大直径钢管混凝土柱安装质量控制

大直径钢管碎柱安装质量控制

执笔人：

一、课题介绍-------------------------------------1

二、QC小组简介---------------------------------4

三、选题理由---------------4

四、现状调查.....................................5

五、确定目标及可行性论证--8

六、原因分析----9

七、要因确认----------——io

八、对策制定-------------11

九、对策实施-----------------------------------12

十、效果检查.................-.......17

H^一、巩固措施.................................20

十二、遗留问题及今后打算..............-......21

十三、附表-------------------------------一一22

■

J

一＞课题介绍

超大钢管混凝土柱能适应大跨、高耸、重载等条件，符合现代施工技术的工业化

要求，广泛地应用于单层和多层工业厂房柱、大跨度和空间结构、商业广场、多层办公

楼及住宅、高层和超高层建筑中。

广东省惠州市***中心酒店工程，位于惠州市*******地块，南临***路，北靠*****

花园，东西为******路及******路。中心酒店地下3层，地上48层，自然地面低于沿

江路约5.0m。塔楼为钢管碎框架-碎核心筒结构，裙楼为框架结构，主体工程设计总高

度为205m（不包含地下室）。

本工程结构使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，建筑结构的抗震设防烈

度为6度，建筑耐火等级为一级，地下防水等级为二级，地基基础设计等级为甲级，建

筑场地类别为II类。地下室平面尺寸为761nx226.771m,塔楼为冲孔灌注桩基础，裙楼

为旋喷桩。中心酒店由地下室至±0.000以上48层，每层有钢管柱20根，钢管柱规格

为中1400X28〜中850X18大小不等。

图片1广东省惠州市***中心酒店工程效果图

二、QC小组简介

小组概况一览表表01

小组名称成立时间

小组类型小组登记号

活动时间QC教育时间

小组成员及顾问

序号姓名职务学历组内分工

1技术负责人本科组长，策划组织，成果整理

2项目经理专科副组长，组织协调

3小技术组长本科组员，方案实施、资料收集

4组施工员本科组员，方案实施、资料收集

5成质检员专科组员，方案实施、资料收集

6员试验员'I1V组员，方案实施

7安全员专科组员，方案实施，安全监督

8班组长高中方案实施

1公司总工本科监督指导

2顾安全部经理专科监督指导

3问经营部经理本科技术指导、方案审核

4技术部经理本科技术指导、方案审核

制表人：***时间：2008年3月2日

三、选题理由

0

1、本工程合同质量目标为广东省优工程和安全文明工地。大直

径钢

2、本工程被列为2008年广东省科技示范工程，其中“大直径钢管硅

管腔柱”技术含量高。

柱安

3、本公司目前对大直径纲管混凝土柱的技术应用不多，缺乏相装质

应的施工经睑。◎量控

制

4、大直径钢管硅柱安装是主体结构施工过程中的一个关键工序，

其施工质量的好坏将直接影响主体结构的施工质量。

四、现状调查

为了抓住影响钢管柱安装施工质量的主要问题及确定本次QC小组的活

动目标，小组成员进行了现状调查：

调查一:

2008年3月5日，小组成员同业主、监理一道调查了兄弟单位类似工

程钢管柱安装施工情况，共抽查了400点，合格点数348点，安装施工合

格率为87%,缺陷点数统计如下：

钢管碎柱安装缺陷统计表表02

序号项目频数（点）累计频数（点）累计频率（%）

1垂直度偏差212140.4

2轴线偏差194076.9

3标高偏差74790.4

4焊缝质量差35096.2

5其他252100

合计5252100

制表人：***制表日期：2008年3月10日

频数（点）累计频率闾

96.2

100

5090.4

90

4080

76.970

3060

40.450

乙911

201940

30

1020

73

O210

0

垂直度

轴线

标高

焊缝其他

偏

偏

差

差

偏差质量差

制图人：***制图日期：2008年3月10日

通过排列图可以看出，“垂苴度编著'和“轴线偏差”两个为主要缺陷,

应作为施工质量控制的主要对象。

调查二:现场安装操作工人反映，钢管柱安装过程中对垂直度及粕线进行

精确微调施工操作难度大。

调查三:钢管柱安装施工的快慢是影响主体结构施工进度的关键工序。

2008年3月12日，小组成员根据调查结果，结合本工程的设计情况及

施工条件展开讨论，找出了本工程与所调查工程的不同之处:

区别一:本工程的钢管柱直径较大，且尺寸规格不统一。

区别二:本工程钢管柱基础节预埋于地下室底板之中，基础节精确预埋施

工难度大。

区别三:本工程梁主筋安装时，须在钢管柱与梁板交接处环绕。与所调查

工程相比，对钢管柱的安装质量要求更高。

图2钢管柱与梁板交接处施工图

区别四:本工程单层面积小，施工可操作场地有限（仅500m,左右），钢管

柱安装过程无法利用缆风绳等传统工具进行校正、固定。

区别五:本工程工期冢，业主要求2008年12月底封顶，根据此工期要求

细化，每层钢管柱的安装施工时间仅2天，为保证施工工期，必须减少安

装次数，根据现场塔吊吊装能力，将钢管柱一次吊装高度定为两层（高约9

米），吊装高度的增加也加大了钢管柱安装质量控制的难度。

五、确定目标及可行性论证

根据现状调查及本工程的特点，小组制定以下活动目标:

钢管柱安装合格率达到92%

可行性认证

1、在现状调查中，缺陷点主要集中在“垂直度偏差”

和“轴线偏差”两个问题上，小成员一致认为，只要通

过攻关，将“垂直度偏差”和“轴线偏差”由主要缺陷

目

降为次要缺陷，安装合格率可以提升5%以上，钢管柱安

装合格率即吁由现状调查的87%升至92%0标

2、本公司为国家特级施工企业，且有钢结构专业承包定

一级资质，有雄厚的技术力量。

能

够

3、纲结构施工班组实力强，有丰富的钢管柱安装施工

经验，素质较高。实

现

4、QC小组成员素质高，老中青搭配合理，具有较强的3

攻关能力。

六、原因分析

■

2008年3月21日，小组成员针对现状调查中钢管柱安装质量的两个

主要问题，结合本工程设计情况，运用关联图进行深入原因分析：

制图人：***制图H期：2008年3月25日

注：带★为末端因素

从关联图中共得出10条末端因素。

七、要因确认

采用要因确认表对关联图中的10条末端因素逐条进行确认分析:

要因确认表表03

-

序

验证是否

号末端因素要因验证验证人

方式要因

本工程为省、市重点工程，各级领导挂牌督战。

经查阅会议记录，公司及项目剖已召开过3次调查

1思想不重视否

动员会议，并针对项目管理人员及班组制定了分析

详细的奖罚制度及连带责任制度。

现场6名焊工均有4年以上工作经验，并持有

现场

2焊工技能差中国船社级(CCS)焊工证书，经现场样本作业，否

验证

焊接样品经检验均达到设计要求。

现场两台J2光学经纬仪和一台S3水准仪在开

测量仪器不调查

3工前己送检，有效期至2007年3月12日，可否

准确分析

满足施工要求。

垫层设计为150nlm厚C15素碎，可将预埋钢管

垫层承载力调查

4柱部位垫层局部加厚至250mm,提高垫层承载否

不足分析

力。

基础钢管柱预埋节安装完毕，呈悬臂状态，设

基础固定不调查

5计时无加固措施，后续的大体积碎浇捣将对其是

牢靠分析

产生侧向推力导致其产生偏移。

现场采用DZJ2激光垂准仪及J2光学经纬仪进

楼层放样偏调查

6行放样，并按测量制度进行多人复核，可以保否

差大分析

证放样轴线精确度。

钢管柱安装高度高，重量重，且木工程因场地

施工机具调限制无法采用缆风绳，只采用传统的撬棍等机调查

7是

整精度差具进行安装施工，垂直度的细微偏差都将导致分析

柱顶产生较大偏差，难以保证钢管柱安装精度。

班组习惯采用线坠进行控制，而露天作业时存

测量控制精调查

8在阵风，影响了测量精度，可改用经纬仪进行否

度差分析

测量控制来提高精度。

本工程翼缘板较厚，焊缝内熔敷量大，焊接产

焊接方法不调查

9生的应力大，易产生不均匀应力变形，导致钢是

合理分析

管柱垂直度产生偏差。

钢管柱加工钢管柱的生产加工委托专业厂家进行制作，可现场

10

质量不合格通过严格控制出厂质量来保证成品加工质量验证

制表人:***制表日期：2008年3月29日

通过分析，确定了以下3个要因:

★1、基础固定不牢靠；

★2、施工机具调整精度差；

★3、焊接方法不合理；

八、对策制定

对要因确认表中确定的三个要因按“5阴H”原则进行对策制定:

对策表表（M

-

序

号要因对策目标措施地点时间负责人

1、基础角钢支架加固：增2008

基础因后续工序加支架立柱，在立柱部位的.4.1

固定增加固影响造成的垫层中预埋钢板，与立柱固施工****%✓

1

不牢定措施偏差不超过定，并增加侧向角钢斜撑；现场2008

靠2mm；2、在基础节钢管柱底设置限位.5.1

板，配合采用预埋环板的方法5

1、垂直度预控：在制作钢

管过程中，在卜节钢管管口

1、钢管柱垂顶部内边设一道钢管环板，

直度可精确与上部钢管起到企口对接，2008

施工

加工制调整至用千斤顶调整合格后点焊.4.1

机具

作安装L/1000；固定。施工

2调整

施工机2、钢管柱轴2、轴线调整：用经纬仪对中现场2008

精度

具线位置可精于柱轴线，卜字竖丝对准柱脚处.12.

差

确调整至柱外边线点，观测者由柱脚从下1

2mm；向上观测柱身母线，同时指挥安

装人员调整顶拉杆，直至柱顶母

线与经纬竖丝重合。

分

分

康2008

接

焊由焊接不均

对

次由两名焊工对称、匀速施.4.1

法

方

、匀应力产生

速

称

向焊，焊缝分三道进行，先打施工

合

不的垂直度偏

3焊

进

行底两道（每道厚度约5nm1）,现场

理2008

差不超过

接再填焊至面层，.12.

3mm；

1

制表人：***制表日期：2006年4月1日

九、对策实施

实施一：增加固定措施

1、基础角钢支架加固：将基础角钢支架立柱由原设计的4个增至8个，并

在垫层中立柱部位预埋设计直径相同的12四钢板，支架定位后将立柱与预

埋钢板焊接固定，并在四面加设角钢斜撑。

基础角钢支架加固示意图

2、在基础节钢管柱底设置限位板，配合采用预埋环板：为提高基础节钢管

柱定位及安装精度，在基础节钢管柱底设置限位板，并采用预埋环板的方

法，如下图所示。

钢管柱预埋基础节加固示意图

实施小结:

2008年5月20日，承台大体积混凝土浇捣完毕，小组成员于5月25

日会同监理、业主三方对基础节钢管柱预埋施工情况进行复核，共抽查20

个点，合格19个点，基础预埋合格率达到95乐将抽查数据与大体积混凝

土施工前的测量数据进行对比，最大偏差为2mm,达到预期目标。

大体积混凝土施工前后测量数据对比表表5

单位：mm

阶

偏差抽查点数

段

项目1234567891011121314151617181920

碎垂直

浇110011.001010111.51101.000

度

捣

前轴线2.51021211.522.51011.521011.51

碎垂直

浇110111.501②10111.51.5101.51.50

度

捣

后轴线22121211.522.51.5021.523011.51.5

偏差0.511100.500200.50100.5200.500.5

实施二：加工制作安装施工机具

1、垂直度调整：

钢管起吊前应将管端焊接区域打磨除锈，标记出柱轴线与标高。用塔

吊将钢管吊起，将上节钢管下口套插入下端钢管柱上口内衬，上、下两段

钢管的轴线对齐，将钢管临时固定。解开钢丝绳，将接口处的管壁对齐，

然后用千斤顶来调整钢管的垂直度及标高。所有尺寸复测合格后，沿周边

均分8个点进行点焊，将钢管固定。报验合格后，方能施焊。千斤顶调节

的钢管柱对接，如下图所示。

标局检验线

标高检验线

标高及垂直度调整标高检测图

对称点焊

图钢管柱对接示意图（千斤顶调节方式）

钢管柱从地下室至顶层有变径，存在不同径连接。将吊起的上节柱按母

线位置缓慢地插入下节柱内衬管上，上下线稍有偏移时，采用特制厚钢板

抱箍钳调整。上节柱播入内衬管过程中，由于内衬管与钢管内壁局部存在

摩擦，导致就位困难，在上下柱接口处设顶拉杆，相互垂直方向各设1根,

待顶拉到位后，再利用顶拉杆调整垂直度。符合要求后，在钢管外侧对称

焊接4块防变形卡板，然后进行钢管对接焊施工，防变形卡板和项拉杆在

上段钢管柱

对接焊完成后拆除，并将其焊点打磨平整。

内衬管16mm厚，外径

上段钢管柱

比上层钢管内径小4

内衬管

下段钢管柱

下段钢管柱

同径对接变径对接

图钢管对接接头示意图

2、轴线调整

用经纬仪对中于柱轴线，十字竖丝对准柱脚处柱外边线点，观测者由

柱脚从下向上观测柱身母线，同时指挥安装人员调整顶拉杆，直至柱顶母

线与经纬竖丝重合。另外，对接环缝焊接好后，对柱身垂直度进行校正。

实施小结：

钢管柱安装过程中，现场操作工人一致反映：采用微调螺杆及调整板

操作简便、省力，可根据测量要求，方便的对钢管柱的垂直度及相线位置

进行微调，提高了钢管柱安装精度。

2008年6月30日，上部结构首节钢管柱吊装就位并调整完毕，在转入

下道焊接工序前，小组成员对钢管柱的垂直度及轴线调整情况进行了检

查，共抽查20点，垂直度偏差均控制在L/1000内，轴线偏差均控制在

2mm以内，达到了小组预期目标。

钢管柱安装抽查数据表表6

单位:mm

抽查点数

偏差项目

1234567891011121314151617181920

垂直度52347356515232-153532

轴线12001111212122111121

注：本节型钢桩安装高度为9米，垂直度允许偏差为：9000/1000=9nun；

实施三：分层、分次、对称、匀速进行焊接

1、钢管柱校正调整完毕，在耳板连接板处点焊固定，并用“U”形固定板

对上下节钢管柱进行焊接定位固定；

“U”形固定板安装示意图

2、钢管柱固定完毕，接头内侧设置焊接衬板，两名焊工开始对称、匀速施

焊，焊缝共分三道进行，先打底两道（每道厚度约5mm）,再填焊至面层。

焊接顺序：翼缘第一道打底一腹板第一道打底一翼缘第二道打底一腹板第

二道打底一翼缘填焊至钢板面层一腹板填焊至钢板面层。

现场接头焊接

实施小结:

接头焊接完毕，小组对钢管柱垂直度进行复核（规范允许偏差：L/1000,

本次安装高度为9米，即允许偏差为9mni）。共抽取20点，合格19点，与

焊接前测量数据进行比较，由不均匀焊接应力引起的垂直度最大偏差仅

2mm,达到预期目标。

焊接前后钢管柱垂直度偏差对比表表7

单位:mm

偏差抽查点数

阶段

项目1234567891011121314151617181920

焊接垂直

6756846972⑩354864754

后度

焊接垂直

55357358518232753633

前度

偏差12211111212122111121

十、效果检查

2008年11月29日，上部结构首节钢管柱吊装、校正、焊接施工完毕,

小组成员同监理、业主对本次安装的钢管柱进行检查，共抽取了200点，

合格187点，现场所有焊缝质量经检测均达到一级。小组成员对不合格点

进行分类，统计:

钢管柱安装缺陷统计表表8

序号项目频数（点）累计频数（点）累计频率（%）

1标高偏差4430.8

2钢管柱扭转3753.8

3焊缝质量差2969.2

4垂直度偏差21184.6

5轴线偏差213100

合计1313100

制表人：***制表日期：2008年11月3日

从表中可以看出，“垂直度偏差”和“轴线偏差”不合格点数各占总缺

陷点数的15.4%,已由活动前的主要因素降为次要因素，钢管柱安装合格率

达到了93.5%,达到小组活动目标。

对制定的对策实施效果进行检查，产生了以下效益：

技术效益

1、改进了施工机具，完善了测量方法，提高了钢管柱安装合格率；

2、深坡口对接焊缝的不均匀焊接应力得到了良好的控制，确保了厚焊

缝的焊接质量;

管理效益

本次QC活动，培养了小组成员勇于创新、科学谨慎的工作态度。对钢

管柱安装质量的成功控制，也为后续的项目积累了一定的施工经验。

经济效益

通过增加每次吊装高度，共节省了8次吊装：

节省工期：17次XL5天一9次X2天=7.5天；

平均每层安装施工时间：9层X2天+17次=1.06天/层VL5天/层

节省安装施工费用：8层X5400元/层=43200元

社会效益

高质量的钢管柱安装施工，得到了建设单位及市质监站的充分肯定，

在钢管柱安装施工过程中，许多兄弟单位慕名来到工地观摩施工，为我司

赢得了良好的社会声誉，为市场的进一步拓展打下了坚实的基础。

小组活动自我评价表表9

自我评价

评价项目

活动前（分）活动后（分）

质量意识34

QC运用技巧34

工作热情及信心45

创新能力35

团队意识34

生il夫人.***制奔时间.9nri«住11日A口

QC运用技巧

活动的

活动后

QC效果自我评价雷达图

十一、巩固措施

J

1、将钢管柱安装施工过程中的重点、主要控制步骤及控制方法进行细

化，经公司审批后，形成福建省省级工法《超大直径钢管混凝土柱施工工

法》（编号********日**）,现正在申报国家级工法,作后续类似工程施工

借鉴。

2、在15〜25节钢管柱的安装施工中，也按相同的方法保证了安装施

工质量，经过几个月的持续活动，2008年12月15H,钢管柱顺利安装施

工完毕，对18〜25节钢管柱安装施工合格率进行统计（如下表），平均合

格率达93.54%。

18〜25节钢管柱安装施工合格率统计表表10

节数第18节第19节第20节第21节第22节第23节第24节第25节

合格率93.493.593.793.393.893.693.793.3

平均合格率为93.54%

十二、遗留问题及今后打算

通过QC活动，充分发挥了组员的积极性和创造性，提高了全员的质量意识和个人

能力，增强了解决问题的信心和团队精神，为企业创造了一定的经济效益，并且为下一

步钢管内砂的浇筑打下了良好的基础。

本次QC活动的成功，使我们小组坚定了应用科学技术和质量管理的科学创新方法

的决心：我们将继续把TQM知识贯穿到施工生产的全过程中，提高施工管理水平，并在

今后继续开展各项QC小组活动，下一步QC活动的课题为《提高型钢水泥土复合搅拌桩

施