高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法的研究与创新

1、高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法的研究与创新中建二局东北分公司盛京金融广场项目（B标段）QC小组一、课题简介（一）研究技术背景现代建筑迅速发展，“中国高度”屡创新高，建筑结构中全新的钢混凝土组合结构在超高层建筑中成为应用的主要形式，随之而来的高强度自密实钢管混凝土的广泛应用。但在目前建筑施工中，高强度自密实钢管混凝土的浇筑方法仍存在各种弊端，结合沈阳市高寒地区气候，钢管混凝土的浇筑长期以来都没有良好的方法。如何保证在复杂钢管中高位泵送的高强度自密实混凝土的施工质量？如何在不影响钢结构安装进度的前提下确保现场钢管混凝土的安全浇筑？为攻关此课题，特成立本小组。（二）工程概况表1：工程概况表盛

2、京金融广场项目建设地点辽宁省沈阳市和平区南京北街与市府路交汇处占地面积3.63万总建筑面积57.1万工程概况盛京金融广场项目分为南北两个区域，其中南区2栋超高层商业、办公塔楼，T2塔楼建筑高度334米，钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒组合结构；T3塔楼建筑高度178.5米，劲性混凝土结构。北区6栋超高层住宅，建筑高度204.2米，钢筋混凝土剪力墙结构。其中T2塔楼外框柱为钢结构柱，截面尺寸自1层至68层由1400X1400mm逐渐缩减为600X600mm，设计浇筑C70混凝土。质量目标T2塔楼创鲁班奖 其余塔楼创辽宁省世纪杯核心筒结构形式BIM效果图制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月1日

3、 图1：盛京金融广场项目效果图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年4月1日二、小组简介（一）小组简介表表2：小组简介表小组名称中建二局东北分公司盛京金融广场项目（B标段）QC小组课题名称高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法研究与创新成立时间2016年3月1日小组注册编号QC-XZ 201603注册时间2016年3月1日课题注册编号中建二局东北QCkt2017-007小组人数10人课题类型创新型小组活动时间2017年4月1号2017年10月29日活动频率2次/周QC教育时间65h/人出勤率100%成员简介姓 名职 务学历年龄小组职务白健项目经理本科31全面负责朱丕功执行经理本科34现场统管李翔

4、质量总监本科29质量监督刘驰总工程师本科29技术指导韩国伟商务经理本科31成本管控高阿蒙质量部经理本科28质量检查高安格工程部经理本科28方案实施李健劳务项目经理大专39施工操作田卫国劳务生产经理大专37施工操作贾春班组长中专32施工操作制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月1日（二）小组活动进度计划表3：小组简介表制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月1日三、选择课题（一）选择课题背景1.工程质量创优要求高本工程质量目标为确保T2塔楼创鲁班奖、钢结构金奖，且作为目前沈阳在施的第一高楼与沈阳第001号工程，社会关注度高。2.常规浇筑方法施工弊端（1）顶升法。在钢柱一侧距结构面500mm开浇

5、筑孔，接入泵管后将泵管与浇筑孔缝隙封堵，开始浇筑后，混凝土在钢管柱内堆积后顶升，直至浇筑完成整个钢柱。（2）常规浇筑方法分析：本工程T2塔楼标准层层高为4.2m，非标层层高为5.4m、6.0m及7.0m，每层设计16根钢管柱，柱截面尺寸自1层至68层由1400X1400mm逐渐缩减为600X600mm，平均每层高强度自密实混凝土量为122m³，浇筑方量大。使用顶升法浇筑高强度自密实混凝土，若在浇筑过程中出现混凝土运送不及时或因顶升压力过大泵管爆裂，导致因无法连续浇筑，钢管混凝土初凝后无法顶升。出现上述情况后，处理办法为：于初凝混凝土面层同标高处搭设平台后架设布料机，并在钢管柱同此标高

6、处开浇筑孔，接泵管后继续浇筑。此方法增加额外施工成本大，且存在较大的质量安全隐患。盛京金融广场项目位于沈阳市一环内，工程车辆于6：0019:00禁行；搅拌站位于沈阳市沈北新区四环外，距施工现场非高峰时段需近4h抵达。使用顶升法浇筑钢管混凝土，对搅拌站至施工现场运送时间要求较为严格，同时不允许出现因泵管爆裂导致的清理、重新接泵等长期无法继续浇筑混凝土的现象。综合以上工况及客观原因，使用顶升法浇筑高强度自密实钢管混凝土非最佳方法。3.课题现场调查分析2017年4月3日，小组成员对本工程和沈阳市其他具有相同工况的工程进行了联络调查以及现场确认，将下方五个使用顶升法浇筑出现因无法连续浇筑导致的高强度自

