提高异形建筑物定位放线精确度(终稿)概要.doc

.提高异形建筑物弧形梁定位放线精确度 发布人： 天元建设集团有限公司项目 QC 小组 二 O 一二年三月 提高异形建筑物弧形梁定位放线精确度 前 言 随着城市建设的速度和规模在不断加大，一些城市的标志性建筑应运而生。他们往往是复杂奇特的异 形建筑，各种立面平面造型呈现多样化，像扇形、圆形、鸟巢等，这些建筑在美化城市景观、丰富城市立 面天际线的同时，也给建筑工作者提出了更大的挑战。为完美精确高效的按图纸要求进行精确的现场定位 放线，而不至于影响工程形象进度，这就要求我们在日常生产中要充分运用新技术、新设备不断改进施工 方法，解决施工中的难点和要点，把高质量的建筑产品交到建设单位手中。 一、小组概况： 本 QC 小组由施工经验丰富的精英工程师和思维活跃具有高学历的技术骨干组成，小组成员名单及基 本情况见表 1： 小组成员表 表1 QC 活动小组简介(1 小组名称 注册号 课题名称 小组成立时间 小组人数 平均年龄 培训情况 2011.7.1 10 人 30 岁 天元建设集团有限公司项目 QC 小组 TYJTQC02052012 课题类型 现场型 提高异形建筑物弧形梁定位放线精确度 活动时间 出勤频率 出 勤 率 2011.72012.1 平均 1 次/周 100% 本小组成员平均接受 TQM 和 ISO9001 系列知识培训 72 学时 QC 活动小组简介(2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 制表人： 姓名 年龄 32 39 27 31 29 27 22 25 24 45 学历 本科 中专 本科 本科 本科 本科 专科 本科 本科 中专 职称 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 小组职务 组 长 小组分工 全面负责 具体组织与实施 施工现场管理控制 施工现场管理控制 质量分析、现场施工 质量分析、现场施工 质量分析、现场施工 质量分析、现场施工 质量分析、现场施工 质量分析、现场施工 副组长 副组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员 组员 制表时间：2011 年 7 月 2 日 1 二、工程概况： 郯城县文体中心工程位于郯城县东城新区，总建筑面积 45000 ，建筑高度 30m，由 A 、 B 、 C 、 # # # D 楼组成，该工程圆弧型结构占 80%，角度大、半径长。尤其是 A 楼建筑外形极其复杂，外圈框架梁和 # # 部分内连梁是由多圆心控制的多曲线弧形梁构成，控制圆心多，曲线线段多，梁周长长，并且每一层的外 圈造型都不相同。定位放样难度大，弧形梁的施工质量直接影响整个工程的质量。 附: A 楼一层、二层弧形梁示意图（见图 1） 。 # 一层弧形梁示意图 二层弧形梁示意图 制图人： 制图时间：2011 年 7 月 2 日 2 三、选题理由 选题理由一 本工程质量目标为“泰山杯” ，把文体中心施工成为 2011 年度郯城县亮点工程，将直接影响公司形象 和我公司在鲁南地区的市场开拓。 选题理由二 本工程为郯城县民心工程，也是郯城县未来的标志性建筑，工期紧、任务重，结构的施工质量直接影 响外观和后期装修质量。 选题理由三 小组通过对我公司以往施工的曲面弧形梁结构工程定位测量记录进行查阅调查发现，轴线偏差虽满足 国家规范标准要求，但偏差值4mm 的点数占到了 72%（见图 2） 。由此可见，曲面弧形梁结构定位放线精 确度不高。 频率% 50 4 0% 3 2% 40 30 1 6% 20 6% 10 2% 0 0 1 2 3 4 5 轴 线 偏 差 (mm 4% 图 2：轴线偏差分布范围示意图 制图人： 制图时间：2011 年 7 月 2 日 选题理由四 传统的采用经纬仪、线坠、钢卷尺定位法，受场地情况及自然因素影响较大。