QC成果报告-填充墙构造柱混凝土快速浇筑装置的研制

填充墙构造柱混凝土快速浇筑装置的研制山东日建集团群贤毕至QC小组一、 课题背景框架结构填充墙构造柱，对建筑结构抗震性能的提高起着不容忽视的作用，与圈梁、框架梁的可靠连接，使填充墙砌体结构形成稳定的受力整体，限制砌体裂缝的展开，增强了建筑物的抗震性能，能有效预防结构质量通病发生。但是现有构造柱施工混凝土外观成型质量不稳定、构造柱现场施工需搭设脚手架、需要多人配合共同完成浇筑、施工效率低。日照市巨峰中心卫生院康复楼工程，位于岚山区巨峰镇中心卫生院内，建筑面积4507.96m2。结构型式：框架结构，共5层，建筑物总长度58.8m，总宽度22.5m。总高度18.75m。一层层高为3.9米，二层以上3.6米。该工程共有构造柱720棵，数量多，分布广，其浇筑效率对工程进度及工程成本控制有重要影响，若能提高施工效率，减少人工，将会大大降低施工成本，同时有效缩短工期。二、 小组简介表2-1 小组概况表小组名称群贤毕至QC小组成立时间2015年1月4日课题名称填充墙构造柱混凝土快速浇筑装置的研制课题类型创新型小组注册日期2015年1月5日小组注册编号RJJT-15-01课题注册日期2015年2月20日 课题注册编号JT-15-01小组人数12人出勤率100%小组活动次数20次活动时间2015.3.1-2015.10.30TQM教育时间人均32小时以上小组成员序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务1张 磊男49本科副经理高级工程师组长2管清涛男38本科副经理高级工程师副组长3孙文博男33本科技术主管工程师组员4铁 鹏男26本科质检员助理工程师组员5杨凤玲女28本科资料员助理工程师组员6陈 鹏男37大专资料员助理工程师组员7潘光秀女33本科材料员助理工程师组员8张 伟男44 大专安全主管工程师组员9刘 阁男23大专安全员助理工程师组员10安佰峰男30大专施工员助理工程师组员11张永志男32本科施工员助理工程师组员12丁 敏女26本科资料员助理工程师组员 制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月1日表2-2 小组实施计划表 项目时间责任人2015.32015.42015.52015.62015.7-2015.10P选择课题张磊、管清涛设定目标孙文博、铁鹏提出方案确定方案小组全体成员制定对策小组全体成员D对策实施小组全体成员C效果检查张伟、刘阁A标准化孙文博、杨凤玲总结打算安佰峰、丁敏制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月2日3、 选择课题1、选题理由（1）传统构造柱混凝土施工主要存在混凝土外观成型质量不稳定、需在室内重新搭设脚手架、多人配合完成浇筑、施工效率低等问题，这些问题至今没有得到切实有效地解决。（2）传统浇筑方法，工人用铁掀铲运混凝土浇筑构造柱过程中，混凝土易散落，既造成浪费，又污染墙面及周边环境，增加清理工作量和清理难度。（3）本工程为框架结构，构造柱数量较多，若能有效解决传统构造柱施工存在的问题，将会提高工程的结构质量，大大缩短施工时间，减少施工人员，从而极大地降低工程成本。（4）有效解决构造柱混凝土施工存在的问题是我们面临的一个挑战，能够为其他工程施工创造条件，也是一项技术革新，具有重要的意义。2、选择课题在面临困难和挑战的情况下，如何解决构造柱混凝土施工存在的问题，如何进行技术创新，这些至关重要，经过讨论，我们QC小组选择的活动课题是“填充墙构造柱混凝土快速浇筑装置的研制”。四、设定目标1、活动目标： 填充墙构造柱混凝土施工环保、节约、快速，施工效率提高50%。2、目标可行性分析： 人力资源配备：集团公司总工办及质安部专业人员技术水平高，具备攻坚能力，近几年QC活动成绩显著，连续两年获得全国QC成果一等奖。本小组成员由公司技术、质量安全分管副总经理、部门主管以及项目技术人员组成，多次参加QC活动，熟练掌握小组活动程序，具备分析问题解决问题的能力，能够较好的完成课题。 施工效率分析：传统构造柱混凝土施工，模板支设完毕后，浇筑1棵构造柱需要人员4人，1人运送,1人倒运，1人浇筑振捣混凝土，1人后期处理，大约需要20分钟。若研制一种快速浇筑装置，需要人员2人，其中1人运送混凝土，1人操作浇筑装置和振捣，大约需要10分钟，人员减少2人，施工效率能够提高50%。