7、密实混凝土出现初凝现象的钢管柱数量汇总编制下表：表4：各项目顶升法施工钢管柱混凝土质量问题统计表项目检查数量（根）合格数量（根）不合格数量（根）合格率（%）沈阳恒隆项目100901090沈阳宝能项目10091991沈阳华强项目100881288沈阳新地中心项目100891189盛京金融广场项目10091991平均合格率89.8 制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月3小组成员根据各个项目钢管柱合格数量，绘制钢管柱合格率柱状图如下：图2：各项目钢管柱混凝土浇筑合格率柱状图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年4月3日由上图计算可得，若按顶升法浇筑高强度自密实钢管混凝土，平均合格率为89.8%。分

8、析结论：使用顶升法浇筑，施工质量差，成本高。（二）选择课题小组针对以上问题运用“头脑风暴法”，就“提高施工质量，降低施工成本”提出各种建议，并按照“保证混凝土的连续浇筑性”和“降低爆管几率”两大类归纳整理亲和图：图3：“提高施工质量，降低施工成本”亲和图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年4月5日（三）确定课题1.课题分析评估小组成员从可实施性、经济性、有效性三个方面，对亲和图中四个课题进行如下分析，详见下表：表5：课题分析、评估、选择表序号课题评估选定课题可实施性经济合理性有效性1保证混凝土运送时间根据沈阳市工程车辆禁行时段以及商混站至项目距离，客观条件无法保证混凝土运送时间。无无不选2研究

9、一种新型施工方法综合考虑工况及客观因素，研究一种新型施工方法，实现降本增效的目的初步计算费用不超过2万元，但节约人工费、材料费预计超过15万元可大大减少混凝土出现初凝现象频率，有效性好选取3更换高强防爆泵管与卡扣泵管爆裂原因不止因为超高层泵送高度过高，还因顶升法需顶起已浇筑进钢管柱内的混凝土，顶升压力过大共计需人民币约2万元，可节约费用无法估算因T2塔楼为334m超高层，且C70混凝土泵送难度大，有效性差不选4加强高强度自密实混凝土的流动性经试验，C70混凝土高强度、高粘度与流动性为主要矛盾，且增加流动性的同时塌落拓展度超时，若继续研究成本增大，且研究结果无法确定能否满足要求目前已支出试验费4

10、000余元，继续研究成本过大，无法估算因C70混凝土高强度、高粘度与流动性为主要矛盾，且增加流动性的同时塌落拓展度超时，有效性差不选制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月7日综合分析上表所述各项课题，研究一种新型施工方法是提高施工质量，降低施工成本的最佳方案。2.网络查新小组成员对高强度自密实钢管混凝土浇筑方法进行了查新，如下表：表6：查新情况表查新项目高强度自密实钢管混凝土浇筑方法查新人高阿蒙查新方法网络查新查新时间2017年4月4日查新目的：项目鉴定一、查新范围中国知网、国家科技图书文献中心、筑龙网、土木工程网、百度二、查新点与查新要求1.避免浇筑钢管混凝土时出现因压力过大导致泵管爆裂现

11、象；2.避免浇筑钢管混凝土时出现因长期未连续浇筑导致混凝土初凝现象。三、查新结论（详见网络查新汇总表）1.国家科技图书文献中心未查到相关文献；2.中国知网、筑龙网、土木工程网均为顶升法；3.百度搜索里找到一种浇筑方法法，但在成本、工期、质量方面均有缺陷。制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月8日表7：查新情况表序号检索网站检索结果结论1顶升法2无3顶升法4顶升法5顶升法以及灌注法，灌注法于工期、质量、成本方面均有缺陷。制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月8日通过网络以及查看相关资料，发现国内外使用的施工方法均不能满足要求。所以本次活动课题确定为：高寒地区高强度自密实钢管混凝土施工方法的研

