中国建筑第三工程局有限公司第二建设公司执著QC小组

执著QC小组 攻克外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形(攻关型)攻克外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形中国建筑第三工程局有限公司第二建设公司执著QC小组1、工程概况1.1工程整体概况序号项 目内 容1工程名称环境保护部履约中心业务用房工程2工程地址北京市积水潭桥与西直门桥之间，西直门桃园小区北侧。3建设单位环境保护部对外合作中心 4项目管理公司意大利FMI公司和中建城市建设有限责任公司5设计单位意大利MOA和北京市设计研究院6监理单位北京京精大房工程建设监理有限公司7总承包单位中建三局第二建设工程有限责任公司8结构类型钢框架-剪力墙结构9建筑面积总建筑面积为29290，其中地上建筑面积21625，地下面积7665。10建筑层数地下二层，地上九层。11项目投资1.7亿元（CNY）12质量目标确保整体工程获北京市建筑“长城杯”金奖、“国家优质工程奖”。13建筑特点工程大胆引进国外先进的设计理念，建筑造型简洁明快，装饰装修典雅华丽，采用的新技术、新材料多，是一栋高标准智能环保型现代化建筑。l 多元素组合，新颖独特。1.2外围幕墙概况l 雅士白石材国外先进的设计理念致使幕墙的设计也非常新颖独特，整个外围幕墙采用的材料品种多达十几种，主要包括石材蜂窝铝板幕墙、阿鲁克邦铝塑板幕墙、隐框玻璃幕墙、点式玻璃幕墙、光电幕墙等。外围超薄型石材蜂窝铝板总面积约为4700,其中雅士白石材1500，白洞石3200。石材蜂窝铝板幕墙主要用在北侧大面及东、西、南面部分位置。l 白洞石2、课题选择2.1概念及验收标准（1）铝蜂窝板是当前发达国家中最流行、应用最广的一种新型幕墙材料，由面板、铝蜂窝芯及底板组成。铝蜂窝板具有质量轻、强度高，节能保温性能好，尤其是刚度高的特点，普通铝塑板和铝单板的刚度无法与其相比。铝板铝蜂窝芯石材面板铝板 石材蜂窝铝板是一种由石材、铝板等面板材料和纯铝蜂窝芯结合高分子粘合剂复合而成的一种高级装饰材料。 （2）验收标准：在查阅了大量相关的规范和标准后发现，由于该复合材料在国内应用非常少，国内尚无此材料施工的验收标准，因此决定按照设计要求标准每1m允许偏差为2mm变形作为本工程质量验收标准。2.2选题理由选题理由课题攻克外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形社会影响大本工程为意大利政府投资援助，是开展意中环境保护计划活动的办公地。由国家总理温家宝同志亲自批示为免税工程，目前北京仅有2个工程免税，政治意义大，国家政府重视。同时该工程被建设部列为一百个绿色示范建筑工程之一，社会影响大。 工序必要性室外温度变化较大，铝蜂窝板及石材的热膨胀系数不同，两者受温度影响的变形量相差较大，这个需要在技术上进行攻克； 施工难度大目前蜂窝铝板应用于室外没有相应的国家标准及规范，本工程铝蜂窝板施工设计要求苛刻，设计要求变形量不超过2/1000；且超薄型洞石石材铝蜂窝板大面积应用在室外的工程较少，此类工程经验较欠缺； 质量目标高外幕墙蜂窝石材伸缩变形达到设计要求。工程整体目标：竣工长城杯金奖、国家优质工程奖。企业发展需要业主期望值高，社会影响较大。施工成败将直接影响到公司在北京的良好信誉；同时需要探索和创新，积累工程经验，为类似工程的施工提供参考技术数据，提升彰显一流企业技术优势，储备专业人才； 3、小组简介3.1小组概况小组名称环境保护部履约中心业务用房工程执著QC小组成立时间2008.3.18小组类型攻关型本轮课题攻克外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形注册时间2008.3.18注册编号ZJSEBJ-04-2008活动时间2008年4月18日2008年12月27日小组人数10人平均年龄32岁出勤频数1次/周出勤率95培训情况本小组成员人均接受TQC知识培训52课时3.2小组成员概况序号小组职务姓名性别年龄学历职务技术职称小组分工1顾 问梁贵才男42本科分公司总工高级工程师全面指导及统筹2组 长何纯涛男27本科项目总工工程师策划、方案制定3副组长左 灿男34本科项目经理工程师资源调配4组 员吕伟才男30本科项目生产经理工程师现场实施5组 员姜红卿男33大专质检员工程师质量控制6组 员卢广威男27大专材料员助理工程师材料验收控制7组 员邓 建男24本科技术员助理工程师技术支持、活动记录8组 员陈启年男37大专测量员工程师测量控制9组 员康丽娜女26本科试验员助理工程师试验控制10组 员李 云男35大专班组队长工程师现场实施小组成员综合素质高，组内分工明确，为今后达到良好的质量控制目标打下了坚实的基础。