资金方面：集团公司为鼓励创新，提高施工科技含量，对本次活动给予大力支持，先行拨付QC小组活动经费10000元。小组成员通过对人力资源配备、施工效率分析、资金支持等方面的分析，一致认为目标可行。五、提出各种方案并确定最佳方案1、提出方案2015年3月10日，项目部及QC小组成员围绕着构造柱混凝土快速浇筑装置的组成，采用“头脑风暴法”，对方案运用亲和图进行整理，如下图：制图人：杨凤玲 制图时间：2015年3月10日图5-1 构造柱混凝土快速浇筑装置方案亲和图根据上述亲和图的内容，针对方案的组成部分进行细化分解，提出方案并确定最佳方案。1、装置固定支架序号材料支架尺寸（cm）形式方案一方钢80100底部4个固定轮方案二圆钢80100底部2个固定轮，2个万向轮方案三角钢80100底部4个万向轮制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日表5-1 方案分析表方案类型转向灵活性适用性经济性结论方案一能够行走适用单一，不方便需260元不采用方案二能够转向适用一般，不方便需280元不采用方案三能够平移、多方向行走适用广泛，方便需300元采用制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日2、容器提升架体序号高度材质方案一两段，每段1.7m角铁方案二两段，每段1.7m方钢制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日表5-2 方案分析表方案类型适用性经济性结论方案一只能做支架，需单设道轨支架220元，道轨60元，共280元不采用方案二既可做支架，也可做道轨支架220元，无需道轨，共220元采用制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日3、混凝土容器序号材质尺寸（cm）方案一铁皮608035方案二塑料608035方案三钢板608035制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日表5-3 方案分析表方案类型耐久性安全性经济性结论方案一易破碎、变形易造成安全事故，安全性差需160元不采用方案二易破碎易造成安全事故，安全性差需140元不采用方案三不易破碎、变形不易造成安全事故，安全性好需200元采用制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日4、出料管序号材质尺寸（cm）位置方案一塑料直径11容器侧面底部方案二铁质直径11容器侧面底部制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日表5-4 方案分析表方案类型适用性安全性制作难易经济性结论方案一能弯折，混凝土不易掉落，使用方便不易碰撞龙骨支撑，较安全安装方便需40元采用方案二不能弯折，混凝土易掉落，使用不方便易碰撞龙骨支撑，不安全不易安装需80元不采用制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日5、传动系统序号动力系统传动方式动力位置方案一2个电机，提升370w，混凝土550w提升：轴传动；混凝土：齿轮传动支架底部，混凝土容器侧面方案二2个电机，提升370w，混凝土550w提升：钢丝绳传动；混凝土：齿轮传动提升架体底部，混凝土容器底部方案三2个电机，提升370w，混凝土550w提升：钢丝绳传动；混凝土：皮带传动提升架体底部，混凝土容器底部制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日表5-5 方案分析表方案类型优点缺点经济性结论方案一/提升传动只能提升混凝土容器，作用单一；混凝土传动占用面积较大，距离不可调，若遇负荷过大易烧坏电机需900元不采用方案二既能提升混凝土容器，又能折叠架体；混凝土传动占用面积较小混凝土传动距离不可调，若遇负荷过大易烧坏电机需700元不采用方案三既能提升混凝土容器，又能折叠架体；混凝土传动结构紧凑，距离可调，负荷过大能够保护电机/需600元采用制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月12日2、确定最佳方案经过分析，确定最佳方案绘制系统图如下：构造柱混凝土快速浇筑装置装置固定支架出料管容器提升架体动力系统混凝土容器角钢 80100cm 