研制新型圆柱形混凝土柱模板

研制新型圆柱形混凝土柱模板宁夏煤炭基本建设有限公司煤制油公用工程QC小组一、工程概况神华宁煤400万吨年煤炭间接液化项目厂区主门卫室,工程主体有34根直径为700mm的混凝土圆柱组成。圆柱高度11.5m，顶部为砼框架梁连接。 二、小组简介课题名称研制新型圆柱形混凝土柱模板小组名称煤制油公用工程QC小组成立时间2015年9月1日课题类型创新型注册时间2015年9月1日注册编号NMJJ2015QC-001活动日期2015年9月1日-2015年10月31日活动频率3次/周小组人数10出勤率99%接受TQC教育时间96小时序号姓名性别组内职务职 称文化程度TQM培训1赵世忠男组长工程师本科96小时2李斌男副组长工程师本科96小时3黄秉忠男副组长助理工程师本科96小时4郭峰男组员助理工程师本科96小时5孙学佳男组员助理工程师本科96小时6赵亮男组员助理工程师本科96小时7宝旭东男组员助理工程师本科96小时8靳亚军女组员助理工程师本科96小时9侯耀娟女组员助理工程师本科96小时10赵赟男组员本科96小时时间：2015年9月2日 制表：赵赟三、课题选择3.1选题背景本工程为神华宁煤400万吨年煤炭间接液化项目厂区主大门工程，建成后将是煤制油厂区标志性建筑，因此业主对本工程质量要求十分严格，同时要求1个月内将主体框架施工完成。工程主体为34根、高度11.4米的混凝土圆柱组成。由于混凝土圆柱直径为700mm非标准构件，附近建筑市场没有符合规格的圆形模板，若从其他地区购买模板，模板进场最快也要一个星期以后，这将严重影响工程施工进度，导致工期滞后，并给项目部及公司带来经济以及信誉方面的损失。3.2提出解决方法由此组长赵世忠组织小组成员开会，运用“头脑风爆法”研究如何保证工程按时交工。会中， 小组成员积极献策，并运用“亲和图”将意见总结归纳，得出三种解决方案。之后，小组成员对以上三种解决方案分别从可实施性、经济性、预计有效性、其他因素影响进行评估打分。方法综合评估表序号可解决问题的方法综合分析评估综合评分是否实施可实施性经济性预计有效性其他因素影响1增加施工投入增加施工人员及机械虽然能缓解工期压力，但会增加施工成本，而且容易由组织不利造成人员及机械怠工现象533314否2改进施工方法采用预制或设计变更改变施工方法难度较大，而且经济投入较大，容易造成资源浪费30339否3研制新型模板对提高工期的根本要素进行研究，有一定的可操作性，成本投入较小，受其他因素干扰较少555318是注：好5分；一般3分；差0分时间：2015年9月10日 制表：侯耀娟通过方案综合评价表的分析，同时根据以往施工的经验，只要混凝土圆柱施工能按照常规步骤施工，施工工期就可以得到保证。所以我小组确定以“研制新型圆柱形混凝土柱模板”开展本次活动。四、目标确定4.1目标确定我小组确定本次活动的目标为将混凝土圆柱施工工期控制在10天完成。4.2可行性分析尽管本工程混凝土圆柱为非标构件，但我小组成员通过发散思维，积极发动资源，并对类似工程施工进度情况进行调查统计如下：类似工程施工工期统计表序号项目名称混凝土圆柱直径模板标准高度根数施工完成时间1大武口某企业办公楼1米标准14.2米8根12天2银川市某酒店0.8米标准13.518根15天3中铁某铁路桥1.2米标准6-30.7米64根50天4某市法院0.85米非标准21.312根43天时间：2015年9月13日 制表：侯耀娟通过统计表可以看出，混凝土圆柱的高度和圆柱直径是否为标准构件将直接影响施工工期。只要我小组能够解决圆柱模板问题，本工程34根，高11.4米的混凝土圆柱可以在10内完成。