混凝土圈梁模板加固装置的创新QC

1、混凝土圈梁模板加固装置的创新 发布单位：山东三箭建设工程股份有限公司小组名称：励行 QC小组 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc475357011 一、背景介绍 混凝土圈梁模板加固装置的创新山东三箭建设工程股份有限公司励行QC小组一、背景介绍（一）工程概况表1 工程概况表序号项目内 容1工程名称济南出口加工区保税大厦AB座项目2工程地点济南市东绕城高速以东，经十东路以南、山东省救灾物资仓库以西、济南出口加工区发展中心以北3施工单位山东三箭建设工程股份有限公司4建筑面积11万地上82331.20m（A座33层，高127.52m，B座20层高79.57m，裙房

2、3层，高15.56m）；地下28209.84m（3层）5鸟瞰图6地理位置（二）研制背景根据建筑抗震设计规范GB50011-2010-13.3.4，在砌体填充墙施工过程中，“当墙高超过4米时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁“，但是传统二次结构圈梁模板固定装置施工工艺较为繁琐，加固工序施工工程量较大，严重制约施工工期。表2 传统圈梁加固方式表传统圈梁加固方式一传统圈梁加固方式二图中：1、对拉螺栓；2、竖向木方；3、横向木方；4、底部木方；5、上部木方；6、模板；7、圈梁图中：1、横木方；2、竖木方；3、圈梁模板；4、步步紧；5、填充墙体；6、圈梁。制表人：康照超 审核人：

3、薛新新 间：2016年05月确定选题时施工进度：A座1层、B座2层二次结构施工。二、小组介绍“励行 QC小组”成立于2014年1月，由公司主任工程师、项目经理引导开展活动，目前主要服务于“济南出口加工区保税大厦AB座项目”施工过程的质量管理。自成立起，我们已经对多个课题展开活动，涉及到现场型、创新型、管理型等各课题类型。小组由公司主任工程师引导，由项目经理指导开展活动，小组成员由项目部技术骨干及高学历毕业生组成，充分发挥技术骨干攻坚力量的同时加入新鲜血液，使质量管理活动开展可以打破固有思维，取得良好成果。小组成立以来已获得国家级及省级质量管理小组荣誉。 2015年山东省建筑业优秀 QC小组 2

4、015年全国工程建设优秀QC小组二等奖表3 小组基本情况表课题圈梁模板固定装置的研制小组名称励行 QC小组小组活动时间2016年5月-2016年10月小组成立时间2014年1月课题类型创新型小组注册号SDSJ-13-01课题注册时间2016年5月组长薛新新小组人数8人活动频次1、每周二及周五下午组织定期活动；2、根据具体情况组织不定期活动。活动周期150天QC教育时间72小时以上制表人：陈亚琳 审核人：薛新新 制表日期：2016年5月表4 小组成员一览表序号姓 名组内职务学 历职 务QC小组分工1薛新新组长本科主管工程师主持活动2刘宝池副组长本科项目经理组织工作3王红军组员本科技术员质量检查4

5、康照超组员本科技术员现场指导5曹智组员本科质检员方案实施6李海洋组员本科预算员成本控制7陈亚林组员本科资料员资料收集8胡晓波组员本科施工员现场落实9张铎组员本科施工员现场落实制表人：陈亚林 审核人：薛新新 制表日期：2016年5月三、活动计划计划时间 实际活动时间 图1 活动计划制图人：康照超 审核人：刘宝池 制图时间：2016年10月四、选择课题(一)选题理由在建筑工程中，墙体工程施工主要包括砌体工程测量放线、砌筑施工、圈梁及压顶施工、构造柱施工四大步骤。本工程项目为大型办公建筑，其墙体施工总量为9866.22m3。1、根据劳动力计划安排，墙体工程使用两个作业班组施工，每个班组18人。墙体工