数据计算过程复杂，误 差大，容易出现质量问题。我公司极其重视本工程施工质量，并作为以后类似工程施工的典型样板。 综合以上理由，最后选定“提高异形建筑物弧形梁定位放线精确度”作为本次小组活动的课题,并制 定了活动计划（见表 2）。 3 小组活动计划表 表2 20112012 项 时 目 选题理由 现状调查 间 7月 8月 9月 10 月 11 月 12 月 1月 活动目标及可行性分析 原因分析 要因确认 制定对策 对策实施 效果检查 巩固措施 总结及打算 备 注 计划线 制表人：张吉峰 四、现状调查 制表日期：2011 年 7 月 5 日 小组成员根据选题于 2011 年 7 月 11 日至 20 日对已测量完成的郯城县文体中心 B 、 D 楼弧形梁放 # # 线精确度进行了随机调查研究，发现主要存在以下问题：旋转角度偏差、曲面弧度偏差、水平距离偏差、 竖向传递偏差以及其他质量问题。我们针对这些问题制定了检查合格标准： 1、 旋转角度偏差2 （国家标准5 工程测量规范GB500262007） 2、 曲面弧度偏差3mm （国家标准5mm 工程测量规范GB500262007） 3、 水平距离偏差3mm （国家标准5mm 工程测量规范GB500262007） 4、 竖向传递偏差2mm （国家标准3mm 工程测量规范GB500262007） 根据自定标准为依据，共调查 400 个点：合格率为 86.5%。具体调查结果见表 3： 曲面弧形梁定位精确度因素调查统计表 序号 1 2 3 4 5 检查项目 竖向传递偏差 水平距离偏差 曲面弧度偏差 旋转角度偏差 其 合计 制表人：张吉峰 他 检查点数 80 80 80 80 80 400 不良频数 23 22 4 3 2 54 累计频数 23 45 49 52 54 54 不良频率 42.6 40.7 7.4 5.6 3.7 100 表3 累计频率 42.6 83.3 90.7 96.3 100 100 制表时间：2011 年 7 月 20 日 根据因素调查统计表的有关数据画出问题排列图（见图 3） ，以便于找出影响曲面弧形梁定位放线精确 度的主要问题。 4 % 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 竖向传递 偏 差 水平距离 偏 差 曲面弧度 偏 差 旋转角度 偏 差 其他 9 6 .3 % 9 0 .7 % 8 3 .3 % 100 90 80 70 60 4 2 .6 % 23 22 50 40 30 20 4 3 2 10 0 图 3：弧形梁定位放线影响因素排列图 制图人： 制图时间：2011 年 7 月 20 日 由上图可以看出影响“弧形梁定位放线精确度”的主要因素是竖向传递偏差和水平距离偏差。 五、活动目标及可行性分析 1、目标：以我小组自定标准为依据，将弧形梁的定位放线合格率提高到 95%（见图 4） 。 (% 1 00 80 60 40 20 0 图 4：活动目标对比柱状图 制图人： 2、可行性分析 5 95 % 8 6 .5 % 制图时间：2011 年 7 月 31 日 1） 、我公司领导非常重视本工程的施工质量，精选专业人员组建了项目管理小组和创优实施班子，对 施工全过程进行策划和控制。 2） 、本 QC 小组有丰富的活动经验，由施工经验丰富的精英工程师和思维活跃具有高学历的技术骨干 组成，结构组合合理，团队战斗力强，参与放线人员都经过了多个项目的磨合实践，具有丰富的实践和动 手操作能力。 3、通过调查分析，弧形梁定位放线精确度的不合格率为 13.5%，经排列图分析后，主要问题已找出， “竖向传递偏差和水平距离偏差”累计频率达到 83.3%。