12、究与创新四、设定目标及可行性分析（一）目标小组成员召开目标讨论会，一致确定本次活动所达到的目标。提高施工质量，降低施工成本（二）目标值通过召开小组成员讨论会，分析上述各环节情况，结合实际工况设定以下目标值：钢管混凝土浇筑合格率达95%（三）目标可行性分析1.优秀的施工团队项目QC小组成员结构包括项目经理、总工程师、生产经理、质量总监、具体负责实施的施工、技术、质量以及专业人员，小组成员现场经验丰富、综合素质高，分工合理，于2016-2017年2次获得“全国工程建设优秀质量管理小组二等奖”以及“全国工程建设质量管理小组活动1类成果”，并被推荐至中质协参评“信得过班组”。 图4：项目荣誉图制图人：

13、高阿蒙 制图时间：2017年4月9日2.技术支持、施工管理方面分析本创新施工技术目标值是否可行，是否具备值得投入研究的价值；从技术支持、施工管理角度分析：表8：目标可行性分析表目标值可行性分析指标可行性评价费用投入人员素质施工成本BIM模型钢管混凝土浇筑合格率95%项目全力支持，课题活动经费初定10000元QC小组成员具有丰富的施工经验，且创新意识强该方法初步确定无需增加构件，只在原钢柱基础上深化公司技术中心给予技术支持，能够指导小组成员建立BIM模型。可行制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月9日3.施工质量的角度分析由于本课题需要实现的施工目标为钢管混凝土浇筑合格率达95%，小组成员根据

14、顶升法绘制了浇筑时出现质量问题各因素所占比例的饼分图：图5：饼分图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年4月10日从上述饼分图中可以看出，影响施工质量的主要因素是“泵管爆裂”和“无法连续运送混凝土”，只要能够完全解决以上两个问题，则目标就能实现。4.行业现状根据行业内的情况分析，业内一些单位以及采取了一些做法，根据QC小组的调查分析，目前行业内所存在的高强度自密实钢管混凝土施工方法，一般在工期、质量、成本方面均有缺陷，从技术领域空间的角度分析，应该还有更新的技术领域有待我们去开发、研究。综合上述各方面的对比，从理论、实际经验上进行分析，QC小组一直认为目标值可以实现的可能性比较大！图6：目标可行

15、性分析图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年4月10日五、提出方案并确定最佳方案(一)提出方案小组成员围绕课题召开会议，运用“头脑风暴法”打破传统思想，相互启发，集思广益，对高强度自密实钢管混凝土的施工方法进行讨论，提出各种思路，结合现场实际工况，提出以下两种方案：方案1：根据百度搜索内容整合、优化，整理创造“定点灌注法”方案2：结合现场工况，运用头脑风暴，整理创造“侧位高抛法”表9：方案示意图与具体做法对比表序号方案示意图具体做法说明1定点灌注法钢管柱制作前进行深化，于柱顶部焊接泵管固定支架；钢管柱安装完成后，于柱顶层搭设平台，架设布料机，将泵管接至钢管柱顶，固定于深化的定位架中，进行定点灌

16、注。2侧位高抛法钢管柱制作前进行深化，于每层结构面上预留浇筑孔，同高度钢管柱内提前焊接泵管固定支架，无需搭设平台与架设布料机，直接将泵管接至浇筑孔中进行侧位高抛浇筑，浇筑至观察孔向外溢浆后停止施工。制表人：高阿蒙 制表时间：2017年4月11日(二)方案的试验与分析为了选择最合适的方案，QC小组成员将以上两种方案进行了现场与实验室1:1试验，并对数据进行了分析对比：1.试验一：定点灌注法现场试验试验时间：2017年4月20日、2017年5月13日试验地点：T2塔楼3-7层实验人员：高阿蒙、高安格、李建、田卫国、韩国伟、贾春试验内容：提前深化钢管柱高度，分别为3层一根与2层一根。小组成员以及现场

17、施工作业人员于T2塔楼3-7F进行此项实验，钢管柱内预先焊接泵管固定支架，吊装完成后于5层、7层外框楼板处搭设平台，架设布料机（布料机底部满堂架加密），使用定点灌注法进行高强度自密实混凝土施工。1)试验数据统计：表10：定点灌注法数据统计表试验地点T2塔楼3层T2塔楼4层T2塔楼5层T2塔楼6层T2塔楼7层钢柱数量32根序号1212121212质量问题混凝土初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析出现频数0303020001每层合格率81.25%81.25%87.5%100%93.75%施工效率效率低。每层均需搭设平台、架设布料机（底部满堂