3.3小组活动时间表计划实际4、现状调查为了掌握影响超薄型石材蜂窝铝板变形的主要原因，我们对石材蜂窝铝板已施工完成的某大楼进行了调查，共选取了50个点，调查结果见下表：调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）1-11.52-10.83-11.64-11.65-11.01-21.22-21.43-21.44-22.15-21.51-30.92-31.03-30.34-30.85-30.61-42.32-43.43-41.64-41.45-41.21-51.12-51.53-52.34-51.15-52.31-61.92-61.33-60.94-61.05-61.71-70.62-70.73-71.64-72.65-73.41-82.82-81.13-81.14-81.45-81.31-91.22-92.13-92.74-93.75-91.01-101.62-101.23-102.24-101.35-100.4根据现场调查数据并进行分析后，某大楼石材蜂窝铝板变形量在2/1000以内的合格率仅为76%。小组成员也对现场进行了详实调查，同时听取了施工人员的意见，总结出了35条对石材蜂窝铝板变形有影响的信息，做出的频率统计表如下： 序号调查问题频数累计频数频率累计频率1石材蜂窝复合板质量不佳151542.9%42.9%2石材蜂窝铝板安装质量问题132837.1%80%3施工测量偏差3318.8%88.6%4施工用胶质量差2335.7%94.3%5成品保护差2355.7%100%根据频率统计表制作排列图如下：因此，石材蜂窝复合板质量不佳、石材蜂窝铝板安装质量问题是造成超薄型石材蜂窝铝板变形的主要原因。5、设定课题目标5.1课题目标基于施工现状，结合项目实际情况聘请国内外专家攻克此技术难题及项目管理人员对超薄型石材蜂窝铝板的深入学习，确定本次活动的目标为：将超薄型石材蜂窝铝板的施工合格率（变形在设计允许范围之内）提高到95%。5.2目标可行性分析（1）有利因素1）技术上可行：通过对各种材料进行试验，用试验数据说话，并请相关专家进行论证、阐述。2）施工能力上有保障：作为总包，我公司施工管理经验丰富，有能力攻克施工中可能出现的难题，使风险得以有效地化解和转移；并且江河幕墙公司是国内实力雄厚的幕墙装饰公司之一，具有相当丰富的施工经验和较先进的施工技术。3）施工各方的重视：包括业主、管理公司、监理在内的各家单位非常重视此技术难题的公关，多次组织专家开展研讨会并取得积极的效果。（2）不利因素1）室外温度变化较大，铝蜂窝板及石材的热膨胀系数不同，两者受温度影响的变形量相差较大，是个较大的技术难题。2）室外大面积应用铝蜂窝板的施工案例较少，可供借鉴的施工经验少。综合以上情况，经过客观分析，本小组一致认为：目标完全能够实现。6、原因分析根据找出的主要问题，用关联图围绕着超薄型石材蜂窝铝板施工变形问题进行原因分析，共找出如下 12 条末梢原因。中建三局第二建设工程有限责任公司 第31页 共31页末稍原因石材蜂窝复合板质量不佳石材蜂窝铝板安装质量问题10.背栓拉拔力不够 9.蜂窝石材复合板表面不平整7.复合材料组合元素选择不当6.测量仪器不合格5.预埋件安装偏差4.测量人员操作水平差1.密封胶选择不当测量放线问题3.连接码件施工不合格8.石材蜂窝铝板复合方式不当11.背栓开孔位置不符合规范要求2.石材蜂窝铝板干挂施工方法不当12.