6、程工期为130日历日，不考虑节假日休息，每人每日历日需完成2.11m3（9866.22181302=2.11m3）的墙体工程，超出现时行业内平均劳动生产率2.0m3。所以必须采取改进各工序施工工艺等相应措施提高劳动生产率。2、本工程绿色施工目标为确保全国绿色施工示范工地和山东省绿色施工科技示范工地。在施工过程中对废弃物管理、环境保护、绿色施工等都有严格的要求。在墙体工程传统施工过程中，圈梁模板加固工序存在施工功效低、需要返修圈梁下部墙体、使用辅助材料多等问题。砌体施工现状分析：项目部紧跟社会要求，致力于研究绿色砌筑施工技术，减少不必要的资源浪费。针对墙体工程施工存在的客观难题，QC小组对现场A

7、座3层、6层和9层Q-R/1-5轴砌体墙（墙长23.2米，高4米，厚200mm，体量18.56m3）分三个小组进行施工，并对墙体施工工序耗时状况进行了统计，得出墙体施工过程中的用时比例情况。见图2及表5。图2 墙体施工工序施工时间饼分图 制图人：王红军 审核人：薛新新 制图时间：2016年5月根据圈梁施工中的工时耗用长情况，小组成员对6条圈梁的施工过程每道工序进行用时统计，并取其平均值，具体数据统计见表5。表5 6条圈梁各道工序平均用时统计表工序第1条用时（h）第2条用时（h）第3条用时（h）第4条用时（h）第5条用时（h）第6条用时（h）合计钢筋加工0.560.510.520.50.480.

8、553.12钢筋安装0.400.410.360.370.40.352.29模板加工0.750.720.70.720.680.74.27模板安装及加固0.80.780.810.750.850.784.77混凝土浇筑0.530.50.480.510.480.523.02模板拆除0.30.280.320.30.280.31.78合计5.726.176.146.375.165.8119.25数据分析：圈梁模板部分的施工与整个圈梁施工用时比例56.2%.制表人：康照超 审核人：薛新新 制表时间：2016年05月（二）课题选定根据客观现状结合现场施工的数据统计，传统圈梁模板加固工序复杂、工效低是本次QC活

9、动需要攻克的主要难点。为响应绿色施工的时代要求，项目部决定对圈梁加固技术进行创新QC活动，并将本次QC活动的课题名称定为：混凝土圈梁模板加固装置的创新五、设定目标根据选题理由中的客观现状需求，解决圈梁模板安装、加固用工多，效率低的问题，本次混凝土圈梁模板加固装置的创新1、课题目标设定为：1）圈梁施工用时占墙体施工用时比例26%；2）圈梁模板部分的施工与整个圈梁施工用时比例50% 。2、目标可行性分析1）公司给予支持，专项资金用于试验过程中的人、材、机等费用支出。2）小组成员QC小组活动经验丰富，善于研究。六、提出方案并确定最佳方案（一）方案提出针对本工程项目的墙体工程特点，QC小组成员于201

10、6年6月5日和2016年6月10日分别召开了诸葛亮会议，针对研制混凝土圈梁模板固定装置课题各抒己见提出三个方案。方案一：异形水泥撑板与模板组合加固法。方案二：定型铝合金模板。方案三：定型夹具。并使用亲和图进行了整理归纳，见图3。图3 圈梁加固新技术的研制亲和图制图人：康照超 审核人：薛新新 制图时间：2016年6月经过两次QC小组成员的诸葛亮会议，归纳出三个圈梁模板安装及加固技术方案（具体见下表6、表7、表8）的特点。其圈梁模板安装及加固技术方案需满足省工省料、施工方便等需求。（二）方案比选表6 方案一分析表方案一：异形水泥撑板与模板组合加固法试验与分析此方案为圈梁模板其外侧放置横木方、内侧放