18、架立杆加密）安全方面操作平台较危险，需安装临边防护及洞口防护质量方面较差，5层平均合格率88.75%成本方面每层均需搭设平台，满堂架钢管租赁费、人工安装及拆除费用、临边及洞口防护费用约3400元制表人：高阿蒙 制表时间：2017年5月13日图7：柱状图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年5月13日2)试验结果分析方案的优点：该方案改顶升为灌注，规避了由于高强度自密实钢管混凝土因不能连续浇筑导致的初凝现象，但出现了较多的混凝土离析现象，施工质量差。方案的缺点：因每层需搭设平台、架设布料机，随之而来的临边、洞口防护，于安全、成本方面负担较重，且混凝土浇筑完成前不可进行上层钢管柱吊装工作，工期较慢。

19、2.试验二：侧位高抛法现场试验试验时间：2017年5月23日、6月2日试验地点：T2塔楼8-11层试验人员：朱丕功、李翔、刘驰、李建、田卫国、韩国伟、贾春试验内容：小组成员对定点灌注法进行分析、总结，钢管柱高度深化为2层一根，于T2塔楼8-11F进行此项实验。柱内预先焊接泵管固定支架，吊装完成后于9层、11层使用侧位高抛法进行高强度自密实混凝土施工。1)现场试验图片图8：现场试验图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年5月23日2)试验数据统计表11：侧位高抛法数据统计表试验地点T2塔楼8层T2塔楼9层T2塔10层T2塔楼11层钢柱数量32根序号12121212质量问题混凝土初凝混凝土离析混凝土

20、初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析混凝土初凝混凝土离析出现频数00010100每层合格率100%93.75%93.75%100%施工效率效率高。每2层浇筑一次混凝土，因侧位开孔，无需搭设平台与布料机，外框楼承板安装后进行施工安全方面楼承板安装后搭设无需拆除的临边、洞口防护质量方面较好，4层平均合格率96.875%成本方面每根钢管柱内深化焊接泵管固定支架、柱顶开观察孔及封孔成本为200元制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月3日图9：柱状图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年6月3日3)试验结果分析：方案的优点：该方案改顶升为侧位高抛，既规避了由于高强度自密实钢管混凝土因不能连续浇筑导致的初凝

21、现象，大大提升了现场施工质量，同时无需与楼承板同时施工，提升了施工效率；且于安全、成本方面均无较大投入。方案的缺点：外框结构滞后核心筒施工进度，无法与核心筒同层施工。3.方案对比根据两种方案于施工效率、安全、质量、成本方面对比分析，结合可操作性、经济实用性等方面绘制方案综合论证表：表12：方案综合论证表方案技术可行性经济实用性施工效率施工质量预期效果定点灌注法需提前深化固定架需搭设平台及临时临边洞口防护、钢柱固定架费用约3400元钢柱需每层浇筑完成后方可继续施工，需搭设平台、架设布料机较差，平均合格率88.75%未达到预期效果侧位高抛法需提前深化固定架、浇筑孔及观察孔钢柱固定架、浇筑孔及观察孔

22、费用约200元钢柱无需与楼承板同层施工，2-3层浇筑一次较好，平均合格率96.875%达到了预期效果制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月4日（三）确定最佳方案通过以上对两种方案的对比分析，小组成员一致选定如下方案：侧位高抛法（四）方案分解1.方案的一级分解小组成员展开讨论，通过对该方法应具备的效果及需要解决的问题归纳总结，对该方案进行了分解，一级分解系统图如下：图8：系统图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年6月5日2.方案的二级分解根据方案一级分解系统图，小组成员从不同角度分析，对侧位高抛法进一步细化分解。（1）确定钢管柱单节高度表13：钢管柱单节高度选择表方案需求对钢柱提前深化设计以实

