QC弧形剧场台阶施工方法研究创新 详细.docx

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QC弧形剧场台阶施工方法研究创新详细

弧形剧场台阶施工方法研究创新

宁波建工工程集团有限公司江东区滨江实验学校工程QC小组

1.工程概况

本工程由地下室、4幢教学楼、音乐厅、实验楼、食堂及艺体楼、操场及附属设施等组成，结构类型为框架结构，其中音乐厅为下沉式设计，其剧场台阶具有以下特点:

弧形剧场台阶平面形状接近一个扇环，圆心角约为46.7度。

剧场台阶共22级，每级高度为150mm，相对标高最低-2.880m，最高0.270m。

弧形台阶除中间休息平台宽1800mm外，其余均宽900mm，呈同心圆状，对舞台形成环抱式效果。

2.小组概况

QC小组概况介绍

3.选题理由

本工程音乐厅剧场今后将承担大量演出活动，集中体现学校的教育特色，因此业主对小剧场

的施工成型效果较为重视。

剧场台阶的造型设计较为特殊，原设计仅做了基本荷载计算，并未深化，设计单位希望由我方

提交较为经济合理的深化方案进行参考复核。

本工程音乐厅小剧场平面形状接近扇环，水平轴线为辐射线，座椅台阶以舞台为中心呈弧形

布置，与常规布置不同，有一定施工难度。

选题方向分析表

根据以上对比，我们选择了《弧形剧场台阶施工方法研究创新》作为本次活动的课题。

4.目标设定

1>目标设定

本课题目标设定为:

根据本工程特特点研究一种弧形台阶施工方法，保证弧形剧场台阶整体造型偏差≤5mm。

2>目标分析

（1）依靠BIM技术，可有效的对各种施工方案进行模拟施工，结合以往施工经验，得出最佳

方案。

（2）依托设计单位的支持，施工方法可以在满足本工程结构要求方面得到保证。

5.方案选择

1>方案提出

在前期沟通中，设计单位提出的两点原则:

剧场底板必须现浇钢筋混凝土、台阶踏步为素混凝土。

按照这两点原则，同时根据小组活动目标，在20XX年10月12日经小组初步讨论，小组成员

提出了一些构想，方案特征归纳“两方面四要素”:

台阶踏步施工方式

（1）底板施工完成后再定位施工

（2）台阶踏步与底板一次性定位施工基础垫层形式

（1）垫层面为平直斜坡，底板厚度随台阶弧度变化

（2）垫层面为倒圆锥曲面，底板厚度始终一致

按照小组确定的“两方面四要素”，经讨论，共提出了以下几种方案:

方案一:

基础垫层面为平直斜坡形式，台阶踏步后做。

按常规方式砌筑胎模并浇捣混凝土垫层，垫层浇捣完成后呈平直的斜坡，安装底板钢筋后浇

捣底板混凝土，待底板成形后，在底板面上定位踏步的边线，最后施工台阶踏步。

方案二:

基础垫层面为平直斜坡形式，底板与台阶踏步一次成型。

按常规方式砌筑胎模并浇捣混凝土垫层，垫层浇捣完成后呈平直的斜坡，再在垫层上定位踏

步边线，一次性施工成形。

方案三:

基础垫层面为倒圆锥曲面形式，台阶踏步后做。

本方案考虑台阶后做，先施工底板，底板厚度统一。

施工前采用BIM技术，根据3D模型获取

基础垫层造型数据，按此施工基础垫层，整个垫层表面呈倒圆锥曲面，安装底板钢筋后根据设

计板厚浇捣底板混凝土，待底板成形后，在底板面上定位踏步边线，最后施工台阶踏步。

方案四:

基础垫层面为倒圆锥曲面形式，底板与台阶踏步一次成形。

施工前采用BIM技术，根据3D模型获取基础垫层造型数据，按此施工基础垫层，整个垫层

表面呈倒圆锥曲面，在垫层上定位踏步边线，底板与台阶踏步一次成形。

2>方案模拟及对比分析

（1）方案一“基础垫层面为平直斜坡形式，台阶踏步后

做”模拟分析:

通过3D模型模拟建造可以发现，除去踏步后，底板造型为普

通的平直斜坡，这种底板垫层便于施工，有利于剧场基础底

板快速成型，踏步可在后续施工中与其它工序交叉进行，同时，底板先完成，现场施工条件相

对较好，有利于踏步造型高精度完成。

方案一整体轴测图

方案一整体侧剖面图方案一踏步局部放大图

方案一踏步正剖面图

当施工踏步时，可以明显发现踏步两侧厚度远远大于中间厚度，由于踏步设计为素混凝土，较大的厚度有开裂的可能，整体性较差，这种方案可能在结构荷载上存在隐患，需要设计单位对其复核加固。

（2）方案二“基础垫层面为平直斜坡形式，底板与台阶踏步一次成型”模拟分析:

1）本方案与方案一基本相同，但通过踏步与底板一次性施工完成来提高结构整体性，因此整体施工时，混凝土厚度较大区域的施工有一定难度。

整体浇捣成形示意图

（3）方案三“基础垫层面为倒圆锥曲面形式，台阶踏步后做”模拟分析:

1）从其3D模型中可以发现该方案中底板是曲面的，固其

基础垫层面也是圆锥曲面。

由于台阶后做，本方案底板垫层与

底板面需要控制标高和造型，而底板需要一次性浇捣成形，底板上表面的标高控制存在难度。

施工相对平直斜坡垫层面施

工方法复杂，但底板本身施工快速方便，踏步可在后续施工中与其它工序交叉进行。

底板效果示意图

底板正剖面示意图

同时，底板先完成，现场施工条件相对较好，有利于踏步造型高精度完成。

方案三踏步轴测图方案三整体侧剖面图

当施工踏步时，可以发现踏步厚度统一，相对于方案一、二，结构荷载大大减轻。

（4）方案四“基础垫层面为倒圆锥曲面形式，底板与台阶踏步一次成形”模拟分析:

1）本方案与方案三基本相同，但通过踏步与底板一次性施工完成来提高结构整体性，本方案只需控制底板垫层

的标高和造型，工艺相对方案三简单。

整体浇捣效果效果图

3>方案选择

方案分析对比表

项

预期成

结构自身荷载

经济性

耐久性

预计工期

结论

目

形精度

方案

成形精

局部区域混凝土厚

无需控制曲面造型，

度较大，结构自身

工艺简单，施工成本

踏步后做。

整体性较差，时间长易开裂

55天

不选用

一

度高

荷载增大

低

局部区域混凝土厚

无需控制曲面造型，

方案

成形精

混凝土厚度较大处

度较大，结构自身

整体性好

40天

不选用

二

度较高

施工有一定难度，施

荷载增大

工成本低

方案

成形精

两次控制曲面造型，

符合要求

工艺复杂，施工成本

踏步后做。

整体性较差，时间长易开裂

55天

不选用

三

度高

高

方案

成形精

控制一次曲面造型，

符合要求

工艺简单，施工成本

整体性好

45天

可选用

四

度较高

较低

4>方案重点要素及子方案

小组对方案四”基础垫层面为倒圆锥曲面形式，底板与台阶踏步一次成形”实施过程中需

要把控的重点要素和各分项子方案进行分解，以便制定对策。

子方案分析表

基础垫层面造型施工方式子方案对比表

踏步造型施工方式子方案对比表

踏步造型定位方式子方案对比表

底板防水方式子方案对比表

最终方案选择示意表

方案实施流程图

6.制定对策

对策表

7.对策实施

1>实施一:

基础垫层面造型

项目部根据3D模型及CAD计算机模拟，共设置142个标高定位点，包括分隔条定位点和

承台地梁交叉点。

3D模型辐射轴角度调整为3.37°，根据辐射轴在垫层上设置分隔条，施工时相邻分隔条间

找平，形成极其近似倒圆锥曲面的多面体，理论最大偏差值为3mm。

实施结果:

20XX年12月21日垫层浇捣完成后，检查测量30点标高，均达到预期目标。

2>实施二:

踏步造型

根据CAD软件取样，确定踏步侧模采用规格为150mmX700mm的模板，理论上踏步边线

偏差<3mm。

沿踏步边线，在垫层面上每隔350mm设置一道定位筋，定位筋中部焊止水片，侧模通过支

撑系统与定位筋顶紧加固，确保模板定位准确牢固。

项目部根据现场情况及全站仪测量特点，在剧场基坑附近一个制高点上设置测站，保证与坐标控制点之间的通视；坐标数据提前输入全站仪，并配备平板电脑，以便根据现场实际情

况调整坐标数据，每道工序完成后都进行复测，及时纠偏。

实施结果:

20XX年3月3日模板全部拆除后复测结果如下表，15点全部符合要求。

台阶定位偏差复测表

测点1

测点2

测点3

测点4

测点5

-3

+3

+3

-2

+2

+3

+2

+1

+3

-3

-1

+3

+4

-4

+3

靠近圆心方向为正。

3>实施三:

底板防水

根据本工程地勘报告及现场观察，地下水位最高在-2m左右，而剧场底板最低标高为-

2.88m，水压力较小，设计单位同意采用P8抗渗混凝土施工，项目部在底板钢筋安装及踏步吊

模施工完毕后，选择地下水位较低的晴好天气，使用C30P8抗渗混凝土对剧场弧形台阶（含舞台部分）进行一次性浇捣。

采用机械振捣，达到表面泛浆、无气泡排出为度，插点间距350mm，严防漏振、欠振、过振

；底板混凝土采用分层定点、一个坡度、薄层浇筑、循环推进、一次到顶的方法浇捣。

考虑到施工期间气温较低，混凝土浇筑后4小时浇水养护并覆盖养护布，3天内每天浇水4

～6次，3天后每天浇水2～3次，养护时间不少于半个月。

实施结果:

混凝土浇捣完成后持续观察2个月，未发现渗漏现象。

8.效果确认

1>效果检查

通过项目部全体人员的共同努力，弧形剧场台阶施工于20XX年3月3日结束，QC小组会同

监理按照相关验收标准对弧形台阶进行了检查，检查结果如下:

弧形台阶验收成果表

由上表数据可知，弧形剧场台阶施工质量达到目标要求

2>效益分析

项目部效益

通过本次QC小组活动，小组成员熟悉了BIM技术，大部分成员亲手进行了建模操作，为

项目部今后发展提供了人才储备，鼓舞了小组成员的创新精神。

通过课题的实施，在保证结构安全的前提下，免去了以往台阶施工过程中常见的修补工

作，节约人工费约4000元。

社会效益

本工程为江东区重点工程，音乐厅小剧场的高质量完成获得了业主的好评，为公司赢得

了信誉。

9.标准化

弧形剧场台阶施工方法的创新研究成果，受到了公司以及兄弟项目部的一致认可，为了

巩固活动效果，小组成员配合公司专业人员于20XX年5月编制了《弧形剧场台阶施工方法》，并

收编为公司内部操作手册，供今后其他项目参考学习所用。

10.总结

1、总结:

通过本次活动的开展，使广大技术人员和管理人员的质量意识、个人能力、团队意识、QC

知识、进取精神、责任心得到了很大程度的提高，为以后施工总结了经验。

同时也锻炼出一个

良好的QC队伍，为以后解决其它质量难题创造了良好的环境。

QC小组在成果总结中对小组成员的综合素质进行了自我评价，详见下表和雷达图:

2、今后打算:

本次活动的成功对小组成员有很大鼓舞，坚定大家实现本工程质量目标的信心，我们将

抓住这一契机，不断学习和创新为企业和社会做出更大贡献。

下一步我们选择《提高弧形外墙

涂料一次验收合格率》作为小组活动的课题。