11、置异形水泥撑板，间距800mm（具体尺寸如下图，厚20mm），沿模板中部贯穿一穿圈梁的对拉螺栓，用于紧固模板，避免涨模，对拉螺栓上套有PVC管，具体示意图如下： 方案一 施工工艺原理示意图图中1、砌体墙；2、圈梁；3、木方；4、对拉螺栓；5、异形水泥撑板特点优点：节省木方，简化模板加固工序，可以缩短工期;缺点：需要定做异形水泥撑板,且精度要求高，水泥撑板可能会降低圈梁的整体性。制表人：康照超 审核人：薛新新 制表时间：2016年06月表7 方案二分析表方案二：定型铝合金模板试验与分析此方案为定制铝合金模板，高300mm，内径具体尺寸根据圈梁尺寸定做；施工时用自攻螺丝（长50mm）固定在砌体墙上

12、，间距300mm。定型铝合金模板效果图定型铝合金模板横截面 自攻螺丝特点优点：1、质量轻，便于安装。2、浇筑的混凝土观感好、质量高。3、节能环保，重复利用率高，不会造成现场污染缺点：造价高，拆模易损坏，且灵活性差。制表人：曹智 审核人：薛新新 制表时间：2016年06月表8 方案三分析表方案三：定型夹具试验与分析此装置具体尺寸根据圈梁尺寸确定，在方形材料中下部使用工具割出倒凹槽尺寸，直接将装置卡在砌块墙上，然后将此装置卡在圈梁模板上，使用工具敲击到位。 方案三 施工工艺原理示意图中：1、定型夹具；2、模板；3、混凝土压顶；4、砌体墙； 特点优点：制作方法简单宜加工；无需在砌块墙体上钻孔，保证圈

13、梁下墙体的外观质量和强度性能；便于安装。缺点：圈梁模板不易固定，底部易漏浆。制表人：陈亚林 审核人：薛新新 制表时间：2016年06月（三）方案评价表9 方案对比分析表方案名称技术优缺点经济合理性可操作性工期分析结论异形水泥撑板与模板组合加固法优点：无需在砌块墙体上钻孔，保证圈梁下墙体的外观质量和强度性能。缺点：需要定做水泥撑板,且精度要求高，水泥撑板可能会降低圈梁的整体性。与传统加固方式相比，可以降低费用。施工工序繁多复杂与传统加固方式相比，简化模板加固工序，对缩短工期有积极作用。施工成本高，施工复杂 定型铝合金模板优点：1、质量轻，便于安装。2、浇筑的混凝土观感好、质量高。3、节能环保，不

14、会造成现场污染。缺点：1、定制铝合金模板在设计时，需要施工的结构图及建筑图纸一定要十分准确，故对项目的技术工作要求较高。2、拆模易损坏。铝合金模板单价较高。铝模板需提前跟厂家沟通，深化设计、加工及制作，再从厂家运至施工现场，过程复杂。定型铝合金模板安装简单，拆模速度快，有利于缩短工期。本方案单次成本投入高；铝模板加工出来后，在现场安装基本上不能修改。定型夹具优点：制作方法简单宜加工；无需在砌块墙体上钻孔，保证圈梁下墙体的外观质量和强度性能；便于安装。缺点：圈梁模板不宜固定，底部易漏浆。装置制作后反复利用，成本可多次摊销。施工简便，操作简单。圈梁一次成型，操作简单，对工期有积极作用装置成本不高，

15、施工简便，操作简单，利于以后推广使用。 制表人：王红军 审核人：薛新新 制表时间：2016年6月（四）选择最佳方案小组成员对上述三个方案的要素、优缺点进行了比较，打分如下：表10 方案打分表序号可行性分析评价小计结论经济性技术性墙体影响质量控制异形水泥撑板与模板组合加固法1、采用工业化生产，可以缩短工期、节省模板。2、施工现场的建筑垃圾大量减少，满足环保要求。8不采用定型铝合金模板1、质量轻，便于安装2、浇筑的混凝土观感好、质量高。3、节能环保，不会造成现场污染、10不采用定型夹具1、制作方法简单；2、无需在砌块墙体上钻孔，保证墙体的外观质量和强度性能；3、便于安装。4、需要确定装置材质及固定