底部4个万向轮轮轮塑料 直径11cm容器侧面底部两段，每段1.7m 方钢钢板 608035cm提升电机370w，钢丝绳传动，提升架体底部；混凝土电机550w，皮带传动，混凝土容器底部制图人：杨凤玲 制图时间：2015年3月15日图5-2 最佳方案系统图注：1-固定支架 2-动力系统控制器 3-混凝土容器 4-动力系统 5-出料管图5-3 最佳方案构造装置示意图六、制定对策根据最佳方案，制订构造柱混凝土快速浇筑装置对策表如下： 表6-1 对策表序号项目对策目标措施地点时间负责人1装置固定支架采用角钢制作固定装置支架尺寸偏差不大于2mm；转向灵活、支架平稳 1、采购角钢，切割，四角焊接成一矩形。2、在角钢四角距离端部5cm、8cm处各标注2处标记，用电钻钻孔，用螺栓固定4个万向轮。施工现场2015.3.25孙文博2容器提升架体采用方钢制作容器提升架体架体垂直和水平偏差不大于2mm；架体对接折叠偏差不大于2mm1、采购方钢和角铁，切割。2、将方钢与角铁进行焊接。3、焊接配电箱。3、将两段架体连接。施工现场2015.4.1铁鹏3混凝土容器用钢板制作混凝土容器尺寸偏差不大于2mm1、采购钢板，切割，焊接。2、容器顶部连接铁盖，底部安装混凝土输送螺旋。3、容器上下四边焊接角铁， 一侧固定4个铁轮。施工现场2015.4.3陈鹏4出料管用塑料软管制作出料管连接牢固，自由弯折0-30角无损坏。1、采购塑料软管。2、用卡扣将塑料软管与混凝土输送螺旋进行连接。施工现场2015.4.6潘光秀5动力系统动力系统安装架体提升系统与混凝土输送系统运转正常。试验阶段，连续运转4小时无任何故障。1、采购两台电机。2、固定提升电机，安装定滑轮，焊接架体。3、固定混凝土电机，用皮带连接电机与输送螺旋。安装动滑轮。4、穿入钢丝绳。5、将开关及线路等置于配电箱中。施工现场2015.4.8张永志6试验推广试验推广浇筑10棵构造柱无失误。1、用砂石骨料进行试验。2、进行使用技术交底。3、浇筑10棵构造柱试验。4、推广使用。施工现场2015.4.13张永志 制表人：杨凤玲 制表时间：2015年3月25日七、对策实施实施一：采用角钢制作装置固定支架1、由孙文博采购规格为7cm7cm的角钢，由专业人员切割成80cm、100cm各两段，四角焊接成一矩形。2、在角钢四角距离端部5cm、8cm处各标注2处标记，用电钻钻孔，用螺栓固定4个万向轮。 图7-1 装置固定支架效果验证：由孙文博对支架尺寸进行测量，偏差不大于2mm，见下表；各个方向移动支架，转向灵活、支架平稳。 表7-1 支架尺寸统计表序号支架尺寸（cm）实测尺寸（cm）偏差（mm）18079.91210099.8238079.91410099.82 制表人：孙文博 制表时间：2015年3月30日实施二： 采用方钢制作容器提升架体1、由铁鹏采购规格为4cm6cm的方钢，由专业人员切割成8段，每段1.7m；采购规格为3cm3cm的角铁做横撑，切割成10段、每段长35cm，另外10段、每段长80cm。2、由专业人员将4段方钢与5段35cm和80cm的角铁进行焊接，焊接成一长方体；同样的方法进行焊接另一长方体。3、在放在底部的一段架体第二格处用2块50cm80cm、2块35cm80cm、1块35cm50cm的铁皮，焊接成配电箱，放置开关、线路等。3、将两段架体一侧用2个合页连接，另一侧焊接2块圆形锁扣。 图7-2 提升架体效果验证： 由铁鹏检查架体的垂直和水平偏差，偏差不大于2mm。对架体进行对接、折叠，偏差不大于2mm。见下表：表7-2 架体垂直、水平偏差统计表序号垂直偏差（mm）水平偏差（mm）112221311412522621711822 制表人：铁鹏 制表时间：2015年4月2日 表7-3 架体对接、折叠偏差统计表序号对接偏差（mm）折叠偏差（mm）11/22/31/41/5/26/1 制表人：铁鹏 制表时间：2015年4月2日实施三：用钢板制作混凝土容器1、由陈鹏采购0.3cm厚度的钢板，由专业人员切割成2块60cm35cm、2块80cm35cm、1块60cm80cm，按照60 cm80 cm35cm的无盖长方体进行焊接。2、容器顶部采用合页连接一可透过铁盖，底部安装直径为11cm的混凝土输送螺旋。3、容器上下四边均焊接4cm4cm角铁，在容器边长为的60 cm一侧用螺栓将4个铁轮固定在角铁上。 图7-3 混凝土容器 图7-4 混凝土输送螺旋 7-5 铁轮效果验证： 由陈鹏对容器尺寸进行测量，偏差不大于2mm，对铁盖和螺旋的灵活性进行检查，启闭、转动灵活。