上海復雜立面清水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高控制創(chuàng)新QC

異形立面清水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高上海XX集團有限公司XXQC小組2014年4月目錄異形立面清水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高上海XX集團有限公司XXQC小組2014年4月TOC\o"1-2"\u1.課題概況42.課題小組介紹63.選題理由83.1以往的清水混凝土情況83.2施工難度高84.P（計劃）階段84.1業(yè)主提出的質(zhì)量要求84.2施工中常見問題調(diào)查84.3尋找主要問題94.4目標確定114.5原因分析及原因確定114.6制定對策14制表人：吳亦樂日期：2013年04月20日155.D（實施）階段15實施（一）底部施工留設(shè)形式優(yōu)化15實施（二）施工縫施工節(jié)點優(yōu)化16實施（三）模板系統(tǒng)優(yōu)化186.C（檢查）階段206.1實施效果檢查206.2總效果227.A（處理）階段257.1鞏固措施257.2總結(jié)及下一步打算27前言各位評委與專家好：近年來，隨著能源的過度消耗，綠色、環(huán)保的概念在建筑設(shè)計、施工領(lǐng)域中開始受到廣泛的關(guān)注。如何在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能，節(jié)地，節(jié)水，節(jié)材),保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，做到建筑與自然和諧共生，成為建筑業(yè)契合整個發(fā)展形勢需要解決的關(guān)鍵問題。清水混凝土結(jié)構(gòu)正是在這一綠色理念下產(chǎn)生的實踐應(yīng)用。清水混凝土又可稱為無飾面混凝土，因其自身具備相當?shù)难b飾效果而得名，具有樸實無華、自然沉穩(wěn)、厚重清雅的外觀底韻。但由于清水混凝土結(jié)構(gòu)，作為一個系統(tǒng)工程，對施工工藝的要求相對較高，而結(jié)合我國目前的國情，建筑業(yè)仍為典型的勞動密集型行業(yè)，施工技術(shù)人員比例低，工人的綜合素質(zhì)較發(fā)達國家相對較低，施工機械化、標準化程度不高；建筑材料的穩(wěn)定性、質(zhì)量與國外也有一定差距。在國內(nèi)已建的清水混凝土建筑中，往往表現(xiàn)出清水混凝土結(jié)構(gòu)一次成型的質(zhì)量相對較差，需要后期的表面粉飾修補，涂料遮蓋處理，才能達到飾面要求，造成最終的清水效果，無法體現(xiàn)源自混凝土本身的質(zhì)感，且易出現(xiàn)表面裂縫，影響觀感質(zhì)量，留下不小的遺憾。針對以上在清水混凝土施工過程中易發(fā)生的質(zhì)量缺陷，在上海自然博物館（上?？萍拣^分館）工程中，成立了“異形立面清水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高”的QC小組，以提高該工程的清水混凝土施工質(zhì)量，其成功的案例也可為后續(xù)工程項目解決此類問題，提高清水混凝土的施工質(zhì)量提供較為完整的藍本。1.課題概況上海自然博物館（上?？萍拣^分館）工程位于上海市靜安區(qū)山海關(guān)路以南，大田路以西，慈溪路以東，北京西路以北的合圍區(qū)域。整個建筑在靜安雕塑公園內(nèi)，建成后將成為上海市中心唯一的處于公園之中的市級博物館，其建設(shè)規(guī)模、展品存量、展示手段、內(nèi)外部條件同時也處于國內(nèi)三大自然博物館的前列。