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1、弧形弧形劇場劇場臺臺階階施工方法研究施工方法研究創創新新江東區濱江實驗學校工程QC小組1.工程概況 本工程由地下室、4幢教學樓、音樂廳、實驗樓、食堂及藝體樓、操場及附屬設施等組成，結構類型為框架結構，其中音樂廳為下沉式設計，其劇場臺階具有以下特點：弧形劇場臺階平面形狀接近一個扇環，圓心角約為46.7度。劇場臺階共22級，每級高度為150mm，相對標高最低-2.880m，最高0.270m。弧形臺階除中間休息平臺寬1800mm外，其余均寬900mm，呈同心圓狀，對舞臺形成環抱式效果。2.小組概況QC小組概況介紹3.選題理由 本工程音樂廳劇場今后將承擔大量演出活動，集中體現學校的教育特色，因此業主對2、小劇場的施工成型效果較為重視。劇場臺階的造型設計較為特殊，原設計僅做了基本荷載計算，并未深化，設計單位希望由我方提交較為經濟合理的深化方案進行參考復核。本工程音樂廳小劇場平面形狀接近扇環，水平軸線為輻射線，座椅臺階以舞臺為中心呈弧形布置，與常規布置不同，有一定施工難度。選題方向分析表 根據以上對比，我們選擇了弧形劇場臺階施工方法研究創新作為本次活動的課題。4.目標設定1 目標設定本課題目標設定為：根據本工程特特點研究一種弧形臺階施工方法，保證弧形劇場臺階整體造型偏差 5mm。2 目標分析(1)依靠BIM技術，可有效的對各種施工方案進行模擬施工，結合以往施工經驗，得出最佳方案。(2)依托設計單位3、的支持，施工方法可以在滿足本工程結構要求方面得到保證。5.方案選擇 1 方案提出 在前期溝通中，設計單位提出的兩點原則：劇場底板必須現澆鋼筋混凝土、臺階踏步為素混凝土。按照這兩點原則，同時根據小組活動目標，在2014年10月12日經小組初步討論，小組成員提出了一些構想，方案特征歸納“兩方面四要素”：臺階踏步施工方式(1)底板施工完成后再定位施工(2)臺階踏步與底板一次性定位施工基礎墊層形式(1)墊層面為平直斜坡，底板厚度隨臺階弧度變化(2)墊層面為倒圓錐曲面，底板厚度始終一致 按照小組確定的“兩方面四要素”，經討論，共提出了以下幾種方案：方案一：基礎墊層面為平直斜坡形式，臺階踏步后做。按常規方4、式砌筑胎模并澆搗混凝土墊層，墊層澆搗完成后呈平直的斜坡，安裝底板鋼筋后澆搗底板混凝土，待底板成形后，在底板面上定位踏步的邊線，最后施工臺階踏步。方案二：基礎墊層面為平直斜坡形式，底板與臺階踏步一次成型。按常規方式砌筑胎模并澆搗混凝土墊層，墊層澆搗完成后呈平直的斜坡，再在墊層上定位踏步邊線，一次性施工成形。方案三：基礎墊層面為倒圓錐曲面形式，臺階踏步后做。本方案考慮臺階后做，先施工底板，底板厚度統一。施工前采用BIM技術，根據3D模型獲取基礎墊層造型數據，按此施工基礎墊層，整個墊層表面呈倒圓錐曲面，安裝底板鋼筋后根據設計板厚澆搗底板混凝土，待底板成形后，在底板面上定位踏步邊線，最后施工臺階踏步。5、方案四：基礎墊層面為倒圓錐曲面形式，底板與臺階踏步一次成形。施工前采用BIM技術，根據3D模型獲取基礎墊層造型數據，按此施工基礎墊層，整個墊層表面呈倒圓錐曲面，在墊層上定位踏步邊線，底板與臺階踏步一次成形。2 方案模擬及對比分析（1）方案一“基礎墊層面為平直斜坡形式，臺階踏步后做”模擬分析：通過3D模型模擬建造可以發現，除去踏步后，底板造型為普通的平直斜坡，這種底板墊層便于施工，有利于劇場基礎底板快速成型，踏步可在后續施工中與其它工序交叉進行，同時，底板先完成，現場施工條件相對較好，有利于踏步造型高精度完成。方案一整體軸測圖 方案一整體側剖面圖 方案一踏步局部放大圖 方案一踏步正剖面圖 當施工6、踏步時，可以明顯發現踏步兩側厚度遠遠大于中間厚度，由于踏步設計為素混凝土，較大的厚度有開裂的可能，整體性較差，這種方案可能在結構荷載上存在隱患，需要設計單位對其復核加固。（2）方案二“基礎墊層面為平直斜坡形式，底板與臺階踏步一次成型”模擬分析：1）本方案與方案一基本相同，但通過踏步與底板一次性施工完成來提高結構整體性，因此整體施工時，混凝土厚度較大區域的施工有一定難度。整體澆搗成形示意圖（3）方案三“基礎墊層面為倒圓錐曲面形式，臺階踏步后做”模擬分析：1）從其3D模型中可以發現該方案中底板是曲面的，固其基礎墊層面也是圓錐曲面。由于臺階后做，本方案底板墊層與底板面需要控制標高和造型，而底板需要一7、次性澆搗成形，底板上表面的標高控制存在難度。施工相對平直斜坡墊層面施工方法復雜，但底板本身施工快速方便，踏步可在后續施工中與其它工序交叉進行。底板效果示意圖 底板正剖面示意圖 同時，底板先完成，現場施工條件相對較好，有利于踏步造型高精度完成。