高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法（精品）

　 高寒地区高强度自密实 钢管 混凝土 施工 方法 的 研究 与创新

　中 XX 公司盛京金融广场项目(B 标段)QC 小组

　一、课题简介 (一)研究技术背景 现代建筑迅速发展,“中国高度”屡创新高,建筑结构中全新的钢—混凝土组合结构在超高层建筑中成为应用的主要形式,随之而来的高强度自密实钢管混凝土的广泛应用。但在目前建筑施工中,高强度自密实钢管混凝土的浇筑方法仍存在各种弊端,结合 XX 市高寒地区气候,钢管混凝土的浇筑长期以来都没有良好的方法。

　如何保证在复杂钢管中高位泵送的高强度自密实混凝土的施工质量？如何在不影响钢结构安装进度的前提下确保现场钢管混凝土的安全浇筑？为攻关此课题,特成立本小组。

　(二)工程概况 表 1:工程概况表 盛京金融广场项目 建设地点 XX 省 XX 市和平区南京北 XX 市府路交汇处 占地面积

　3.63 万㎡ 总建筑面积

　57.1 万㎡ 工程概况

　盛京金融广场项目分为南北两个区域,其中南区 2 栋超高层商业、办公塔楼,T2 塔楼建筑高度 334 米,钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒组合结构；T3塔楼建筑高度 178.5 米,劲性混凝土结构。北区 6 栋超高层住宅,建筑高度 204.2米,钢筋混凝土剪力墙结构。

　其中 T2 塔楼外框柱为钢结构柱,截面尺寸自 1 层至 68 层由 1400X1400mm逐渐缩减为 600X600mm,设计浇筑 C70 混凝土。

　 质量目标

　T2 塔楼创鲁班奖

　其余塔楼创 XX 省世纪杯 核心筒结构形式

　M BIM 效果图

　 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 1 日

　图 1:盛京金融广场项目效果图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 4 月 1 日 二、小组简介 (一)小组简介表 表 2:小组简介表 小组名称

　中 XX 公司盛京金融广场项目(B 标段)QC 小组 课题名称

　高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法研究与创新 成立时间

　20__年 3 月 1 日 小组 注册编号

　QC-XZ 201603 注册时间

　20__年 3 月 1 日 课题 注册编号

　中建二局东北QCkt20__-007

　 小组人数

　10 人 课题类型

　创新型 小组活动时间

　20__年 4 月 1 号~20__年 10 月 29 日 活动频率

　2 次/周 C QC 教育时间

　65h/人 出勤率

　100% 成员简介 姓

　名

　职

　务

　学历

　年龄

　小组职务

　白健 项目经理 本科 31 全面负责 朱丕功 执行经理 本科 34 现场统管 李翔 质量总监 本科 29 质量监督 刘驰 总工程师 本科 29 技术指导 韩国伟 商务经理 本科 31 成本管控 高阿蒙 质量部经理 本科 28 质量检查 高安格 工程部经理 本科 28 方案实施 李健 劳务项目经理 大专 39 施工操作 田卫国 劳务生产经理 大专 37 施工操作 贾春 班组长 中专 32 施工操作 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 1 日 (二)小组活动进度计划 表 3:小组简介表

　 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 1 日 三、选择课题 (一)选择课题背景 1.工程质量创优要求高 本工程质量目标为确保 T2 塔楼创鲁班奖、钢结构金奖,且作为目

　 前沈阳在施的第一高楼与沈阳第 001 号工程,社会关注度高。

　2.常规浇筑方法施工弊端 (1)顶升法。

　在钢柱一侧距结构面 500mm 开浇筑孔,接入泵管后将泵管与浇筑孔缝隙封堵,开始浇筑后,混凝土在钢管柱内堆积后顶升,直至浇筑完成整个钢柱。

　(2)常规浇筑方法分析: 本工程 T2 塔楼标准层层高为 4.2m,非标层层高为 5.4m、6.0m 及7.0m,每层设计 16 根钢管柱,柱截面尺寸自 1 层至 68 层由1400X1400mm 逐渐缩减为 600X600mm,平均每层高强度自密实混凝土量为 122m³,浇筑方量大。使用顶升法浇筑高强度自密实混凝土,若在浇筑过程中出现混凝土运送不及时或因顶升压力过大泵管爆裂,导致因无法连续浇筑,钢管混凝土初凝后无法顶升。出现上述情况后,处理办法为:于初凝混凝土面层同标高处搭设平台后架设布料机,并在钢管柱同此标高处开浇筑孔,接泵管后继续浇筑。此方法增加额外施工成本大,且存在较大的质量安全隐患。

　盛京金融广场项目位于 XX 市一环内,工程车辆于 6:00—19:00 禁行；搅拌站位于 XX 市沈北新区四环外,距施工现场非高峰时段需近4h 抵达。使用顶升法浇筑钢管混凝土,对搅拌站至施工现场运送时间要求较为严格,同时不允许出现因泵管爆裂导致的清理、重新接泵等长期无法继续浇筑混凝土的现象。

　综合以上工况及客观原因,使用顶升法浇筑高强度自密实钢管混

　 凝土非最佳方法。

　3.课题现场调查分析 20__年 4 月 3 日,小组成员对本工程和 XX 市其他具有相同工况的工程进行了联络调查以及现场确认,将下方五个使用顶升法浇筑出现因无法连续浇筑导致的高强度自密实混凝土出现初凝现象的钢管柱数量汇总编制下表: 表 4:各项目顶升法施工钢管柱混凝土质量问题统计表 项目