建筑外形設(shè)計源自有海洋中“活化石”之稱的鸚鵡螺。建筑造型上與自然協(xié)調(diào)外，樹立了生態(tài)、節(jié)能、減廢、健康的綠色目標，即力爭使其從形式到內(nèi)質(zhì)都體現(xiàn)出“生于自然，融于自然，還于自然”的綠色精神。圖1工程平面位置圖項目總建筑面積45086㎡，其中地上建筑面積12128㎡，地下建筑面積32958㎡。建筑總高度18m，地上三層，地下二層。自然博物館設(shè)計在溶于自然的立意下，建筑由外至內(nèi)，在多部位選用了清水混凝土飾面。其中相當部分結(jié)構(gòu)受建筑造型要求，還存在不同一般的特異性。（1）西立面墻位于自然博物館西側(cè)入口立面。為400mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；標高從-0.1m～+17.5m（局部為+6.9m～+17.5m），墻面與室外地面呈80.2°角（向室外傾斜），墻面南側(cè)與Z1軸清水圓弧墻交合，室外部分為清水面。墻體總長度約為56m，高度17.6m。圖2西立面清水混凝土斜墻效果示意圖（2）圓弧墻東西向貫穿自然博物館。圓弧半徑89m，為500mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；標高從-0.1m～+17.5m，墻面西側(cè)與西立面斜墻交合，面向檐廊為清水面。墻體展開總長度約為100m，高度17.6m。圓弧墻圓弧墻圖3圓弧清水墻效果示意圖2.課題小組介紹小組最早成立時間：2013年01月。小組活動情況表2-2表小組活動日期：2013年1月月30日～2014年1月31日課題類型攻關(guān)型小組注冊編號EJ/ZR-144-01課題注冊編號EJ/QC-144-01活動階段計劃（P）實施（D）檢查（C）處置（A）合計活動次數(shù)8455共23次出勤率97％98％99％98%平均98％制表人：吳亦樂日期：2013年03月1日小組成員介紹2-1表姓名性別文化程度職務(wù)（稱）組內(nèi)分工培訓情況龍莉波男本科公司總工程師組長小組成員經(jīng)過質(zhì)量量TQC知識培訓，人人均24課時/年章誼男本科第一分公司主任工工程師對策何永順男本科項目工程師（發(fā)布布員）調(diào)查實施吳亦樂男本科質(zhì)量工程師調(diào)查實施黃雄鳴男中專材料員統(tǒng)計實施朱杰男大專統(tǒng)計員、資料員統(tǒng)計資料曹巍男本科測量員實施趙祿邦男中專操作團隊領(lǐng)隊實施制表人：吳亦樂日期：2013年03月02日3.選題理由3.1以往的清水混凝土情況以往我司在東方體育中心和上海F1賽車看臺的局部使用了清水混凝土，一次性清水混凝土合格率83%，修補后合格率100%。本次自然博物館清水混凝土我小組針對異型清水面的觀感質(zhì)量進行針對性攻關(guān)。3.2施工難度高（1）自然博物館外形設(shè)計源自有海洋中“活化石”之稱的鸚鵡螺，結(jié)構(gòu)主要采用混凝土框架形式，總體結(jié)構(gòu)造型復雜，較為常規(guī)的結(jié)構(gòu)施工難度難度相對較大，對施工質(zhì)量控制提出了更高的要求。（2）自然博物館屬國資項目，項目用于基建的投資相對有限。因此如何優(yōu)質(zhì)高效的完成自然博物館建設(shè)，采取最合理、經(jīng)濟的清水混凝土施工方案，是本工程面臨的又一大難點。（3）本項目清水混凝土結(jié)構(gòu)多為建筑外立面墻，采用合理的施工方式及節(jié)點處理，提高清水混凝土的防水、耐久等性能，使其在暴露的環(huán)境中經(jīng)久耐用。