一种新型悬挑方式盘扣脚手架研究

一种新型悬挑方式盘扣脚手架研究工程概况：本工程建筑总面积约为12.95万㎡，地下室面积3.11万㎡，主要建设内容包括1层地下室，3栋2~4层物业及商业中心，5栋31~32层住宅楼。10#、11#、12#、15#、16#为5栋高层住宅楼，模板工程采用铝模。5栋高层住宅楼采用五层一悬挑的方式，共有30次悬挑。工程结构为框剪结构，结构外围周边存在剪力墙、风井及洞口等，对于板上悬挑存在一定的障碍。小组概况：2、活动形式（1）组织QC小组全体成员召开课题讨论会，讨论方案，研究预防措施。（2）在施工过程中及时收集各种数据，对数据进行统计分析、寻找原因，召开对策制定措施会议。（3）对成果进行总结，讨论今后设想和打算。3、活动制度每周六下午QC小组活动，每次活动不少于1.5小时。要求QC全体成员必须全部参加。课题名称及选题理由1、课题名称:一种新型悬挑方式盘扣脚手架研究2、选题理由:①工字钢的设置。传统板上悬挑方式，剪力墙、角柱的预留洞口将破坏纵向受力钢筋，结构内空间占用率高，影响二次结构及安全文明施工的开展，且后期封堵不到位会存在渗漏隐患。②连墙件的设置。传统的钢管预埋连墙件，对二次施工产生影响较大，后期拉结点被工人私拆的风险高。同时产生的墙体预留洞，也增加了后期的封堵工作量，是后期渗漏的一大隐患。3、设定目标及目标论证（注：目标值设定均与普通板上悬挑钢管外脚手架相比较）①目标一：“减少悬挑工字钢投入量1.5倍以上”论证：在满足承载力保证安全的前提下，采用新型的悬挑脚手架体系，优化悬挑工字钢的设置方式，改变悬挑系统的受力形式，充分利用材料特性，能够有效的降低材料投入量。②目标二：“减少预留洞口80%以上”论证：通过研究新型的悬挑脚手架，采用新型的工字钢、连墙件设置方式，能够避免在主体结构、二次结构上产生预留洞口。确定初步方案并改进1、方案的提出2017年2月20日，QC小组召开会议，集思广益，对传统悬挑外脚手架展开研究讨论，在以往的基础上，围绕减少悬挑工字钢投入量、减小外脚手架对主体结构、二次结构施工的影响，避免墙体预留洞，减少后期渗水隐患等方面确定了以下三种初步方案：A方案：采用普通悬挑盘扣式外脚手架，连墙件采用预埋普通钢管。B方案：采用侧壁悬挑普通钢管外脚手架，连墙件采用成品预埋式连墙件。C方案：采用侧壁悬挑盘扣式外脚手架，连墙件采用预埋扁铁结合扣件式连墙件。2、方案分析方案A：优点：盘扣式脚手架使用插销式连接，避免了工人操作水平的影响，材料损耗低，其安全性稳定性有所提升。搭设密度低，悬挑工字钢投入小，悬挑层施工进度快，模块化构件，易于成堆摆放，现场占用率低。缺点：板上悬挑工字钢，工字钢结构内锚固段长（1.25*悬挑端长），工字钢投入量大，悬挑层施工进度慢，且结构内空间占用率高，影响二次结构及安全文明施工的开展。同时剪力墙、楼板预留洞口也是后期渗漏的一大隐患。方案B：优点：侧壁悬挑钢管脚手架，相比传统悬挑节约工字钢用量，悬挑层施工进度较快，不占用结构内空间，便于二次结构及安全文明施工的开展，且避免墙体预留洞，减少了后期外墙渗水隐患。缺点：普通钢管脚手架的立杆最大搭设间距为1.5m，相比盘扣架的搭设密度大很多。悬挑工字钢投入量大，同时扣件损耗大。成品预埋连墙件，经济性差，对预埋精度要求高。方案C：优点：预埋扁铁连墙件，节省空间，对施工影响小，避免了墙体预留洞，减少了后期封堵工作量，降低了外墙渗水隐患。架体拆除时，扁铁割除方便。相比传统悬挑节约工字钢用量，悬挑层施工进度较快，且避免墙体预留洞，减少了后期外墙渗水隐患。缺点：新的工艺没有国家规范及相关文件支撑需要摸着石头过河，实施中面临重重阻碍。3、方案的对比小组成员从多角度、多方位综合考虑，对三种方案进行对比分析，如表：表2：方案对比表方案可操作性经济性（成本）分析结论方案A施工简单进度慢观感差有主体结构及二次结构预留洞口单根工字钢长度2.475m，工字钢安装密度为0.83（假设普通钢管架工字钢平面安装密度为1），外架每延米工字钢投入量2.054不选用方案B施工复杂进度较快观感差有二次结构预留洞口单根工字钢长度1.5m，工字钢安装密度为1（假设普通钢管架工字钢平面安装密度为1），外架每延米工字钢投入量1.5不选用方案C施工简单进度快观感好无预留洞口单根工字钢长度1.5m，工字钢安装密度为0.83（假设普通钢管架工字钢平面安装密度为1），外架每延米工字钢投入量1.245选用方案确定通过对比分析，QC小组成员得出结论：方案C在技术可行性、可操作性、经济性等方面具有优势，为最优方案。