核废料贮存水池超深地下室单面支模施工技术QC成果.doc

核废料贮存水池
超深地下室单面支模施工技术

中国核工业华兴建设有限公司国内事业部
甘肃分公司第二十八工程管理部QC成果
二○一一年十二月

超深地下室单面支模施工技术
一、前言
1、工程概况
中试厂101乏燃料贮存水池扩建工程属于国家核退役重点项目，地下室最深为-19.7m，由于工程性质为扩建工程，设计要求原有水池与新建水池连接，导致地下室部分墙体没有可操作的空间，必须采用单面支模施工技术。根据图纸计算，地下室需采用单面支模部分面积约840m2，单次最大支模高度为7.2m（-9.1m～-1.9m），单面支模处外墙厚度500mm，墙体内侧三元乙丙防水卷材三道，保护层为50厚聚苯板，砼标号C35S10。工程由中核华兴第二十八工程管理部承建，工程于2009年开始，计划2013年底具备投料条件。
2、 小组简介
小组成立于2010年4月，已在本公司及上级主管部门注册（注册号HXQC-GN-002），注册时间2010年8月。小组成员共7人，由项目经理任组长，项目技术负责人任副组长。小组成员包括技术、施工、质量、测量、材料等部门。平均年龄33岁，小组类型为攻关型。
QC小组人员组成情况
姓名
年龄
文化程度
部门/班组
职务/职称
小组内
职务
接受TQC
教育课时
王 琳
32
本科
项目部
项目副经理
组长、组织方案编制，现场策划
50
周参军
36
大专
技术部
副经理
副组长、现场负责人
50
任晓军
47
大专
质安部
质安主管
组员、质量控制
50
刘忠才
23
大专
技术部
技术员
组员、方案编制
50
石长安
25
大学
技术部
技术员
组员、资料统计分析
50
赵 波
35
大专
施工部
施工员
组员、现场调研
50
薛亚平
35
中专
材设部
材料员
组员、材料调研采购
50
二、 选题理由
1、 本工程地下室深度较大，在西北地区尚不多见。单面支模面积较大，且单次支模高度较高，单面支模部位使用功能为应急水池，对模板的垂直度、平整度等要求较高。
2、 单面支模内侧为防水卷材，施工中应加强对防水层的保护。
3、 对于超深地下室单面支模，管理部缺乏施工经验，应对此进行分析总结，为后续施工提供经验和数据。
三、 现状调查
小组针对地下室-13.1m～-9.1m部位单面支模数据结合支模方式、浇筑过程中的问题等进行汇总分析，发现问题如下：
1、 拆模后发现有部分结构尺寸超标，最大尺寸偏差18mm，超出规范规定要求。
2、 由于砼侧压力较大，导致竖向支撑受侧向挤压，范本出现最大30mm左右空隙，浇筑过程中有跑模、涨模、露浆等现象，需要边加固边浇筑，清理工作占用大量时间，浇筑速度无法控制。
3、 拆模后的砼外观质量有部分缺陷，观感质量较差。
4、 防水保护层（50mm厚聚苯板）有上浮、偏位等现象。
根据单面支模部位建筑物使用功能定位，应确保砼结构尺寸，无冷缝等严重质量缺陷，根据实测资料对照现场情况分析，资料结果统计如下表：
序号
项目
子项目
频数
累计频数（次）
频率（%）
累计频率（%）
1
砼成形质量实测结果超标
平整度超标
10
28
66.7
66.7
垂直度超标
11
局部涨模
7
2
砼外观观感质量缺陷
冷缝
2
10
23.8
90.5
砼错台
4
砼表面缺陷
4
3
砼内部缺陷
/
1
1
2.35
92.85
4
卷材保护层偏位
/
2
2
4.8
97.65
5
其它
/
1
1
2.35
100
合计