密封胶施工不合格7、要因确认针对上述12条末梢原因，小组通过调查、测量，列出了要因确认表：序号末端因素验证分析结论验证方法1密封胶选择不当本工程选择的是有利于控制石材变形的改性增韧环氧树脂非要因现场调查2石材蜂窝铝板干挂施工方法不当石材干挂施工未做好技术交底，且对于石材不平整处未按要求进行调整要因现场调查3连接码件施工不合格连接码件施工未拉通线定位要因现场调查4测量人员操作水平差施工测量人员均是持证上岗人员非要因现场调查5预埋件安装偏差现场管理人员对预埋件施工进行严格监督和管理，未出现较大偏差非要因现场调查6测量仪器不合格所以测量仪器进场前均经相关部门进行校核非要因现场调查7复合材料组合元素选择不当复合材料各元素规格的选择不当，不利于石材蜂窝铝板变形的发展要因现场调查及专家论证8石材蜂窝铝板复合方式不当本工程选择的石材蜂窝铝板是采用当前最先进的航空复合技术复合而成非要因现场调查9蜂窝石材复合板表面不平整材料员对复合石材进场严格把关，控制材料质量非要因现场调查10背栓拉拔力不够所有材料进场后均送相关检测部门进行背栓拉拔力检测，不合格品一律退场非要因现场调查11背栓开孔位置不符合规范要求经现场检测，所有背栓开孔位置均在规范允许范围内非要因现场调查12密封胶施工不合格石材干挂采用开缝体系，施工合格非要因现场调查通过逐条确认，我们找到了影响超薄型石材蜂窝铝板变形的 3 条要因：（1） 石材蜂窝铝板干挂施工方法不当；（2） 连接码件施工不合格；（3） 复合材料组合元素选择不当。8、制定对策根据确定的要因，制定对策表如下：要因对策目标措施地点负责人完成时间石材蜂窝铝板干挂施工方法不当加强石材蜂窝铝板干挂施工方案执行检查力度确保石材蜂窝铝板干挂施工按照方案进行1、做好技术交底工作；2、加强现场的监督和管理，给工人灌输质量控制意识施工现场姜红卿、吕伟才、李云2009年7月20日连接码件施工不合格加强连接码件质量控制措施的实施确保所有连接码件施工复合规范要求1、连接码件施工用经纬仪进行控制；施工现场姜红卿、吕伟才、李云2009年6月15日复合材料组合元素选择不当加强组合元素对复合材料变形影响意识通过实验方法确定对变形影响最小的最佳元素组合1、对不同元素组合进行试验考察；2、聘请国内外专家进行相关论证幕墙施工单位实验室左灿、何纯涛、邓建2009年4月5日9、对策实施9.1实施一：加强石材蜂窝铝板干挂施工方案执行检查力度（1）针对超薄型石材蜂窝铝板干挂施工方案，对工人做好全面的技术交底工作，尤其是重点部位施工。（2）现场执行情况检查挂件安装后尺寸检查蜂窝石材板检查合格后依据垂直钢丝线与横向鱼丝线进行挂板，角位与玻璃幕墙连接的地方应由技术较高人员进行安装,安装后大面积铺开。加强对石材蜂窝铝板挂件安装及挂件安装后尺寸检查。安装依据板片编号进行安装，石材打孔，孔中心距石材边开孔尺寸要符合加工图及规范要求，每块石板上下边各开两个孔位。石材蜂窝铝板安装的调平：在安装过程中，有一块板材四个角不在同一平面，往往会造成一块石材安装不在同一平面上，此时应利用公差法进行调整。若三个角与相邻板在一平面，其中一个角凹入1mm，则整个板向外调0.5mm。孔位、孔径检查实施结果：2008年7月19日姜红卿负责根据参照的幕墙规范要求对石材安装质量进行检查，共抽取了5组，每组10个点，检查结果如右表所示。石材蜂窝铝板安装平整度、直线度及缝宽度均符合参照规范要求。序号12345678910规范要求见相关规范实测偏差（mm）平面度1.01.11.40.71.41.62.00.40.81.2竖缝直线度1.51.00.41.11.31.21.50.61.10.7横缝直线度0.50.81.50.71.70.61.61.21.00.8缝宽度1.10.5-0.7-1.20.301.2-0.6-1.2-0.7接缝高低差0.30.200.20.50.40.30.10.50.3结论9.2实施二：加强连接码件质量控制措施的实施进行挂线、校核位置（1）对施工班组做好技术交底，且在现场显眼处张挂施工作业指导书，用以指导工人的施工。（2）确保连接件的固定，应在码件固定时放通线定位，且在上板前严格检查蜂窝板的质量，核对供应商提供的产品编号。实施结果：2008年6月17日吕伟才负责对工人施工的挂件进行检查，所有背栓连接码件安装固定牢固、向上倾斜2度，无向下倾斜。连接码件施工检查统计表序号12345678910规范要求连接码件固定到位，挂件角度允许向上倾斜不大于2度，不准向下倾斜。实测偏差角度（单位：）1.10.40.81.70.21.30.51.40.30.6结论背栓挂件9.3实施三：加强组合元素对复合材料变形影响意识9.3.1石材蜂窝铝板组合元素选择本小组成员结合以往石材幕墙工程施工经验，找出了可能符合本工程超薄型石材铝蜂窝板的组合元素有以下几组：、石材厚度：5mm、底板材料品种及厚度：铝板及不锈钢板、 1mm及0.5mm （考虑成本因素，衬板厚度不宜过大）、铝蜂窝芯规格：3mm3mm蜂窝芯及6mm6mm蜂窝芯、铝蜂窝芯厚度：13mm及28mm、铝蜂窝板后加肋及不加肋针对以上五组组合元素，我们进行了三组试验进行论证。