型钢混凝土组合结构柱施工质量控制
海达建设集团有限公司岷山中学工程QC小组
一、工程概况
岷山中学工程位于新碶街道凤洋一路与岷山路交叉口东南角地。工程总用地面积约28200平方米，其中中小学用地约24000平方米，公园绿地约4200平方米。学校设计规模为24班初级中学，总建筑面积34183平方米（含一层地下室，建筑面积约15405平方米）。其中食堂及风雨操场为型钢混凝土结构，共设计工字型钢柱10根，截面为1.2m×1.0m，型钢柱单柱总高16.85米，是本工程中质量控制中的重点、难点。 二、工程概况
小组具体情况表
表1
小组名称 小组课题 成立时间 小组类型 活动时间 活动次数 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2017.5.18 现场型 2017.5-2017.7 17 小组人员情况 姓名 张超 曹佩文 何钱 王水静 楼婷婷 谢冬冬 郑松涛 姜小军 马跃法 洪培燕 年龄 41 45 46 38 24 32 25 33 49 50 学历 本科 专科 专科 本科 大专 专科 大专 大专 专科 中专 职称 工程师 工程师 工程师 工程师 助 工 助 工 助 工 / / / 职务 工程副总 项目经理 项目技术负责人 项目质量负责人 资 料 员 质 检 员 施 工 员 钢结构班长 木工班长 泥工班长 组内 职务 顾问 副组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员 组员 组员 接受QC 教育时间 72小时 72小时 72小时 72小时 48小时 48小时 48小时 48小时 48小时 48小时 海达建设集团有限公司岷山中学工程QC小组 型钢混凝土组合结构柱施工质量控制 注册日期 注册登记号 成员人数 出勤率 2017.5.18 HDQC-17-08 10人 100% 制表：楼婷婷 制表日期：2017.5.18 三、选题理由 本工程为公司重点创优工程，工程质量目标为“钱江杯”，公司领导高度关注。 选题理由 型钢混凝土组合结构是本工程施工中的难点、重点；开展QC活动对保证该工艺成功运用，提高质量、节约成本是非常重要的。 本工程是学校工程，建成后有利于缓解北仑中心城区基础教育资源供需矛盾突出的问题，对优化整合中心城区基础教育资源，提升区域教育水平具有积极意义。 确定课题 构型柱钢施混工凝质土量组控合制结
四、现状调查
根据我QC小组我们调查了公司承建及北仑周边的类似的工程，对型钢混凝土组合结构柱的施工质量进行了调查，共抽查了340个点，需要整改的共42个，一次合格率88%；汇总分析后得到如下数据，其结果如下：
型钢混凝土组合结构柱施工质量缺陷统计表 表2
序号 1 2 3 4 5 7 项目 砼柱蜂窝、孔洞、麻面 型钢柱偏位 型钢柱加工质量差 型钢柱焊接质量差 砼柱尺寸偏差 其 他 合 计 频数 17 15 3 3 2 2 42 累计频数 17 32 35 38 40 42 频率 40.47% 35.71% 7.14% 7.14% 4.77% 4.77% 100% 累计频率 40.47% 76.18% 83.32% 90.46% 95.23% 100% 制表：楼婷婷 制表日期：2017.6.1 A、砼柱蜂窝、孔洞、麻面；
B、型钢柱偏位；
C、型钢柱加工质量差；
D、型钢柱焊接质量差；
E、砼柱尺寸偏差；
F、其他。
图1、型钢混凝土组合结构柱施工质量缺陷排列图
绘图：王水静 绘图日期：2017.6.1
结论：由排列图可以看出造成型钢混凝土组合结构柱质量问题的主要因素为：混凝土蜂窝、孔洞、麻面和型钢结构柱偏位，其累计频率达到了76.18%，是本次活动解决的关键问题。 五、目标设定及可行性分析
结合工程的质量目标要求和实际情况，小组成员分析后，设定目标：型钢混凝土组合结构柱施工质量符合《混凝土结构施工质量验收规范》要求，型钢混凝土组合结构柱分项质量验收一次合格率100%。