4.P（計劃）階段4.1業(yè)主提出的質(zhì)量要求業(yè)主對我施工方提出驗收一次合格通過，并達到上海市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程，爭創(chuàng)魯班獎。4.2施工中常見問題調(diào)查清水混凝土的模板體系對清水混凝土質(zhì)量影響較大。模板支承系統(tǒng)的設(shè)計是按照組成支承系統(tǒng)的各構(gòu)件需要承受的荷載進行計算，保證支承系統(tǒng)具有足夠的承載能力、穩(wěn)定性和剛度，能可靠地承受澆筑混凝土時混凝土、鋼筋、模板體系的自重，新澆混凝土的側(cè)壓力及施工荷載，并控制變形在允許范圍內(nèi)，并能方便拆除和周轉(zhuǎn)使用。本工程采用多層覆膜板及木方、槽鋼、對拉螺桿散拼合模體系，該模板體系施工工藝已日趨成熟。4.3尋找主要問題由于工程的重要性，我小組針對活動課題，對以往施工的同類型結(jié)構(gòu)的質(zhì)量驗收情況進行了統(tǒng)計，共抽查了250個點，統(tǒng)計結(jié)果如表4.4-1。結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收統(tǒng)計表4.4-1表序號調(diào)查項目調(diào)查總數(shù)（項）合格點（項）不合格點（項）合格率（%）1銳角處試驗小樣2515675%2圓弧面試驗小樣125802580%3傾斜面試驗小樣38281073%4窗套試驗小樣6254986%5合計2502005080%制表人：吳亦樂日期：2013年05月11日根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查的結(jié)果，小組對表3統(tǒng)計的50個不合格問題點進行了逐項分析，分析結(jié)果如表4.4-2：問題發(fā)生情況調(diào)查表4.4-2表序號不合格項目發(fā)生頻數(shù)（點）累計頻數(shù)（點）發(fā)生頻率（%）累計發(fā)生頻率（%%）1線條觀感效果不佳佳222245452砼色面存在色差123525703螺栓眼處有砂眼現(xiàn)現(xiàn)象64112.582.54轉(zhuǎn)角處不順直4457.5905露筋1462.592.56水平冷縫1472.5957其他3505100制表人：吳亦樂日期：2013年05月12日依據(jù)表4我們繪制了排列圖。頻數(shù)（次）N=5頻數(shù)（次）N=50累計頻率(100%)100%5095%92.5%90%癥結(jié)所在100%5095%92.5%90%癥結(jié)所在82.5%70%82.5%70%80%4045%80%4045%60%302260%30221240%1240%201314620%201314620%101012345670序號12345670序號線條觀感效果不佳其他水平冷縫露筋轉(zhuǎn)角不順直螺栓眼處有沙眼砼表面有色差類別線條觀感效果不佳其他水平冷縫露筋轉(zhuǎn)角不順直螺栓眼處有沙眼砼表面有色差類別圖4排列圖制表人：吳亦樂日期：2013年03月13日其中，尤以“線條觀感效果不佳”最為關(guān)鍵，為癥疾所在！4.4目標確定通過QC小組的討論意見以及業(yè)主提出的質(zhì)量要求，我們制定本工程清水混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量合格率需達到80%+（50-22）/250×100%=91.2%以上。4.5原因分析及原因確定為此我們QC小組根據(jù)討論羅列出以下15個末端因素，經(jīng)過小組成員和有關(guān)技術(shù)人員一起研討后，一致認為針對異形墻線條觀感不佳的關(guān)鍵問題主要是在“模板體系設(shè)置不合理”、“墻體線條布置不合理“、“墻底部施工留設(shè)方式不當”、“豎向施工縫接口處理不到位”這3個主要因素所取決。