QC成果-深基坑钢筋混凝土支撑换撑方法创新

深基坑钢筋混凝土支撑换撑方法创新
鸿厦建设有限公司瓯海中心区行政绿轴建设工程项目部QC小组
一、课题背景
钢筋混凝土支撑作为基坑支护常采用的一种类型，对于各种水文、工程地质条件具有较好的适应性。

在大型深基坑的支护中,由于钢筋混凝土支撑的造价低廉、施工方便和性能稳定等方面的优点而得到广泛的应用.但在基础工程施工完毕后,钢筋混凝土支撑快速换撑却是一大难题。

本课题依托的工程项目为瓯海中心区行政绿轴建设工程，工程位于瓯海城市中心区南单元（0577-WZ-SX-01）B-39、B-40、B-
41地块，新建地上计入容积率建筑面积669.49m2，为整体钢框架结构，高8.35m。

地下不计容建筑面积50488.89m2（其中计容面积2167.98m2），地下二层。

图1. 本工程所处地理位置
一般工程采用整体式底板进行施工，不设置后浇带，施工完成后结构变形能力差，影响结构安全稳定。

个别工程中设置多道型钢后浇带，但在换撑完成后不能适应基坑自由变形，在钢筋混凝土支撑换撑施工中,由于施工条件原因产生换撑施工效率低下等问题。

由于施工条件限制，致使施工效率低。

在现有工期条件下，创新一种钢筋混凝土支撑换撑施工综合效率高的施工工艺尤为重要。

二、小组概况
表1. QC小组成员表
小组名称瓯海中心区行政绿轴建设工程项目部QC小组
课题名称深基坑钢筋混凝土支撑换撑方法创新
所在部门鸿厦建设有限公司小组接受TQC教育情况72小时注册日期2017年4月1日小组注册号HS/QC-2017-04
课题类
型创新型
课题注册号HS/QC-2017-04-01活动日期2017.05.01至2017.09.25活动次数20次
姓名性别职称组内职务组内分工宋君勇男高级工程师QC 专职指导
活动指导
姚良华男工程师组长活动的组织，全面协调组内各项工作
黄金钿男工程师副组长协调组内各项工作
周必林男助理工程师组员根据现场获得的数据进行分析、整理蒋越平男工程师组员主要负责对材料、机具、现场条件的检查王长江男工程师组员主要负责现场施工的巡视和检查，落实奖罚制度
董 豪男助理工程师组员工地的安全管理林倩虹男助理工程师组员资料的收集、整理黄刚强
男
工人
现场班组人员
现场实施配合
制表人：周必林制表时间：2017年5月1日
图2. 小组开会照片
制图人：周必林， 制图日期：2017.5.1
三、选择课题
（一）问题的提出
一般工程采用整体式底板进行施工，不设置后浇带，施工完成后结构变形能力差，影响结构安全稳定。

个别工程中设置多道型钢后浇带，但在换撑完成后不能适应基坑自由变形，在
钢筋混凝土支撑换撑施工中,由于施工条件原因产生换撑施工效率低下等问题。

本工程钢筋混凝土支撑换撑施工过程中，采用常规换撑的施工方法，产生了如下问题：
混凝土支撑换撑施工难度大，施工效率低。

（二）确定课题
并按照QC 活动流程（图3）制定了相应的研发进度计划表（表2）。

QC 小组活动按以下流程：
图3. 活动流程图
制图人：周必林，制图日期：2017.5.1
表2. QC小组活动计划表
制表人：周必林制表日期：2017.5.1
四、设定目标及目标可行性分析
前期工程：公司在温州市三溪片区瓯海中心南单元E-19、E-
18地块保障性安居工程施工过程中，一次钢筋混凝土支撑换撑施工时间为7天。

经过对其他工程项目进行调查，现有工程钢筋混凝土支撑换撑施工时间为5天，对比现有施工技术施工效率降低了29%。

根据现有工期，小组确定目标如下：
目标可行性分析如下：
（1）公司在温州市三溪片区瓯海中心南单元E-19、E-
18地块保障性安居工程等工程施工中，积累了丰富的施工经验。