最优方案的细化分解根据选定的新型悬挑方式盘扣脚手架研制方案，小组成员最后将其分解为图纸深化排版、工字钢设置优化、连墙件优化三个部分进行攻关研制。问题假想预测小组成员从成本、质量、可操作性、安全性等几个方面进行了讨论，对整个施工情况进行假想与施工模拟分析，将可能出现的几个问题归纳如下：1、盘扣脚手架排版：盘扣尺寸为定型尺寸，楼栋拐角较多，架体易碰梁、线条，内立杆易与铝模背楞冲突。2、悬挑支撑结构优化：（1）预埋螺栓套管偏位，工字钢端部铁板安装困难。（2）由于工人操作水平影响，工字钢端部与铁板间焊缝强度难以保证。（3）斜拉杆安装前，弯矩由工字钢端部铁板承受时，铁板易弯曲破坏。（4）梁侧面内倒，工字钢铁板与两侧有缝隙。3、连墙件结构：（1）扁铁刚度较差，抗冲击性能较弱。（2）扁铁刚度较差，抗冲击性能较弱。（3）预埋件与工字钢端部钢板存在偏差，双孔同时利用存在困难。制定对策确定最佳方案后，为使对策清楚、目标明确、措施完善、责任落实，小组队员将目标具体化分解，制定实施对策表，并按“5W1H”原则制定对策如下表：表3：方法实施对策表序号要因对策目标措施责任人完成时间1盘扣尺寸为定型尺寸排脚设计时，充分考虑结构线条，二次结构，离墙距离架体不触碰线条，离墙距离控制在30公分左右，减少填芯工作量1、图纸结合现场进行深化排脚，转角处增加小尺寸杆件组合2、在悬挑型钢上布置横向工字钢，方便立杆布置韦晓明杨瑞浩周国仁2017年4月20日2焊缝强度难以保证加强验收，增设加强铁板保证工字钢与铁板的连接强度1、设专人对焊缝质量进行验收2、在工字钢与钢板焊接处上部加焊三角加劲板姚鹏张成文2017年4月20日3工字钢连接铁板易变形改变铁板构造尺寸减小连接钢板的变形调整钢板长宽比姚鹏黄峰2017年4月20日4工字钢铁板与梁侧存在缝隙保证梁侧垂直度减小钢板与梁侧缝隙1、浇砼前梁侧垂直度复核2、增加梁内撑数量，保证截面尺寸3、缝隙过大固定铁板时增加垫片韦晓明杨瑞浩周国仁2017年4月20日5扁铁刚度较差，抗冲击性能较弱利用扁铁承拉，钢管承压增强连墙件的抗压能力，降低架体偏移量扁铁距端部3公分设间距10公分双φ10圆孔连接钢管端部紧贴梁侧设置韦晓明杨瑞浩周国仁2017年4月20日6预埋件与工字钢端部钢板契合度差改良钢板圆孔提高契合度取将钢板其中一圆孔改成“胶囊型”韦晓明杨瑞浩周国仁2017年4月20日7预埋件偏位，螺栓安装困难加强验收，预埋标识保证预埋件与连接件的连接1、工字钢连接钢板圆孔设置预留活动空间/2、双层工字钢灵活排脚张成文黄峰2017年4月20日对策实施根据深化后的施工方法编制专项安全施工方案，施工前对各级管理人员及班组进行技术质量与安全交底。实施对策一：深化排脚设计（1）图纸结合现场进行深化排脚，保证离墙距离，避免架体碰撞线条。（2）在悬挑型钢上布置横向工字钢，方便立杆布置。表4：方案实施中各主楼架体离墙距离统计表目标：架体不触碰线条，离墙距离控制在30公分左右，减少填芯工作量。楼栋号测量点数合格点数合格率10#1009191%11#504896%12#1009090%15#1009393%16#1009191%结论架体离墙距离合格率均≥90%，符合要求。2、实施对策二：工字钢、铁板结构优化（1）设专人对焊缝质量进行验收，对焊缝进行抽样探伤检测。（2）在工字钢与钢板焊接处上部加焊三角加劲板。（3）圆孔设置其中一个孔为椭圆形，长方向约为50mm，便于安装调整。3、实施对策三：连墙件构造优化（1）取消钢管开孔的对拉螺栓连接方式，提高安装灵活性，利用扣件连接。（2）采用软拉硬撑连接。梁侧预埋铁件4mm*40mm*500mm，连接件Φ48×3.2短钢管，一端用扣件固定于脚手架的内外立杆上，另一端顶住梁侧并与预埋铁件使用扣件螺栓连接。目标：充分利用材料特性，优化连墙件结构，提高结构安全性、可操作性。