中建八局-超厚大体量底板混凝土快速浇筑施工技术创新4.1.doc

超厚大体量底板混凝土快速浇筑施工技术创新
中建八局天津公司天津周大福金融中心项目“制高点”QC小组
一、 工程概况
1、工程简介
天津周大福金融中心项目位于天津市经济技术开发区内，工程总建筑面积39万㎡，建筑总高度530m，塔楼地下4层、地上100层，结构体系为钢管混凝土框架+混凝土核心筒+带状桁架结构，基础为桩筏基础。本工程是中建八局重点工程，为世界在建第九高楼。
2、塔楼底板施工概况
本项目塔楼基础为超厚底板，一般厚度5.5m，局部最厚达9.9m；底板总面积为5600㎡，混凝土强度等级为C50P10，一次性浇筑混凝土总量3.1 万 m³，属于超厚大体量底板混凝土。
本项目场外道路为新城西路和第一大街，属于城市主干道，交通拥挤，对底板浇筑交通组织影响较大。塔楼底板施工期间，一期裙楼正在进行第二步土方开挖，二期裙楼处在B3层竖向结构施工阶段，场内狭小受限。
针对以上问题，成立了本QC小组，对塔楼底板混凝土浇筑技术进行探索，寻找可实际操作且能有效解决快速完成塔楼底板混凝土浇筑的方法。
二、 QC小组简介
1、小组概况
小组概况及其成员概况见表2-1和2-2所示：
表2-1 小组概况
小组名称
天津周大福金融中心项目“制高点”QC小组
课题名称
超厚大体量底板混凝土快速浇筑施工技术创新
成立时间
2014.08
小组注册号
TJZ11
课题类型
创新型
课题注册号
TJ-2014-72
活动时间
2014.08——2014.11
接受QC教育时间
48小时
活动次数
3次/周
出勤率
98%
制表人：李可柏 制表时间：2014.8.7

表2-2 小组成员概况
序号
姓名
项目职务
小组职务
文化程度
组内分工
1
苏亚武
项目经理
组长
博士
策划组织
2
刘鹏
项目副经理
实施顾问
本科
实施指导
3
陈学光
副总工程师
技术顾问
本科
方案编制及技术指导
4
李可柏
土建工程师
发布人
硕士
现场实施管理及成果整理
5
王凯峰
技术工程师
组员
本科
技术协调
6
唐祖锡
工程部经理
组员
本科
组织协调
7
姜秀辉
土建工程师
组员
本科
现场实施管理
8
魏鑫
质量工程师
组员
本科
施工质量管理
9
王军
施工班组长
组员
高中
方案加工、安装
制表人：李可柏 制表时间：2014.8.7
三、选题理由
（1）质量保证：本工程确保“鲁班奖”，塔楼底板超厚，施工难度大，质量严格。
（2）场地受限：现场场地狭窄，运用传统的浇筑方法实施困难。
（3）进度要求：工期紧凑，选择适宜的浇筑方法可以节省工期，加快进度。
（4）科技增效：公司提倡降本增效，合理的浇筑方式可以节约成本，提高效率。
基于以上四点理由，我QC小组选定开展的课题名称为：超厚大体量底板混凝土快速浇筑施工技术创新。
四、设定目标
目标：快速完成塔楼底板混凝土浇筑！
目标值：48小时内完成3.1万m³混凝土浇筑！
五、提出方案并确定最佳方案
1、提出方案
塔楼底板施工方案编制初期，项目组织多位专家、技术人员多次召开了塔楼底板施工专题讨论会。考虑到场地受限，传统的混凝土泵车浇筑方法难以实施，我QC小组综合参考各方意见后，提出三种创新型的塔楼底板浇筑施工方案：
方案一：溜槽
实施要点：
（1）整个基坑布置5组溜槽。
（2）溜槽采用模板加工，上铺钢板，溜槽由第一道支撑板直接倾斜至底板钢筋上皮。
（3）支撑架体采用满堂钢管脚手架。

