QC小组活动提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率.docx

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QC小组活动提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率

提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率

广州建筑股份有限公司

广州市电视台新址工程攻坚QC小组

2012年3月

一、工程概况

广州市电视台新址工程位于广州大桥东侧，北临珠江。

建筑面积308182m2，包括1栋21层东塔楼，1栋22层西塔楼，2层裙楼和2层地下室，建筑总高度为97.75m，其中采光顶最高点为100.05m。

地下室主要为车库、设备用房等；塔楼主要为电视文化展廊、办公室、广播电视用房、电视文化产业发展用房、设备房等。

以上各部分由2层裙楼联系在一起，裙楼主要功能为门厅、演播厅、电视文化展廊等。

该工程从塔楼11层楼板边缘到22层楼顶，组成11层以上的幕墙整体双排柱立面中庭结构（见图1），结构整体在平面内呈“L”型，高度约50m，幕墙钢结构由幕墙柱、水平桁架、采光棚屋面桁架组成，钢构件均为钢管构件（见图2）。

幕墙柱所有边界条件均为销接，在天面桁架安装完成之前，幕墙柱自身是非稳定体系。

图1现场幕墙柱照片图2幕墙柱三维示意图

二、小组概况

小组名称

广州市电视台新址工程攻坚QC小组

课题名称

提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率

课题类型

现场型

成立日期

2010.12.2

注册日期

2010.12.3

注册登记号

YJ06-07

活动时间

2010年12月-2011年4月

活动频率

每周一次

出勤率

100%

成员姓名

性别

年龄

职务或职称

学历

小组分工

TQC教育时间

胡志桥

男

38

高级工程师

本科

组长、总指挥

72小时

苏建华

男

36

高级工程师

博士

技术顾问

60小时

符志文

男

42

工程师

本科

后勤保障

60小时

黄立新

男

42

工程师

本科

现场协调

60小时

梁荣湛

男

32

工程师

本科

现场组织

60小时

许建锋

男

48

助理工程师

大专

技术管理

60小时

高毅

男

43

高级工程师

本科

现场实施

60小时

吴能斌

男

29

工程师

本科

方案编制

72小时

李永成

男

56

工程师

本科

质量安全管理

60小时

张良

男

29

工程师

本科

现场实施

72小时

陈嘉杰

男

26

助理工程师

本科

现场实施

48小时

梁杏如

女

25

助理政工师

本科

资料收集、成果整理

60小时

表一小组成员表制表人：

梁杏如制表时间：

2010年12月

小组活动时间表

序号

项目

2010年

2011年

12月

1月

2月

3月

4月

1

选择课题

2

现状调查

3

目标设定

4

原因分析

5

要因确定

6

制定对策

7

实施对策

8

效果检查

9

巩固措施

10

成果总结

计划完成实际完成

表2小组活动时间表制表人：

梁杏如制表日期：

2010年12月

三、选题理由

1、质量要求高：

本工程的质量目标是：

确保广东省优良样板工程标准要求，争创中国建筑工程鲁班奖，因此，对质量要求十分高。

2、施工难度大：

底部销接的幕墙钢柱高空安装是本工程的重点难点之一。

由于L形幕墙柱群又高又柔，且幕墙柱自身为空间不稳定结构体系，幕墙柱底部与11层楼板设计为销接（销轴连接），因此，施工难度十分大。

3、重要性大：

由于L形幕墙柱与Z形屋盖系统整体连接完毕后方能组成完整受力体系，但幕墙柱安装过程中，整个L形幕墙柱群只有两端与塔楼连接，抗水平荷载能力很弱，且幕墙柱安装完毕后高度约为50m，随着幕墙柱逐渐往上安装，其自身稳定性将越来越差，因此，一旦失稳，将造成无法挽回的损失。