其他問題根據(jù)以往的施工經(jīng)驗都能解決，所以都不是要因。法物法物明縫不順直裝飾條材料強度不足異形墻線條觀感效果不佳機模板加工偏差模板加工設(shè)備精度低設(shè)備故障頻率高保養(yǎng)、使用不當?shù)撞渴┕たp接口錯位明顯底部施工縫留設(shè)方式不當明縫形狀不規(guī)則施工縫接口處理不到位鋼筋保護層控制不到位模板安裝精度不到位明縫、蟬縫錯縫墻體線條布置不合理墻體順直度不足模板系統(tǒng)設(shè)置不合理砼振搗不當產(chǎn)品保護不到位明縫破壞現(xiàn)象拆模不當人員配合不協(xié)調(diào)工藝操作不到位人環(huán)場地狹小模板吊裝難度大我們共歸納出15個影響異形墻線條觀感質(zhì)量不佳的末端因素，經(jīng)過要因確認，得出以下4條主要原因：1、底部施工縫留設(shè)方式不當2、施工縫接口處理不到位3、模板系統(tǒng)設(shè)置不合理異形墻觀感質(zhì)量不佳要因確認表4.5-1表序號末端因素確認方法驗證分析驗證負責人結(jié)論1模板加工偏差現(xiàn)場調(diào)查現(xiàn)場模板加工設(shè)備備老舊，加工工精度不高。章誼否2設(shè)備使用保養(yǎng)不當當檢查設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備使用操作作不規(guī)范，使使用后缺乏定定期保養(yǎng)。章誼否3底部施工縫留設(shè)方方式不當現(xiàn)場觀察先澆混凝土墻體止止水翻口同墻墻厚，導致施施工縫接口明明顯，高低不不平。吳亦樂是4施工縫接口砼處理理不到位規(guī)范對比先澆混凝土未進行行有效的鑿平平、修補處理理，導致后安安裝模板的凹凹槽條安裝偏偏位。何永順是5鋼筋保護層控制不不到位現(xiàn)場測量局部區(qū)域鋼筋保護護層厚未按施施工縫凹槽調(diào)調(diào)整，造成施施工縫凹槽深深度不足。陸峰否6模板安裝精度不到到位現(xiàn)場調(diào)研模板現(xiàn)場加工分塊塊安裝，模板板安裝精度控控制有困難。張安明否7模板系統(tǒng)設(shè)置不合合理現(xiàn)場調(diào)查模板系統(tǒng)對異形墻墻面適應(yīng)性不不強，造成墻墻面外形線條條僵硬不自然然。章誼是8墻體線條布置不合合理現(xiàn)場抽查線條布置未根據(jù)整整體高度進行行布置，造成成上下層線條條不統(tǒng)一。朱杰是9拆模不當研究確認現(xiàn)場拆模時，施工工交底不到位位，有撬棒在在施工縫凹槽槽處撬動現(xiàn)象象。吳亦樂否10砼養(yǎng)護不當會議討論現(xiàn)場拆模后養(yǎng)護不不到位。張安明否11產(chǎn)品保護不到位現(xiàn)場調(diào)查部分區(qū)域完成后未未進行有效保保護，造成其其他專業(yè)施工工破壞。趙祿邦否12裝飾條強度不足規(guī)范對比在混凝土澆搗或拆拆模時裝飾條條易斷裂。吳亦樂否13施工操作空間小會議討論施工場地狹小，材材料周轉(zhuǎn)難度度大。張安明否14工藝操作不當規(guī)范對比工人缺乏技術(shù)培訓訓，施工技術(shù)術(shù)交底不到位位。朱杰否15人員配合不協(xié)調(diào)現(xiàn)場抽查工種之間溝通不暢暢通。