五、提出方案、确定最佳方案 5.1提出方案根据活动目标要求，我小组再次召开研讨会，对研制新型圆柱形混凝土柱模板提出各自的建议。会中，每位成员运用“头脑风暴法”集思广益，畅所欲言的发表各自的见解。并将观点运用亲和图整理如下：5.2确定最佳方案方案一：木模板及钢围圈加固式模板方案方案简图方案描述本工程圆柱直径700mm，圆柱周长约2.2米。采用宽为200mm的木模板11块围成近似圆形的形状作为圆柱模板，模板采用方木为肋，防止模板变形，后采用扁铁作为模板围箍，使11块模板形成整体。混凝土浇筑完毕达到拆模强度后，将围箍拆除，模板及围箍认可循环使用。方案技术特点模板制作简单，但工程施工完后，制作的模板无法再次运用到其他工程中，造成极大的浪费，且在模板施工中人工需求较大。混凝土圆柱施工完成后，实体感观不佳。方案二：钢桶及钢围箍加固式模板方案方案简图方案描述现场采用钢板制作符合圆柱规格的钢筒作为模板，钢桶外侧加焊圆形钢板作为围箍，围箍及能保证钢筒强度满足浇筑混凝土要求，又能方便拆模。钢筒使用前，内侧需涂刷润滑剂，以方便拆模。混凝土浇筑完毕达到拆模强度后，在围箍上施加外力，将钢筒提起完成拆模，钢筒可直接进行下次施工。方案技术特点本方案倒模速度快，需要人工较少，但模板制作较困难，且制作费用较大。混凝土圆柱施工中对各工种间的配合及施工手法要求较高，实体质量控制难度较大。方案三:铁皮及钢围圈加固式模板方案方案简图方案描述采用与圆柱周长同长度的铁皮作为模板，在铁皮外侧固定方木作为肋，保证模板的强度要求。合模时，只需将铁皮合围成圆筒形即可。模板固定采用扁铁制作成围箍进行固定。混凝土浇筑完毕达到拆模强度后，拆除围箍，钢模板即可拆除，进行下次支模使用。方案技术特点模板制作及合模工序简单，模板施工中人工花费较小。本工程施工完成后，正片钢板仍可在其他方面施工中使用。之后，小组成员对以上三种解决方案分别从可实施性、经济性、预计有效性、安全性、其他因素影响进行比选、确定。方案对比评估表序号方案综合分析评估综合评分是否实施可实施性经济性有效性安全性其他因素影响1木模板及钢围圈加固式模板方案有一定可实施性，但木模板浪费严重，需要人工较多5035316否2钢桶及钢管加固式模板方案可实施性不高，钢桶制作成本较高，且拆模存在一定困难3035314否3铁皮及钢围圈加固式模板方案可实施性较高，钢模板制作简易，循环使用方便5555323是注：好5分；一般3分；差0分时间：2015年9月18日 制表：侯耀娟通过方案对比评估表的分析，小组成员决定初步选定采用铁皮及钢围圈加固式模板方案。5.3方案实施要点细化小组根据初选的方案三“钢板及钢围圈加固式模板方案”进行进一步分析，提出实施过程中需要解决的问题，运用系统图展开。5.4实施方案对比对方案进行分解后，小组于2015年9月25日再次召开实施方案选择的专题会，对各项子方案进行比选，达到优化方案的目的。实施方案一：模板厚度方案要素备选方案评估结论质量、安全性模板制作难度经济性模板厚度2mm厚铁皮承载强度能够满足施工需要，再将木方作为加固肋，能够保证施工质量及安全有一定可塑性，一般施工人员可利用简单的工具对其进行加工制作铁皮价格：2000-2500元/米采用5mm厚铁皮承载强度超出施工需要，再将木方作为加固肋，能够保证施工质量及安全可塑性不高，施工人员需要借助机械对七进行加工制作铁皮价格：3000-3500元/米不采用时间：2015年9月25日 制表：侯耀娟实施方案二：模板高度方案要素备选方案评估结论工期要求施工难度安全性模板高度每模1.5米按每天倒模一次计算，每模高度1.5米，11.5米圆柱8天施工完成满足计划工期10天的要求模板高度1.5米，在人体舒适施工范围内，施工、搬运比较方便在施工中，模板高度1.5米，一般施工人员能够直接进行施工，无需借助其他设置。