23、现混凝土浇筑高度的分段，分段须综合考虑以下因素：塔吊的合理范围内的吊重、爬模的爬升规划、混凝土浇筑的最大高度、单根柱单次混凝土浇筑方量等。单根柱单次混凝土浇筑方量不易超过24立方米，最大浇筑高度不易超过12米。可选方案每根高度12.6m（3层）每根高度10.5m（2.5层）技术可行性需提前深化并联系厂家定制，重量满足动臂塔吊装要求、单次浇筑方量能够满足施工性能要求。经济合理性相对较好，一次性浇筑2层，2层进行一次浇筑和封孔工作相对较差，一次性浇筑1层，每层均需进行浇筑和封孔工作施工质量较好，4层共计64个检验批共计出现2个检验批混凝土离析现象施工周期3层吊装一次，周期相对较长2层吊装一次，周期

24、相对较短环境影响无影响无影响其他影响无影响无影响综合评估功能性合格，成本相对低，工期较短，质量良好功能性合格，成本相对高，工期较长，质量良好结论采用不采用制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月8日（2）柱内固定支架深化表14：柱内固定支架深化表方案需求钢管柱内需提前深化泵管固定支架，用于固定泵管，深化时需注意支架承载力是否满足要求，以及泵送混凝土时的冲击力，同时需从成本、制作周期方面进行考虑。可选方案30X30mm方钢管4个，焊接至钢管柱内隔板上。L50X5mm角钢4个，焊接至钢管柱内隔板上。技术可行性需提前深化并联系厂家定制，能够满足施工性能要求。经济合理性方钢管4个104元，加工费50元

25、L50X5角钢4个24元，加工费50元施工质量满足承载力、抗冲击力要求满足承载力、抗冲击力要求施工周期每根柱需额外1h加工，浇筑混凝土时两方案无施工周期时间差环境影响无影响（工厂内加工）无影响（工厂内加工）其他影响无影响无影响综合评估功能性合格，质量良好，成本相对较大功能性合格，质量良好，成本相对较小结论不采用采用制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月9日（3）钢管柱观察孔深化表15：钢管柱观察孔深化表方案需求因依靠观察孔来决定混凝土浇筑完成与否，所以观察孔决定高强度自密实钢管混凝土施工缝留置位置。深化时需应满足1/6层高、柱最大边以及500mm取最大值，且需考虑柱受剪力值，以及避让钢柱构件

26、加密区。可选方案下层结构钢梁顶上返1500mm留置直径20mm观察孔下层楼承板底下返1000mm留置直径20mm观察孔技术可行性需提前深化并联系厂家定制，能够满足施工性能要求。留置此处时避开钢管柱加密区，钢管柱此处受剪力较小需提前深化并联系厂家定制，能够满足施工性能要求。留置此处时避开钢管柱加密区，钢管柱此处受剪力较大经济合理性开孔需人工费10元/个施工质量满足观察混凝土施工高度需求，钢管柱此处受剪力最小满足观察混凝土施工高度需求，钢管柱此处受剪力较大施工周期每根柱需额外约1min加工环境影响无影响（工厂内加工）无影响（工厂内加工）其他影响无影响无影响综合评估功能性合格，质量良好功能性合格，钢

27、管柱于此处留置施工受剪力相对较大结论采用不采用制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月10日（4）钢管柱浇筑孔深化表16：钢管柱浇筑孔深化表方案需求深化时需考虑高抛混凝土落地高度、泵管弯头件高度以及开孔尺寸需满足弯头件是否顺利接入钢管柱内。 可选方案在每层钢柱顶部距离结构面上返600mm，预留的浇注孔为边长200mm的方形孔。每隔3层，在钢柱顶部距离结构面上返600mm，预留的浇注孔为边长200mm的方形孔。技术可行性需提前深化并联系厂家定制，能够满足施工性能要求。此处留置浇筑孔，高抛混凝土落地高度为4.4m需提前深化并联系厂家定制，确定钢柱开孔楼层及标高，高抛混凝土落地高度为11.4m经济合

28、理性气焊开洞需人工费40元/个施工质量满足浇筑孔设计要求，混凝土浇筑高度较低，易出现不密实情况满足浇筑孔设计要求，高强度自密实混凝土高抛落地后存在离析现象发生施工周期每根柱需额外约30min加工开孔每根柱需额外约10min加工开孔环境影响无影响（工厂内加工）无影响（工厂内加工）其他影响无影响无影响综合评估浇筑工序复杂、施工周期长，浇筑质量存在风险功能性合格，质量不符合要求结论不采用采用制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月11日（5）钢管柱浇筑孔封堵材料、工艺选择表17：钢管柱浇筑孔封堵材料、工艺选择表方案需求材料选择时需考虑材料刚度的同时兼顾成本；工艺选择时，因本层浇筑孔封堵后，上层浇筑钢