“溜槽”方案图
方案二：溜槽+串筒
实施要点：
（1）整个基坑布置5组溜槽+串筒。
（2）串筒采用大直径钢管，从第一道支撑竖向搭设至第三道支撑。
（3）串筒下口连接溜槽，溜槽由第三道支撑倾斜至底板钢筋上皮。
（4）支撑架体采用钢管脚手架。

“溜槽+串筒”方案图
方案三：溜管
实施要点：
（1）整个基坑布置5组溜管。
（2）溜管采用大直径钢管，从第一道支撑竖向搭设至第三道支撑后，再斜向搭设至底板钢筋上皮。
（3）支撑架体采用钢管脚手架或格构柱。

“溜管”方案图
2、 确定最佳方案
我QC小组从可操作性、安全性、经济性，工期四个方面对三种方案进行了对比分析。

表5-1 方案对比分析表
方案
可操作性
安全性
经济性
工期
溜槽
搭设高且斜向的满堂钢管脚手架，难度大，溜槽安装固定困难。
满堂脚手架搭设高，与溜槽间固定难，安全隐患多。
需材料费4.38万元，人工费17.42万元，工期效益-15万元，总成本36.8万元。人工费过高，不经济。
搭设支撑架体及溜槽安装需占用工期5天，耗时长。
溜槽
+
串筒
搭设钢管脚手架，操作不便，且脚手架面积大导致砼浇筑后收面不便。
支撑架体搭设安全隐患多。
需材料费5.36万元，人工费12.39万元，回收残值1.26万元，工期经济效益-10万元，总成本26.55万元。
串筒加工安装不需占用工期，但支撑架体搭设及溜槽安装耗时，占用工期3-5天。
溜管
溜管长度长，吊装困难。
溜管安装高空作业多，需采取防护措施。
需材料费18.59万元，人工费6.61万元，回收残值10万元，工期效益10万元，总成本5.2万元,。一次性投入高，可回收，且效益明显。
溜管加工、安装与其它工序穿插同步进行，不占时间，可节省工期。
制表人：李可柏 制表时间：2014.9.13

通过上述方案对比分析可以看出，方案一、二操作难度大且安全隐患多、不经济，占用工期长，而方案三安全性高，经济效益显著且不占用工期，所以我QC小组综合考虑后决定采用方案三“溜管”方案为最终实施方案。
六、制定对策
1、方案实施流程
通过讨论，小组确定了溜管方案实施流程图如下：

图6-1 “溜管”方案实施流程图
制图人：魏鑫 制图时间：2014.9.19
2、关键技术问题预测
小组成员通过讨论，运用“头脑风暴法”，绘制出“溜管”方案实施过程的PDPC图，提前对关键技术问题进行预测，并制定出相应解决办法，有利于方案在过程中的顺利实施。