4、现状不满足要求：

小组成员对已完成的东、西塔幕墙柱进行调查，发现合格率只有76%，无法满足业主要求的一次合格率90%要求。

`

图3现状目标对比图制图人：

张良制图时间：

2010年12月

综上所述的难点，小组成员将本次的QC课题确定为：

提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率

四、现状调查

小组成员对已完成安装的东、西塔幕墙柱调查，共调查100个点，发现存在问题的幕墙柱有24支，合格率只有76%，无法满足业主要求的一次合格率为90%的要求。

小组成员通过深入分析，发现主要有以下的问题：

序号

项目名称

频数（点）

累计频数（点）

频率

累计频率

1

幕墙柱安装垂直度偏差大

18

18

75%

75%

2

幕墙柱焊缝质量不合格

2

20

8.33%

83.33%

3

幕墙柱对接错口

2

22

8.33%

91.66%

4

其他

2

24

8.33%

100%

表3现状调查表制表人：

吴能斌制表日期：

2010年12月

图4现状调查排列图制表人：

吴能斌制表日期：

2010年12月

图5现场存在问题的幕墙柱图片

通过上述分析可以看出，“幕墙柱安装垂直度偏差大（设计要求垂直度偏差值<5mm）”占了问题总数的75%，为主要问题，需要重点控制。

五、目标设定

由于本工程为确保广东省优良样板工程标准要求，争创中国建筑工程鲁班奖工程，且业主要求幕墙柱的安装一次合格率必须达到90%以上，因此，小组成员将本次QC活动目标确定为：

提高底部销接的幕墙钢柱安装一次合格率达到90%

图6目标设定图制表人：

陈嘉杰制表日期：

2010年12月

目标实现的依据：

1、我项目部曾取得鲁班奖工程，且小组成员大部分均参与过该工程工作，有比较丰富的现场管理经验。

同时，小组以往编写的多个QC成果承获得各个级别的奖项，经验丰富。

图7获奖照片

2、本工程为广州市重点工程，公司领导十分关注，提供了足够的人力物力，为QC小组活动提供了足够的保障。

3、小组成员通过调查相类似的施工，发现其合格率均能达到90%以上，因此，小组成员能通过其借鉴经验。

4、小组成员对现场进行频繁考察，通过理论分析要因，并实际动手操作，已找到解决问题的切入口。

只要将“幕墙柱安装垂直度偏差大”带来的问题点减少77%以上，即从现有的18个问题点减少至4点以内，幕墙柱安装的一次合格率就能提高到（100-10）/100=90%，满足要求。

