QC成果地下顶板工程后浇带支撑钢柱的研制

地下顶板工程后浇带支撑钢柱的研制汇报人：杨杰浙江龙厦建设集团有限公司

项目介绍兰溪何村丹溪大道南地块项目施工总包工程位于金华兰溪市丹溪大道与上园路交叉口。项目共有21幢高层，毛坯交付，项目总建面199885㎡，地上建筑面积142546㎡，地下建筑面积57339㎡，分二期，六个批次。1#、5#、8#、12#、13#楼层数为16层，2#、3#、9-11#、18#楼层数为18层，6-7#，15-17#楼层数为17层；19-23#楼层数为15层。附属商业及配套为1层。工期为895天，开工日期为2020年8月15日，暂定完工日期为2023年1月27日。01/小组介绍目录Contents02/现状调查及选题03/方案比选04/对策的制定与实施05/现场实施06/优化和效益小组介绍01小组概况单位名称浙江龙厦建设集团有限公司成立日期2022年7月15日小组名称兰溪香悦兰城项目QC小组小组注册号QC/ZJLS2022-5小组活动时间2022年7月20日-2022年11月10日课题名称地下顶板工程后浇带支撑钢架的研制课题类型创新型活动宗旨施工便利，安全可靠小组概况表小组概况组内分工姓

名职

称学

历分

工组

长陈晟祯工程师本科全面负责副组长方靖工程师本科整体协调副组长柯霞材料员专科活动指导组

员郑亚萍工程师专科组织实施组

员杨杰

无专科项目规划组

员陈少波工程师本科安全监督组

员黎俊

工程师本科技术指导组

员方靖倩无本科工程预算组

员戴奕涛技术员本科现场实施组

员何建标工程师专科现场实施小组成员现状调查及选题02小组活动情况现状调查

后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设的混凝土带。

在工程项目实施过程中，由于后浇带施工的滞后性，导致整体脚手架须在后浇带浇筑完成且具备一定强度后方能拆除。特别是在地下顶板工程当中，由于脚手架的存在，导致地下施工面狭窄，通行不便，增加后支模等工序施工难度，严重影响后续工序及整体工期。

这与精工品质，示范性优质工程的要求不符。因此，如何在保证安全、稳定的前提下，优化后浇带支模架体系，解决或减轻由于现有后浇带支模体系带来的一系列问题，从而提高工作效率，保证施工质量的研究已经迫在眉睫。方案比选03目标研制一种安全可靠、节省占地空间、施工便利且经济适用的地下顶板工程后浇带支撑钢架。支撑架占地面积小，便于通行；支撑架安全可靠，且经济适用；施工操作便利，易于安装与拆卸。可行性分析：（1）技术分析：本项目施工器材齐整，具备研究试验条件。后浇带施工为常规施工方法，整体结构明确，受力情况清晰。（2）经济分析：本项目受到所在单位重视，转款维持QC小组活动；且前期运用模型分析手段，降低耗材费用，能够确保项目正常进行。（3）人员分析：本项目成员具有高级职称1人，中级职称6人，其中6人为本科学历，4人为专科学历。具有较好的创新能力。部分组员曾参与过QC项目，具备丰富的实践经验。提出方案一、脚手架式

传统后浇带支撑方式，架体稳定性好，施工工艺成熟，支撑效果较好，价格较为经济。但是占地面积大，脚手架之间空隙狭窄，与整体脚手架连接，占用场地时间长。提出方案二、支撑柱式

类同柱体承重，结构性能较稳定，占地面积小，规格变化灵活，支撑柱间的间距较宽，相对独立，中间无横杆，两侧通行无阻碍，施工较为便利，价格较为经济。但是目前运用较少，需进行应力校核。提出方案三、承台式支撑效果最佳，稳定性最好。但是占用面积大，架体下次通行不便，尺寸变化不灵活，需根据具体工程定制，耗材最多，价格昂贵。方案分析一、脚手架式优点：架体稳定性较好，施工工艺成熟；价格较为经济。缺点：占地面积大，脚手架之间空隙狭窄；与整体脚手架连接，因而占用场地时间长。二、支撑柱式优点：

