确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功

世园大厦工程确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功小组名称：青岛建安建设集团有限公司世园大厦QC小组小组类型：攻关型注册编号：QDJA-025发布时间：2013年3月确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-1-一、工程概况1、工程总体概况本工程位于青岛市崂山区世园大道以北，涧西以路西，纵五路东侧。总建筑面积约46000平方米。地下2层，地上1#楼9层，建筑高度为37.4米；2#楼7层，建筑高度为29.2m。本工程抗震等级为三级，框架结构，采用筏板基础。本工程将来作为2014年青岛世园会展会期间行政指挥中心，为世园会重点工程。质量目标确保“泰山杯”。2、屋面结构概况1#楼悬挑部位为1-3至1-8轴，结构悬挑长度为5.35米。2#楼悬挑部位为屋面四周，结构悬挑长度为4.6m和3.5m两种。构架层高度为5.38米。本工程主楼屋面样式独特，造型美观，但如此复杂造型，也给我们施工带来极大挑战。二、小组概况QC小组概况一览表小组名称世园大厦QC小组成立日期2008.5.15QC小组活动课题类型攻关型课题名称确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功注册日期2008.5小组注册号QDJA-0025活动频率每月4次，每次不少于2小时小组活动次数48活动时间2012.4～2013.3出勤率96.8%序号姓名性别年龄技术职称职务职责1李兆龙男44高级工程师组长策划指导2孙俊亮男35高级工程师副组长策划及技术指导3刘鹏男33工程师副组长组织实施4贾杨男30工程师组员具体实施5李世俊男32工程师组员具体实施6杨若峰男25助理工程师组员设计及理论分析7范作慧男53工程师组员质量检查8杨德地男60工程师组员质量安全检查9战鹏飞男32工程师组员具体实施制表人：贾杨制表日期：2012.4.20确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-2-三、选题理由四、现状调查4.1本工程特点及难点分析4.2方案对比及提出方案确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-3-4.2.1各种方案对比表序号方案类型方案优缺点分析1三角形型钢桁架支撑优点：技术成熟可靠；缺点：钢构件加工制作周期较长，安装费时费力，对工期影响较大；造价比较高；2落地脚手架支撑系统优点：施工简单，安全，可靠度较高；缺点：所需周转材料较多；需拆除原有的悬挑脚手架；楼体北侧地下室结构未封顶，脚手架无处生根；3斜拉式悬挑支模系统优点：周转材料投入少，可有效节省工期；投入劳力较少，型钢虽一次性投入，但可重复利用；缺点：结构及施工荷载较大，受力分析较复杂；该方案青岛市此前并无先例，施工存在风险；QC小组成员对上述三种方案认真研究、分析，认为在“工期紧、业主造价控制较严格”前提下，方案三“斜拉式悬挑支模系统”施工切实可行。待报建设单位、监理单位审批后实施。五、目标确定与可行性分析（一）小组活动目标1.在保证施工安全的前提下，认真比选方案，优化支撑设计，保证安全生产零事故；2.以工程质量为核心，保证质量优良，确保“泰山杯”。3.简化安装工序，节省材料，缩短工期。（二）目标可行性分析1.本项目部由具有多年施工经验的专业小组组织施工，项目部成员具有较强的质量安全保证能力。2.本小组成员由技术经验丰富的高工、工程师组成，技术水平较高，经验丰富，责任心强，具有很强的研发攻关能力。3.本工程为公司重点创优项目，领导非常重视，在资源方面给予大力支持。结论：我们有信心，有能力确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功。确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-4-六、原因分析七、要因确认根据分析出的末端因素，我们进一步分析确认，如下表序号末端因素分析原因是否要因1模板支撑体系设计选型不当；模板支撑体系倒塌的主要原因是支撑失稳，而屋面悬挑结构荷载值较大，施工荷载及结构自重均由模板支架承担；同时，钢管搭设是用扣件连接，钢管受力是偏心荷载，因此现场实际情况与设计计算有一定的差距，必须充分考虑足够的安全储备。