如果我们将主要问题解决 90%，合格率能提高到 96.6%，其分析计算如下：400-（45-4590%+9）400=96.6%。 通过以上分析，我们认为只要加强过程控制，在活动中开展质量攻关，依靠全体小组人员的智慧，制 定对应措施，根据自定标准合格率从 86.5%提高到 95%的目标值一定能够实现。 六、原因分析 针对影响弧形梁定位放线精确度的主要因素竖向传递偏差和水平距离偏差，QC 小组在 2011 年 7 月 28 日至 2011 年 8 月 9 日，经过三次小组讨论研究分析，总结了各类影响因素，并制定了关联图（见图 5） 。 线坠吊点误差大 测量人员配备不足 场地不平有物体 障碍 人员操作误差 原始 桩位 不准 确 测量过程 控制不力 传递过程 偏差 竖 向 传 递 偏 差 水 平 距 离 偏 差 测量放线 过程障碍 放 人 在 钢 时 力 均 线 员 拉 尺 用 不 恶劣天气影响 基点 标志 不清 楚、 保护 不当 基准点 偏差 仪器使用前 未校检 钢尺 测长 距离 误差 大 未设置室内基准点 方案针对 性不强 未采用 CAD 建立坐标 系 图 5：关联图 制图人： 制图时间：2011 年 8 月 10 日 6 七、要因确认 1、要因确认计划 通过关联图的原因分析，我们找出了影响弧形梁定位放线精确度的 11 个末端因素，首先我们对 11 个 末端因素编制了要因确认计划（见表 4） 。 要 因 确 认 计 划 表 序 号 1 末 因 端 素 确认方法 现场验证 确认内容 线坠吊点测量受自 然因素及人为因素 影响情况 通过专业人员用全 站仪测设并复检原 始桩位偏差 是否设室内基准点 查看基准点处是否 有明显标志和保护 措施 利用 CAD 建立用户 坐标系，对主要节 点，标注明确坐标 对测量设备及有效 证书进行检查 检查施工日志及相 关测量记录 是否按规范要求操 作 检查测量人员到位 与持证上岗情况 检查作业环境 标 准 负责人 崔兆坤 张吉峰 颜文进 魏言苗 王怀芝 王怀芝 邹军 孙晓 张吉峰 邹军 崔兆坤 卢长春 徐启华 任乡伟 徐启华 任乡伟 验证时间 2011.8.12 表4 线坠吊点 误差大 原始桩位 不准确 未设置室 内基准点 基准点标 志不清楚、 保护不当 未采用 CAD 建立用户 坐标系 仪器使用 前未校检 恶劣天气 影响 人员操作 误差 测量人员 配备不足 场地不平 有物体障 碍 放线人员 在拉钢卷 尺时用力 不均 竖向传递偏差控制在 2mm 以内 桩位坐标点偏差在 3mm 以内 室内设置三个基准点 有明显的标志和有效的 保护措施 曲面梁交点坐标明确， 准确率 100% 设备必须有校检证书， 并在有效期范围之内 放线精度不受风力、雨 雪影响 严格按照国家标准规范 操作 项目部测量人员配备到 位，全部持证上岗 场地平整，保证测量区 域通视良好，无测量障 碍 轴线坐标点偏差在 3mm 以内 2 3 4 现场验证 现场验证 现场验证 查看资料 对现方案 进行论证 现场调查 查看资料 调查查看 现场验证 查看资料 现场调查 2011.8.12 2011.8.13 2011.8.16 5 6 7 8 9 10 2011.8.13 2011.8.13 2011.8.16 2011.8.14 2011.8.11 2011.8.17 11 现场验证 用钢卷尺定位轴线 时放样点的准确性 2011.8.20 制表人：张吉峰 制表时间：2011 年 8 月 11 日 2、要因确认：根据要因确认计划表，我们 QC 小组对 11 个末端因素进行具体调查、分析、验证、 测试，逐一进行要因确认。 末端因素一：线坠吊点误差大 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 确认标准 确认人 确认时间 线坠吊点测量受外 崔兆坤 竖向传递偏差控制在 2mm 以内 2011.812 界因素影响情况 张吉峰 通过现场验证，小组成员发现使用线坠吊点的方法受到风吹和施工线弹性伸缩影响 较大，误差最大能达到 5mm。 