结构性能较稳定；占地面积小，每根支撑柱相对独立中间无横杆两侧通行无阻碍；支撑柱的尺寸规格变化灵活，施工较为便利；价格较为经济。缺点：目前运用较少，需进行应力校核。支撑结构整体性不如另外两种形式三、承台式优点：

支撑效果最佳；稳定性最好。缺点：占用面积大，架体下次通行不便；尺寸变化不灵活，需根据具体工程定制；耗材最多，价格昂贵。方案分析形式目标分值根据程度可以打（5-10分）总分（40分）脚手架式架体稳定929占地面积小，方便通行5结构简单，施工方便8结构灵活，经济性好7支撑柱式架体稳定838占地面积小，方便通行10结构简单，施工方便10结构灵活，经济性好10支撑柱式架体稳定1026占地面积小，方便通行5结构简单，施工方便6结构灵活，经济性好5方案比选打分表

因此，根据比选结果，应选择支撑柱式作为后浇带支撑的方案，并在此方案上进行深化设计。方案优化（截面选择）方管型：优点：结构形式简单，应力校核比较方便。模板预留孔方便；缺点：生产加工较为不便；方管角点存在应力集中现象；材料利用率不高，经济性较差。圆管型：

优点：生产加工较为方便，灵活性好；各向惯性矩相同，受力状态好，便于安装；材料充分利用，经济性好。模板预留孔方便。缺点：对生产要求较高。工字型：优点：节省材料，经济性好；缺点：对安装要求较高；模板预留孔难以制作，连接处易漏浆；存在棱角，有一定安全隐患。根据各种截面的优缺点，应选择圆管型支撑柱式作为后浇带支撑的方案。确定柱顶撑位置板下支撑：优点：搭设、拆除方便，操作简单。模板不需要预留孔洞，操作便利。缺点：受力性能不好；支撑柱稳定性较差，无法保证安全性。伸入模板：

优点：受力性能好，柱体稳定性高；与模板连接好，能够有效避免漏浆。缺点：施工工序相对复杂；拆除支撑时比较困难支撑柱头会有一定损耗模板内预留柱帽：优点：施工操作简单；既解决了拆除支撑时困难的问题，有能保证与模板的连接；对柱头起到保护作用。缺点：柱帽为一次性产品，经济性差；柱帽与柱体接合不严密时，仍存在架体不稳的现象。根据各种柱顶位置的优缺点，应选择伸入模板的方案。对策的制定与实施04对策的制定序号对策目标措

施责任人地点完成时间1后浇带支撑柱设计钢柱支撑结构稳定，安全可靠设计图纸简明清晰，便于制造按照前述方案比选中得到的最佳方案设计后浇带支撑钢柱，并绘制图纸，建立三维模型。朱单移施工现场2022.10.82联系厂家生产钢柱能够满足钢柱生产质量要求图纸交底陈静生产厂家2022.10.16钢模制造浇筑钢柱包装、运输3实验室测试符合规范要求的力学及工作性能要求稳定性试验郑柏俭实验室2022.10.24现场实际安装检测安装步骤清晰，且操作便利施工场地试点安装，并设置检测计划何建标施工现场2022.10.3