因此，根据上述分析可以看出，本小组完全有信心能够实现既定的活动目标。

六、分析原因

确定目标后，QC小组从通过“人、机、料、法、环”等因素，找出影响“幕墙柱安装垂直度不足”的主要原因如下：

图8原因分析关联图制图人：

陈嘉杰制表日期：

2010年12月

七、要因确认

序号

末端因素

确认内容

确认方法

确定标准

负责人

完成时间

1

技术交底不清

是否落实岗前教育及技术交底，工人对工艺是否清晰

现场调查技术交底情况并对工人进行现场考核

工人100%接受技术交底，考核合格率100%

胡志桥

梁杏如

2010年12月15日

2

管理制度不完善

有否制定管理制度，管理人员对管理制度认知度是否足够

现场查证管理制度并做问卷调查，查证对管理制度的认知程度

有管理制度且管理人员对其认知度达90%以上

符志文梁荣湛

2010年12月15日

3

测量仪器没送检

测量仪器有否送检

现场检查测量仪器送检情况以及并查阅测量仪器的送检报告

测量仪器送检率100%

李永成

张良

2010年12月16日

4

构件加工没深化

是否有对构件进行深化

资料查阅构件合格证以及现场调查构件的深化情况

构架加工前必须100%进行深化

苏建华

吴能斌

2010年12月18日

5

构件运输及堆放过程损坏

构件有否被损坏，不合格构件有否被使用

现场调查构件出厂合格证以及抽查构件尺寸

所有构件有出厂合格证，抽查构件合格率100%

黄立新

陈嘉杰

2010年12月18日

6

临时加固措施过于简单

临时加固措施是否满足要求

现场调查临时加固措施并检测幕墙柱吊装后的垂直度偏差值

幕墙柱吊装后垂直度偏差值<5mm

许建锋

高毅

2010年12月24日

7

吊装方法不恰当

吊装方法是否能满足幕墙柱垂直度偏差值要求

现场调查吊装方法以及检测幕墙柱吊装后的垂直度偏差值

幕墙柱吊装后垂直度偏差值<5mm

李永成

陈嘉杰

2010年12月26日

8

预埋件预埋时没进行复核

预埋件预埋后有否复核，偏差值是否满足要求

现场调查预埋件预埋时复核情况并现场抽查预埋件预埋后偏差值

预埋件预埋时100%复核且偏差值<5mm

吴能斌

张良

2010年12月26日

9

不同专业施工没交接

不同专业间施工有否交接

查阅资料确定不同专业间的交接情况

不同专业间有交接且有资料留底

高毅

梁荣湛

2010年12月28日

10

安装时遇风雨天气

属于不可抗拒因素，不作分析。

表4要因确认计划表制表人：

梁杏如制表日期：

2010年12月

要因确认一：

技术交底不清

【确认方法】：

现场调查、现场考核

【确认过程】：

QC小组成员现场调查时发现，发现项目部已利用PPT及文字等形式针对幕墙柱的施工工艺对工人进行详细交底（见图9、10）。

图9三级技术交底卡图10利用PPT进行交底

另外，项目部幕墙柱安装工人共30名，所有工人均为老员工，大多经验丰富，且所有工人都是经过岗前培训后再上岗的，小组成员其所有员工进行知识考试，考试结果显示合格率为100%（见表5）：

考核项目

考核人数（人）

优良（人）

合格（人）

不合格（人）

合格率（%）

岗前应知应会

30

27

3

0

100

操作能力

30

28

2

0

100

注：

优良为85分，合格为60分

表5考核情况表制表人：

梁杏如制表日期：

2010年12月

结论：

技术交底不清为非要因。

要因确认二：

管理制度不完善

【确认方法】：

现场调查、问卷调查

【确认过程】：

QC小组对现行管理制度调查发现，项目部在施工前已制定《项目管理大纲》、《工程质量创优计划及措施》等质量管理制度（见图11、12）。

图11项目管理大纲图12工程质量创优计划

另外，小组成员于2010年12月15日针对项目各个部门对管理制度的认知程度开展了问卷调查，共调查了30人，调查后发现管理人员对管理制度的认知程度达96.7%以上（见表6），满足确认标准的90%以上，确认现行管理度健全合理。

能最大限度地调动管理人员的积极性。

部门

调查人数

认知人数

不认知人数

认知率

工程部

15

15

0

100%

技术部

6

6

0

100%

预算部

5

4

1

80%

后勤部

4

4

0

100

合计

30

29

1

96.7%

表6问卷调查情况表制表人：

梁荣湛制表日期：

2010年12月

结论：

管理制度不完善为非要因。

要因确认三：

测量仪器没送检

【确认方法】：

现场调查、资料查阅

【确认过程】：

小组成员通过现场调查，发现现场使用水准仪、全站仪等高精度的测量仪器进行测量放线（见图13），且所有仪器均已100%送检合格，并有送检报告留底备查（见图14）。

图13现场测量仪器

图14测量仪器送检报告

结论：

测量仪器没送检为非要因

要因确认四：

构件加工没深化

【确认方法】：

现场调查、资料查阅

【确认过程】：

QC小组成员通过现场调查，发现现场有详细的构件进货计划，且技术员对相应构件的图纸进行认真深化复核；另外，项目加强与制作厂的沟通，发送进货联系函以及详细的深化图纸等至制作厂，要求制作厂对制作完成构件实施预拼装，并要求回函确认（见图15、16、17）。