9.3.2试验方法论证元素的变形特征试验方案一，四块样块：样块1：石材蜂窝铝板厚20mm，1mm铝板，雅士白，加肋样块2：石材蜂窝铝板厚20mm，1mm铝板，白洞石，加肋样块3：石材蜂窝铝板厚35mm，1mm铝板，雅士白样块4：石材蜂窝铝板厚35mm，1mm铝板，白洞石样块石材蜂窝铝板规格（mm)检测工具试验温度变形量（单位：mm）红色标记为符合设计要求（下同）11500600201500mm钢靠尺-100.21500mm钢靠尺正面80，背面705.31500mm钢靠尺正面60，背面501.321500600201500mm钢靠尺-100.71500mm钢靠尺正面80，背面703.31500mm钢靠尺正面60，背面50231900600351500mm钢靠尺-102.71500mm钢靠尺正面85，背面820.741900700351500mm钢靠尺-104.71500mm钢靠尺正面65，背面620.5数据分析：在-10以及60温度情况下，加肋的样块1、样块2的变形均在2/1000以内。而未加肋的样块3、样块4在低温情况下变形均较大，超过设计允许范围。结论：增加加强肋是减小石材蜂窝铝板变形的有效方法之一。石材蜂窝试验样板制作变形量检测方法试验方案二，六组样块：样块1：石材蜂窝板厚20mm，0.5mm不锈钢板，雅士白样块2：石材蜂窝板厚20mm，1mm不锈钢板，雅士白样块3：石材蜂窝板厚20mm，0.5mm不锈钢板，白洞石样块4：石材蜂窝板厚20mm，1mm不锈钢板，白洞石样块5：石材蜂窝板厚35mm，1mm铝板，雅士白样块6：石材蜂窝板厚35mm，1mm铝板，白洞石样块石材蜂窝铝板规（mm）检测工具试验温度变形（mm）11900700201500mm钢靠尺-110.41500mm钢靠尺正面75，背面601.821900700201500mm钢靠尺-110.31500mm钢靠尺正面73，背面600.331900700201500mm钢靠尺-114.71500mm钢靠尺正面75，背面651.341900700201500mm钢靠尺-114.31500mm钢靠尺正面75，背面671.351900700351500mm钢靠尺-116.71500mm钢靠尺正面77，背面720.761900700351500mm钢靠尺-116.71500mm钢靠尺正面75，背面670.6数据分析：从数据可以看出，在高低温情况下变形均在2/1000以内的只有样块1和样块2；当石材品种和厚度相同时，不锈钢板越厚，石材蜂窝铝板的变形量越小，如2号样块在高低温情况下，变形量均小于1号样块；在低温情况下，蜂窝板上用不锈钢板的变形量远远小于用铝板的变形量，在高温情况下，两者的变形量相差较小，且都在设计要求的变化范围内；结论：衬板选用不锈钢板也可以减小石材蜂窝板的整体变形。不同规格蜂窝芯、不同厚度、不用元素组合的石材蜂窝试验样板变形量的测量试验方案三：四块样块样块1：选用3mm3mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚20mm样块2：选用6mm6mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚20mm样块3：选用6mm6mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚35mm样块4：选用3mm3mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚35mm序号石材蜂窝铝板规格检测工具检验值（mm）试验温度11900700201500mm钢靠尺0.5正面62，背面6421900700201500mm钢靠尺1.5正面65，背面6731900700351500mm钢靠尺0.13正面75，背面7841900700351500mm钢靠尺0.6正面77，背面80数据分析：从表中数据可以看出，四组样块变形量均在2/1000以内，且当石材蜂窝板厚相同时，单个蜂窝芯面积越小，变形量越小；当单个蜂窝芯面积相同时，石材蜂窝板越厚，变形量越小。