是主要原因 7 末端因素二：原始桩位不准确 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 通过专业人员用全站仪 测设并复检原始桩位偏 差 确认标准 桩位坐标点偏差在 3mm 以内 确认人 颜文进 魏言苗 确认时间 2011.8.12 经专业人员用全站仪测设并复检原始桩位偏差，桩位坐标点偏差最大 2mm 均在允许范围内。 不是主要原因 末端因素三：未设置室内基准点 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 是否设室内基准点 确认标准 室内设置三个基准点 确认人 王怀芝 确认时间 2011.8.13 在已施工完成的 B#D#楼没有设置室内基准点，而是利用控制线用线坠吊点向上引测轴线， 受到风吹等自然因素影响，传递误差大。 是主要原因 末端因素四：基准点标志不清楚、保护不当 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 查看基准点处是否有明 显标志和保护措施 确认标准 有明显的标志和保护措施 确认人 王怀芝 确认时间 2011.8.16 经现场检查验证基准点处用红色漆标志并盖有模板，基准点周圈用实心砖砌筑并用细石 混凝土填实，现场保护很好。 不是主要原因 末端因素五：未采用 CAD 建立坐标系 确认方法 查看资料对现 方案进行论证 验证 情况 结论 确认内容 利用 CAD 建立用户坐 标系，对主要节点，标 注明确坐标 确认标准 弧形梁交点坐标明确，准确 率 100% 确认人 邹军 孙晓 确认时间 2011.8.13 通过现场验证发现，现场测量弧形放线时，一直采用计算器计算的方法，需进行专门的数据抄 记、输入计算等步骤 ，不仅计算速度慢且过程繁琐重复，易出现错误且不容易发现。 是主要原因 末端因素六：仪器使用前未校核 确认方法 现场调查 查看资料 验证 情况 结论 确认内容 对测量设备及有效证书 进行检查 确认标准 设备必须有校检证书，并在有 效期范围之内 确认人 张吉峰 确认时间 2011.8.13 我项目在工程开工前所有计量器具都进行校检确认， 将超出有效期的仪器送有关计量部门校正 校检，确保所有的测量器具均有校检证书，且都在有效期范围之内。 不是主要原因 8 末端因素七：恶劣天气影响 确认方法 调查查看 验证 情况 结论 确认内容 检查施工日志及相 关测量记录 确认标准 放线精度不受风力、雨雪影响 确认人 邹军 确认时间 2011.8.16 经现场调查及查看施工日志，我项目的所有定位放线工作都是在天气气候允许条件下施工， 测量人员在五级风以上及雨天时，未进行测量放线。 不是主要原因 末端因素八：人员操作误差 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 是否按规范要求操作 确认标准 严格按照国家标准规范操作 确认人 崔兆坤 确认时间 2011.8.14 经现场调查验证，工作人员均经过专项测量技术培训，所有操作都是按规定的操作规程进行 操作，无违规操作现象。 不是主要原因 末端因素九：测量人员配备不足 确认方法 查看资料 验证 情况 结论 确认内容 检查测量人员到位 与持证上岗情况 确认标准 项目部测量人员配备到位，全部 持证上岗 确认人 卢长春 确认时间 2011.8.11 我项目的测量放线技术管理人员均具有专业上岗证，且测量人员分工明确，配置充足。 