑。地下室窗井外墙为圆弧倾斜墙体，墙体倾斜角度为70°，垂直高度7.04m，圆弧墙体半径为17.65m至20.212m，墙体厚度为0.40m,圆弧倾斜墙体展开面积为494.34m2。其平面图详见图1。图1：地下室圆弧倾斜墙体平面图工程结构复杂，形式新颖，在以往工程中，未遇到类似工程，无法按照现有施工方法进行结构施工，故申请注册号，成立QC小组。二、QC小组概况表1：QC小组概况一览表小组名称一公司三项QC小组成立日期2012年1月QC小组活动课题类型创新型小组注册号XXJZQC2012-0113注册日期2012年1月活动频率每月3次，每次不少于2小时小组活动次数10出勤率98%活动时间2012年1月－2012年4月TQM教育时间人均约32小时以上序号姓名性别年龄职称组内职务1徐瑞青男37高级工程师组长2焦中岭男31工程师副组长3张小妮女47教授级高工技术指导4常燕女34高级工程师顾问5胡夏初男48工程师质检6刘银磊男28工程师资料7陈阳男29工程师技术8李广常男52工程师工长9卢峰男32工程师预算10赵伟男26助理工程师资料制表人：刘银磊日期：2012年1月三、选择课题1、结构特点1.1墙体倾斜角度为70°；1.2墙体半径为17.65m至20.212m；曲率小，1m范围内弦高为2mm；1.3墙体垂直高度达到7.04m，厚度为0.4m。详见图2：圆弧倾斜墙体剖面图。图2：圆弧倾斜墙体剖面图2、项目部经过检索，未发现圆弧倾斜墙体的相关施工资料，施工难度较大。针对以上特点分析，经小组成员研讨，将施工方法归纳为开挖土方时留置肥槽和不留置肥槽两种施工方法。将两种施工方法进行演化，留置肥槽的施工方法只能采用双侧支模，不留置肥槽的施工方法只能采用单侧支模。双侧支模需要开挖肥槽，工程量较大，肥槽回填土无法填实，倾斜墙体的外墙防水施工困难。并且由于现场场地狭小，施工困难，导致本工程无法使用双侧支模施工方法。单侧支模避免了肥槽回填，外墙防水施工便捷，确保防水质量。但是目前仅有直墙的单侧支模施工方法，没有圆弧、倾斜特点相结合的墙体施工方法。常规的直墙单侧支模施工方法无法满足现场施工需求。综上所述，现有双侧支模及常规单侧支模施工方法均无法解决圆弧倾斜墙体的施工，故本小组确定研究课题为“创新圆弧倾斜墙体施工方法”。四、设定目标1、确定目标我们QC小组根据上述分析，经QC小组成员共同讨论研究，确定目标为：创新一种圆弧倾斜墙体模板体系；2、设定目标值倾斜度偏差小于3mm；。平顺度偏差小于3mm。合格率达到90%。模板设计合理、选材经济适中，体系牢固稳定。3、目标可行性论证3.1公司具有丰富的模板施工经验。小组成员李广常参与“安德大厦”、“公安部办公楼”、“统战部办公楼”等重点工程的施工。以往工程支模的合格率可以达到95%。3.2项目部支持。项目部新购木模板、三合板及相关机具支持小组活动。施工机具、材料等均满足施工要求。3.3外部环境适合创新。建设单位、监理单位非常支持小组活动，提供场地进行1：1放样，并提供活动资金3万元。因此，“圆弧倾斜墙体模板体系的创新”课题可行！五、提出方案并确定最佳方案1、提出方案小组成员通过“头脑风暴法”，集思广益，查阅相关资料，结合弧形模板和倾斜墙体模板的施工方法，进行方案讨论。小组成员将意见分类整理、并归纳提炼，运用亲和图汇总如下：图3：意见汇总分析图根据以上亲和图分析，拟采用如下三种方案：圆弧倾斜墙体模板圆弧倾斜墙体模板体系型钢三角架全钢单侧支模可调钢框圆弧单侧支模组合钢模板单侧支模型钢三角架支撑体系大钢模地脚螺栓加固扣件式钢管支撑钢框木模板穿墙螺栓扣件式钢管支撑组合小钢模穿墙螺栓图4：拟选方案图2、方案可行性分析表3：方案一：型钢三角架全钢单侧支模体系方案一:型钢三角架全钢单侧支模体系考虑角度分析技术特点板面采用定型弧形钢模板，支撑体系采用型钢三角架。