42
100

QC小组根据资料统计分析，画出排列图，能够分析出影响单面支模成形效果的主要因素。
现状调查曲线分析图
频数（次） 累计频率（%）

42 100%
92.85%
97.65%
90.5%
28 66.7%

10 50%

2
1 1

0
砼成形质量实测结果超标
砼外观观感质量缺陷
砼内部缺陷
卷材保护层偏位
其它

根据资料图分析，影响单面支模质量的主要因素是砼成形实测结果超标，频率为66.7%，其次是砼外观观感质量缺陷问题，频率为23.8%，两者累计频率达到90.5%，应作为主要问题重点进行控制。在此基础上应分析导致砼成形实测结果超标和砼外观观感质量缺陷的主要原因，进行QC小组的下阶段活动。
四、 目标确定
为确保地下室外墙内侧单面支模砼成形质量，保证模板支撑体系安全可靠，最大限度的满足建筑物使用功能，特提出本QC小组质量控制目标为：在-9.1m～-1.9m高度浇筑范围内，保证单面支模部位砼结构尺寸在规范范围内，砼观感良好。
共计节约支模支撑架面积为500m²，节约成本约1.2万元。
目标可行性分析：
1、 小组内具有较丰富施工经验的技术人员，具备这方面的质量管理能力。
2、 根据上诉分析，能够找到控制点，通过小组的工作，可以提出可行的改进方法。
3、 小组成立后，得到公司及相关部门的技术支持。
综上，故本小组课题选择合理，能够完成既定目标。
五、 原因分析
根据单面支模的技术特点和QC小组的活动情况，小组利用因果图等手段对影响砼成形质量和观感质量的原因进行分析，找出各个因素并绘制成下图所示：

六、 要因确认
通过前一阶段单面支模部位资料实测实量，结合现场情况调查分析，对影响砼结构尺寸和砼观感质量因素的主要因素进行逐条分析，以便找出具有针对性的技术措施，消除对质量影响的各个因素。
序号
末端因素
确认分析
负责人
是否
要因
1
操作人员没有全员交底
由于对施工人员的作业划分情况了解不充分，对参与单面支模部位作业人员没有进行全面详细的交底，导致作业人员对施工方法，施工要求不清。
刘忠才
☆
2
施工过程中巡查不够
疏于对施工过程中的质量检查，对工序检查力度不够，易产生工序质量遗留问题
任晓军
★
3
操作人员技术水平低，操作不规范
作业人员质量意识不强，不按交底或方案施工。
任晓军
☆
4
作业人员偏少
作业人员偏少，在砼施工时易产生振捣不力，漏振现象
赵波
☆
5
泵车浇筑有死角
由于场地限制，汽泵车不能将施工部位全覆盖，导致机械利用率不高，影响施工速度，易产生冷缝和接缝不齐的现象。
薛亚平
☆
6
人工接管占用时间较长
由于汽泵车不能将施工部位全覆盖，需要接泵管，占用大量时间，浇筑不连续。
赵波
☆
7
通讯设备不足
前后台通讯不畅，导致砼浇筑量过大，浇筑高度控制不到位，产生涨模现象。
薛亚平
☆
8
设备故障
搅拌站设备和砼运输设备故障，将导致砼施工不连续，产生冷缝情况。
薛亚平
☆
9
顶丝尺寸偏小
由于加固高度较大，顶丝需承载的支撑力增大，顶丝过小将产生支撑变形情况发生。
薛亚平
☆
10
未采用通长木方加固
背楞应采用通长木方，避免采用短木方搭接，易产生局部变形，影响砼成形质量
赵波
☆
11
砼坍落度过大
砼坍落度过大，将导致砼侧压力增大，不利于支撑稳定，亦不利于砼质量控制。
任晓军
☆
12
外加剂掺量不合理
外加剂中的缓凝剂可控制砼初凝时间，缩短初凝时间可降低范本侧压力。
任晓军
★
13
地锚设置数量不足
地锚的设置直接影响单面支模部位外侧砼侧向抵抗力，施工中应按立杆间距、距墙位置等因素设置地锚。
周参军
★
14
剪刀撑设置不合理
剪刀撑的设置直接影响立杆的整体稳定性，当砼浇筑时，架体收侧向挤压力影响，剪刀撑可避免支撑体整体系位移过大。
周参军
★
15
立杆和水平杆间距过大
立杆、水平杆间距过大，导致单跨立杆扰度增大，产生变形，使砼成形尺寸偏差。
周参军
★
16
模板拼缝不严
模板拼缝不严将导致漏浆等质量缺陷，受侧向挤压力的情况下，拼缝将进一步扩大，影响砼成形质量。
刘忠才
☆
17
砼分层浇筑高度过大
砼浇筑高度是范本侧压力计算的关键数据，浇筑高度的增加将导致侧压力呈几何状增长，所以应严格控制单次浇筑高度。
赵波
★
18
分层浇筑间隔时间过长
砼分层浇筑时间间隔过长，容易产生冷缝，不利于质量控制，影响观感。
刘忠才
☆
19
施工场地狭小
施工场地狭小，不利于人员上下，振捣设备运输，施工中应加强指挥作业，做好操作平台，便于施工。
赵波
☆
20
结构复杂
结构复杂影响单面支模加固，技术人员应根据现场实际制定可行的加固方案。
赵波
☆
21
温差过大不利于砼施工
单面支模砼施工时应尽量选择气温，温差过大不利于砼接茬质量控制
刘忠才
☆
22
养护不到位
养护不及时易造成砼表面收缩
赵波
☆
根据以上末端因素分析，QC小组找出了影响超深地下室单面支模施工的要因如下：
1、 施工过程中巡查不够
2、 外加剂掺量不合理
3、 地锚设置数量不足
4、 剪刀撑设置不合理
5、 立杆、水平杆间距过大
6、 砼分层浇筑高度过大
七、 制定对策
根据要因确认的结果，QC小组召开专门会议，比较上一阶段施工的问题，对影响单面支模的主要因素进行深入剖析，认真分析原因，制定对策如下表：
序
号
要 因
对策
目标
措施
责任人