（2）小组骨干成员组员由具有一线施工经验和扎实理论水平的工程师组成。

为小组活动的开展，提供了技术保障。

（3）本课题得到了建设单位、设计院的支持，同时公司为本课题提供了专项资金支持，保证QC小组活动的顺利开展。

五、提出方案并确定最佳方案
（一）方案的提出与选定
小组成员经过分析，发现影响钢筋混凝土支撑换撑施工效率的主要因素在于，钢筋混凝土支撑换撑结构形式设置：
1. 方案的提出
小组成员对钢筋混凝土支撑换撑结构形式设置进行分析，提出了三种方案：H型钢、预制钢筋混凝土块、一体化换撑体系（专门研发一种一体化装置进行换撑施工）。

如下图：
图4. 课题可选择方案对比
制表人：周必林制表日期：2017.7.20
2. 方案的比较
（1）H型钢
H型钢，加工方便，节约时间，但H型钢在底板后浇带浇筑过程中不能适用基坑自由变形，造成后浇带部位产生不利影响。

（2）预制钢筋混凝土块
预制钢筋混凝土块，成本相对较低，加工相对复杂，需要进行配筋和混凝土浇筑，同时需要养护等强，在运输和施工过程中易破损。

（3）一体化换撑体系
一体化换撑体系，可以适用基坑自由变形,支撑效果好，由于采用工厂化预制，组合式结构适应现场施工条件，但加工成本较高。

3.方案的选定
表3. 钢筋混凝土支撑换撑结构设置形式方案对比表
序号方案分析评估优点缺点分析结论
1H型钢直接现场加工,施工时直接放入
后浇带。

加工方便，节约时间
不能适用基坑自由变
形
不采用
2预制钢筋混
凝土块
使用钢筋混凝土制作，施工方便。

成本相对较低
运输和施工过程中易
破损
不采用
3一体化换撑
体系
采用工厂化预制,组合式结构适
应现场施工条件。

可以适用基坑自由变形,支
撑效果好
工厂化预制加工成本
较高
采用制表人：周必林制表日期：2017.7.20
因为钢筋混凝土支撑换撑结构形式设置严重影响换撑施工效率，因此，钢筋混凝土支撑换撑结构形式的选定方案为采用一体化换撑体系。

（二）第二层方案的提出与选定
小组成员采用头脑风暴法，对一体化换撑体系的结构设置提出了接口形式设置、支撑连接方式、支撑顶紧方式3种方案进行细化。

图5. 方案逐级分解
1. 接口形式设置进行细化
（1）方案的提出
小组成员对钢筋混凝土支撑换撑结构的接口形式设置进行分析，提出了两种方案：企口式
、上下对接式。

（2）方案的对比
A. 企口式
企口式，安装可靠，连接强度高，但安装过程中连接要求精度高，影响施工效率。

B. 上下对接式
上下对接式，连接方便快捷，施工速度快，连接部位受力较大，连接结构部分部位需要加强处理。

3.方案的选定
表4. 接口形式设置方案对比表
序号方案分析评估优点缺点分析结论
1企口式企口式接口,安装可靠，连接强度高,但安装困难。

安装可靠，连接
强度高
安装过程中连接要求精度高，
影响施工效率。

不采用
2上下对
接式
上下对接式接口,连接方便快捷，施工速度快，连接部位受
力较大，连接结构部分部位需要加强处理。

连接方便快捷，
施工速度快
连接部位受力较大，连接结构
部分部位需要加强处理。

采用制表人：周必林制表日期：2017.7.25
因为对于钢筋混凝土支撑换撑施工过程中，施工效率控制比较重要。

因此，钢筋混凝土支撑换撑接口形式设置的选定方案为采用上下对接式。

2. 支撑连接方式进行细化
（1）方案的提出
小组成员对钢筋混凝土支撑换撑结构的支撑连接方式进行分析，提出了两种方案：焊接、螺栓连接。

（2）方案的对比
A. 焊接
焊接，安装牢固，为适应自由变形,需要进行切割再次焊接。

B. 螺栓连接
螺栓连接，连接方便快捷，在工厂中对连接支撑进行开孔处理，需要保证加工精度，实现支撑在放撑后能进行自由变形并固定，但一次性制作成本偏高。

3.方案的选定
表5. 支撑连接方式方案对比表
序号方案分析评估优点缺点分析结论
1焊接安装牢固，为适应自由变形,需要进行切割再次焊接。

安装牢固为适应自由变形,需要进行切
割再次焊接
不采用
2螺栓连接
连接方便快捷，在工厂中对连接支撑进行开孔处理，
需要保证加工精度。

连接方便快
捷
一次性制作成本偏高采用制表人：周必林制表日期：2017.7.20
因为对于钢筋混凝土支撑换撑施工过程中，钢筋混凝土支撑换撑连接方式和施工效率比较重要。