16、方法。11采用注： ：3分 ：2分 ：1分制表人：王红军 审核人：薛新新 制表时间：2016年6月（五）最佳方案分解确定了最佳方案后，小组成员展开讨论，并利用亲和图进行了整理，见图4。 图4 研制新型圈梁加固装置亲和图制图人：康照超 审核人：薛新新 制图时间：2016年6月（六）确定最佳子方案QC小组成员对圈梁加固装置研制中的装置材质进行现场分析试验，经过子方案分析试验，确定以下最佳子方案，见表11。表11 最佳子方案系统表名称分项材料名称弹性模量（N/mm2）间距特点结论研制混凝土圈梁模板固定装置模板卡具材料钢材206103/材质强度高，塑性好，在常温下钢材能承受较大的塑性变形。质地均匀，性

17、能可靠。但是价格较贵，投入太大且成品重量较大不易搬运。不采用塑料132103/材质具有强度高、质量轻、安装快等特点。制作成本过高。且高强塑料成品脆性较大，容易损坏。不采用木材/材质具有加工便捷、取材方面、耐水性好等特点。施工费用大大减少。采用模板与墙体连接形式粘结固定/通长灵活方便，但不稳定易滑落，材料一次性投入多，不可回收。不采用铁钉固定/300mm固定牢固，固定能力根据铁定长度不同而不同，需要试验确定。采用制图人：康照超 审核人：薛新新 制表时间：2016年 6 月 七、制定对策确定了最佳子方案后，QC小组成员按照“5W1H”的原则制定了相应的对策，见表12。序号项目对策目标措施地点完成时

18、间责任人1装置设计设计各部件尺寸满足装置制作部件尺寸、材质等属性设计深度可供装置制作，图纸清晰度100%1、深化2个主要部件的功能及设计要求2、使用3DSmax对整个装置进行三维建模3、用CAD进行装置构件尺寸深化办公室2016年7月刘宝池2横向圈梁模板与墙体连接方式为铁钉固定确定适合装置固定的铁钉型号重物静载试验是稳固时间24小时（含缓凝剂混凝土终凝12小时）每个型号的铁钉两组试验，观察其重物静载脱落时间，并按5kg递增至脱落。施工现场2016年7月王红军3装置材质为木胶板确定适合制作装置的木胶板厚度且用料最少锤击试验对厚度为1215mm的木胶板进行锤击试验，选取形变2mm且厚度最小的木胶板

19、。试验室2016年7月曹智4防漏浆措施试验确定最优措施防止圈梁模板底部漏浆采用柔性材质填充模板与墙体之间的缝隙施工现场2016年7月王红军5装置制作制作装置装置成品与设计尺寸误差1mm、材料100%吻合按照装置设计图纸制作装置加工场2016年7月康照超表12对策表制表人：康照超 审核人：薛新新 制表时间：2016年7月八、对策实施1、实施对策一：装置设计实施过程：圈梁加固装置主要组成部分：圈梁两侧横向模板固定卡具，中间卡槽尺寸为圈梁尺寸加圈梁模板厚度。 图5 装置设计平面模型制图人：曹智 审核人：刘宝池 制图时间：2016年 8 月 QC小组成员为了验证设计图纸的深度，使用BIM模拟软件，根据

20、设计图纸进行三维建模，建模效果见图6。图6 装置设计三维模型制图人：康照超 审核人：刘宝池 制图时间：2016年 8月 目标检查：装置设计图纸材质、尺寸参数等属性齐全，可供装置制作加工使用，清晰度达到100%，满足目标要求。2、实施对策二：装置材质为木胶板通过锤击试验，选取15mm的木胶板材作为圈梁加固装置的主材。目标检查：选取的木胶板锤击试验符合2mm的要求，且厚度最少，达到目标要求。3、实施对策三：装置与墙体连接方式为铁钉固定实施过程：根据商品混凝土实验室提供的试验数据，混凝土终凝时间为6-8小时，在混凝土终凝前，模板不得脱落，所以铁钉必须可以承受模板安装时敲击力及此时间段模板自重。试验选