图6-2 溜管快速浇筑砼PDPC图
制图人：李可柏 制图时间：2014.9.22

我QC小组通过以上PDPC法分析后，预测在“溜管”方案实施过程中有以下关键问题需解决：（1）设计多分支卸料槽（2）支撑架体选型（3）确定溜管最佳倾斜角度（4）实现溜管安、拆方便（5）控制混凝土进入钢筋骨架内不离散（6）满足混凝土分区浇筑，全部覆盖。
3、 制定对策
针对以上关键问题，我QC小组提出以下对策进行解决，如表6-1所示：
表6-1 对策表
序号
项目
对策
目标
措施
完成地点
完成时间
负责人
1
设计多分支卸料槽
对单个溜槽进行组装
五组溜管浇筑速度达到720m³/h以上。
（1）加工制作单个溜槽（2）将单个溜槽拼装成“V”形双肢卸料槽
办公室
2014.9.27
魏鑫
2
支撑架体选型
通过计算选型
确保安全，安拆方便，不影响混凝土收面和养护。
（1）计算浇筑时荷载大小（2）选取支撑架体方式（3）加工安装
办公室+加工厂+现场
2014.9.28——10.19
王凯峰
3
确定溜管最佳倾斜角度
类似工程借鉴，现场实验测试
混凝土快速流下，不堵管，不离析
（1）参观学习类似项目（2）召开专题会讨论（3）并现场浇筑实验（4）确定角度
现场
2014.9.2——9.29
姜秀辉
4
实现溜管安、拆方便
模块化组装，多形式连接
安、拆不占工期，可回收利用
（1）加工厂工具化制作构件（2）现场分段模块化组装，组装采用多形式连接（3）浇筑后分块整体拆除
加工厂+现场
2014.10.1——11.1
李可柏
5
控制混凝土进入钢筋骨架内不离散
对混凝土进行引流
确保混凝土倾落高度＜2m，不离散
（1）制作钢质引流管（2）制作大小不同的分料斗（3）引流管和分料斗组装成活动式多肢串管
加工厂+现场
2014.10.18——10.23
魏鑫
6
混凝土分区浇筑，全部覆盖
多点浇筑，灵活布料
保证浇筑全部覆盖，溜管浇筑98%混凝土总量
（1）在溜管干管上安装支管（2）支管上安装旋转装置（3）旋转装置末端连接轻便溜槽进行多方向布料
办公室+现场
2014.10.10——10.26
王凯峰
制表人：王凯峰 制表时间：2014.9.24
七、对策实施
实施一：设计多分支卸料槽
制作上口宽1200mm，下口宽400mm，高400mm的木质卸料槽，然后将其拼装成3个“V”形双肢卸料槽和2个单肢卸料槽。在混凝土浇筑时，罐车倒至卸料槽处直接卸料。
实施效果：浇筑过程中，五组溜管最快浇筑速度达950m³/h。
实施结论：目标实现。
实施二：支撑架体选型
（1）综合计算后，采用型钢格构柱式支撑，选用1340*1340mm和930*930mm两种规格型钢格构柱。
（2）型钢格构柱在工厂采取工具化预制加工，现场模块化安装，且与底板其他工序同步穿插进行，不占用工期。
实施效果：施工全程“零”安全事故；安、拆方便快捷；浇筑收尾阶段未对收面造成影响，后期未影响混凝土保温养护。
实施结论：目标实现。
实施三：确定溜管最佳倾斜角度
（1）项目部在9月份时，组织技术部、工程部、质量部一行6人前往武汉某项目类似底板浇筑参观学习，其溜槽倾斜角度为33°~41°。
（2）针对塔楼底板混凝土浇筑，项目组织召开专家讨论会，会上多位专家根据工程经验建议最适宜倾斜角度为16°~27°。
（3）在我司其他项目底板浇筑时，制作相同的溜槽，通过实验方法测得，当倾斜角度为20°时，混凝土流淌较快。
（4）结合实际情况，我QC小组综合考虑后，决定此次溜管安装的倾斜角度为19°~23°。
实施效果浇筑时，混凝土流淌快，全程未发生堵管。
实施结论：目标实现。
实施四：实现溜管安、拆方便
（1）溜管安装时，主要分为以下几个步骤：①底板下层钢筋绑扎期间穿插安装各溜管型钢立柱基础节，下端固定在垫层或底板下层钢筋及钢筋支架上； ②底板上层钢筋绑扎期间，安装溜管型钢立柱；③底板上层钢筋绑扎期间同步穿插安装溜管竖向段； ④底板上层钢筋基本绑扎完毕，穿插安装各斜向溜管段，各斜向溜管段通过法兰盘连接固定，并与已经安装的竖向段连接固定； ⑤溜管上口通过承插方式插入预先制作的钢质漏斗，V形卸料槽与钢质漏斗连接。
（2）由于溜管各部件是采用承插式，法兰盘等便捷形式连接，在溜管拆除时，可以直接分节、分段整体模块化拆除，保证构件拆除后的完整性。
实施效果：此次溜管安、拆耗时2.5d，不单独占用工期，拆除后各部件完整，实现回收再利用。
实施结论：目标实现。
实施五：控制混凝土进入钢筋骨架内不离散
（1）根据卸料槽形式不同，提前在加工厂制作700*700mm、900*700mm两种不同大小分料斗。
（2）加工制作直径140mm，长度不等的钢质引料管，将分料斗和引料管拼装成活动式四肢（六肢）串管，混凝土浇筑前，将其安装在底板钢筋骨架中，将混凝土引流至底板内。
实施效果：浇筑时混凝土未离散，流淌性好。
实施结论：目标实现。
实施六：满足混凝土分区浇筑，全部覆盖
（1）在斜向主溜管出料口下方型钢立柱位置设置竖向分支溜管。
（2）竖向分支溜管上安装简易360°可旋转装置。
（3）竖向分支溜管末端设置可移动工具式溜槽，混凝土通过上述装置进行布料。
（4）在浇筑时，混凝土罐车倒至卸料槽处直接卸料，通过卸料槽、漏斗、竖向溜管、斜向溜管输送至底板相应区域；随溜管第一个出口处底板内的混凝土浇筑至设计标高，拆除最前端的第一节斜向溜管，使第二节溜管前段成为出料口，通过设置在型钢立柱位置的竖向分支溜管、可移动工具式溜槽向四周均匀布料，以此类推，逐节拆除斜向主溜管，直至后退浇筑至竖向主溜管附近，至浇筑完成，达到分区浇筑，全部覆盖的目的。
实施效果：此次浇筑溜管覆盖面积达100%，浇筑混凝土总量达98%，汽车泵补料698m³，有效实现分区浇筑。
实施结论：目标实现。