图15对构件进行深化

图16构件制作函件

图17构件在厂里进行预拼装

结论：

构件加工没深化为非要因。

要因确认五：

现场堆放及运输过程碰坏

【确认方法】：

现场调查、现场抽查

【确认过程】：

小组成员通过现场调查发现，项目要求厂家在运输过程中加强对构件的保护，且构件到场后项目部会进行严格验收（见图18），发现不合格或损坏的构件作退回处理。

另外，构件在现场有专门的堆放点（见图19），堆放整齐，且对工人进行交底，落实好在吊装运输过程中不要对构件进行碰撞，确保构件的质量。

图18构件到场后进行验收

图19构件现场堆放点

另外，2010年12月18日，小组成员分别抽查了20组现场构件，发现构件的尺寸偏差均小于5mm（见表7），达到了确认标准的要求。

序号

垂直偏差（mm）

序号

垂直偏差（mm）

1

1.4

11

2.2

2

2.8

12

3.3

3

2.9

13

1.8

4

2.7

14

2.5

5

3.1

15

2.5

6

0.5

16

3.8

7

1.1

17

2.9

8

3.1

18

1.8

9

0.9

19

3.4

10

1.7

20

1.9

表7构件尺寸偏差表制表人：

吴能斌制表日期：

2010年12月

结论：

现场堆放及运输过程碰坏为非要因

要因确认六：

临时加固措施过于简单

【确认方法】：

现场调查、现场抽查

【确认过程】：

小组成员现场调查时发现，已完成的幕墙立柱在安装后只用普通的钢管进行临时支撑加固（见图20）。

由于幕墙柱所有边界条件均为销接，在天面桁架安装完成之前，幕墙柱自身是非稳定体系。

因此，只用普通的钢管进行临时支撑的形式过于简单，会使幕墙柱在吊装后出现局部失稳变形现象，导致垂直度>5mm，不满足设计要求。

小组成员高毅抽查了已安装的10根幕墙柱，发现使用该种临时加固方法的幕墙柱垂直度均>5mm（见表8）。

图20普通钢管临时加固

序号

垂直偏差（mm）

序号

垂直偏差（mm）

1

8.2

11

6.1

2

11.2

12

7.8

3

6.4

13

10.2

4

9.7

14

11.7

5

6.8

15

8.4

6

11.4

16

10.4

7

10.1

17

8.0

8

8.4

18

11.1

9

6.3

19

12.3

10

7.6

20

9.4

表8幕墙柱变形偏差表制表人：

吴能斌制表日期：

2010年12月

结论：

临时加固措施过于简单为要因。

要因确认七：

吊装方法不恰当

【确认方法】：

现场调查、现场抽查

【确认过程】：

小组成员通过现场调查发现，现场采取了逐根幕墙立柱进行吊装的方式，由于幕墙柱结构本身为高柔结构，面外刚度非常小，施工过程中如果受到面外荷载作用时极容易失稳，导致影响幕墙柱的安装垂直度（见图21）