减少了危险因素的存在采用每模2米按每天倒模一次计算，每模高度2米，11.5米圆柱6天施工完成满足计划工期10天的要求模板高度2米，一般施工人员无法直接对模板顶部进行施工，需借助其他设置，增加了施工难度在施工中，模板高度2米，一般施工人员无法直接施工，需借助其他设置，增加了事故发生的概率不采用时间：2015年9月25日 制表：侯耀娟实施方案三：围圈的固定方法方案要素备选方案评估结论可操作性安全性预期效果经济性围圈的固定方法焊接焊工对钢板开口处进行焊接，操作简单焊接时焊渣掉落，容易造成火灾事故能够起到固定围圈的作用，但在拆卸时，需打开焊口，施工存在较大难度固定、拆卸时都需要专业人员进行操作，且焊接对围圈破环较大，不利于循环使用不采用钢丝绑扎施工人员直接用钢丝对开口进行绑扎，操作简单施工人员无需借助其他机械进行施工，安全性较好能够起到固定围圈的作用，但影响钢丝绑扎强度因素较多，绑扎质量难以控制钢丝需采购符合强度要求的钢丝，使用一次后难以再次利用，增加施工成本不采用螺丝连接围圈及固定卡扣可提前预制，预制方法简单，螺丝选用施工现场余料，围圈固定操作简单施工人员无需借助其他机械进行施工，安全性较好能够起到固定围圈的作用，安装、拆卸方便螺丝为施工现场余料，不必进行采购，且螺丝可循环使用采用时间：2015年9月25日 制表：侯耀娟实施方案四：钢筋保护层设置方案要素备选方案评估结论可操作性预期效果经济性钢筋保护层设置预制垫块预制垫块可在建筑市场采购，施工中，施工人员可将垫块直接进行安装，操作简单预制垫块多为塑料材质，强度较差，合模过程中极易损坏，难以达到预期效果垫块单价便宜，但所需数量将多，增加施工成本不采用钢筋头作为垫块钢筋废料可制作成钢筋头，将钢筋头焊接在柱钢筋上作为垫块，操作简单钢筋垫块不能达到密集布置的要求，导致在合模过程中，模板合模成型困难，容易出现柱体外形质量缺陷采用废旧钢筋，施工成本较小不采用制作钢筋圈作为垫块将钢筋废料制作成钢筋圈套在柱钢筋外侧作为垫块使用，操作简单钢板可紧贴钢筋圈进行合模，使模板不产生较大变形，保证实体质量采用废旧钢筋，施工成本较小采用时间：2015年9月25日 制表：侯耀娟六、制定对策对策表序号方案要素对策目标措施时间地点负责人1模板厚度铁皮厚度2mm模板不发生变形，垂直度符合规范要求1、计算不同厚度铁皮承载力的大小。2、根据计算结果选用符合要求且最经济的材料。2015.9.25-2015.9.28施工现场黄秉忠赵亮2模板高度每模高度1.5米保证圆柱10日施工完成1、根据工期及施工实际要求，确定模板高度。2、根据确定高度剪裁钢板及木方；3、制作模板。2015.9.28-2015.9.30施工现场李斌宝旭东3围圈的固定方法螺丝连接模板不发生变形，垂直度符合规范要求1、用扁铁制作开口围圈；2、确定螺丝规格；3、根据螺丝规格，在开口出制作螺丝卡扣。2015.9.25-2015.10.10施工现场黄秉忠孙学佳4钢筋保护层设置制作钢筋圈作为垫块保护层厚度符合规范要求1、制作钢筋圈；2、将钢筋圈按照间距500mm进行安装。2015.9.25-2015.10.10施工现场李斌郭峰时间：2015年9月25日 制表：赵赟七、对策实施7.1模板厚度 2015年9月25日小组成员黄秉忠、赵亮对模板采用铁皮作为模板进行商讨。选择根据材料的价格、承载能力以及可塑性等方面要求进行比选。 根据计算，混凝土密度2500kg/m3，模板最底部承受的最大压强为：2500*9.8*1.5=0.37MPa。 