29、管柱混凝土时本层浇筑孔位置于本施工段最底部，混凝土侧压力最大，所以工艺选择时需考虑封堵牢固性。可选方案使用同材质(Q345)、同厚度(4mm)的钢板对浇筑孔进行围焊封堵使用同材质(Q345)、厚度6mm的钢板对浇筑孔进行围焊封堵技术可行性使用同材质（Q345）、同厚度（4mm）的钢板对浇筑孔进行围焊封堵，封堵后形成闭合整体，满足施工性能要求。因使用同材质（Q345）、厚度6mm的钢板对浇筑孔进行围焊封堵，封堵后形成闭合整体，满足施工性能要求。经济合理性每块补强钢板约40元。每块补强钢板约60元。施工质量本层混凝土浇筑完成后，下层浇筑孔与封堵板间无起焊现象发生本层混凝土浇筑完成后，下层浇筑孔与封

30、堵板间无起焊现象发生施工周期每根焊接一个浇筑孔需20min 环境影响无影响无影响其他影响无影响无影响综合评估功能性合格，质量良好满足强度条件下，成本支出较大结论采用不采用制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月12日六、制定对策 （一）施工流程图图10：流程图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年6月13日（二）对策实施表小组成员运用“头脑风暴法”反复论证，根据制作流程图确定钢管柱深化以及浇筑高强度自密实混凝土的具体实施步骤，并根据论证结论制作了对策实施表，如下：表18：对策实施表序号项目对策目标完成时间地点责任人1钢管柱深化绘制深化图通过技术部审批，满足现场使用要求2017年7月1日项目部刘驰

31、2钢管柱加工焊接泵管固定支架稳定泵管伸入钢管柱内弯头2017年7月5日工厂高安格高阿蒙浇筑孔开孔开孔高度方便施工，尺寸可放入泵管弯头2017年7月12日工厂高安格高阿蒙观察孔钻孔施工缝留置需避开加密区，且符合GB50204要求2017年7月22日工厂高安格高阿蒙3模拟试验进行1:1模拟试验模拟试验后无质量安全问题，方便施工2017年8月15日实验室李翔贾春4现场实施钢柱吊装安装稳定、牢固2017年8月20日施工现场李健朱丕功泵管布设最大限度减少弯头数量2017年8月21日施工现场李健朱丕功浇筑混凝土保证施工质量2017年8月22日施工现场李健朱丕功浇筑孔封堵密实，无起焊现象2017年8月23日

32、施工现场李健朱丕功制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月15日七、对策实施根据对策，QC小组成员及时进行讨论研究，通过认真分析进行分步实施。（一）实施一：钢管柱深化1.绘制加工图根据上述方案，结合本工程现场实际工况，QC小组绘制了侧位高抛法钢管柱深化图如下：表19：侧位高抛法钢管柱深化表深化内容图纸钢管柱高度确认考虑侧位高抛法浇筑高强度自密实混凝土的需求，结合浇筑孔、观察孔深化特点，将单节钢管柱高度确定为12.6m，此时既满足侧位高抛法施工要求，同时有效的避免了混凝土出现离析等质量问题。泵管固定支架深化在钢管内浇筑孔位置提前采用L50*4角钢焊接泵管支架，并提前与钢管柱内隔板焊接固定，支架总

33、高度为h+175mm（h为浇筑孔底部距离第一道内隔板的距离），支架宽度为300mm。浇筑孔深化每节钢柱需提前在顶部预留浇注孔，每节钢柱顶部距离结构面上返1200mm，预留的浇注孔为边长200mm的方形孔，距离钢柱顶端600mm。观察孔深化在浇筑口下层于结构钢梁上返1500mm的位置留设直径20mm的观察孔，当观察孔开始溢出水泥浆时停止混凝土浇筑。在此处留设施工缝可使柱受剪力较小，同时避开了钢梁位置的钢柱构件加密区。泵管定位、连接深化1-1剖面混凝土浇筑前采用1500mm长的泵管从浇筑孔伸入钢管柱内，固定于角钢支架上，考虑钢管柱截面变化，为了保证弯管末端始终在浇注孔中心位置，提前根据截面变化尺寸