图21单根幕墙柱安装

小组成员陈嘉杰抽查了20根使用该种吊装方法的幕墙钢柱，发现垂直度偏差值均>5mm（见表9）。

序号

垂直偏差（mm）

序号

垂直偏差（mm）

1

11.4

11

5.2

2

9.8

12

6.3

3

12.9

13

11.8

4

7.7

14

12.5

5

5.1

15

7.5

6

10.5

16

13.8

7

11.1

17

9.9

8

6.1

18

11.8

9

8.9

19

13.4

10

6.7

20

7.9

表9幕墙柱垂直度偏差表制表人：

吴能斌制表日期：

2010年12月

结论：

吊装方法不恰当为要因

要因确认八：

预埋件预埋时没进行复核

【确认方法】：

现场调查、现场抽查

【确认过程】：

小组成员现场调查发现，现场预埋件进行预埋时，均有利用全站仪进行测量复核（见图22）。

小组成员吴能斌抽查了其中10个预埋件，发现其安装尺寸偏差值均小于2mm（见表10），符合要求

图22预埋件复核

编号

垂直偏差（mm）

水平偏差（mm）

备注

1

2.0

1.1

2

1.7

1.5

3

1.3

1.8

4

1.1

2.0

5

1.9

1.3

6

1.8

2.0

7

2.0

1.7

8

2.1

1.9

9

2.0

1.8

10

1.8

2.0

表10预埋件偏差表制表人：

李永成制表日期：

2010年12月

结论：

预埋件预埋时没进行复核是非要因。

要因确认九：

不同专业施工没交接

【确认方法】：

现场调查、资料查阅

【确认过程】：

小组成员通过现场调查发现，土建施工是均有按照图纸尺寸进行施工，且浇筑混凝土前有向幕墙部交接，要求幕墙工人有到场进行复核，同时，混凝土浇筑有填报混凝土浇筑令（见图23）。

另外，土建施工完成后，有与幕墙部进行复核后移交，并填写了移交书（见图24）。

图23混凝土浇筑令图24施工场地移交书

结论：

不同专业施工没交接是非要因。

综合上述要因分析，小组成员得出要因为：

1、临时加固措施不足

2、幕墙柱安装后刚度不足

八、制定对策

序号

要因

对策

目标

地点

措施

负责人

完成时间

1

临时加固措施过于简单

完善幕墙柱安装后的临时加固措施

吊装后垂直度偏差小于±5mm

施工现场

1、在第一节幕墙柱的安装过程中安装首节柱柱脚马板以及侧向销轴连接；

2、在15层、19层共增加了4道桁架支撑；

3、设置缆风绳固定幕墙柱

梁荣湛

吴能斌

张良

2011年4月5

2

吊装方法不恰当

更改吊装方法，增加幕墙柱吊装后的整体稳定性

吊装后垂直度偏差小于±5mm

施工现场

1、预先制出拼装胎架，将幕墙柱在楼面拼装成三角单元，然后将三角单元整体吊装到位。

2、利用双机抬吊进行幕墙柱单元吊装

3、使用千斤顶进行局部精度校正

李永成

陈嘉杰

2011年4月5日

表11制定对策表制表人：

梁杏如制表日期：

2010年12月

九、实施对策

【实施一】完善幕墙柱安装后的临时加固措施

1、由于幕墙柱底为销接形式，结构为几何可变体系，因此在第一节幕墙柱的安装过程中就必须采取加固措施，因此，小组成员通过受力分析（见图25），设置安装了首节柱柱脚马板以及侧向销轴连接（见图26、27），使幕墙柱与楼面及塔楼结构具有可靠连接，以保证幕墙柱的稳定性。

图25受力分析计算书

图26底部马板照片图27侧向销轴连接照片

2、由于幕墙柱结构本身为高柔结构，面外刚度非常小，施工过程中如果受到面外荷载作用时极容易失稳。

然而，设计方在设计时并没有考虑这种施工状态下的计算。

因此，小组成员在15层、19层共增加了4道桁架支撑，支撑桁架一端与幕墙柱直接焊接，另一端搁在结构楼板（见图28、29、30、31）。

最终幕墙柱在风荷载作用下产生的水平力通过垫板与结构楼板连接处的螺栓群承担。

以增强幕墙柱在安装过程中的平面外稳定性。

图28西塔支撑桁架平面布置图图29东塔支撑桁架平面布置图

图30支撑桁架立面布置图

图31支撑桁架照片

3、幕墙柱除了设置底部马板和侧向销接等措施以外，小组成员还用缆风绳将幕墙柱系统和塔楼进行拉结，保证幕墙柱系统的稳定性（见图32）。

缆风绳布置如下图：

图32东西塔缆风绳设置图

效果验证：

实施了上述措施后，小组成员再次对新安装的东塔20根幕墙柱进行检查发现，所有的幕墙柱垂直度偏差均<5mm（详见表12），说明了本次实施达到了小组制定对策时的既定目标。