5优化进一步改进连接节点，契合施工实际分析支撑钢柱在施工过程中与模板连接的问题，并进行进一步优化改进。黎俊施工现场2022.10.5对策的实施实施一

后浇带支撑柱设计（1）小组根据前期方案设计绝缘护套，确定尺寸，利用CAD软件，绘制设计图，并使用BIM技术建立支撑柱模型。对策的实施实施二联系厂家生产钢柱（1）联系厂家，按照设计内容进行加工与生产，完成样品制作。（2）检验样品，与设计效果图是否一致，支撑钢管的壁厚误差是否超过±0.1mm，直径是否超过0.5mm。对策的实施实施二钢柱力学分析1.建立几何模型将建好的几何模型导入有限元分析软件之中，具体过程示意图如下，选择Geometry-ImportGeometry，在文件夹中选择创建好的几何模型2.材料属性定义材料属性，材料结构钢，详细参数如下。本次分析类型为弹塑性结构分析，需要定义结构的弹性模量、泊松比以及密度，3.网格划分进行网格划分，首先定义网格相关度为60，定义划分质量为Medium，定义划分方法为HexDominantMethod，定义网格大小为15mm，具体示意图如下。4.求解分析及结果输出所有前处理设置完成之后就可以对模型查看结果。计算完成之后我们选择查看模型的等效应力（EquivalentStress）云图和总的变形量（TotalDeformation）云图，首先查看空心钢管柱结构的变形结果。通过位移云图可以看出，结构的最大位移为0.72775mm，发生在顶端位置。在空心钢管柱结构其他位置，结构变形量很小，位移云图以蓝色和绿色为主。现场实施05技术交底现场安装技术交底操作步骤（1）后搭后浇带支模架（2）地下顶板养护后拆除模板（3）后浇带位置支撑钢柱（4）浇筑后浇带后养护后拆除支撑钢柱优化和效益06优化实施过程中，由于各个后浇带位置的高低不一，所以使用的钢管高度也需要不同的高度，目前只能采用截据、垫木板的形式。对钢管的力学稳定和重复利用率都产生影响。措施：结合不同工程，不同后浇带的位置的差异，所需钢柱的长短不一，考虑产品的经济性、可重复利用性能，拟对钢柱的脚部进行改进。1、底板；2、丝杆；3、第一齿轮；4、链条；5、第二齿轮；6、操作盘；7、维护盒；8、推块；9、支杆；10、承接板；11、侧板；12、螺杆；13、固定板；14、柱体；15、定位板。效益效果检查通过在香悦兰城项目施工总包工程地下顶板工程中运用，发现实际使用后浇带支撑钢架柱果良好。2022年10月3日，在香悦兰城项目-1层运用的40根后浇带支撑钢柱，柱体稳定，未出现整体结构异常等现象。后浇带支撑钢柱间距为10m，完全消除横杆阻隔，通行便利。施工进度较计划提前了5天，后浇带支撑工序费用显著降低。通过问卷调查，施工场地工人对项目满意度达到了100%。综合分析，小组目标实现。序号工程费用名称后浇带支撑钢柱脚手架支撑一材料费25143216二人工费19602530三机械费250220四措施费210120五总费用49346086注考虑到材料周转、租赁等费用该经济效益对比表参照18版工程造价定额和浙江省造价网公布的市场价编制1、社会效益本项目的成果将促进后浇带施工技术的发展，改善建筑工人工作环境，能够进一步提升工地安全性，保障工人生命财产安全。2、工作效率规避了脚手架引起的施工面狭窄的问题，工人搬运材料及工作面转移效率大大提高，后续工序施工可提前开展，受干扰减小，较好地提高了工作效率，缩短了后浇带工序的施工时间。3、经济效益为了比较后浇带支撑钢柱与脚手架支撑费用的差别，取每百平方米地下室顶板后浇带施工分项工程的项目费用进行对比：巩固措施一、标准化进程1、召集小组成员总结研究成果，整理研究资料；2、召开研究成果发布会，介绍该支撑钢柱的施工方法，效益等；3、结合各方意见，整理支撑钢柱产品使用说明书；4、将研究成果归档，并申请国家实用新型专利。二、巩固措施在后期项目应用当中，设置持续观测点，观察后浇带支撑钢柱节点处是否有长期结构变化，并进行记录。在施工过程中，要注意保护钢柱的位置，注意接头漏浆、垫块稳定等问题，后续本小组成员也会持续跟进。总结本次QC活动，以兰溪何村丹溪大道南地块项目施工总包工程地下顶板工程后浇带支撑架改良为主要内容，开展了深入的讨论与及交流，并研制了适用于一般后浇带施工的钢柱支撑，并进行了应用。在小组活动过程中，成员分工明确，合作默契，在激烈地讨论与交流中锻炼了团队合作精神，也激发了组员的创新能力，对组员的综合素质发展起到了积极的作用。同时，也暴露了一些问题，比如沟通滞后导致协作对接时出现分歧，没有熟练掌握专业知识及QC研究方法，造成了工作效率的降低，这些都需在今后的工作中注意避免，力争取得更好的进步。