经济合理性圆弧倾斜墙体长度为66m，垂直高度为7.04m，沿弧长线性长度为7.49m，全钢模板面积为:7.04m×7.49m=494.34m2，全钢模板自重为:494.34m2×23.55kg/m2=11641.71kg,全钢模板费用为：11641.71kg×8.4元/kg=97790.34元，费用为一次性投入,费用约9.8万元。对大型机械需求需要塔吊或汽车吊。质量效果圆弧钢模板采用工厂加工，加工精度高，倾斜度及平顺度的质量效果好。制表人：陈阳日期：2012年1月方案一综合评价：该方案施工费用高、质量效果好，但增加吊装设备。表4：方案二：可调钢框圆弧单侧支模体系方案二:可调钢框圆弧单侧支模体系考虑角度分析技术特点利用木模板的柔韧性，通过调节调节器，使面板弯成所需要的弧度。经济合理性圆弧倾斜墙体长度为66m，垂直高度为7.04m，线性长度为7.49m，模板面积为:7.04m×7.49m=494.34m2，钢框圆弧模板采用外租形式，按照租期30天进行考虑，组合模板总价为494.34m2×4.35元/天/m2×30天=64511.37元，费用约6.5万元。对大型机械需求不需要塔吊或汽车吊。质量效果钢框木模板需要现场加工成扇形，加工难大，模板刚度差，倾斜度及平顺度的质量不宜控制。制表人：陈阳日期：2012年1月方案二综合评价：该方案施工费用适中、质量效果差。表5：方案三：组合钢模板单侧支模体系方案三:组合钢模板单侧支模体系考虑角度分析技术特点利用圆弧斜墙半径超大、曲率小，1m内弦高为2mm的特性，采用55系列组合钢模板现场拼装。经济合理性圆弧倾斜墙体长度为66m，垂直高度为7.04m，线性长度为7.49m，模板面积为:7.04m×7.49m=494.34m2，组合钢模板采用外租形式，按照租期30天进行考虑，组合模板总价为494.34m2×2.35元/天/m2×30天=34850.97元，外租费用约为3.5万元。对大型机械需求不需要塔吊或汽车吊。质量效果圆弧曲率小，可以采用55系列600mm宽小刚模散拆散拼，便于工人操作，倾斜度及平顺度的质量便于控制。制表人：陈阳日期：2012年1月方案三综合评价：该方案施工费用低、质量效果适中。3、方案比选并选出最佳方案针对方案比选的各项指标，小组成员运用关联矩阵法对各方案进行分析评价。小组在评价时充分考虑了各项目的权重，大家一致认为施工质量是第一位，经济性和对大型机械需求为第二位。三种方案评价打分表如下：表6：三种方案评价打分表XjVijωjAi经济型对大型机械的需求施工质量Vi0.20.20.6方案一A1)1132.2方案二(A2)2311.6方案三(A3)3322.4制表人：焦中岭日期：2012年1月通过以上方案的比选，V3﹥V1﹥V2，确定最优方案：组合钢模板单侧支模体系。4、实施方案的优化通过以上选择，确定了组合钢模板单侧支模体系，但是组合钢模板单侧支模体系必须从两个过程、六个方面进行方案优化，具体见图5：图5：优化方案图面板选择面板选择组合钢模板，并进行排列优化设计。见表7。表7：面板排列优化方案优化特点结论方案一放射状排列图模板采用放射状组拼，每一列模板之间均有缝隙需要采用木模板封堵。模板不宜固定，加固措施困难。不采用方案二整体排列图组合钢模板在一端开始进行排列，每一列紧凑拼装，在另一端采用木模板封堵。整体性高，便于加固。采用制表人：陈阳日期：2012年1月龙骨材料选择因为弧形墙体的特殊性，无法采用常规水平龙骨，需要确定龙骨材料。采用PDPC法确定水平龙骨的选材及方案优化设计。