趙祿邦否制表人：吳亦樂日期：2013年04月10日4.6制定對策根據(jù)找出的主要原因，小組成員結(jié)合具體的情況進行討論，并結(jié)合上面的驗證分析結(jié)果認為只要在實際施工中重點把握這4個方面的因素，就可以最大限度地減少由于客觀條件所導致的困難，因此我們制訂了相應(yīng)的對策，具體見對策表：對策表4.6-1表序號要因項目對策目標措施負責人期限實施地點1底部施工縫留設(shè)方方式不當鋼筋內(nèi)插入機制九九夾板弱化施工縫痕跡，滿滿足防水要求求1、對墻體底部施工工縫節(jié)點進行行優(yōu)化，制作作凹凸形式施施工縫，嚴禁禁使用平縫。2、加強模板加固控控制，避免漲漲模。吳亦樂澆筑工程前施工現(xiàn)場2施工縫接口砼處理理不到位人工剔除部分混凝凝土減弱施工縫痕跡，明明縫直線度控控制在2mm以內(nèi)1、對施工縫表面混混凝土浮漿剔剔除到位。2、加強明縫裝飾條條的安裝精度度。何永順澆筑工程前施工現(xiàn)場3模板系統(tǒng)設(shè)置不合合理先支外模板后綁扎扎鋼筋再支內(nèi)內(nèi)模板砼表面平整度≤33mm，線條順直直自然1、合理優(yōu)化模板施施工方案，提提高模板適應(yīng)應(yīng)性。2、加強混凝土的澆澆筑速度，控控制模板變形形量。陸峰整個施工過程施工現(xiàn)場制表人：吳亦樂日期：2013年04月20日5.D（實施）階段針對分析出來的4個主要原因和制定的相應(yīng)對策，在清水混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程中，我們具體從以下幾個方面進行實施：實施（一）底部施工留設(shè)形式優(yōu)化清水混凝土墻的底部施工縫在建筑功能上必須滿足有效的防水效果，在視覺上盡量弱化施工縫存在。針對以上情況，為保證施工縫止水效果，同時不影響建筑清水效果，對該施工縫節(jié)點采取以下優(yōu)化措施：在外墻插筋施工完，以外墻、內(nèi)外排鋼筋為限位，在內(nèi)側(cè)按設(shè)計高度設(shè)置導墻模板，模板與外側(cè)鋼筋采取臨時固定，導墻中部按設(shè)計要求設(shè)置止水鋼板，導墻與結(jié)構(gòu)樓層同步澆搗混凝土，在混凝土終凝后拆除導墻模板；在下一階段墻板施工中，按墻板定位要求，直接在樓板設(shè)置墻模限位，進行墻板施工。從而保證水平施工縫設(shè)于墻、板形成的陰角部位。由于前期導墻模板因為內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對外觀及定位要求不高，僅需采用臨時固定方式與鋼筋連接，施工較按一般導墻做法，在施工難度上要方便的多；其次內(nèi)導墻外表面與止水鋼板共同作用，延長滲水路徑對止水效果進一步加強；再次，由于整個墻體立面不需向一般做法中，外露導墻部位需設(shè)置吊模，從而大大減少模板固定與定位難度。最后外露施工縫可隱藏與陰角部位，確保了清水混凝土的觀感效果。圖5清水墻底部施工縫設(shè)置示意圖結(jié)論：通過對墻體底部施工縫的留設(shè)優(yōu)化，達到了結(jié)構(gòu)的防水要求以及建筑效果要求。實施（二）施工縫施工節(jié)點優(yōu)化施工縫處由于模板安裝難度大，普遍存在接縫不直，漏漿嚴重，造成觀感效果差，觀感效果無法滿足清水混凝土飾面要求的情況。結(jié)合建筑立面，在自然博物館施工縫位置有意識的設(shè)置PVC分隔縫，弱化施工縫在立面上的存在；同時在分隔縫外側(cè)采用端部模板內(nèi)嵌于長邊模板的構(gòu)造措施，同時在接縫部位設(shè)置高密度海綿條，在便于固定的同時，起到了良好的防止模板變形及防止漏漿的作用?；炷翝沧⑼瓴鹉：?，在混凝土施工縫位置，切割1cm左右槽口，人工鑿除施工縫外側(cè)表層1cm左右混凝土。相鄰段混凝土結(jié)構(gòu)施工階段，在凹槽原位設(shè)置相同分隔條，再進行混凝土澆筑。整個清水混凝土立面形成后，分隔條在視覺上形成凹槽式的裝飾線條，施工縫觀感上隱藏于凹槽內(nèi)。