本QC小组成员技术力量强，理论水平高，有主动创新、攻克难关的能力，能够提出风险预控措施，并且多次获得省市优秀QC小组称号。 有利因素 本工程为公司的重点创优项目，公司领导高度重视，并在资金方面给予大力支持。 公司拥有浙江省省省级企业技术中心，为该项目的顺利完成提供了强有力的技术支持。 项目经理部人员施工经验丰富，技术过硬。
图2、活动前后目标对比柱状图
绘图：王水静 绘图日期：2017.6.3
不利因素柱截面大，箍筋复杂，控制点多，问题点多。 安装精度要求高，施工难度大 结论：综合上述有利和不利因素：QC小组成员有着丰富的实践经验和创新能力，公司领导高度重视，从人员、资金、技术上给予大力支持。虽然课题实施的难度大，但通过小组成员共同努力，只要解决砼柱浇筑蜂窝、孔洞、麻面和型钢柱偏位这两个主要缺陷，把型钢混凝土组合结构柱的施工质量完全控制在规范要求的范围内，型钢混凝土组合结构柱分项质量验收一次合格率100%，这一目标完全能够实现。 六、原因分析
小组成员通过查阅文献、现场调查和专家专题会议，运用关联图对造成型钢混凝土组合结构柱施工质量缺陷的原因进行分析，共找出11条末端因素。
缺少教育、培训 质量管理制度不健全 操作不熟练操作不熟练 思想不重视 思想不重视 立模质量差，漏浆 严重 模板安装质量差 混凝土配合比不符合要求 施工技能差 检查不到位 检查不到位管理人员质量意识淡薄 责任不明混凝土塌落度过小 混凝土流量差 型钢柱偏位 型钢柱间连接偏位 砼柱蜂窝、孔洞、麻面 混凝土一次浇筑量不足 振捣不到位振捣不到位 型钢吊装误差超标 轴线、标高偏差 型钢柱标准节连接偏位 型钢柱基础节连接偏位 养护 养护不到位检测设备仪器误差大 缺专人养护 混凝土浇筑、振捣方法不当 图3、原因分析因果图
绘图：何钱 绘图日期：2017.6.8 七、要因确认
要因确认表 表3 序号 末端因素 确认方法 确认情况 负责人 曹佩文 王水静 郑松涛 王水静 郑松涛 谢冬冬 郑松涛 何钱 郑松涛 谢冬冬 马跃法 曹佩文 何钱 马跃法 何钱 王水静 洪培燕 结论 要因 对现场施工班组进行摸底调查发现：现场工人对型钢混凝缺少教育、1 现场考核 土的安装施工经验比较缺乏，施工要点比较模糊，需要针培训 对性的进行技术教育培训。 有相应的施工管理制度，且公司有健全的质量管理体系，质量管理制2 现场检查 符合施工现场质量管理检查记录，并经过总监审核合格，度不健全 批准执行。 监测设备仪项目所使用的经纬仪、钢卷尺、高精度水准仪等测量仪器，3 现场检查 器误差大 合格证齐全，均经检测机构校正合格，满足监测要求。 4 5 轴线、标高轴线、标高的偏差，导致型钢柱位置偏差，改变了框架柱现场调查 偏差 的位置和力的传递。 模板安装质方案选用木胶模板，经检测模板平整度≤2mm,对拉螺栓固现场测量 量差 定的方法得当，刚度足够，可以满足施工质量要求。 非要因 非要因 要因 非要因 本工程型钢混凝土柱混凝土强度等级为C35，其砼的石子混凝土配合粒径和砼的和易性须严格控制,混凝土石子粒径采用6 比不符合要现场试验 5-16mm，坍落度控制在15-18cm。经过施工前的试验，满求 足设计要求。 非要因 7 缺少专人养检查现场的人员职责分工表，项目部已经安排有专人负责现场检查 护 混凝土的养护工作，并且有详细的养护记录。 王水静 何钱 非要因 曹佩文 姜小军 要因 郑松涛 曹佩文 型钢柱上部查找实测型钢上部各节的连接，若形成偏心位移，改变了柱的受力9 姜小军 要因 各连接偏位 数据 性能，对工程的整体结构有直接的影响。 郑松涛 混凝土浇筑 型钢柱体，对混凝土的阻力很大，振捣范围只限制在型钢曹佩文 10 振捣方法不现场测试 的四周，如若浇筑、振捣控制不好，极容易引起，蜂窝、姜小军 要因 当 烂根、孔洞等缺陷。 郑松涛 型钢构件根据深化设计所形成的设计文件，在进场时，对曹佩文 未进行材料11 现场检查 应每一个构件都有相应的进场验收标准和记录，不满足质姜小军 非要因 进场验收 量要求的坚决不进场施工。 郑松涛 制表：何钱 制表日期：2017.6.9 经过分析确认出以下五条要因：
1、缺少教育、培训； 2、轴线、标高偏差；
3、型钢柱基础节连接偏位； 4、型钢柱标准节连接偏位； 5、混凝土浇筑、振捣方法不当； 八、制定对策