图6：选择龙骨的PDPC图水平龙骨选材需要按照圆弧的弧度进行加工。优先选用直径不小于25mm的钢筋，钢管作为备选方案。现场进行1：1放大样，在场地不够时，采取局部放样处理。支撑体系表8：支撑体系方案优化方案优化特点结论方案一1、支撑体系采用满堂红架体。2、圆弧倾斜墙体的模板受力通过满堂红支撑传递到内墙的模板支撑体系上。1、内外墙混凝土需同时浇筑。2、施工难度大，不宜操作，支撑不牢固。不采用方案二支撑体系采用撑、拉结合方式，圆弧斜墙的支撑体系支顶在内墙上。1、内外墙混凝土分次浇筑，先内墙、后外墙。2、易于操作，支撑牢固。采用制表人：陈阳日期：2012年1月穿墙螺栓的选择、设计表9：穿墙螺栓的优化方案设计特点结论钢方案一因为无法使用常规的穿墙螺栓，针对单侧支模设计“拉接定位筋”作为穿墙螺栓。优化穿墙螺栓，根据单侧支模特点设计“拉接定位筋”作为穿墙螺栓，并且可以控制钢筋保护层厚度和墙体截面尺寸。采用制表人：陈阳日期：2012年1月模板安装方案优化表10：模板安装方案优化方案优化结论方案编制单项施工方案，加强技术交底，明确工艺流程。做好龙骨加工、拉接定位筋的安装控制交底工作。制定检查方法：倾斜度检查采用在模板上口和下口定出50cm控制线，拉通线检查。平顺度检查采用0.8m长靠尺，水平靠在墙上，使用塞尺进行检查。采用制表人：陈阳日期：2012年1月混凝土浇筑方案优化表11：混凝土浇筑方案优化方案优化结论方案针对圆弧倾斜墙体倾斜70°的特性，无法按照常规的振捣方式进行施工。在墙体合模之前，需要把振捣棒提前插入双排钢筋内，边振、边拔。针对圆弧倾斜墙体超高的特点，垂直高度达到7.04m，线性高度达到7.49m，模板一次支设到顶，分层浇筑混凝土，减少外墙施工缝，避免施工质量隐患。采用制表人：陈阳日期：2012年1月六、制定对策小组成员针对以上分析，按照5W1H的原则，分析研究相应对策，确立明确的目标值，并最终制定出相应的具体实施措施、明确责任人和完成日期。表12：对策表序号要素对策目标措施地点完成时间负责人1面板排列钢模板采用整体式拼装。模板接缝严密，倾斜度和平顺度允许偏差不超过：±3mm。1、钢模板采用整体式拼装；2、异型部位采用12mm厚竹胶板，背部加设同小钢模厚度的木方工地现场2012年2月李广常2龙骨材料选择选用直径25mm钢筋做横向龙骨。弧形龙骨要和圆弧斜墙的弧度一致。1、在现场空地按照圆弧墙体的半径放线，做1：1模型。2、采用直径不小于25的钢筋按照弧线加工钢筋。工地现场2012年2月陈阳3选择钢管支撑体系支撑体系采用撑、拉结合的方式。确保模板的稳定性，模板不上浮、跑模、移位。1、先浇筑内墙混凝土，圆弧墙体的支撑体系支顶在内墙上；2、加设钢丝绳进行斜拉。现场工地2012年2月常燕4穿墙螺栓的选择、设计设计拉接定位筋。穿墙螺栓能够固定模板，把龙骨和模板连接成整体。拉接定位筋直径不小于18mm。1、设计拉接定位筋固定模板。2、拉接定位筋为φ18钢筋。3、控制钢筋保护层和墙体截面尺寸。工地现场2012年3月焦中岭5模板安装制定方案和交底。并制定检测方法。工人能够熟悉工艺流程，按照方案和交底进行模板安装。安装合格率达到100%。1、做好专项施工方案、技术交底。2、做好倾斜度、平顺度的检测方法及施工质量控制。工地现场2012年3月陈阳6混凝土浇筑提前预下振捣棒。确保混凝土振捣密实，不漏振。在墙体合模之前，把振捣棒预放在墙体双层钢筋之间，边浇筑混凝土，边拔振捣棒。工地现场2012年3月焦中岭制表人：焦中岭日期：2012年1月七、对策实施实施一：采用整体式模板排列圆弧倾斜墙体采用55系列组合钢模板，钢模板从一端开始进行拼装，型号优先选用宽度为600mm的模板，出现不符合模数的三角空隙，采用12mm厚竹胶板模板现场拼装，背部采用同模板厚度的木方。