　检查数量( ( 根) )

　合格数量( ( 根) )

　不合格 数量( ( 根) )

　合格率( (% %) )

　沈阳恒隆项目 100 90 10 90 沈阳宝能项目 100 91 9 91 沈阳华强项目 100 88 12 88 沈阳新地中心项目 100 89 11 89 盛京金融广场项目 100 91 9 91 平均合格率 89.8

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 3 小组成员根据各个项目钢管柱合格数量,绘制钢管柱合格率柱状图如下:

　图 2:各项目钢管柱混凝土浇筑合格率柱状图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 4 月 3 日 由上图计算可得,若按顶升法浇筑高强度自密实钢管混凝土,平均合格率为 89.8%。

　 分析结论: :使用顶升法浇筑,施工质量差,成本高。

　(二)选择课题 小组针对以上问题运用“头脑风暴法”,就“提高施工质量,降低施工成本”提出各种建议,并按照“保证混凝土的连续浇筑性”和“降低爆管几率”两大类归纳整理亲和图:

　图 3:“提高施工质量,降低施工成本”亲和图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 4 月 5 日 (三)确定课题 1.课题分析评估

　 小组成员从可实施性、经济性、有效性三个方面,对亲和图中四个课题进行如下分析,详见下表: 表 5:课题分析、评估、选择表 序号 课题 评估 选定课题 可实施性 经济合理性 有效性 1 保证混凝土运送时间 根据 XX 市工程车辆禁行时段以及商混站至项目距离,客观条件无法保证混凝土运送时间。

　无 无 不选 2 研究一种新型施工方法 综合考虑工况及客观因素,研究一种新型施工方法,实现降本增效的目的 初步计算费用不超过 2 万元,但节约人工费、材料费预计超过 15 万元 可大大减少混凝土出现初凝现象频率,有效性好 选取 3 更换高 泵管爆裂原因不止因为超高 共计需人民币 因 T2 塔楼为 334m 不选

　 强防爆泵管与卡扣 层泵送高度过高,还因顶升法需顶起已浇筑进钢管柱内的混凝土,顶升压力过大 约 2 万元,可节约费用无法估算 超高层,且 C70 混凝土泵送难度大,有效性差 4 加强高强度自密实混凝土的流动性 经试验,C70 混凝土高强度、高粘度与流动性为主要矛盾,且增加流动性的同时塌落拓展度超时,若继续研究成本增大,且研究结果无法确定能否满足要求 目前已支出试验费4000余元,继续研究成本过大,无法估算 因 C70 混凝土高强度、高粘度与流动性为主要矛盾,且增加流动性的同时塌落拓展度超时,有效性差 不选 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 7 日 综合分析上表所述各项课题,研究一种新型施工方法是提高施工质量,降低施工成本的最佳方案。

　2.网络查新 小组成员对高强度自密实钢管混凝土浇筑方法进行了查新,如下表: 表 6:查新情况表 查新项目 高强度自密实钢管混凝土浇筑方法 查新人 高阿蒙 查新方法 网络查新 查新时间 20__年 4 月 4 日 查新目的:项目鉴定 一、查新范围 中国知网、国家科技图书文献中心、筑龙网、土木工程网、百度 二、查新点与查新要求 1.避免浇筑钢管混凝土时出现因压力过大导致泵管爆裂现象； 2.避免浇筑钢管混凝土时出现因长期未连续浇筑导致混凝土初凝现象。

　三、查新结论(详见网络查新汇总表) 1.国家科技图书文献中心未查到相关文献； 2.中国知网、筑龙网、土木工程网均为顶升法； 3.百度搜索里找到一种浇筑方法法,但在成本、工期、质量方面均有缺陷。

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 8 日

　表 7:查新情况表 序号 检索网站 检索结果 结论

　 1

　 顶升法 2

　 无 3

　 顶升法 4

　 顶升法 5

　 顶升法以及灌注法,灌注法于工期、质量、成本方面均有缺陷。

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 8 日 通过网络以及查看相关资料,发现国内外使用的施工方法均不能满足要求。

　 所以本次活动课题确定为: 高寒地区高强度自密实 钢管 混凝土施工方法 的 研究 与创新

　四、设定目标及可行性分析 (一)目标 小组成员召开目标讨论会,一致确定本次活动所达到的目标。

　提高施工质量, , 降低施工成本

　(二)目标值 通过召开小组成员讨论会,分析上述各环节情况,结合实际工况设定以下目标值: 钢管 混凝土 浇筑合格率达 95% %

　(三)目标可行性分析 1.优秀的施工团队 项目 QC 小组成员结构包括项目经理、总工程师、生产经理、质量总监、具体负责实施的施工、技术、质量以及专业人员,小组成员现场经验丰富、综合素质高,分工合理,于 20__-20__年 2 次获得“全国工程建设优秀质量管理小组二等奖”以及“全国工程建设质量管理小组活动 1 类成果”,并被推荐至中质协参评“信得过班组”。