1

施工过程中巡查不够
应加大对施工全过程的监控，重点对支撑体系的各个工序进行监管

通过现场检查，发现质量问题并及时纠正
对单面支模区域，应按照关键过程进行重点监控，保证有作业人员施工，就有管理人员监控，并对照施工方案、交底内容进行实时监控

周参军

2

外加剂掺量不合理
根据实验制定配合比，使砼的初凝时间在1.5h～2.5h之间
通过控制外加剂的掺量，尤其是缓凝剂的含量，以较少砼侧压力
根据浇筑时的情况，请权威部门制定配比，重点对缓凝材料的含量进行控制

任晓军

3

地锚设置数量不足

增加地锚数量，将原方案中一排增加到两排

通过增加地锚数量及排列位置，增强支撑结构抗压能力

地锚的设置应考虑立杆间距，沿墙面分两排布置，分为主地锚和辅地锚。

周参军

4

剪刀撑设置不合理

剪刀撑设置位置应考虑架体变形的主要因素，控制支撑架体的侧向变形
通过增加剪刀撑数量，调整设置位置，提高支撑架体整体稳定性，保证支撑变形在可控范围内
1、 调整剪刀撑设置位置，保证架体整体稳定性的同时，重点保证纵向剪刀撑数量
2、剪刀撑应沿支撑高度通长设置

周参军

5

立杆、水平杆间距过大

对墙体范本侧压力重新计算，增加保险系数
通过增加立杆和水平杆数量，提高单跨受力杆件抗弯矩能力，控制杆件变形，以达到控制砼成形质量的效果。
立杆间距应由原来的1m减少到500mm，水平杆步距应控制在1m范围内