34、在弯管部位标注刻度，随着柱截面缩尺进行相应移位。将弯管与泵管进行连接，并在钢柱外侧焊接固定角钢，采用U型箍对弯管进行固定。制表人：高阿蒙 制表时间：2017年6月20日2.建立BIM模型根据设计图，利用Revit软件进行参数化建模，建立BIM模型，对加工厂进行可视化交底。 图11：BIM图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年6月30日3.报公司技术部审批2017年7月1日技术部对图纸进行会审，并通过审批，形成审批图：图12：审批图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年7月1日4.负面影响验证管理方面，以上内容深化设计时占用大量时间，消耗了大量的人力；进度方面，因侧位高抛法需在已浇筑完混凝土的楼承

35、板上架设泵管，所以不能与楼承板同时施工。（二）实施二1.技术控制QC小组针对钢管柱深化加工制作过程，运用PDPC法进行了技术控制，并指明解决办法，预先发现问题并提出问题的解决方法。图13：过程决策程序图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年7月2日2.焊接泵管支架在钢管内浇筑孔位置提前采用L50*4角钢焊接泵管支架，并提前与钢管柱内隔板焊接固定，支架总高度为h+175mm（h为浇筑孔底部距离第一道内隔板的距离），支架宽度为300mm。图14：泵管支架图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年7月5日3.观察孔开孔在浇筑口下层于结构钢梁上返1500mm的位置留设直径20mm的观察孔，当观察孔开始溢出水

36、泥浆时停止混凝土浇筑。在此处留设施工缝可使柱受剪力较小，同时避开了钢梁位置的钢柱构件加密区。图15：观察孔开孔图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年7月12日4.浇筑孔开孔每节钢柱需提前在顶部预留浇注孔，每节钢柱顶部距离结构面上返1200mm，预留的浇注孔为边长200mm的方形孔，距离钢柱顶端600mm。图16：浇筑开孔图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年7月22日5.负面影响验证安全方面，因焊接泵管支架、观察孔开孔、浇筑孔开孔均需在钢结构工厂进行动火作业，存在一定的安全隐患。质量方面，泵管支架焊接不牢固会导致泵管晃动，泵管卡扣位置存在松动风险；观察孔开孔标高过高会导致施工缝留置在梁柱核心区

37、范围内。（三）实施三：1:1模拟实验1.1:1模拟实验为了更好的了解自密实混凝土的性能及各项参数，确保浇筑的混凝土质量，需在混凝土浇筑前进行实体浇筑模拟试验。经过周密策划与现场组织，根据深化设计进行钢管柱的加工，模拟实际浇筑高度及环境，进行实体模拟试验。通过对浇筑全过程的观察、混凝土质量控制、后期实体强度检验等多种手段，确保使用侧位高抛法浇筑高强自密实混凝土切实可行，混凝土及性能指标满足要求。 图17：1:1模拟试验 图18：钻芯取样制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月15日2017年8月15日，在沈阳市金河商砼站厂区进行了1：1实体模拟试验，浇筑高度达14m，总体浇筑过程流畅，混凝土拌和

38、物性能良好。钢板割除后，整个表面密实度良好，无蜂窝等缺陷，与钢柱结合紧密，无空隙，外观质量良好。钻芯取样实测抗压强度达到79.8Mpa（本工程混凝土设计值为C70）,符合设计要求。2.负面影响验证成本方面，本次实验花费近一万元人民币。工期方面，本次实验自策划至完成共历时17天。（四）现场实施1.钢柱吊装钢柱吊装按照先下后上的原则进行吊装，先柱后梁、先主后次的顺序进行。钢柱吊装完成后，应尽量避免形成独立柱；同一楼层平面内钢梁的吊装依次跟随相应钢柱的吊装。图19：钢柱吊装图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月20日2.泵管布设钢柱混凝土施工竖向泵管宜布置在结构洞口内，并将立管在每层结构位置与结