结论：我们可以通过减小蜂窝芯面积和加大铝蜂窝板厚度来减小石材蜂窝铝板的整体变形。9.3.3 L型矩阵分析图分析试验通过试验数据的分析，我们得出了一系列的结论，将各组合元素对温度变形的特征用L型矩阵分析如下图：9.3.4试验结论及提出组合方案从上述L型矩阵分析图可以看出，增加加强肋、加大铝蜂窝板厚度等均能减小超薄型石材蜂窝板的整体变形，采取哪种方法或哪几种方法组合能达到最终目的？本小组成员根据目前施工外幕墙情况，查阅大量有关资料，结合施工经验，提出了两种参考方案。方案A: 5mm石材1mm铝板+28mm铝蜂窝芯+1mm铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm6mm，铝蜂窝板后增加加强肋。方案B：5mm石材 1mm不锈钢板13mm铝蜂窝芯1mm不锈钢板，铝蜂窝芯规格采用3mm3mm。针对两个组合方案，2008年5月11日何纯涛组织QC小组成员对方案A、B进行评价。方案组合经济性难易度工期变形量影响程度A1mm厚铝板+28mm厚蜂窝芯+1mm厚铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm6mm，铝蜂窝板后增加加强肋。增加成本低加工制作简便保证工期可控B1mm不锈钢板13mm铝蜂窝芯1mm不锈钢板，铝蜂窝芯规格采用3mm3mm。增加成本高(暂估173万)加工制作困难拖延工期(约20天)可控通过理论分析方法，QC小组提出：采用方案A组合。9.3.5专家论证考虑环境保护部的特殊背景，2008年5月12日项目部以书面文件报送QC小组关于外幕墙超薄型石材蜂窝铝板组合方案A、B的意见。2008年5月26日业主单位组织权威专家进行评估，请国家建筑材料测试中心、意大利方等幕墙专家组成的专家团论证，再次确定了组合意见。专家论证会议签到及论证掠影根据实验结果并综合考虑造价、构造因素，建议雅士白石材（5mm)后面选用的蜂窝板为：1mm铝板28mm铝蜂窝芯1mm铝板；白洞石（5mm）后面选用的蜂窝板为：1mm不锈钢板13mm铝蜂窝芯1mm不锈钢板；根据实验结果建议石材复合胶使用改性增韧环氧树脂，使不同材料变形有缓冲。超薄型石材蜂窝复合板是两种以上材料组成的，由于各种材料的热膨胀系数不同，产生翘曲变形是不可避免的。专家团论证会议记录结合幕墙专家的论证意见及考虑构造、成本等因素,确定最佳组合方案为方案A组合,即：雅士白石材/白洞石（5mm厚）复合1mm厚铝板+28mm厚蜂窝芯+1mm厚铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm6mm，并增加加强肋。实施结果：通过实验论证及国内外专家论证，我们得出了最有利于超薄型复合石材变形的元素组合。2008年10月15日，何纯涛组织施工各方对已施工部位石材变形量进行现场检测，变形均在设计允许范围之内。10、效果检查10.1石材蜂窝铝板整体施工质量验收 经过四个月的考验，2008年12月19日何纯涛组织对整个立面超薄型石材蜂窝铝板外观检测进行抽查，18层每层抽查十个点，检查结果见下表：调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）调查部位变形量（mm）1-11.52-10.83-10.64-11.31-21.22-21.43-20.54-21.21-30.92-31.03-30.34-30.81-41.72-40.63-41.44-41.41-51.12-50.33-52.04-51.11-61.32-61.33-60.94-61.01-70.62-70.73-70.34-70.51-80.62-81.13-81.14-81.01-91.22-92.13-90.94-90.61-101.62-100.83-100.64-101.15-11.66-10.27-10.48-10.65-20.66-20.57-20.68-22.35-30.56-31.07-30.88-30.75-40.86-40.67-41.18-40.55-51.16-50.77-50.58-51.35-61.76-60.77-60.78-60.65-70.96-71.17-71.58-70.65-81.36-80.37-80.98-81.55-91.06-90.17-90.28-90.25-100.46-101.07-100.78-100.6经过QC小