21、取型号为2.3x43、2.5x50、2.8x60、3.4x80的铁钉，每个型号铁钉均设两组试验，其中一组为普通敲击试验，混凝土圈梁模板安装就位后，安装模板夹具，因摩擦力原因和砌块表面平整度原因，模板夹具必须用工具敲击入位，敲击过程中铁钉不变形不脱落，另一组悬挂5kg载重且每12小时增加5kg得出最终的脱落时间，见表11：表12 铁钉试验表项目铁钉型号（mm）2.3x432.5x50 2.8x603.4x80敲击入位变形不变形不变形不变形载重（kg）10kg/12小时不脱落10kg/12小时不脱落10kg/12小时不脱落10kg/12小时不脱落15kg/3小时脱落15kg/12小时不脱落15kg

22、/12小时不脱落15kg/12小时不脱落/20kg/4小时脱落20kg/7小时脱落20kg/12小时不脱落/25kg/3小时脱落制表人：曹智 审核人：康照超 制表时间：2016年 8月 通过铁钉试验，综合考虑经济因素，型号为2.5x50的铁钉，能在载重15kg的情况下24小时不脱落，满足需求。目标检查：试验结果显示，使用2.5x50的铁钉试验圈梁加固装置24小时不脱落，达到目标要求。4、实施对策四：防漏浆措施装置材质试验与分析结论双面胶双面胶具有弹性好、粘度高、使用方便灵活等特点。由于需要手工粘贴，效率低、顺直度不易保证，影响混凝土施工效；且一次性投入不可回收。不采用KT板弹性好、韧性好、可重

23、复利用的特点。一次裁切成型，混凝土浇筑后外观顺直，且施工费用大大减少。采用表13 装置材质对照表制表人：曹智 审核人：康照超 制表时间：2016年 8 月5、实施对策五：装置制作实施过程：QC小组成员根据装置设计图纸到加工场进行制作。装置所用材质、尺寸定位、卡槽宽度等均严格控制。制作出装置各部件并进行目标检验，见表14。表14 装置制作检验表序号部件名称部件成品成品检验结论1模板夹具尺寸偏差在1mm以内，成品材质使用正确通过制表人：曹智 审核人：薛新新 制表时间：2016年 8月 表15 装置安装检验表工序部件成品成品检验结论安装安装快速，定位准确，模板紧固不滑脱通过浇筑浇筑混凝土补涨模、不漏

24、浆通过拆模模板拆除后圈梁顺直、表面平整、无蜂窝、无麻面通过制表人：曹智 审核人：薛新新 制表时间：2016年 8月 装置各部件完成后进行了多次拼拆，均能简便完成。目标检查：装置各部件加工偏差均在1mm内，成品材质均使用正确，达到目标要求。九、检查效果1、新型圈梁加固装置应用效果装置研制成功后，QC小组成员立刻组织班组进行圈梁加固试验。1）圈梁模板加固装置的安装：砌体工程施工至圈梁底部标高后，将圈梁横向模板通过铁钉，放置在砌体墙上，将加固装置轻轻敲打，使其卡在横向模板上。2）混凝土浇筑：直接浇筑圈梁混凝土。3）浇筑装置的拆除：浇筑完成后，待混凝土终凝后即可拆除加固装置，仅留置横向模板，待混凝土达