模板安装时，要边就位，边校正，并随即安装各种连接件、支撑件和临时支撑。图7：模板施工照片实施效果检查：经检查，模板排列根据模板排列图就位，墙体模板排列的尺寸符合质量要求，模板接缝严密，倾斜度和平顺度允许偏差不超过3mm。实施二：选择钢筋龙骨圆弧墙体模板选用直径为25mm钢筋做横向龙骨，在现场空地按照圆弧墙体的半径放线，做1：1模型，钢筋按照模型的弧度进行加工。墙体竖向龙骨选用壁厚不小于3mm的直径为48mm的双钢管。水平钢筋龙骨在内侧，竖向钢管龙骨在外侧。竖向龙骨水平龙骨竖向龙骨水平龙骨图8：模板施工照片实施效果检查：经检查，弧形钢筋龙骨和圆弧斜墙的弧度一致，龙骨紧贴墙体钢模板无缝隙，符合要求。实施三：选择钢管支撑体系1、先浇筑底板、内部墙体混凝土，在底板混凝土浇筑过程中预留抗浮地锚，用于加固圆弧斜墙模板下口，以确保浇筑混凝土过程中墙体底部的密实性和模板的稳定性。2、模板支撑采用撑、拉结合的方式。在模板施工时，圆弧倾斜墙体的支撑体系支顶在内侧墙体上，增加支撑体系的稳定性。模板采用钢丝绳进行拉接固定在内侧墙体上。图9、图10：内侧墙体施工照片钢丝绳钢丝绳图11：钢丝绳拉结照片实施效果检查：经检查，借用内侧墙体作为支撑点，采用撑、拉结合的单侧模板支撑体系，保证了模板的稳定性。实施四：设计、加工拉接定位筋小组成员设计加工拉接定位筋，拉接定位筋卡在墙体内侧水平钢筋上，通过模板的穿墙螺栓孔伸出模板，端部和“3”型件相连，把模板和龙骨连成整体，同时，拉接定位筋可以控制钢筋保护层厚度和墙体截面尺寸。拉接定位筋拉接定位筋图12：拉接定位筋加工详图图13：拉接定位筋照片实施效果检查：经检查，“拉接定位筋”采用φ18钢筋加工，与模板“3”型件固定牢固。所设计的“拉接定位筋”能够起到固定模板的作用，并可以控制钢筋保护层厚度和墙体截面尺寸。实施五：模板安装1、在施工之前，编写专项施工方案，并针对新型的“拉接定位筋”，对工人进行安装交底。2、进行倾斜度和平顺度的检查。检查方法：倾斜度检查采用在模板上口和下口定出50cm控制线，拉通线检查。平顺度检查采用0.8m长靠尺，水平靠在墙上，使用塞尺进行检查。图14：编写专项施工方案图15：检查方法示意图实施效果检查：经检查，工人能够按照方案和交底进行模板安装。倾斜度和平顺度允许偏差不超过3mm。实施六：混凝土浇筑在墙体合模之前，把振捣棒伸入墙体双排钢筋内。振捣棒间距1m一根，浇筑混凝土时，边振捣，边拔振捣棒，随着混凝土的浇筑高度，逐根拔出振捣棒。振捣棒振捣棒图16：混凝土振捣照片实施效果检查：经检查，混凝土振捣密实，无漏振现象。效果检查1、效果检查55系列组合钢模板成功地使用在地下室圆弧倾斜墙体中，结构施工在2012年4月份施工完毕。拆模后，现场抽测60个点对倾斜度和平顺度进行检查，合格点数分别为56个和55个，合格率达到93.3%。施工过程中没有发生任何事故；拆模后砼密实、观感好、造型一次成型。图17：检测点分布图图18：施工完毕照片图19：装修完毕照片2、社会效益大胆的创新为倾斜的新型异型结构提供了施工质量、安全、进度、成本等方面可以参考的数据，起到了良好的示范作用，并在类似工程中可广泛应用。3、经济效益圆弧倾斜墙体长度为66m，垂直高度为7.04m，沿弧长线性长度为7.49m，开挖肥槽土方量为：:1.00m×7.49m×66m=494.34m3，开挖土方总价：:494.34m3×25元/m3=12358.5元；土方回填总价为：494.34m3×32元/m3=15818.88元；合计节省总价：28177.38元。单侧支模方案造价节省约2.9万元。九、标准化1、针对QC成果，项目经理部编写了“圆