圖6施工縫留設(shè)流程示意圖結(jié)論：通過對施工縫處施工節(jié)點的優(yōu)化，有效減弱了施工縫痕跡，明縫的凹槽尺寸及直線度得到了有效的控制。實施（三）模板系統(tǒng)優(yōu)化在圓弧清水墻施工過程中，為控制其圓弧曲率，在模板施工過程中采取以下主要措施：（1）模板體系的水平外龍骨采用雙榀槽鋼的形式，根據(jù)圓弧的曲率及排版分塊圖進行加工圖深化，之后由專業(yè)模板加工廠進行定制加工。（2）模板排版及施工分塊劃分在滿足建筑效果要求的前提下，做到分塊長度一致，線條均勻布置，從而盡量減少施工過程中累計精度誤差。（3）模板安裝前，在已完成結(jié)構(gòu)面彈出圓弧墻模板控制線，模板就位固定過程中，通過對拉螺栓的松緊程度，控制模板的最終安裝精度。（4）混凝土澆筑過程中，混凝土的自由下料高度控制在2m以內(nèi)。混凝土振點應(yīng)從中間開始向邊緣分布，布泵均勻，遍布澆筑的各個部位應(yīng)隨澆筑連續(xù)進行。混凝土分層進行澆筑，分層厚度控制在500mm左右，以控制模板在澆筑時的變形量。圖7圓弧墻模板系統(tǒng)加工圖圖8A-A圖9圓弧墻標準段模板西立面墻體與室外地坪呈80.2°的交角，相比常規(guī)垂直墻體，該墻體外側(cè)模板在混凝土澆筑時存在一定的水平向荷載，為保證混凝土澆筑時模板的變形量，確保墻體的外觀質(zhì)量，在施工時采取以下措施：（1）在墻體外側(cè)設(shè)置橫向水平力支撐架，以支撐外側(cè)模板在混凝土澆筑后的水平力。（2）結(jié)合建筑線條效果，對西立面墻體進行合理的分塊，分塊高度控制在3.5m以內(nèi)，盡量減少混凝土對模板的側(cè)壓力。（3）墻體施工時先在外側(cè)水平力支撐架上完成外側(cè)模板的安裝，并通過支撐架上可調(diào)支撐鋼管，調(diào)整模板的安裝精度。保護層墊塊安裝固定后再進行墻體的鋼筋施工，最后完成內(nèi)側(cè)模板封模。從而保證墻體的斜率。圖11西立面斜墻模板支撐體系結(jié)論：通過對模板系統(tǒng)對異形墻面的針對性優(yōu)化，使得墻體的外形尺寸以及視覺美觀性達到了要求。6.C（檢查）階段6.1實施效果檢查從2012年10月至2013年1月，圓弧墻及西立面清水混凝土結(jié)構(gòu)施工順利完成，對完成清水混凝土圓弧墻、西立面斜墻行了抽查檢測，具體效果見下表：活動后效果統(tǒng)計表6.1-1表序號調(diào)查項目調(diào)查總數(shù)合格點合格率（%）1異形墻觀感效果不不佳5047942砼色面存在色差807492.53螺栓眼處有砂眼現(xiàn)現(xiàn)象200182914轉(zhuǎn)角處不順直2019955露筋50501006水平冷縫10101007其他50471008總計46042993.26制表人：吳亦樂日期：2013年8月1日通過上述列表分析，對策實施前的合格率為80%，而對策實施后的合格率為93.26%，達到了91.2%的目標值。圖14活動對比分析6.2總效果（1）目標完成情況本工程于2013年8月結(jié)構(gòu)驗收一次合格通過，并達到上海市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程。工程質(zhì)量得到了業(yè)主與監(jiān)理單位的認可。圖15結(jié)構(gòu)驗收一次性通過圖16上海市2013年度優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)（2）經(jīng)濟效益本工程清水混凝土結(jié)構(gòu)采用了多層覆膜板散拼合模的形式，在此基礎(chǔ)上，針對異形混凝土結(jié)構(gòu)，在模板龍骨及施工流程及節(jié)點等方面加以優(yōu)化，利用