　图 4:项目荣誉图 制图人:高阿蒙

　制图时间:20__年 4 月 9 日 2.技术支持、施工管理方面分析

　 本创新施工技术目标值是否可行,是否具备值得投入研究的价值；从技术支持、施工管理角度分析: 表 8:目标可行性分析表 目标值 可行性分析指标 可行性评价 费用投入 人员素质 施工成本 BIM 模型 钢管混凝土浇筑合格率95% 项目全力支持,课题活动经费初定10000 元 QC 小组成员具有丰富的施工经验,且创新意识强 该方法初步确定无需增加构件,只在原钢柱基础上深化 公司技术中心给予技术支持,能够指导小组成员建立BIM 模型。

　可行 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 9 日 3.施工质量的角度分析 由于本课题需要实现的施工目标为钢管混凝土浇筑合格率达95%,小组成员根据顶升法绘制了浇筑时出现质量问题各因素所占比例的饼分图:

　图 5:饼分图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 4 月 10 日 从上述饼分图中可以看出,影响施工质量的主要因素是“泵管爆裂”和“无法连续运送混凝土”,只要能够完全解决以上两个问题,则目标就能实现。

　4.行业现状

　 根据行业内的情况分析,业内一些单位以及采取了一些做法,根据QC小组的调查分析,目前行业内所存在的高强度自密实钢管混凝土施工方法,一般在工期、质量、成本方面均有缺陷,从技术领域空间的角度分析,应该还有更新的技术领域有待我们去开发、研究。

　综合上述各方面的对比,从理论、实际经验上进行分析,QC 小组一直认为目标值可以实现的可能性比较大！

　图 6:目标可行性分析图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 4 月 10 日 五、提出方案并确定最佳方案 (一)提出方案 小组成员围绕课题召开会议,运用“头脑风暴法”打破传统思想,相互启发,集思广益,对高强度自密实钢管混凝土的施工方法进行讨论,提出各种思路,结合现场实际工况,提出以下两种方案: 方案 1:根据百度搜索内容整合、优化,整理创造“定点灌注法” 方案 2:结合现场工况,运用头脑风暴,整理创造“侧位高抛法” 表 9:方案示意图与具体做法对比表

　序号 方案 示意图 具体做法说明

　 1 定点灌注法 平台层施工完成层泵管固定支架施工完成层

　 架体层（搭设平台满堂架）布料机 钢管柱制作前进行深化,于柱顶部焊接泵管固定支架；钢管柱安装完成后,于柱顶层搭设平台,架设布料机,将泵管接至钢管柱顶,固定于深化的定位架中,进行定点灌注。

　2 侧位高抛法 观察孔浇筑孔泵管固定支架浇筑层浇筑层下1层浇筑层下2层 钢管柱制作前进行深化,于每层结构面上预留浇筑孔,同高度钢管柱内提前焊接泵管固定支架,无需搭设平台与架设布料机,直接将泵管接至浇筑孔中进行侧位高抛浇筑,浇筑至观察孔向外溢浆后停止施工。

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 4 月 11 日 (二)方案的试验与分析 为了选择最合适的方案,QC 小组成员将以上两种方案进行了现场与实验室 1:1 试验,并对数据进行了分析对比: 1.试验一:定点灌注法现场试验 试验时间:20__年 4 月 20 日、20__年 5 月 13 日 试验地点:T2 塔楼 3-7 层 实验人员:高阿蒙、高安格、李建、田卫国、韩国伟、贾春 试验内容:提前深化钢管柱高度,分别为 3 层一根与 2 层一根。小组成员以及现场施工作业人员于 T2 塔楼 3-7F 进行此项实验,钢管柱

　 内预先焊接泵管固定支架,吊装完成后于 5 层、7 层外框楼板处搭设平台,架设布料机(布料机底部满堂架加密),使用定点灌注法进行高强度自密实混凝土施工。

　1)试验数据统计: 表 10:定点灌注法数据统计表 试验地点 T2 塔楼 3 层 T2 塔楼 4 层 T2 塔楼 5 层 T2 塔楼 6 层 T2 塔楼 7 层 钢柱数量 32 根 序号 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 质量问题 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 出现频数 0 3 0 3 0 2 0 0 0 1 每层合格率 81.25% 81.25% 87.5% 100% 93.75% 施工效率 效率低。每层均需搭设平台、架设布料机(底部满堂架立杆加密) 安全方面 操作平台较危险,需安装临边防护及洞口防护 质量方面 较差,5 层平均合格率 88.75% 成本方面 每层均需搭设平台,满堂架钢管租赁费、人工安装及拆除费用、临边及洞口防护费用约 3400 元 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 5 月 13 日

　图 7:柱状图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 5 月 13 日

　2)试验结果分析 方案的优点:该方案改顶升为灌注,规避了由于高强度自密实钢管混凝土因不能连续浇筑导致的初凝现象,但出现了较多的混凝土离析

　 现象,施工质量差。

　方案的缺点:因每层需搭设平台、架设布料机,随之而来的临边、洞口防护,于安全、成本方面负担较重,且混凝土浇筑完成前不可进行上层钢管柱吊装工作,工期较慢。

　2.试验二:侧位高抛法现场试验 试验时间:20__年 5 月 23 日、6 月 2 日 试验地点:T2 塔楼 8-11 层 试验人员:朱丕功、李翔、刘驰、李建、田卫国、韩国伟、贾春 试验内容:小组成员对定点灌注法进行分析、总结,钢管柱高度深化为 2 层一根,于 T2 塔楼 8-11F 进行此项实验。柱内预先焊接泵管固定支架,吊装完成后于 9 层、11 层使用侧位高抛法进行高强度自密实混凝土施工。