不是主要原因 末端因素十：场地不平有物体障碍 确认方法 现场调查 验证 情况 结论 确认内容 检查作业环境 确认标准 场地平整，保证测量区域通视良 好，无测量障碍 确认人 徐启华 任乡伟 确认时间 2011.8.17 经现场实地查看，现场场地平整，通视良好，无障碍物影响测量。 不是主要原因 末端因素十一：放线人员在拉钢尺时用力不均 确认方法 现场验证 验证 情况 结论 确认内容 用钢卷尺定位轴线 时放样点的准确性 确认标准 轴线坐标点偏差在 3mm 以内 确认人 徐启华 任乡伟 确认时间 2011.8.20 通过现场验证发现，现场测量放线时需要将钢尺拉直，在划分轴线用 50m 长钢卷尺时， 由于不同的人、不同的时间用力都不一样，从同一根控制线的两端测量距离最大偏差达到 5mm 左右，这样就造成轴线前后不平行，直接影响曲面形状，影响测量精度。 是主要原因 9 3、确认结果： 我 QC 小组全体成员通过对 11 条末端因素的分析、确认，找出了影响“异形建筑物弧形梁定位放线精 确度”的主要因素有以下 4 条： （1）未采用 CAD 建立用户坐标系； （2）放线人员在拉钢尺时用力不均； （3）未设置室内基准点； （4） 线坠吊点误差大。 八、制定对策 QC 小组针对以上原因进行专项研究，制定下列对策措施表： 影响因素对策措施表 序 号 要 因 未采用 CAD 建 立用户 坐标系 放线人 员在拉 钢尺时 用力不 均 对 策 用 CAD 建立用 户坐标 系 目 标 措 施 完成时间 2011.8.21 2011.8.23 地 点 技术 办公 室 表5 负责人 1 所有数据 准确无误 通过 AutoCAD 建立控制点数据 库，主要是各点的坐标，供外业 测量时直接调用。 利用全站仪坐标放样定位柱子所 在轴线交点与各圆弧相切交点。 利用 AutoCAD 的标注功能把圆弧 两端点连接，然后把该段弦以 50cm 等距分割， 标注出弧形梁分 割点与过分割点垂直于弦并交梁 内边线的点的长度和弦的长度。 利用全站仪将坐标点引测到一层 室内地面，作为向上引测轴线的 内控点。 崔兆坤 张吉峰 2 采用全 站仪定 位放样 坐标点 将各控制 点偏差控 制 在 3mm 以内 2011.8.24 2011.8.25 现场 邹军 张吉峰 3 未设置 室内基 准点 在一层设 在室内 置 三 个 基 设置基 准 点 ， 误 准点 差控制在 3mm 以内 用全自 动激光 垂准仪 相邻两投 点间距误 差控制在 2mm 以内 2011.8.24 2011.8.27 现场 颜文进 徐启华 4 线坠吊 点误差 大 将垂准仪支设在内控点上，调整 好把点投测到上层工作面上。 2011.8.26 2011.9.3 现场 崔兆坤 邹军 制表人：张吉峰 九、对策实施 1、针对要因一：未使用 CAD 建立用户坐标系 实施一：组织建立用户坐标系 制表时间：2011 年 8 月 21 日 由我项目 CAD 能力很强的技术骨干根据图纸对 A 楼进行总平面图绘制，然后根据工程总平面图建立 用户坐标系（见图 6） ： （ 1 ）以已知点 P1 、 P2 为控制点，根据建筑物与两点之间的关系在 CAD 中按比例尺寸画出定位 图，为方便数据的输入及精度的要求，确定以米为单位，精确至 0. 001 m 。 （ 2 ） 根据建立的用户坐标系， 利用 CAD 中的查询及自动捕捉功能得到建筑物各主要控制点的坐标。 10 # 图 6：一层平面坐标图 制图人： 制图时间：2011 年 9 月 4 日 效果检查： 通过使用 AutoCAD 的查询及自动捕捉功能，各控制点的坐标都能准确无误快速的计算出 来，采用抽样法对其中任意两点进行校核，经计算（ L = 2、针对要因二：放线人员在拉钢尺时用力不均 实施二：使用全站仪 1、由看仪器，张吉峰持后视棱镜。以 P1 为测站点、 P2 为后视点,输入测站点和后视点坐标，建立 坐标系，然后根据全站仪的坐标放样功能（Coordinates lofting function） ，逐一放出各控制点的坐标。 