因此，钢筋混凝土支撑换撑支撑连接方式的选定方案为采用螺栓连接。

3支撑顶紧方式进行细化
（1）方案的提出
小组成员对支撑顶紧方式进行分析，提出了两种方案：千斤顶、楔块。

（2）方案的对比
A. 千斤顶
千斤顶，受力均匀，有效控制顶进推力，安拆过程复杂，影响施工效率。

图6. 薄型千斤顶
B. 楔块
楔块，安拆过程简单，施工效率高，但顶进推力无法控制。

3.方案的选定
表6. 支撑顶紧方式方案对比表
序号方案分析评估优点缺点分析结论
1 千斤顶千斤顶，受力均匀，有效控制顶进推力，安拆过程复杂，影
响施工效率。

受力均匀，有效控制顶
进推力
安拆过程复杂，
影响施工效率
不采用
2楔块楔块，安拆过程简单，施工效率高，但顶进推力无法控制。

安拆过程简单，施工效
率高
顶进推力无法控
制
采用
制表人：周必林制表日期：2017.7.20因为对于钢筋混凝土支撑换撑施工过程中，施工效率比较重要。

因此，钢筋混凝土支撑换撑支撑顶紧方式的选定方案为采用楔块。

（三）总结
总结对上述方案的选择：
图7. 方案最终选择总结
制表人：周必林制表日期：2017.7.20由此我们确定了钢筋混凝土支撑换撑设置形式的最佳方案：
在细化方案选择中，接口形式设置为采用上下连接式；支撑连接方式采用螺栓连接；支撑顶紧方式采用楔块。

六、制定对策
表7. 按照5W1H原则制定对策表
序号方案对策目标采取措施地点负责人完成时间
1接口形式
设置
采用上下对接式
接口
实现支撑接口
安装快速连接。

支撑采用工厂化预制加工,提高加工精度，
设置专人进行检查，保证施工质量。

施工
现场
蒋越平2017.8.20
2支撑连接
方式
采用螺栓进行支
撑连接
实现支撑连接
高效。

采用螺栓进行支撑连接，在工厂中对连接支
撑进行开孔处理，同时保证加工精度，实现
支撑在放撑后能进行自由变形并固定。

施工
现场
王长江林
倩虹
2017.8.25
3支撑顶紧
方式
采用楔块对支撑
进行顶紧
实现支撑顶紧
快速高效。

采用楔块对支撑进行顶紧，施工速度快，可
根据施工需要在放撑过程中快速实现放撑。

施工
现场
董豪
黄刚强
2017.9.5制表人：周必林制表日期：2017.8.20
七、对策实施
实施对策一：采用上下对接式接口
采用上下对接式接口,
支撑采用工厂化预制加工,提高加工精度，设置专人进行检查，保证施工质量。

图8. 支撑接口形式设置结构图
制图人：周必林制图日期：2017.9.5
实施效果检查：采用上下对接式接口，能大大提高支撑的换撑效率，单道支撑相比企口式连接节约工期约半天。

经工厂加工完成后检查，接口部位加工尺寸偏差小于2mm，满足施工需要。

实施对策二：采用螺栓进行支撑连接
采用螺栓进行支撑连接，在工厂中对连接支撑进行开孔处理，同时保证加工精度，实现支撑在放撑后能进行自由变形并固定。

钢板固定螺杆
图9. 支撑连接方式设置结构图
制图人：周必林制图日期：2017.9.5
实施效果检查：采用螺栓进行支撑连接，换撑施工效率高，加固过程简单，易操作。

单道支撑相比焊接连接方式的先焊接再切断再焊接的施工方式节约现场施工时间约半天。

实施对策三：采用楔块对支撑进行顶紧
采用楔块对支撑进行顶紧，施工速度快，可根据施工需要在放撑过程中快速实现
放撑。

图10. 支撑顶紧楔块
制图人：周必林制图日期：2017.9.5
图11. 支撑顶紧方式设置结构图
制图人：周必林制图日期：2017.9.5
实施效果检查：采用楔块对支撑进行顶紧，相比采用千斤顶进行顶紧处理，所需人员和施工设备少，施工效率高，快速经济。