　1)现场试验图片

　图 8:现场试验图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 5 月 23 日 2)试验数据统计 表 11:侧位高抛法数据统计表 试验地点 T2 塔楼 8 层 T2 塔楼 9 层 T2 塔 10 层 T2 塔楼 11 层 钢柱数量 32 根 序号 1 2 1 2 1 2 1 2

　 质量问题 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 混凝土初凝 混凝土离析 出现频数 0 0 0 1 0 1 0 0 每层合格率 100% 93.75% 93.75% 100% 施工效率 效率高。每 2 层浇筑一次混凝土,因侧位开孔,无需搭设平台与布料机,外框楼承板安装后进行施工 安全方面 楼承板安装后搭设无需拆除的临边、洞口防护 质量方面 较好,4 层平均合格率 96.875% 成本方面 每根钢管柱内深化焊接泵管固定支架、柱顶开观察孔及封孔成本为 200 元 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 3 日

　图 9:柱状图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 6 月 3 日 3)试验结果分析: 方案的优点:该方案改顶升为侧位高抛,既规避了由于高强度自密实钢管混凝土因不能连续浇筑导致的初凝现象,大大提升了现场施工质量,同时无需与楼承板同时施工,提升了施工效率；且于安全、成本方面均无较大投入。

　方案的缺点:外框结构滞后核心筒施工进度,无法与核心筒同层施工。

　3.方案对比 根据两种方案于施工效率、安全、质量、成本方面对比分析,结合可操作性、经济实用性等方面绘制方案综合论证表: 表 12:方案综合论证表

　方 技术可行 经济实用性 施工效率 施工质量 预期效果

　 案 性 定点灌注法 需提前深化固定架 需搭设平台及临时临边洞口防护、钢柱固定架费用约 3400元 钢柱需每层浇筑完成后方可继续施工,需搭设平台、架设布料机 较差,平均合格率 88.75% 未达到预期效果 侧位高抛法 需提前深化固定架、浇筑孔及观察孔 钢柱固定架、浇筑孔及观察孔费用约200 元 钢柱无需与楼承板同层施工,2-3层浇筑一次 较好,平均合格率 96.875% 达到了预期效果 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 4 日 (三)确定最佳方案 通过以上对两种方案的对比分析,小组成员一致选定如下方案: 侧位高抛法

　(四)方案分解 1.方案的一级分解 小组成员展开讨论,通过对该方法应具备的效果及需要解决的问题归纳总结,对该方案进行了分解,一级分解系统图如下:

　图 8:系统图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 6 月 5 日 2.方案的二级分解 根据方案一级分解系统图,小组成员从不同角度分析,对侧位高抛法进一步细化分解。

　 (1)确定钢管柱单节高度 表 13:钢管柱单节高度选择表 方案需求 对钢柱提前深化设计以实现混凝土浇筑高度的分段,分段须综合考虑以下因素:塔吊的合理范围内的吊重、爬模的爬升规划、混凝土浇筑的最大高度、单根柱单次混凝土浇筑方量等。单根柱单次混凝土浇筑方量不易超过 24 立方米,最大浇筑高度不易超过 12 米。

　可选方案 每根高度 12.6m(3 层) 每根高度 10.5m(2.5 层) 技术可行性 需提前深化并联系厂家定制,重量满足动臂塔吊装要求、单次浇筑方量能够满足施工性能要求。

　经济合理性 相对较好,一次性浇筑 2 层,2 层进行一次浇筑和封孔工作 相对较差,一次性浇筑 1 层,每层均需进行浇筑和封孔工作 施工质量 较好,4 层共计 64 个检验批共计出现 2 个检验批混凝土离析现象 施工周期 3 层吊装一次,周期相对较长 2 层吊装一次,周期相对较短 环境影响 无影响 无影响 其他影响 无影响 无影响 综合评估 功能性合格,成本相对低,工期较短,质量良好 功能性合格,成本相对高,工期较长,质量良好 结论 采用 不采用 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 8 日 (2)柱内固定支架深化 表 14:柱内固定支架深化表 方案需求 钢管柱内需提前深化泵管固定支架,用于固定泵管,深化时需注意支架承载力是否满足要求,以及泵送混凝土时的冲击力,同时需从成本、制作周期方面进行考虑。

　可选方案 30X30mm 方钢管 4 个,焊接至钢管柱内隔板上。

　L50X5mm 角钢 4 个,焊接至钢管柱内隔板上。

　技术可行性 需提前深化并联系厂家定制,能够满足施工性能要求。

　经济合理性 方钢管 4 个 104 元,加工费 50 元 L50X5 角钢 4 个 24 元,加工费 50 元 施工质量 满足承载力、抗冲击力要求 满足承载力、抗冲击力要求 施工周期 每根柱需额外 1h 加工,浇筑混凝土时两方案无施工周期时间差 环境影响 无影响(工厂内加工) 无影响(工厂内加工)

　 其他影响 无影响 无影响 综合评估 功能性合格,质量良好,成本相对较大 功能性合格,质量良好,成本相对较小 结论 不采用 采用 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 9 日