序号

垂直偏差（mm）

序号

垂直偏差（mm）

1

1.5

11

2

2

2.4

12

1.3

3

2.1

13

1.8

4

2

14

2

5

3.6

15

2.5

6

1.5

16

0.8

7

1.1

17

2.9

8

3.8

18

1.8

9

0.5

19

3.4

10

1.7

20

1.1

表12精度测量复核表制表人：

梁杏如制表日期：

2011年4月

图33改进前后偏差值对比折线图制图人：

吴能斌制图日期：

2011年4月

【实施二】更改吊装方法，增加幕墙柱吊装后的整体稳定性

1、由于幕墙柱结构本身为高柔结构，面外刚度非常小，施工过程中如果受到面外荷载作用时极容易失稳。

因此，之前采用的单根幕墙柱逐根吊装的方法并不合适，小组成员通过了讨论，决定预先将幕墙柱在地面拼装为三角单元，并将三角单元整体吊装到位，增加幕墙柱在吊装完成后的整体稳定性，在面外荷载的作用下不容易失稳。

由于采用地面拼装，小组成员预先制出拼装胎架，拼装胎架由两个倒T形型钢胎架组成，型钢截面为H588×300×12×20，倒T型胎架顶部与底部距离2100mm，与幕墙柱纵距相同；底部宽度为5000mm，大于相邻幕墙柱间距4200mm，两个倒T型胎架之间用H型钢连接，以便维持其整体性。

（见图34）

图34拼装胎架大样图

拼装胎架完成后，将幕墙柱在楼面拼装成三角单元（图35），然后将三角单元整体吊装到位（拼装流程见表13）。

同时，在三角单元吊装的吊装过程中，及时对幕墙柱水平杆进行散件补缺安装。

这样做既利于保证三角单元的整体稳定性，也便于控制幕墙柱群的整体精度。

图35幕墙柱在楼面拼装成三角单元

流程

示意图

a、在构件拼装区放置拼装胎架，在胎架上放样出幕墙柱位置。

b、将两根幕墙柱放置在倒T形胎架底部，进行初步校正，做临时固定措施，在胎架底部焊接两块短钢板夹紧幕墙钢柱，幕墙柱牛腿下塞垫片保证牛腿水平和稳定。

c、安装水平弦杆，两端与幕墙柱牛腿螺栓固接，用千斤顶辅助校正，将水平杆与牛腿校正至一条直线，拉线检查，检查合格后，点焊固定，然后进行水平弦杆焊接工作。

焊接完成后切除连接耳板并打磨和补漆。

d、将第三根幕墙钢柱吊至胎架顶端，用倒链和撬棍配合校正第三根幕墙柱位置。

初步校正后，在幕墙柱旁边焊接卡位板，将幕墙柱在钢胎架上做临时固定。

e、安装斜腹杆，穿销轴连接，校正后，在柱脚处焊接三条临时固定角钢固定幕墙柱组合单元柱脚，防止吊装时晃动，以免对柱顶水平杆件连接造成损伤，同时控制柱脚安装精度。

表13拼装流程表制表人：

吴能斌制表日期：

2011年4月

2、幕墙钢柱组成三角安装单元，每个单元由三根幕墙柱、两根斜腹杆。

一根水平杆组成，吊装单元总重量约4.3t，小组成员通过对塔吊工况进行分析，以西塔为例，西塔1#、3#塔吊为70m臂，2#塔吊60m臂，小车走两绳。

经计算，2#塔吊吊装半径57m及1、3#塔吊吊装半径55m内，塔吊100%吊重最小吊重大于4.3t。

但小组成员发现上述范围外仍存在幕墙柱施工范围，属最不利工况，因此，小组成员确定在最不利工况处（安装位置距离1#塔吊61m，距离3#塔吊56m，见图36），采用双机抬吊进行幕墙柱的吊装就位，确保了幕墙钢柱三角单元的整体吊装。

图36西塔吊装分析图

3、同时，小组成员