39、构固定，加强混凝土浇筑过程中立管的稳定。尽量缩短管线长度，减少压力损失，少用弯管和软管。图20：泵管布设图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月21日3.浇筑混凝土尽量减少混凝土运输时间，确保均匀、连续地供应混凝土，避免混凝土坍落度损失。外框为楼承桁架板或者压型钢板结构时，钢柱浇筑前先将该楼层混凝土浇筑完成，避免混凝土散落在楼承桁架板上，不易清理。当观察孔开始溢出水泥浆时停止混凝土浇筑，浇注孔处的弯管可取出周转使用。图21：泵管布设图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月22日4.浇筑孔封堵浇筑完成后采用相同材质的、相同厚度的钢板对浇筑口进行围焊封堵。图22：浇筑口封堵图制图人：高阿蒙 制

40、图时间：2017年8月23日5.负面影响验证安全方面，钢柱吊装不规范会导致高空坠物，浇筑孔封堵焊接时需动火作业，存在一定的安全隐患。质量方面，泵管布设不合理，弯头数量过多会导致泵送压力损失过大，混凝土和易性发生改变，造成离析现象；浇筑孔焊接不密实会导致浇筑上层钢管混凝土时，本层浇筑孔因混凝土侧压力过大起缝，导致爆模；成本方面，若浇筑孔焊接不密实导致爆模，C70高强度自密实混凝土市场价约为750元/m³左右；若泵管支架焊接不牢固导致卡扣松动，混凝土爆管，人工清理费、运送费约为200元/m³。八、效果检查（一）目标完成情况项目对T2塔楼使用顶升法施工的-22层，以及使用侧位高抛

41、法施工的1216层进行钻芯取样，分别抽查100个检查点，将检查结果绘制饼分图如下： 图23：饼分图对比图制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月24日通过对比我们发现，不合格频数由9点下降至4点，合格率96%，完成拟定目标值！（二）经济效益小组活动所使用的L50X5角钢焊接的泵管支架每根钢管柱费用： 24元（材料费）+50元（人工费）=74元/根每根钢管柱观察孔开孔费用：10元/根（人工费）每根钢管柱浇筑洞开洞人工费：40元/根（人工费）每根钢管柱焊接封堵浇筑洞费用：20元（材料费）+40元（人工费）=60元/根则每根钢管柱需花费：74+10+40+60=184元。T2塔楼每层共计16根钢管柱

42、，每三层标准层深化为1根钢管柱，则14-64层还需16X17=272根。则使用侧位高抛法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土，需额外花费费用：272X184=50048元同时7月在金河混凝土搅拌站进行1:1试验费用约为10000元。若继续使用顶升法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土，则因无法持续运输、泵管爆裂导致钢管柱内混凝土初凝，继而产生的钢管柱制造加工费用、C70高强度自密实混凝土材料费、清理泵管人工费、剔凿及清理楼承板地面的人工费约17000元/根。经上述使用顶升法合格率计算（91%），若继续使用顶升法浇筑钢管柱内高强度自密实混凝土，不合格根数预计为25根，则产生费用为：17000X25=4250

43、00元。最后经计算，小组活动共节省费用为：425000-10000-50048=364952元 图24：QC成果确认书 图25：经济效益证明制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月25日（三）社会效益小组成员通过本次QC活动，研究了一种钢管柱内高强度自密实混凝土施工方法侧位高抛法，代替传统的顶升法，提高了项目T2#塔楼施工功效，降低了施工成本。得到了监理、业主的一致认可。同时，此方法可在类似结构和工况的工程项目进行推广和应用，并且为企业进一步开拓市场创造了一定的基础和条件。九、标准化（一）公司质量标准化图集我们对小组活动成果进行了总结，把这次活动得到的经验运用到实践中去。经公司质量部、技术部、

44、技术中心联合验收后，公司将此方法特纳入中建二局东北分公司质量标准化图集（第三版）中，并在全公司范围内推广应用。图26：中建二局东北分公司质量标准化图集（第三版）制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月25日（二）技术创新成果小组成员撰写的技术创新成果高强度自密实钢管混凝土施工方法的研究，该成果被公司评为员工优秀技术创新成果“一等奖”，极具应用推广价值。（三）国家级论文小组成员总结QC成果，并根据成果编制“浅谈高寒地区高强度自密实混凝土施工方法”，成功获得国家级杂志“工程技术”发表。 图27：国家级论文杂志制图人：高阿蒙 制图时间：2017年8月25日（四）巩固期自2017年9月1日至2017年10月27日，每次使用此方法浇筑钢管混凝土时小组成员均进行跟踪调查，统计表如下：表20：巩固期合格率图检查日期2017.9.12017.9.