表7-4 容器尺寸统计表序号容器尺寸（cm）实测尺寸（cm）偏差（mm）16059.8228079.9136059.8248079.82535350 制表人：陈鹏 制表时间：2015年4月5日 实施四： 用塑料软管制作出料管1、由潘光秀采购直径为11cm的塑料软管，长度为40cm。2、由专业人员用卡扣将塑料软管与容器底部的混凝土输送螺旋进行连接。效果验证： 由潘光秀对出料管的牢固性进行检查，连接牢固，出料管能够自由弯折。图7-6 出料管实施五：动力系统安装 1、由张永志采购两台电机，提升电机370w，混凝土电机550w。2、将提升电机用螺栓固定在提升架体底部，在支架底部和顶部中间各安装一定滑轮，将架体焊接在装置固定支架上。3、将混凝土电机用螺栓固定在容器底部，用850-B皮带连接电机与输送螺旋。在混凝土容器安装铁轮一侧上部中间安装一动滑轮。4、将混凝土容器放到装置固定支架上，用0.5cm的钢丝绳沿着架体定滑轮由下往上穿入，再穿入混凝土容器上的动滑轮，使之形成循环。5、将开关及线路等理顺置于架体底部配电箱中。效果验证： 由张永志启动开关，检查架体提升系统与混凝土输送系统的运转情况，运转正常。 图7-7 提升电机 图7-8 滑轮钢丝绳 图7-9 混凝土输送电机 图7-10 配电箱实施六： 试验推广1、由张永志组织人员，在混凝土容器中装入砂石骨料进行试验，浇筑装置能够正常运转。2、小组人员对施工人员进行使用技术交底。3、施工人员将浇筑装置移动至楼层中在小组人员的指导监督下试浇筑2颗构造柱，浇筑顺利完成。待养护完成后，小组人员检查2颗构造柱，没有出现外观质量缺陷。4、在该工程中推广使用。效果验证：施工人员能够熟练操作浇筑装置，提高了构造柱浇筑速度，大大减少了混凝土散落，提高了混凝土的利用率，环保节约。 图7-6 试验推广八、效果检查1、活动目标：（1）由张伟对采用传统方法与采用浇筑装置分别进行浇筑构造柱混凝土散落数量进行统计，统计表如下（每次浇筑1m）：序号传统方法混凝土散落量（m）浇筑装置混凝土散落量（m）10.060.0320.050.0130.070.0240.050.0150.070.0260.060.03平均0.060.02 制表人：张伟 制表时间：2015年6月1日经统计，采用传统方法浇筑1m混凝土，平均散落量为0.06m；采用浇筑装置浇筑1m混凝土，平均散落量为0.02m，达到了环保节约。（2）由刘阁对采用传统方法与采用浇筑装置分别进行浇筑构造柱浇筑人数与时间进行统计，统计表如下：序号传统方法浇筑1颗构造柱浇筑装置浇筑1颗构造柱人数（人）时间（分钟）人数（人）时间（分钟）1425272420283418210441729541927642127平均42028制表人：刘阁 制表时间：2015年6月4日经统计，采用传统方法浇筑1颗构造柱，需要4人，浇筑时间为20分钟；采用快速浇筑装置浇筑1颗构造柱，需要2人，浇筑时间为8分钟。施工效率提高了60%，超过了目标值。实现了活动目标。2、经济效益采用构造柱快速浇筑装置，不仅减少人工、降低工作时间，还可重复使用，一次投入，受益多年。具体计算如下：节约混凝土费用：7200.18m/颗4%285元/m=1477.44元；采用传统方法浇筑费用（20分钟/颗）：30天4人80元=9600元；采用快速浇筑装置浇筑费用（8分钟/颗）:12天3人80元=2880元；节约浇筑费用：9600-2880=6720元；扣除小组活动费用1600元，共节约：1477.44+6720-1600=6597.44元。本工程构造柱施工采用快速浇筑装置共节约资金：6597.44元，经济效益显著。图8-1 经济效益证明3、社会效益本工程构造柱混凝土采用快速浇筑装置，在提高效率的同时，也避免了碰撞模板，混凝土不会产生离析，提高了构造柱的施工质量，得到了建设方、监理方等的高度赞扬与认可，本工程也荣获了2015年度“日照市优质结构工程”。 九、标准化（1）我们总结构造柱混凝土快速浇筑装置的研制活动成果，上报集团公司，经集团总工程师批准，形成了构造柱快速浇筑装置作业指导书，在全集团公司推广，同时也整理成建筑施工实用新型专利，于2015年10月27日向国家专利局提出申请，获得了专利申请受理通知书。 图9-1 作业指导书 图9-2 专利申请受理通知书（2） 该工程构造柱施工完成后，我们将此装置运用到了日照市海洋城中心初中工程，由小组成员对混凝土散落量和构造柱浇筑