　 (3)钢管柱观察孔深化 表 15:钢管柱观察孔深化表 方案需求 因依靠观察孔来决定混凝土浇筑完成与否,所以观察孔决定高强度自密实钢管混凝土施工缝留置位置。深化时需应满足 1/6 层高、柱最大边以及 500mm取最大值,且需考虑柱受剪力值,以及避让钢柱构件加密区。

　可选方案 下层结构钢梁顶上返 1500mm 留置直径20mm 观察孔 下层楼承板底下返 1000mm 留置直径20mm 观察孔 技术可行性 需提前深化并联系厂家定制,能够满足施工性能要求。留置此处时避开钢管柱加密区,钢管柱此处受剪力较小 需提前深化并联系厂家定制,能够满足施工性能要求。留置此处时避开钢管柱加密区,钢管柱此处受剪力较大 经济合理性 开孔需人工费 10 元/个 施工质量 满足观察混凝土施工高度需求,钢管柱此处受剪力最小 满足观察混凝土施工高度需求,钢管柱此处受剪力较大 施工周期 每根柱需额外约 1min 加工 环境影响 无影响(工厂内加工) 无影响(工厂内加工) 其他影响 无影响 无影响 综合评估 功能性合格,质量良好 功能性合格,钢管柱于此处留置施工受剪力相对较大 结论 采用 不采用 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 10 日

　 (4)钢管柱浇筑孔深化 表 16:钢管柱浇筑孔深化表 方案需求 深化时需考虑高抛混凝土落地高度、泵管弯头件高度以及开孔尺寸需满足弯头件是否顺利接入钢管柱内。

　 可选方案 在每层钢柱顶部距离结构面上返600mm,预留的浇注孔为边长 200mm 的方形孔。

　每隔 3 层,在钢柱顶部距离结构面上返600mm,预留的浇注孔为边长 200mm 的方形孔。

　技术可行性 需提前深化并联系厂家定制,能够满足施工性能要求。此处留置浇筑孔,高抛混凝土落地高度为 4.4m 需提前深化并联系厂家定制,确定钢柱开孔楼层及标高,高抛混凝土落地高度为 11.4m 经济合理性 气焊开洞需人工费 40 元/个 施工质量 满足浇筑孔设计要求,混凝土浇筑高度较低,易出现不密实情况 满足浇筑孔设计要求,高强度自密实混凝土高抛落地后存在离析现象发生 施工周期 每根柱需额外约 30min 加工开孔 每根柱需额外约 10min 加工开孔 环境影响 无影响(工厂内加工) 无影响(工厂内加工) 其他影响 无影响 无影响 综合评估 浇筑工序复杂、施工周期长,浇筑质量存在风险 功能性合格,质量不符合要求 结论 不采用 采用 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 11 日

　 (5)钢管柱浇筑孔封堵材料、工艺选择 表 17:钢管柱浇筑孔封堵材料、工艺选择表

　方案需求 材料选择时需考虑材料刚度的同时兼顾成本；工艺选择时,因本层浇筑孔封堵后,上层浇筑钢管柱混凝土时本层浇筑孔位置于本施工段最底部,混凝土侧压力最大,所以工艺选择时需考虑封堵牢固性。

　可选方案 使用同材质(Q345)、同厚度(4mm)的钢板对浇筑孔进行围焊封堵 使用同材质(Q345)、厚度 6mm 的钢板对浇筑孔进行围焊封堵 技术可行性 使用同材质(Q345)、同厚度(4mm)的钢板对浇筑孔进行围焊封堵,封堵后形成闭合整体,满足施工性能要求。

　因使用同材质(Q345)、厚度 6mm 的钢板对浇筑孔进行围焊封堵,封堵后形成闭合整体,满足施工性能要求。

　经济合理性 每块补强钢板约 40 元。

　每块补强钢板约 60 元。

　施工质量 本层混凝土浇筑完成后,下层浇筑孔与封堵板间无起焊现象发生 本层混凝土浇筑完成后,下层浇筑孔与封堵板间无起焊现象发生 施工周期 每根焊接一个浇筑孔需 20min

　环境影响 无影响 无影响 其他影响 无影响 无影响

　 综合评估 功能性合格,质量良好 满足强度条件下,成本支出较大 结论 采用 不采用 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 12 日

　 六、制定对策

　 (一)施工流程图

　图 10:流程图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 6 月 13 日

　(二)对策实施表 小组成员运用“头脑风暴法”反复论证,根据制作流程图确定钢管柱深化以及浇筑高强度自密实混凝土的具体实施步骤,并根据论证结论制作了对策实施表,如下: 表 18:对策实施表 序号 项目 对策 目标 完成时间 地点 责任人 1 钢管柱深化 绘制深化图 通过技术部审批,满足现场使用要求 20__年 7月 1 日 项目部 刘驰

　 2 钢管柱加工 焊接泵管固定支架 稳定泵管伸入钢管柱内弯头 20__年 7月 5 日 工厂 高安格 高阿蒙 浇筑孔开孔 开孔高度方便施工,尺寸可放入泵管弯头 20__年 7月 12 日 工厂 高安格 高阿蒙 观察孔钻孔 施工缝留置需避开加密区,且符合GB50204 要求 20__年 7月 22 日 工厂 高安格 高阿蒙 3 模拟试验 进行1:1模拟试验 模拟试验后无质量安全问题,方便施工 20__年 8月 15 日 实验室 李翔 贾春 4 现场实施 钢柱吊装 安装稳定、牢固 20__年 8月 20 日 施工现场 李健 朱丕功 泵管布设 最大限度减少弯头数量 20__年 8月 21 日 施工现场 李健 朱丕功 浇筑混凝土 保证施工质量 20__年 8月 22 日 施工现场 李健 朱丕功 浇筑孔封堵 密实,无起焊现象 20__年 8月 23 日 施工现场 李健 朱丕功 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 15 日