是2施工方案不具体；模板支撑构造不完善；施工方案编制人员未充分考虑节点细部构造，导致施工班组对方案理解不透、操作困难是3缺乏类似经验班前培训不到位管理人员责任心不强安全管理不到位之前未干过类似工程，经验不足；不经过系统的严格细致培训，无法满足施工需要；工人安全意识薄弱，对如此高风险工程的严峻性认识不够，生产中不够谨慎，易违章作业；管理人员责任心不强，过程控制不严格是4力矩扳手未配备检测仪器不准确现场施工未配备力矩扳手，无法保证直螺纹套筒安装到位，力矩值符合要求；检测仪器不准确，易出现偏差；非确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-5-5泵管固定不当屋面结构设计复杂，施工前未考虑合理的泵管固定方式，将导致混凝土浇筑困难易堆积，且容易对架体产生冲击动荷载；非6结构及施工荷载太大，脚手架持力层或构件能否承受如此大跨度的屋面结构，施工荷载将远大于设计使用荷载，脚手架持力层、以及屋面层梁板不能承受如此巨大的荷载，避免因超载而破坏持力构件。是7钢管、扣件等质量不达标钢管锈蚀、磨损使壁厚减薄，扣件滑丝易发生滑落是脚手架稳定性的安全隐患。非8直螺纹套筒质量差直螺纹套筒生产加工质量参差不齐，对斜拉杆连接质量有影响非9高空悬空作业高空悬空作业难度较大，工人施工操作较为困难，施工效率低，应尽可能的减少高空作业工序；非10冬季施工风大雪多冬季施工，风、雨、雪天气影响易造成事故，应视情况停止作业或采取措施加强防护。非制表人：贾杨2012年9月八、制定对策我们针对确定的要因，制定了对策要因对策表序号主要原因对策目标措施责任人实施时间1模板支撑体系设计问题严格按照实际荷载进行理论计算；科学合理设计模板支撑体系保证模板支撑体系具有足够的竖向承载力，避免模板支撑系统失稳。由设计人员根据脚手架选型，结合实际荷载取值，建立力学模型，进行分析计算，并提出解决措施。杨若峰贾杨李世俊2012.10确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-6-2施工方案不具体；模板支撑构造不完善；由公司技术中心组织编制详尽的专项施工方案保证方案切实可行，具有很强的可操作性；细部构造合理，施工简便由技术中心编制详细的施工方案，组织专家论证后报建设、监理单位批准后实施刘鹏李世俊2012.103施工荷载太大，脚手架持力层或构件能否承受会同设计院，验算施工荷载，进行强节点设计确保持力构件能够满足施工荷载要求对原来拉筋锚固点处的边梁及安放工字钢楼层的梁板等不能满足荷载要求的构件进行设计调整李世俊杨若峰2012.104施工经验少；班前培训不到位；安全管理不到位；加强技术交底培训，加强安全教育，过程严格控制，实行旁站式管理与指导提高队伍素质强化安全意识杜绝安全事故现场开办职工夜校，对其进行技术培训，通过班前教育，班中旁站监督指导，班后考评等措施，确保质量与安全范作慧杨德地战鹏飞2012.12制表人：贾杨2012年12月九、对策实施对策明确后，我们QC小组全体成员，认真研究制定出详细的实施方案，分头负责落实。实施一：采用斜拉式悬挑支模，解决脚手架布置问题以1#楼为例，从7层楼面悬挑工字钢梁，布置间距为900mm，采用两道Φ16预埋钢筋固定。悬挑工字钢离端部1.35米处设两根直径25mmHRB400螺纹钢筋作斜拉，荷载全部由斜拉钢筋承担，在8层楼面边梁处预埋直径25mm的HRB400钢筋两根（锚固长度＞1000mm），钢筋端头均预先套丝，斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。水平悬挑工字钢上搭设满堂脚手架作为屋面模板支撑体系。悬挑结构模板支撑体系采用扣件式满堂脚手架，立杆横向间距900㎜，纵向间距900，步距1500㎜，操作层小横杆间距900㎜。脚手架布置示意图见下图。确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-7-图一、型钢平面布置图图二、斜拉悬挑支模示意图确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-8-图三、斜拉悬挑支模系统动态演示实施二：（1）建立力学模型，对支撑体系进行全面受力分析，深化节点设计，优化施工方案根据设计及施工荷载，考虑单根拉杆受力，另一根拉杆作为安全储备。