表5：连墙件一次安装完成情况统计表对拉螺栓连接扣件连接楼栋号总量完成量完成率楼栋号总量完成量完成率10#807087.50%10#807796.25%11#604676.67%11#605795.00%12#806682.50%12#807695.00%15#806378.75%15#8080100.00%16#806783.75%16#807492.5%制表：张成文制表日期：2017年7月15日表6：外脚手架整体垂直度统计表优化前优化后楼栋号测量点数合格点数（Δ≤1/200）合格率楼栋号测量点数合格点数（Δ≤1/200）合格率10#807290.00%10#807796.25%11#605185.00%11#605896.67%12#807391.25%12#807593.75%15#807087.50%15#807391.25%16#806783.75%16#807695.00%从以上两表得出结论：连墙件的可操作性提升10%以上，抗压性能提升5%，符合要求。效果检查1、质量效益新型悬挑方式盘扣脚手架的应用，成功避免了墙体预留洞，减少了后期封堵工作量，降低了外墙渗水隐患。在第二次“三方检测”中获88分。2、安全效益安全生产实现“五无”“两控”“一消灭”。3、社会效益该新型悬挑盘扣脚手架获得了国家实用新型专利授权证书，并且在施工过程中，得到了行业内各方好评。4、目标实现情况表7：目标实现情况表1工字钢预留洞口（个/层）连墙件引起的预留洞口（个/层）优化前28356优化后00制表：张成文制表日期：2017年10月5日表8：目标实现情况表2工字钢投入量备注传统悬挑普通钢管架外架每延米工字钢投入量2.475单根工字钢长度2.475m，工字钢安装密度为1（假设普通钢管架工字钢平面安装密度为1）侧壁悬挑盘扣脚手架外架每延米工字钢投入量1.245单根工字钢长度1.5m，工字钢安装密度为0.83（假设普通钢管架工字钢平面安装密度为1）由表7、表8可知，通过研制新型悬挑方式盘扣脚手架，工字钢和连墙件的预留洞口全部取消了，工字钢投入量减少2.475/1.245=1.98倍，圆满实现了预期目标。九、巩固措施为进一步推广《新型悬挑方式盘扣脚手架研究》QC小组活动成果，项目部成员从此次QC活动中吸取经验，继续探索、总结，正在努力编制《新型悬挑方式盘扣脚手架研究》标准化方案，相信在不久的将来可以在行业内推广。十、总结与今后打算1、活动总结（1）专业技术方面总结QC小组在开展活动的各个阶段，小组成员不但学习和实践了QC小组活动的科学方法，而且经过实践，掌握了新型悬挑方式盘扣脚手架施工技术，对于今后施工现场管理工作起到积极的作用。（2）管理技术方面总结QC小组在解决问题的全过程中，按照PDCA程序，一环紧扣一环解决问题，通过对新型悬挑方式盘扣脚手架研制的总结，进一步提高小组成员分析和解决问题的能力。（3）小组综合素质总结小组成员通过团队精神、质量意识、进取精神、QC工具运用技巧、工作热情和干劲、改进意识等6个方面进行自我评价，通过评价明确自身进步以及需进一步努力的方面。表9：综合素质评价表评价内容活动前/（分）活动后/（分）团队精神8096质量意识7090进取精神7587QC工具运用技巧6085工作热情和干劲7286改进意识6592图1：QC小组活动前后综合素质评价雷达图（4）PDCA程序完成后，小组通过组织QC小组会议，对活动进行回顾和总结，并列出优点、存在不足以及努力方向。表10：QC活动总结表活动内容主要优点存在不足今后努力方向选择课题外脚手架是建筑施工现场重要的防护系统，传统脚手架存在多方弊端，研制新型悬挑脚手架是建筑业发展的趋势。无学习QC小组活动知识，吸收其他小组的经验，扩大选题的范围现状调查运用调查表、排列图对现状进行调查，坚持以数据说话，找出问题的症结所在排列图绘制欠缺规范，没有标注纵坐标单位加强统计技术的学习，熟练掌握统计工具，注意统计技术的正确应用设定目标目标具体化、量化，与问题相对应目标设定的依据分析欠详细，缺少数据，针对性不强加强学习，提高分析能力，对目标的分析要有针对性，用数据分析，如自身能力，历史上曾达到的水平，设备、技术的情况等原因分析小组成员运用头脑风暴法，充分发表意见，并能到现场确认主要原因个别的原因分析比较粗，没有分析到可直接采取对策的具体因素对制作好的原因分析图应进一步分析和确认，看看是否都分析到末端，如没有，则应进一步进行分析，直到能直接采取对策对策与实施对策是针对主要原因而提出的，解决的措施能具体展开，每条对策均有目