方案三踏步軸測圖 方案三整體側剖面圖當施工踏步時，可以發現踏步厚度統一，相對于方案一、二，結構荷載大大減輕。（4）方案四“基礎墊層面為倒圓錐曲面形式，底板與臺階踏步一次成形”模擬分析：1）本方案與方案三基本相同，但通過踏步與底板一次性施工完成來提高結構整體性，本方案只需控制底板墊層的標高和造型，工藝相對方案三簡單。整體澆搗效果效果圖 3 方案選擇方案分析對8、比表項項目目預預期成期成形精度形精度結結構自身荷構自身荷載載經濟經濟性性耐久性耐久性預計預計工期工期結論結論方案一成形精度高局部區域混凝土厚度較大，結構自身荷載增大無需控制曲面造型，工藝簡單，施工成本低踏步后做。整體性較差，時間長易開裂55天不選用方案二成形精度較高局部區域混凝土厚度較大，結構自身荷載增大無需控制曲面造型，混凝土厚度較大處施工有一定難度，施工成本低整體性好40天不選用方案三成形精度高符合要求兩次控制曲面造型，工藝復雜，施工成本高踏步后做。整體性較差，時間長易開裂55天不選用方案四成形精度較高符合要求控制一次曲面造型，工藝簡單，施工成本較低整體性好45天可選用 4 方案重點要素及9、子方案小組對方案四”基礎墊層面為倒圓錐曲面形式，底板與臺階踏步一次成形”實施過程中需要把控的重點要素和各分項子方案進行分解，以便制定對策。子方案分析表基礎墊層面造型施工方式子方案對比表踏步造型施工方式子方案對比表踏步造型定位方式子方案對比表底板防水方式子方案對比表最終方案選擇示意表 方案實施流程圖6.制定對策對策表7.對策實施1 實施一：基礎墊層面造型項目部根據3D模型及CAD計算機模擬，共設置142個標高定位點，包括分隔條定位點和承臺地梁交叉點。3D模型輻射軸角度調整為3.37，根據輻射軸在墊層上設置分隔條，施工時相鄰分隔條間找平，形成極其近似倒圓錐曲面的多面體，理論最大偏差值為3mm。實施10、結果：2014年12月21日墊層澆搗完成后，檢查測量30點標高，均達到預期目標。2 實施二：踏步造型根據CAD軟件取樣，確定踏步側模采用規格為150mmX700mm的模板，理論上踏步邊線偏差 實施三：底板防水根據本工程地勘報告及現場觀察，地下水位最高在-2m左右，而劇場底板最低標高為-2.88m，水壓力較小，設計單位同意采用P8抗滲混凝土施工，項目部在底板鋼筋安裝及踏步吊模施工完畢后，選擇地下水位較低的晴好天氣，使用C30P8抗滲混凝土對劇場弧形臺階（含舞臺部分）進行一次性澆搗。采用機械振搗，達到表面泛漿、無氣泡排出為度，插點間距350mm，嚴防漏振、欠振、過振；底板混凝土采用分層定點、一個坡11、度、薄層澆筑、循環推進、一次到頂的方法澆搗。考慮到施工期間氣溫較低，混凝土澆筑后4小時澆水養護并覆蓋養護布，3天內每天澆水46次，3天后每天澆水23次，養護時間不少于半個月。實施結果：混凝土澆搗完成后持續觀察2個月，未發現滲漏現象。8.效果確認1 效果檢查通過項目部全體人員的共同努力，弧形劇場臺階施工于2015年3月3日結束，QC小組會同監理按照相關驗收標準對弧形臺階進行了檢查，檢查結果如下：弧形臺階驗收成果表測測點點1測測點點2測測點點3測測點點4測測點點5-3+3+3-2+2+3+2+1+3-3-1+3+4-4+3靠近靠近圓圓心方向心方向為為正。正。由上表數據可知，弧形劇場臺階施工質量達到12、目標要求2 效益分析項目部效益通過本次QC小組活動，小組成員熟悉了BIM技術，大部分成員親手進行了建模操作，為項目部今后發展提供了人才儲備，鼓舞了小組成員的創新精神。通過課題的實施，在保證結構安全的前提下，免去了以往臺階施工過程中常見的修補工作，節約人工費約4000元。社會效益本工程為江東區重點工程，音樂廳小劇場的高質量完成獲得了業主的好評，為公司贏得了信譽。9.標準化弧形劇場臺階施工方法的創新研究成果，受到了公司以及兄弟項目部的一致認可，為了鞏固活動效果，小組成員配合公司專業人員于2015年5月編制了弧形劇場臺階施工方法，并收編為公司內部操作手冊，供今后其他項目參考學習所用。10.總結1、總結：通過本次活動的開展，使廣大技術人員和管理人員的質量意識、個人能力、團隊意識、QC知識、進取精神、責任心得到了很大程度的提高，為以后施工總結了經驗。同時也鍛煉出一個良好的QC隊伍，為以后解決其它質量難題創造了良好的環境。QC小組在成果總結中對小組成員的綜合素質進行了自我評價，詳見下表和雷達圖：2、今后打算：本次活動的成功對小組成員有很大鼓舞，堅定大家實現本工程質量目標的信心，我們將抓住這一契機，不斷學習和創新為企業和社會做出更大貢獻。下一步我們選擇提高弧形外墻涂料一次驗收合格率作為小組活動的課題。