　 七、对策实施 根据对策,QC小组成员及时进行讨论研究,通过认真分析进行分步实施。

　(一)实施一:钢管柱深化 1.绘制加工图 根据上述方案,结合本工程现场实际工况,QC小组绘制了侧位高抛法钢管柱深化图如下: 表 19:侧位高抛法钢管柱深化表 深化内容 图纸 钢管柱高度确认 考虑侧位高抛法浇筑高强度自密实混凝土的需求,结合浇筑孔、观察孔深化特点,将单节钢管柱高度确定为 12.6m,此时既满足侧位高抛法施工要求,同时有效的避免了混凝土出现离析等质量问题。

　 观察孔浇筑孔泵管固定支架浇筑层浇筑层下1层浇筑层下2层 泵管固定支架深化 在钢管内浇筑孔位置提前采用 L50*4 角钢焊接泵管支架,并提前与钢管柱内隔板焊接固定,支架总高度为 h+175mm(h 为浇筑孔底部距离第一道内隔板的距离),支架宽度为 300mm。

　浇筑孔深化 每节钢柱需提前在顶部预留浇注孔,每节钢柱顶部距离结构面上返 1200mm,

　 预留的浇注孔为边长 200mm 的方形孔,距离钢柱顶端 600mm。

　观察孔深化 在浇筑口下层于结构钢梁上返 1500mm 的位置留设直径 20mm 的观察孔,当观察孔开始溢出水泥浆时停止混凝土浇筑。在此处留设施工缝可使柱受剪力较小,同时避开了钢梁位置的钢柱构件加密区。

　 泵管定位、连接深化

　1-1 剖面 混凝土浇筑前采用 1500mm 长的泵管从浇筑孔伸入钢管柱内,固定于角钢支架上,考虑钢管柱截面变化,为了保证弯管末端始终在浇注孔中心位置,提前根据截面变化尺寸在弯管部位标注刻度,随着柱截面缩尺进行相应移位。

　将弯管与泵管进行连接,并在钢柱外侧焊接固定角钢,采用 U 型箍对弯管进行固定。

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 6 月 20 日

　 2.建立 BIM 模型 根据设计图,利用Revit软件进行参数化建模,建立BIM模型,对加工厂进行可视化交底。

　 图 11:BIM 图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 6 月 3XX 公司 技术部审批 20__年7月1日技术部对图纸进行会审,并通过审批,形成审批图:

　图 12:审批图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 7 月 1 日 4.负面影响验证 管理方面,以上内容深化设计时占用大量时间,消耗了大量的人力；进度方面,因侧位高抛法需在已浇筑完混凝土的楼承板上架设泵管,所以不能与楼承板同时施工。

　(二)实施二 1.技术控制 QC 小组针对钢管柱深化加工制作过程,运用 PDPC 法进行了技术控制,并指明解决办法,预先发现问题并提出问题的解决方法。

　 深化材料准备操作加工人力准备焊接泵管支架观察孔开孔 浇筑孔开孔检查验收合格焊缝不牢固，出现夹渣、点焊等质量问题焊缝不合格重新返工角钢已被焊穿，无法使用开孔尺寸小于200X200mm按正确尺寸整改合格A 0 A 1 A 3 A 4 A 5 ZB 4D 1 D 2E 1 E 2C 1 C 2开孔标高不精准将错误标高的观察孔使用原材料围焊，重新开孔B 3材料不全、无代用件外购材料B 2 B 1更换新材料重新加工 图 13:过程决策程序图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 7 月 2 日 2.焊接泵管支架 在钢管内浇筑孔位置提前采用 L50*4 角钢焊接泵管支架,并提前与钢管柱内隔板焊接固定,支架总高度为 h+175mm(h 为浇筑孔底部距离第一道内隔板的距离),支架宽度为 300mm。

　 图 14:泵管支架图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 7 月 5 日

　 3.观察孔开孔

　 在浇筑口下层于结构钢梁上返 1500mm 的位置留设直径 20mm 的观察孔,当观察孔开始溢出水泥浆时停止混凝土浇筑。在此处留设施工缝可使柱受剪力较小,同时避开了钢梁位置的钢柱构件加密区。

　图 15:观察孔开孔图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 7 月 12 日 4.浇筑孔开孔 每节钢柱需提前在顶部预留浇注孔,每节钢柱顶部距离结构面上返 1200mm,预留的浇注孔为边长 200mm 的方形孔,距离钢柱顶端600mm。

　 图 16:浇筑开孔图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 7 月 22 日 5.负面影响验证 安全方面,因焊接泵管支架、观察孔开孔、浇筑孔开孔均需在钢结构工厂进行动火作业,存在一定的安全隐患。质量方面,泵管支架焊接不牢固会导致泵管晃动,泵管卡扣位置存在松动风险；观察孔开孔标