针对影响型钢混凝土柱质量的五条要因，小组成员讨论研究、制定对策措施，具体如下： 型钢柱基础查找实测型钢基础节的偏位，导致桩基承载力的传递偏差，工程施8 节连接偏位 数据 工影响很大,影响工程质量和工期。 对策措施表 表4 序号 项目 对策 目标 措施 地点 时间 负责人 1、邀请公司总工和外聘专家对工人落实完善教育工人熟练掌握施工安曹佩文 缺少教进行讲解、培训。 现场 2017.6.12- 1 培训制度，聘装技术，质量要求，王水静 育、培训 2、通过多媒体进行岗位技术培训。 会议室 2017.6.13 专家进行培训 现场考核合格率100% 郑松涛 3、培训后、进行知识要点考核 配备精度等级型钢柱定位轴线偏差1、用全站仪、激光经纬仪、水准仪、高的测量工≤1mm，柱底标高偏差郑松涛 轴线、标钢尺现场测量。 施工 2 具，制定测量±2.0mm。顶标高偏差2017.6.15 谢冬冬 高偏差 2、专人控制制定的测量方案测量、现场 方法和控制部在0-3mm内，合格率达马跃法 复核。 位 到100% 1、在型钢柱脚部位预埋4根M36高强基础节柱中心型钢柱基基础节垂直度偏差≤锚栓，用Φ20短钢筋与底板钢筋连曹佩文 线与轴线对施工 2017.6.18- 3 础节连接3mm，地脚螺丝标高控接，进行加固处理。 何 钱 中，标高、垂现场 2017.6.19 偏位 制在±2.0mm以内 2、基础节采用座浆法安装在混凝土姜小军 直度控制准确 底板上； 1、型钢柱节与节连接预热对焊； 单根柱垂直度≤3mm，2、采用CO2气体保护焊、机械固定型钢柱上型钢柱上部各曹佩文主体结构垂直度≤以减小焊接应力变形； 施工 2017.6.20- 4 部各节连节节就位焊接姜小军 H/2500+10mm. 3、采用相对标高控制方法，用激光现场 2017.6.24 接偏位 准确 郑松涛 合格率100% 经纬仪、水准仪对轴线、垂直度、平整度进行校正 1、细化混凝土浇筑方法、限定每次混凝土浇混凝土的浇筑和振捣浇筑量 何 钱 严格按照技术施工 2017.7.4- 5 筑、振捣不出现欠振、麻面等2、振捣棒对称插入柱体内振捣。控谢冬冬 交底进行施工 现场 2017.7.6 方法不当 缺陷 制振捣时间。 洪培燕 3、加强质检人员的监管力度。 制表：何钱 制表日期：2017.6.10 九、对策实施
实施一 对各工种工人进行教育、培训
根据现场实际情况，考虑到现场工人对型钢混凝土安装施工技术缺乏经验、不熟悉，我们邀请制作厂家、公司总工、外聘专家，请他们对所有相关班组人员进行为期两天的技术培训，他们结合现场实际的施工条件，通过模拟动画、视频幻灯片等多种形式进行了生动、详细的讲解，解决了只是文字讲解，工人理解不透的难题。
实施效果：经过为期两天的技术培训，使各工种对型钢混凝土施工知识由生疏到掌握，质量意识显著提高。
实施二 轴线、标高偏差的控制 基础节预埋锚栓的定位：在预埋时增加一块辅助钢基础节顶板轴线、标高的控制：在底板的安装垫板，该垫板的截面尺寸及螺栓孔位与第一节柱的柱脚过程中，用激光经纬仪、水准仪时刻监测，确保底完全相同。因此只需保证钢垫板的安装精度即可。 板的标高、轴线位置符合设计及规范要求。 柱轴线 经纬仪 型钢柱垂直度及整体结构垂直度的控制：对以上部位的轴线用全站仪将轴线控制网引测至施工层，用两台激光经纬仪同时在两个垂直方向校正，每安装一层柱，校核一层柱的轴线和标高。 实施效果：对每根柱子逐一复核检查，型钢柱底座的标高、轴线误差均在设定的误差范围内，满足设计及规范要求，目标实现。
实施三 型钢柱基础节安装
1、预埋锚栓：底板钢筋绑扎时，在型钢柱脚部位预埋4根M36高强锚栓，并用ф20短钢筋与底板钢筋连接，进行加固处理。
2、标高的控制：将螺帽拧紧在预埋锚栓上部的螺纹处，作为水平标高的控制点。
3、基础节的安装：将型钢轴线与底板的柱位轴线对中，采用座浆法，在型钢柱底板下抹薄薄的一层高标号水泥砂浆，当型钢柱底板与砼面紧密接触时，水泥浆从型钢柱底板排气孔中挤出，排出型钢柱底板与砼之间的气体，同时用高精度水准仪、激光经纬仪在两个方面测量型钢柱四面的垂直度、确保型钢柱在水平及垂直方向的位置准确率。随后将基础节底板与预埋螺栓拧紧。