25、到龄期后拆除整个浇筑装置，循环利用至下一圈梁使用。2、活动目标达成检查1）目标检查：圈梁施工用时占墙体施工用时比例26%；项目部全面应用新型圈梁加固装置，在2016年7月21日至2016年8月3日（13天，104工时）期间，1个工人完成墙体施工28.6m，圈梁加固6条。小组成员对墙体施工、圈梁各施工工序进行了数据统计，得出以下成果，见表16。表16 活动后墙体施工工时统计表序号工序名称耗用工时（h）工时占用比率1构造柱施工35.3734%2砌体施工38.4737%3圈梁施工24.9624%4测量放线5.25%5合计104h（13d）100%数据分析：圈梁施工用时占墙体施工用时比例从活动前的31

26、.2%降低到活动后的24%。达到设定的目标。制表人：康照超 审核人：薛新新 制表时间：2016 年 9 月 图7 活动后墙体施工各工序耗时比例饼分图制图人：王红军 审核人：薛新新 制图时间：2016年 9 月 2）目标检查：圈梁模板方面的施工与整个圈梁施工用时比例50%圈梁施工的耗用工时大幅下降，QC小组成员对圈梁耗用工时减少的原因进行了探究，应用新型圈梁加固装置期间的6条圈梁各工序施工时间进行统计，见表17。表17 活动后6条圈梁各施工工序耗时统计表工序第1条用时（h）第2条用时（h）第3条用时（h）第4条用时（h）第5条用时（h）第6条用时（h）合计钢筋加工0.510.560.520.50

27、.550.483.12钢筋安装0.410.40.380.350.40.352.29模板加工0.680.650.640.650.650.653.92模板安装及加固0.480.430.410.450.450.482.4混凝土浇筑0.450.530.520.50.480.512.69模板拆除0.20.220.250.230.230.21.33合计5.726.176.146.375.165.8115.75数据分析：圈梁模板部分的施工与整个圈梁施工用时比例48.6%应用了研制的新型圈梁加固装置后，免去了繁琐的支模时间，为降低圈梁模板方面的施工与整个圈梁施工用时比例起到主要作用。制表人： 陈亚林 审核人：

28、薛新新 制表时间：2016年 9 月 通过应用研制的新型圈梁加固装置，圈梁模板施工用时占圈梁整体施工用时比例从活动前的46.9%降低到活动后的38%，低于设定的目标40%，QC活动成果超出预期目标，见图7。图7 目标一达成情况柱状图制图人：康照超 审核人：刘宝池 制图时间：2016年 9 月 本次QC活动设定的目标一及目标二，在通过小组成员的努力，对圈梁加固新技术的研制，使活动后的成果均超出预期目标，取得显著成果。活动目标达成！3、经济效益QC小组成员李海洋对每层圈梁施工用工进行了详细统计，墙体施工总量为9866.22m3。根据相关调查目前行业内平均劳动生产率2.0m3 /d;本工程采用相关圈

29、梁加固新装置，提高了施工速度，缩短工期，并节省人工、木方、螺杆的费用。表18 经济效益分析表项目费用（元）备注节省人工费（C）（9866.222.0-9866.222.2）8200=11211.61木方费用4.9682300元/m3=11426.4按传统方案二计算一层圈梁长115米；3层一周转；单个加固夹具木方用量为1.5米，间隔0.5米；共需230个木方加固夹具。2301.53=1035米；10350.60.8=4.968m3螺栓费用690个6.39元/个=4409.1115米3层2个/米=690个小计A木方费用+螺栓费用=15835.5按传统方案二计算创新的圈梁加固装置（B）154.2842 =6479.76间距为0.5m，共需1150.53=690个；加工一个圈梁加固装置使用模板：0.430.52=0.2236m2模板用量6900.2236=154.28m2费用节省A-B+C=20567.35以上价格均取自山东省建筑工程消耗量定额（2006基价）制表人：李海洋 审核人：薛新新 制图时间：2016年 10 月4、社会效益圈梁加固新技术成功研制后，QC小组成员邀请业主、监理及各分包单位对本技术的浇筑装置进行现场检验，获得各单位一致充分的认可。另为现场施工节省了大量的模板及辅助材料，响应了社会