　 高过高会导致施工缝留置在梁柱核心区范围内。

　(三)实施三:1:1 模拟实验 1.1:1 模拟实验 为了更好的了解自密实混凝土的性能及各项参数,确保浇筑的混凝土质量,需在混凝土浇筑前进行实体浇筑模拟试验。经过周密策划与现场组织,根据深化设计进行钢管柱的加工,模拟实际浇筑高度及环境,进行实体模拟试验。通过对浇筑全过程的观察、混凝土质量控制、后期实体强度检验等多种手段,确保使用侧位高抛法浇筑高强自密实混凝土切实可行,混凝土及性能指标满足要求。

　 图 17:1:1 模拟试验

　图 18:钻芯取样

　制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 15 日 20__年 8 月 15 日,在 XX 市金河商砼站厂区进行了 1:1 实体模拟试验,浇筑高度达 14m,总体浇筑过程流畅,混凝土拌和物性能良好。钢板割除后,整个表面密实度良好,无蜂窝等缺陷,与钢柱结合紧密,无空隙,外观质量良好。钻芯取样实测抗压强度达到 79.8Mpa(本工程混凝土设计值为 C70),符合设计要求。

　2.负面影响验证

　 成本方面,本次实验花费近一万元人民币。工期方面,本次实验自策划至完成共历时 17 天。

　(四)现场实施 1.钢柱吊装 钢柱吊装按照先下后上的原则进行吊装,先柱后梁、先主后次的顺序进行。钢柱吊装完成后,应尽量避免形成独立柱；同一楼层平面内钢梁的吊装依次跟随相应钢柱的吊装。

　图 19:钢柱吊装图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 20 日 2.泵管布设 钢柱混凝土施工竖向泵管宜布置在结构洞口内,并将立管在每层结构位置与结构固定,加强混凝土浇筑过程中立管的稳定。尽量缩短管线长度,减少压力损失,少用弯管和软管。

　图 20:泵管布设图

　 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 21 日 3.浇筑混凝土 尽量减少混凝土运输时间,确保均匀、连续地供应混凝土,避免混凝土坍落度损失。外框为楼承桁架板或者压型钢板结构时,钢柱浇筑前先将该楼层混凝土浇筑完成,避免混凝土散落在楼承桁架板上,不易清理。当观察孔开始溢出水泥浆时停止混凝土浇筑,浇注孔处的弯管可取出周转使用。

　图 21:泵管布设图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 22 日 4.浇筑孔封堵 浇筑完成后采用相同材质的、相同厚度的钢板对浇筑口进行围焊封堵。

　图 22:浇筑口封堵图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 23 日 5.负面影响验证

　 安全方面,钢柱吊装不规范会导致高空坠物,浇筑孔封堵焊接时需动火作业,存在一定的安全隐患。质量方面,泵管布设不合理,弯头数量过多会导致泵送压力损失过大,混凝土和易性发生改变,造成离析现象；浇筑孔焊接不密实会导致浇筑上层钢管混凝土时,本层浇筑孔因混凝土侧压力过大起缝,导致爆模；成本方面,若浇筑孔焊接不密实导致爆模,C70 高强度自密实混 XX 市场价约为 750 元/m³左右；若泵管支架焊接不牢固导致卡扣松动,混凝土爆管,人工清理费、运送费约为200 元/m³。

　八、效果检查 (一)目标完成情况 项目对 T2 塔楼使用顶升法施工的-2—2 层,以及使用侧位高抛法施工的 12—16 层进行钻芯取样,分别抽查 100 个检查点,将检查结果绘制饼分图如下:

　 图 23:饼分图对比图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 24 日 通过对比我们发现,不合格频数由 9 点下降至 4 点,合格率 96%,完成拟定目标值！

　(二)经济效益

　 小组活动所使用的 L50X5 角钢焊接的泵管支架每根钢管柱费用:

　 24 元(材料费)+50 元(人工费)=74 元/根 每根钢管柱观察孔开孔费用:10 元/根(人工费) 每根钢管柱浇筑洞开洞人工费:40 元/根(人工费) 每根钢管柱焊接封堵浇筑洞费用:20 元(材料费)+40 元(人工费)=60 元/根 则每根钢管柱需花费:74+10+40+60=184 元。

　T2 塔楼每层共计 16 根钢管柱,每三层标准层深化为 1 根钢管柱,则 14-64 层还需 16X17=272 根。

　则使用侧位高抛法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土,需额外花费费用: 272X184=50048 元 同时 7 月在金河混凝土搅拌站进行 1:1 试验费用约为 10000 元。

　若继续使用顶升法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土,则因无法持续运输、泵管爆裂导致钢管柱内混凝土初凝,继而产生的钢管柱制造加工费用、C70 高强度自密实混凝土材料费、清理泵管人工费、剔凿及清理楼承板地面的人工费约 17000 元/根。

　经上述使用顶升法合格率计算(91%),若继续使用顶升法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土,不合格根数预计为 25 根,则产生费用为:17000X25=425000 元。

　最后经计算,小组活动 XX 省费用为: 425000-10000-50048=364952 元

　 图 24:QC 成果确认书

　图 25:经济效益证明 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 25 日

　(三)社会效益 小组成员通过本次 QC 活动,研究了一种钢管柱内高强度自密实混凝土施工方法—侧位高抛法,代替传统的顶升法,提高了项目T2#塔楼施工功效,降低了施工成本。得到了监理、业主的一致认可。同时,此方法可在类似结构和工况的工程项目进行推广和应用,并且为企业进一步 XX 市场创造了一定的基础和条件。