现场溜管安装全景
八、效果检查
1、 目标检查
塔楼底板混凝土实际浇筑用时为38小时，比计划48小时提前10小时完成，顺利实现了快速完成塔楼底板混凝土浇筑的目标！
塔楼底板浇筑速度快，层间没有形成冷缝；后期混凝土养护时，溜管支撑部位不影响保温材料的覆盖，通过养护期的观察，底板混凝土裂缝极少，均在设计和规范允许范围内。此次塔楼底板混凝土施工质量得到了业主和监理的一致肯定，为工程创优奠定了基础。
2、 效益检查
（1） 经济效益
采用溜管浇筑方案比原计划工期提前2天。经计算，与传统泵车浇筑方法相比，取得经济效益77.3万元。

技术进步经济效益与节约三材计算认证书
（2） 环境效益
溜管浇筑方案符合绿色施工要求。可实现混凝土输送过程中无噪声、无油耗、不用电。
据估算，本次混凝土浇筑可减少柴油油耗18000L，PM2.5排放量大大降低。此外，大口径钢质溜管浇筑完成后全部回收，可用作后期垃圾排放管道，实现有效回收再利用。
（3） 社会效益
国内首创的工具化、大口径溜管快速浇筑技术，38小时内浇筑完成3.1万m³混凝土，创造了国内同体量混凝土最快浇筑速度，得到各类新闻媒介的广泛宣传，增强了企业的社会影响力。
九、巩固措施及标准化
1、 巩固措施
为巩固成果，项目召开了塔楼底板浇筑总结会，将本次浇筑中暴露出来的问题进行总结分析，并据此对溜管技术进行了进一步优化。
2、 标准化
（1） 根据本次QC活动成果，小组成员编写并申请了“一种快速浇筑大体量混凝土的工具化大口径溜管装置及施工方法”发明专利1项及相关实用新型专利6项，目前正在受理中。

专利受理申请通知书

（2）由小组成员编写的“工具化大口径溜管快速浇筑超厚大体量底板混凝土施工技术”成果已通过科技查新，正在申请工法。

科技查新报告
十、总结及下一步打算
1、总结
通过本次QC小组活动，顺利实现了塔楼底板混凝土高质量、快速浇筑，达到了预期目标。与此同时，我QC小组成员的质量意识、团队精神、QC知识、工作热情等方面素质也得到了显著的提高。
2、下一步打算
此次QC小组活动的成功，坚定了我们小组成员持续开展QC活动的信念，我们小组成员将会以更加饱满的热情投入到QC活动中，并且决定将 “提高超厚钢板剪力墙混凝土结构施工质量”作为我们小组下一个活动课题。