坐标放样时，确保观测屏幕上的显示值小于等于 3mm。 2、由利用 CAD 的标注功能把圆弧梁两端点相连接，然后把该段弦 AB 以 500mm 等距分割，标注出分割 点至与该段弦垂直相交于弧形梁交点之间的距离。然后由任乡伟协助颜文进进行现场放样，用拐尺放出弦 AB 间弧形梁上的主要控制点，然后用直线将相邻两点连起来，作为弧形梁的控制线。 放线示意图（见图 7） ： ( X 1 - X 2 + ( y1 - y 2 2 2 ）所有坐标准确无误。 11 图 7：放线示意图 制图人：张吉峰 制图时间：2011 年 9 月 6 日 效果检查： 我项目专门配备了 KTS-440 全站仪， 在使用过程中能精确快速的对各控制点进行放样定位， 根据复测检查，轴线偏差最大 2mm。 3、针对要因三：未设置室内基准点 实施三：设置室内基准控制点 根据已建立的用户坐标系，利用 P1、P2 作为向上引测轴线的室内基准控制点，为便于校核，可另选 择距离适中的弧形梁圆心 P3 点，作为校核使用。 12 图 8：室内基准控制点示意图 制图人：张吉峰 制图时间：2011 年 9 月 13 日 效果检查：经现场检查，3 个室内基准控制点距离适中，经校核，误差2mm。 4、针对要因四：线坠吊点误差大 实施四：利用激光铅垂仪竖向投侧 1）在首层轴线室内基准控制点上安置激光铅垂仪，利用激光器底端所发射的激光束进行对中。 2）在上层施工楼面正对控制点 P1、P2、P3 处预留 150mm150mm 的洞口，放置接收靶（接收靶由 300 300 5mm 有机玻璃制作而成） 。 3）启动激光器发射铅直激光束，通过发射望远镜调焦，使激光束汇聚成红色耀目光斑，投射到接收 靶上。 4）移动接收靶，使靶心与红色光斑重合，固定接收靶，并在预留孔四周作出标记，此时，靶心位置 即为轴线控制点在该楼面上的投测点。 投测点 接收靶 5.500 DZJ3-SX 激光铅垂仪 室内控制点P 0.000 图 9：控制点投测示意图 制图人： 13 制图时间：2011 年 12 月 5 日 5）利用全站仪坐标放样功能，复测校核三个投射内控点的坐标，然后定位放样所有控制点坐标。 效果检查：经复测校核，任意两投测点的轴线间距误差均控制在 2mm 以内。 十、效果检查 1、2011 年 12 月 28 日，我小组成员按自定标准对测量完成的 A 楼 1、2 层曲面梁定位轴线进行了效 # 果检查。经对策实施后，弧形梁定位放线合格率达到了 96.5%，超过了课题目标 95%，完成了本次活动的 目标。检查结果见表 6： 效果检查表 序号 1 2 3 4 5 检查项目 竖向传递偏差 水平距离偏差 曲面弧度偏差 旋转角度偏差 其他 合计 制表人：张吉峰 检查点数 80 80 80 80 80 400 不良频数 2 2 3 3 4 14 累计频数 2 4 7 10 14 14 不良频率 14.3 14.3 21.4 21.4 28.6 100 表6 累计频率 14.3 28.6 50 71.4 100 100 制表时间：2011 年 12 月 28 日 通过对策实施后，轴线偏差值3mm 的点数占到了 85%（见图 10） ，弧形梁定位放线精确度显著提高。 频率% 50 3 6% 40 30 1 9% 20 2 2% 9% 10 8% 6% 0 0 1 2 3 4 5 轴 线 偏 差 (mm 图 10：轴线偏差分布范围示意图 制图人： 制图时间：2011 年 12 月 29 日 14 A 一层弧形梁定位验线记录 # A 二层弧形梁定位验线记录 # 2、实施效果 1） 、社会效益 通过 QC 活动提高了工程质量，为我公司赢得了良好的社会声誉，受到了建设、监理单位及当地群众 的一致好评，为开拓鲁南建筑市场创造了有利条件。 2） 、经济效益