　九、标 XX 公司质量标准化图集 我们对小组活动成果进行了总结,把这次活动得到的经验运用到XX 公司质量部、技术部、技术中心 XX 公司将此方法特纳入《中 XX公司质量标准化图集(第三版)XX 公司范围内推广应用。

　图 26:中 XX 公司质量标准化图集(第三版) 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 25 日

　(二)技术创新成果 小组成员撰写的技术创新成果《高强度自密实钢管混凝土施工方法的研究 XX 公司评为员工优秀技术创新成果“一等奖”,极具应用推广价值。

　(三)国家级论文 小组成员总结 QC 成果,并根据成果编制“浅谈高寒地区高强度自密实混凝土施工方法”,成功获得国家级杂志“工程技术”发表。

　图 27:国家级论文杂志 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 8 月 25 日 (四)巩固期 自 20__年 9 月 1 日至 20__年 10 月 27 日,每次使用此方法浇筑钢管混凝土时小组成员均进行跟踪调查,统计表如下: 表 20:巩固期合格率图 检查日期 20__.9.1 20__.9.10 20__.9.21 20__.10.3 20__.10.14 20__.10.27 合格率 96% 96% 97% 97% 97% 97% 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 11 月 15 日

　 图 28:巩固期合格率折线图

　图 29:巩固期合格率对比柱状图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 10 月 27 日

　十、总计和下一步打算 (一)活动的总结 1.专业技术总结 通过本次活动,我们研究了一种高强度自密实钢管混凝土的新型浇筑方法 XX 省了工期、成本的同时提高了施工质量。在决策之处,能以客观的实时数据作为依据,具有科学性,也能对工具运用做到恰当无误。

　2.管理技术总结 此次QC小组活动中,小组成员学会了正确的运用QC工具解决问题,思路一环紧扣一环,逻辑性强；在做决策时,充分发挥小组成员的团结力,做到了以客观的事实、精确的数据作为根据而使其具有科学性。

　QC 成果编制统计工具运用水平的统计: 小组总结归纳了本次活动过程中运用到的统计工具,总计 22 张表,30 张图,2 次头脑风暴法,1 次 PDPC 法。将具体的运用过程、创新思路和具体实施方法进行了总结提炼,将 QC 成果的 XX 公司范围内进行推广。

　3.小组综合素质 通过开展本次 QC 活动,使我们熟练的掌握了 QC 工具运用的技巧,同时在团队精神、质量意识、个人能力、工作热情等多项指标也得到了进一步的提升,小组成员结合自身情况实际情况完成了以下评价表的填写。

　 表 21:QC 小组活动总结评价表

　序号

　活动内容

　主要优点

　存在不足

　今后努力方向

　1 课题简介 简要明了介绍了课题背景 受字数限制,介绍课题背景时未能面面俱到 加强语言及文字能力 2 选择课题 选题理由有针对性和紧迫性 采用多种图表和统计工具,通过数据来反应情况 对于资料的查阅较少 从多较多思考问题,从多方面结局问题 多元化使用统计工具,丰富资料查阅的过程 3 设定目标及可行性分析 目标与问题相对应,设定的目标具体且量化 目标分析较为繁琐,应尽量简洁明了。

　加强对现场情况的总结和概括能力 4 提出方案并确定最佳方案 小组成员从多角度提出问题的解决办法,运用多种图标形式进行总结 无 增加方案的种类 5 要因确认 要因确认方式有针对性,确认方法、内容较为全面 个别因素确认过程较简单 加强资料的查阅和确认过程的规范性。

　6 制定对策 制定对策具体,可实施性强,有对比分析,选择最优对策 无 制定对策时应多阅读相关文献,从多角度制定对策。

　7 对策实施 对策实施过程中能够严格按照指定的对策进行实施,结果具有代表性。

　过程收集数据未及时整理,后期整理难度增加 对过程中收集的数据资料及时分类分项整理保存。

　8 标准化 通过收集的大量数据对目标值是否实现进行验证,实施效果具有充分说服力。

　效果检查时间较早,部分效果未充分体现 加长效果检查的时间,保证实现效果的体现充分 9 总结及下一步打算 对于已实施证明有效的措施及时推广至其他相同结构的建筑使用。

　无 在后期施工中,加强工人及管理人员的教育培训 制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 10 月 29 日

　表 22:自我评价表 项目 活动前(分) 活动后(分) 团队精神 82 95 质量意识 85 97 个人能力 79 95 解决问题信心 80 94 工作热情和干劲 75 95 QC 知识 78 96

　制表人:高阿蒙

　 制表时间:20__年 10 月 29 日

　图 30:雷达图 制图人:高阿蒙

　 制图时间:20__年 10 月 29 日 (二)下一步打算 随着社会的发展,科技的进步,对遇到的新材料、新工艺、新技术,我们将不断学习,为企业的发展贡献力量。在今后的工作中,我们将更积极的开展各类 QC 活动,以提高工程质量为最终目的,打造更多的高品质精品工程。下一步,我们拟将“提高连续多个线盒预埋合格率”作为下一个 QC 活动课题。

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