建材市场中，铁皮规格从1mm至4.5mm厚，通过查表得出，1mm厚铁皮屈服强度为130MPa，按铁皮厚度1mm厚换算得出模板最下端屈服强度为1.95MPa，大于混凝土所以给予的最大压强0.37MPa。后根据附近建材市场材料价格及供应情况，并确保模板强度达到要求，故小组确定选用2mm厚铁皮作为模板材料。效果验证：经黄秉忠、赵亮对进场铁皮进行验收，并检验材料出厂合格证等，铁皮满足施工需要。7.2模板高度 模板高度确定前，小组成员宝旭东，根据柱体施工工期10天，柱体高度11.5米，按每日倒模一次进行计算，得出模板高度不得小于1.2米。根据以往的施工经验及人体工作舒适高度得出模板高度不宜大于2米。 之后小组成员李斌、宝旭东通过商定，结合施工过程中可能出现的不确定因素导致的工期延后，确定将模板的高度定为1.5米。效果验证： 按照模板高度1.5米、每日倒模一次计算，11.5米圆柱施工工期为8天，满足目标要求。1.5米在人体工作舒适高度范围内，满足要求。模板高度确定后，施工人员加紧制作长2.2米、宽1.5米钢板34块，制作完成后，木工将木方作为加固肋固定在钢板上。 7.3围圈的固定方法2015年9月26日，小组成员黄秉忠、孙学佳根据制定的对策表要安排施工人员制作开口围圈。围圈采用制作采用模板加工剩余的铁皮作为材料。由施工人员制作成宽度10cm、长2.3m的开口铁条。在开口两端分别将5cm长铁条弯起90度，作为固定装置。 之后孙学佳选用施工现场现有D10螺丝作为紧固螺丝，并安排施工人员根据螺丝规格，在铁条紧固装置进行打眼。 效果验证：围圈制作完毕后，小组成员对围圈强度及螺丝紧固强度进行试验和验算，经过验证，围圈及螺丝均能满足施工要求。7.4钢筋保护层设置2015年9月26日，小组成员李斌、郭峰根据混凝土结构设计规范要求，本工程混凝土圆柱钢筋保护层为15mm。小组成员根据现场废旧钢筋剩余情况，确定采用18钢筋作为原材料制做钢圈。钢圈能够满足混凝土保护层厚度的要求。 钢圈制作完毕后，将钢圈套在柱主筋上，围圈间距为500mm。钢圈就位后，将钢圈与柱箍筋进行焊接，保证钢圈不发生位移。 合模时，施工人员只需将模板紧贴钢圈进行合模即可。这样不仅可以通过钢圈自身的厚度保证混凝土保护层达到要求，还能使模板在合模时不发生较大的变形，保证合模的施工质量。效果验证：第一次模板合模完成后，小组成员对钢筋保护层进行了抽样检查，检查四处，保护层厚度均达到规范15mm厚的要求。保护层厚度检查表保护层厚度118mm215mm317mm418mm 时间：2015年10月5日 制表：郭峰8、 效果检查小组成员经过一系列的创新、攻关活动，顺利的完成的本次活动。34根混凝土圆柱从基础施工达到设计标高，总工期为9.5日，低于10天的预期目标。 制图：赵赟质量方面：圆柱施工完成后，我小组对圆柱质量进行了检查，柱体混凝土表面光滑，无蜂窝麻面现象，柱体垂直度偏差也在规范允许范围之内。 经济方面：如34根圆形柱采取传统施工，每根圆形柱按定型钢模1.5m长计算，34根柱同时每浇筑1.5m，定型钢模租赁费为3.297534=560.49元/天。柱砼浇筑至顶部时，需要倒模8次，每倒模一次需要两天时间，最后一模需增加两天，圆形柱上部为连梁结构，此项费用为560.4918=10088.82元。 现采用新型混凝土圆柱模板可拆卸周转重复使用，此项费用为：（1.52.218+8+4.53+23）34=2954.6元，成本节约8000元。采用新型混凝土圆柱模板比传统工艺工期提前6天，人工费按2000元/天计算，人工费节约12000元。效益对比传统工艺新工艺对比情况工期15天9天提前6天经济效益材料费：