建立力学模型，对支撑体系进行全面受力分析，研究分析支撑体系的力学性能。图一、悬挑梁弯矩图图二、斜拉杆及悬挑梁轴力图根据计算，悬挑梁最大弯矩为15.47KN.m,斜拉杆最大轴力82KN，悬挑梁轴力58.2KN。所采用的材料性能满足荷载要求。同时，根据力学计算结果，对易出现问题的薄弱节点进行深化设计，保证支撑体系受力均匀、稳定。具体措施为斜拉点处采用100×80×10的不等边角钢在悬挑工字钢底部焊接牢固，在角钢上冲直径27的圆孔，斜拉钢筋在端头套丝，穿过圆孔，加上垫片后用直螺纹套筒紧固。确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-9-图一、斜拉点处节点图图二、斜拉杆锚固点处节点图（2）建立结构模型，实验室模拟加载实验，验证持力构件稳定性2012年11月，我QC小组制作了两组结构模型，分别对直螺纹套筒的力学性能及角钢强度进行加载实验，结果显示（1）在两端丝接长度5cm时，抗拉强度为696MP/mm2（即314.8KN）试件破坏；（2）加载压力达到203KN时，角钢达到屈服状态，不能继续加载；而斜拉杆最大拉力为82KN，经验证模板支撑体系保障有效。图一、角钢加载实验模型实施三：会同设计单位复核原结构构件，对主要受荷构件进行加强2012年11月，项目技术人员与结构设计师对施工荷载进行准确验算后，对拉杆锚固端层的梁及悬挑钢梁所在的楼板进行加强，增大梁板配筋，保证主楼结构的安全。实施四：加强过程控制，对重要工序进一步细化，全过程旁站指导，保证安装质量为保证斜拉杆安装的准确性及质量，我们还对以下工序进行重点控制：（1）现场的每一根斜拉杆都是在上层锚固端砼浇筑完毕后，用卷尺测量数据后逐一加工。而且逐一编号，确保每一根斜拉杆对号安装到位。（2）采用150mm长特制直螺纹套筒，套筒套丝采用正反丝，保证拉杆上丝时，同进同退。同时，斜拉杆加工时，加工长度为实测长度减掉3-5cm，即150mm正反丝直螺纹套筒中有一部分中空段，作为调节尺寸，以调节斜拉杆准确受力。确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-10-（3）所有技术人员实行一站式跟踪指导，全程控制，随时和工人沟通，及时发现问题，杜绝安全隐患，保证质量。现场施工照片图一、工人安装斜拉杆图二、斜拉杆悬挑工字钢施工完毕效果图三、斜拉杆细部节点图图四、斜拉杆底座细部节点图十、效果检查通过QC小组的攻关活动，并组织项目部严格按照上述措施实施，本工程于2012年1月先后展开了1#、2#楼屋面的混凝土浇筑施工，悬挑架系统稳定，施工平稳有序，圆满的完成了结构施工任务。经检查验收评定，较好的完成各项预期目标，获得了建设及监理单位的一致好评。图一、混凝土浇筑图二、屋面成型确保高空大跨度悬挑现浇屋面施工成功-11-十一、效益分析1.质量效果：通过本次QC活动，较好的解决了屋面模板架支设难题，有效的保证了模板安装质量，经检查发现，屋面梁板无开裂、下挠等质量问题，达到了预期的质量目标。2.经济效益：采用斜拉式悬挑支模方案与三角形型钢桁架支撑方案相比，可节约工期30天左右，节省工程总造价约40万元。3.技术效益：通过本次QC活动，培养了一批有经验的项目管理人员和实际操作经验的施工班组，为后续类似工程施工积累了宝贵经验。4.社会效益：1#、2#屋面施工完毕至今，未出现任何质量问题，赢得了建设单位及监理单位的一致好评，同时，我公司对技术难题的攻关能力及施工管控能力也给业主留下较深的印象，为企业树立了良好的社会形象。十二、巩固措施1、本次QC活动较好的解决了大跨度悬挑砼屋面模板架搭设难题，保证了质量、工期目标的兑现，同时，也使我们QC活动积累了相关经验。2、为巩固取得的成果，我们编写了《高空大跨度现浇屋面斜拉式悬挑支模施工工法》，在公司类似工程中进行推广。十三、今后的打算通过QC小组活动，提高了小组成员工作能力及学习意识，增强了攻克技术难题的信心和团队协作的团队精神。我QC小组将继续开展活动，努力创新，持续改进，攻克各种施工难题，下一步准备针对“三维双曲面剪力墙模板施工”课题展开小组攻关活动。