八、效果检查
(一)目标完成情况
课题小组分别对前期工程的钢筋混凝土换撑及采用课题提出的创新施工方法在施工综合效率上进行了对比分析，如下表8所示。

表8. 钢筋混凝土换撑施工综合效率对比表（单位：天）
类型施工区域编号钢筋混凝土支撑换撑施工时间平均
38
47
57.5
66
以前施工
7 6.5
7
46
5 4.5
6 5.5
75
采用新方法后施工
85
5.2
制表人：周必林制表日期：2017.9.20由上表采用新方法前后的钢筋混凝土支撑换撑施工效率可知，先施工的钢筋混凝土支撑换撑平均需要7天，采用本课题新方法后，钢筋混凝土支撑换撑施工平均需5.2天，缩短时间26%，达到了小组活动制定的活动目标，即提出一种深基坑钢筋混凝土
支撑换撑施工综合效率提高的施工方法，使该钢筋混凝土支撑换
撑的施工综
合效率提高20%。

图12. 活动前后对比图—钢筋混凝土支撑的施工综合效率提高率
制图人：周必林制图日期：2017.9.20
(二)无形成果
1. 社会效益
通过本次活动，不仅解决了深基坑钢筋混凝土支撑换撑施工难题，有效提高了深基坑钢筋混凝土支撑换撑施工综合效率，得到了业主单位的认可，也为今后研发类似的深基坑钢筋混凝土支撑换撑施工技术积累了宝贵的经验。

20%
2. 企业效益
一体化换撑体系施工方法的研究成功，进一步夯实了企业的技术基础，提升了企业形象，为公司在日趋激烈的市场竞争中占得先机起到了关键性的作用。

3. 工期效益
先施工的深基坑钢筋混凝土支撑换撑此工序施工平均需要7天，采用新方法后，此工序施工平均需5.2天，缩短时间26%，提高了施工综合效率。

九、标准化
1、认真整理本次QC活动的有关技术资料，已将本次QC的主要内容纳入施工总结，并将总结内容编制成作业指导书和企业级工法，以便在以后的工程当中应用。

2、建立定期对施工人员的培训制度，针对相应工序和工艺知识进行培训。

3、将施工中需要的质量要求标准化，指定质量管理制度，确保施工过程的标准化，减少资源的浪费和不合理使用。

图13. 企业级施工工法
制图人：周必林，制图日期：2017.9.20
十、总结及下一步打算
本QC小组活动提供了组员之间相互学习的机会和气氛，提出了一种在深基坑钢筋混凝土支撑换撑的施工方法，并提出详细的施工方案及质量控制措施，对提高小组成员科技开发水平和施工质量意识起到了较大的促进作用。

在公司以后类似的施工中该技术将得到大力推广应用，以提升企业良好的社会效益和经济效益。

对提高员工质量活动自我评价打分如表9所示。

表9. 小组活动自我评价打分表
自我评价（总分5分）
项目
活动前（分）活动后（分）
团队精神 3.5 4.5
质量意识 3.54
QC知识34
进取精神 3.5 4.5
改进意识 3.5 4.5
工作热情干劲45
制表人：周必林制表日期：2017年9月25日在质量意识、QC知识、改进意识和工作热情上比活动前有所进步。

但在改进意识上进步不是很明显，说明小组在这方面还有差距，今后应在大胆改进上有所突破。

图14. 自我评价雷达图
制图人：周必林，制图日期：2017年9月25日）
从雷达图可以看出：
1、在此次QC活动中，小组各成员保持高昂的热情，积极参与，最终取得了良好的成果。

2、工作热情和干劲、团队精神、安全意识等方面小组活动后比活动前都有所提高。

3、质量意识大大提高，也提高了成员们的分析问题解决问题的能力，在以后的小组活动中继续发扬和保持。

4、QC技巧运用还存在一定不足，是小组成员今后努力的方向。

小组成员在这次活动成果的基础上，一致决定将“提高深基坑钢筋混凝土支撑拆除效率”作为接下来小组活动的课题。