周参军
6
砼分层浇筑高度过大

严格按照交底要求，对砼单次浇筑高度进行严格控制
避免由于砼浇筑高度过大而导致的应力增大问题
地锚的设置应考虑立杆间距，沿墙面分两排布置，分为主地锚和辅地锚。

赵波

八、按对策实施
实施对策一、建立关键部位、关键工序重点检查制度
鉴于本QC小组实施的单面支模高度较大，建筑物使
用功能定位较高，要保证施工质量，必须对此重点部位进行
重点监控，在施工的全过程加以管理，应制定相关过程检查
制度，保证方案的实施、交底的内容得以完全体现。
施工前必须对单面支模部位单独进行交底，并保证所有
作业人员对交底内容中的技术要求，质量标准有足够的认识。
施工中应加强过程跟踪，必须保证只要作业人员施工的情况
下，管理人员应在现场监督指导。
施工中应加强工序的检查验收，将单面支模部位细分为地锚设置、支撑架搭设、剪刀撑加固、范本拼装、砼浇筑等各个工序，对每个已完工序进行中间检查，合格后进行下道工序。
具体实施中，小组人员严格执行检查制度的规定，严格按照方案实施，加固质量得以保证。
实施对策二、控制外加剂掺量，降低砼侧压力
根据范本侧压力计算，砼的初凝时间增长将导致范本侧压力增大，产生侧向位移，施工中应缩短砼的初凝时间，但由于初凝时间受砼运输距离、浇筑气温等条件控制，必须有一个合理的时间安排，根据本工程的实际情况，我们根据实验，将砼的初凝时间控制在1.5~2.5h之间。
实施中，我们改用含有一定减水效果的泵送剂来代替缓凝剂，适当增加泵送剂的数量达到预期的缓凝效果，这样一方面减少外加剂的品种，便于后台集中搅拌，提高连续浇筑速度。另一方面保证在更好的提高了砼可泵性的同时，适当增加了砼的缓凝性。
通过实践，我们提高了砼的泵送能力，控制了砼的初凝时间。
实施对策三、合理地锚设置数量和位置
地锚的作用，主要是将墙体水平支撑杆件与地面连接，达到控制墙体侧压力的主要作用。设置地锚，应事先将直径32的钢筋或钢管预埋在结构砼板面。设置位置应沿墙体支撑垂直面设置，经过小组的讨论，将地锚由一排增加到两排，分为主地锚和辅地锚。第一排为主地锚，第二排为辅地锚。第一排地锚设置在距墙面1.5m的位置，第二排地锚设置距墙面2m位置，第一排地锚应于距地面第一道水平支撑连接，斜支撑角度30~45度，实际支撑高度约2m，第二地道锚斜支撑角度在45~60度之间，实际支撑高度约4m。主地锚和辅地锚之间应通过钢管连接或焊接连接，共同受力，以减小受压变形，增大承载能力。
适当增大地锚的数量，将间距1.5m缩小到1m，即立杆间距的两倍。
地锚与墙体的连接杆件可采用钢管加顶丝的连接方式，采用可调顶丝加固时应加垫木方，防止顶丝托板受力变形，影响加固效果。当然，选择顶丝时，应选择尺寸较大，受力性能较好的材料。
根据调整后的地锚设置，加强了墙面整体抵抗侧向位移的能力。
由于最大支撑高度7m以上，超出地锚支撑范围的支撑杆件将设置在连接立杆的水平杆件上。
实施对策四、调整剪刀撑数量和位置，提高支撑架整体稳定性
剪刀撑主要是连接立杆，提高架体的整体稳定性。根据单面支模的特殊情况，受力情况主要是控制支撑架的侧向位移，侧向位移的增大将直接影响砼成形尺寸超标，当达到一定程度时，板面受力变形，产生较大裂缝，导致跑模、露浆、错台等质量缺陷。
根据单面支模的特殊受力情况，应增加纵向剪刀撑数量，暨剪刀撑垂直于墙面设置，以提高架体抵抗侧向位移的能力。
实施中，将纵向剪刀撑间距缩小到2m一道，沿立杆纵向连续设置，连接角度应控制在45～60度，并沿支撑高度全高设置，剪刀撑底部应于地面接触。
在保证纵向剪刀撑数量位置的情况下，应在距墙体外侧第一道立杆设置横向剪刀撑，以保证立杆整体稳定。
施工中应按要求设置水平剪刀撑，且不少于两道。
实施对策五、调整立杆、水平杆间距，提高支撑能力
立杆、水平杆是主要受力杆件，对架体的抗弯、竖向支撑等重要指标至关重要。对于单面支模部位，与墙体连接杆件将与立杆或水平杆连接，尤其是地锚斜支撑以上部位，全部依靠立杆或水平杆进行连接，所以，提高架体的立杆和水平杆间距可以提高架体的单跨抗弯能力，减少杆件的扰度，达到稳定侧向位移的效果。
实施中将原立杆间距由1m缩短到0.5m，水平杆由1.5m缩短到1m。
通过调整立杆和水平杆的数量，提高了架体的抗弯能力，保证了单面支模部位的结构尺寸。
实施对策六、控制单次砼浇筑高度
砼浇筑高度是影响范本侧压力的重要指针，施工中必须控制单次浇筑高度，并在砼初凝之前将上下两层砼接茬，以避免冷缝出现。
施工中将单次砼浇筑高度由1.5m改为1m，可以减少模板侧压力50%左右，由于单面支模部位总长30m左右，采用螺旋浇筑的方式不可行，无法连续浇筑，故应合理考虑的间歇时间。
九、检查效果
1、实施效果评价
对拆模后的实测数据和观感质量进行数理统计分析，杜绝了冷缝等严重质量缺陷，砼成形质量和观感得到明显提高，砼错台等现象基本消失，经统计效果如下图所示：

单面支模加固

砼成形外观观感质量对比

由于模板加固不合理，导致砼成形观感质量差，活动后砼成形一角。
效果检查
单面支模分项工程施工质量活动前质量缺陷42频次，活动后质量缺陷降为3频次。

2、经济效果评价
经过小组活动，提高了施工质量，避免了砼后期凿补处理等大量工作，砼成形效果具备直接批腻子的条件，取消抹灰找平等后期处理工作，从另一方面降低了资源浪费，降低了施工成本。
3、社会效果评价
广大职工进一步加强了质量意识，牢固树立了质量为本的观念，工程质量得到了业主及监理的认可，在军工项目上树立了良好的企业形象。
十、 巩固措施
1、 对本次活动继续总结，找出可持续改进的部位，进一步提高。为工程创优创造良好的基础。
2、 将本次活动进行总结，并写成论文发表。
十一、分析遗留问题
1、砼的缓凝效果受自然条件影响，控制难度较大，由于本次单面支模高度7m以上，按浇筑方案，单次浇筑高度1m，需7次完成浇筑任务。从浇筑开始到完成需要较长的时间，所以受气温影响有不确定性，按照理论要求，应适时的调整砼的初凝时间，但实际操作性不强，小组对砼的初凝时间控制耗用了大量时间和精力，但实际产出的效果不佳。
2、实际施工中，施工荷载对墙体侧压力的影响可能超出小组预期，由于支模高度较大，墙体底部受砼下落冲击荷载较大，且不利于钢筋、防水层的保护，所以施工中应采用导管等方式浇筑以减小砼的冲击荷载。
十二、 总结及体会
通过小组的活动，我们提高了分析问题，解决问题的能力，对PDCA循环有了实践性的体会，对高大范本的单面支模技术有了长足的提高。
通过本次单面支模施工的小组活动。给日后的施工总结了技术上的相关参数和经验。
本次活动使施工人员提高了对质量的认识，培养了大家的质量意识，使我们的施工人员技术水准得到了很大的提高。
通过本次活动提高了施工质量，受到了业主和监理等单位的满意。
小组活动仍有不足之处，如上诉的遗留问题等，我们将按PDCA循环的要求在后续施工中继续提高。