大直径柱弧形厚重石材干挂施工质量控制qcsecret.docx
《大直径柱弧形厚重石材干挂施工质量控制qcsecret.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大直径柱弧形厚重石材干挂施工质量控制qcsecret.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大直径柱弧形厚重石材干挂施工质量控制qcsecret
提高大直径柱弧形厚重石材干挂施工质量
一、工程概况
天然石材独特的风格、亮丽的外形，使建筑物更具雄浑感和艺术感；石材干挂不受施工环境约束，可有效解决水泥砂浆粘结对石材吐碱渗透的弊病，在外墙面装饰中优势明显。
当今，对建筑物外墙装饰越来越关注，很多公共建筑外墙采用石材幕墙装饰，干挂石材的安全可靠性、使用耐久性是一个重要的议题，值得我们研究、探讨。
泉州市****中心配套工程建筑面积21379m2，高度23.45m；本工程石材幕墙约17562m²；柱墩座采用英国红棕石材光面板；柱、墙面石材采用厚霞红石材毛面板。
其中正立面大直径圆柱（直径1.4m）计26根，采用弧形厚重板材干挂，面积达2260m2。
本工程的大直径圆柱石材安装有以下特点。
项目
施工难点
1
弧形石材厚重，最大的：
中部厚度78mm、平面展开尺寸1100×600mm、重量95kg，搬运、就位难。
2
石材呈弧形且厚重，普通的干挂件难于满足要求。
3
大直径圆柱石材拼缝高低、宽窄问题多。
4
圆柱高、直径大，垂直度、平整度必须严格控制。
我司尚未独立承担过大直径圆柱石材饰面的的施工任务，缺乏类似的施工经验，为保证顺利施工，工程项目部成立QC小组展开PDCA循环活动。
二、小组简介
QC小组简介表1
小组名称
成立时间
重新注册日期
课题类型
注册编号
活动时间
活动频次
小组人数
QC教育时间
合理化建议
备注：
序号
姓名
职称
文化程度
职务
小组职务
组内分工
1
工程师
本科
项目经理
组长
组织策划
2
助工
中专
施工员
副组长
方案实施
3
高工
硕士
主任工程师
成员
QC指导
4
工程师
本科
安全员
成员
安全监督
5
高工
专科
质检员
成员
质量检查控制
6
助工
本科
资料员
成员
资料管理、成果整理
7
工程师
本科
材料员
成员
材料验收
8
技工
高中
班组长
成员
现场实施
9
高工
本科
分公司经理
顾问
决策指导
10
高工
本科
主任工程师
顾问
技术指导
制表：
日期：
2008年10月5日
三、选题理由
提高
大直
径柱
弧形
厚重
石材
干挂
施工
质量
四、现状调查
2008年10月9日～18日，项目部组织QC小组主要成员会同建设、监理单位，一同到各地石材生产厂家和已竣工的类似石材幕墙的工程（有福建****、福建***石材等3家石材厂家，石狮***大厦、泉州***大厦等7幢工程）进行参观、学习、交流，了解石材幕墙质量控制难点和完工后存在的质量问题，对外观质量等进行调查分析，共检查490点，合格404点，如表2，合格点率82.4%。
位置下移破损缺棱掉角接缝宽窄不一
类似工程干挂石材允许偏差调查表表2
序号
项目
（所有项目抽检频数均为10）
超标数量
工程编号
合计
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
1
板材表面缺损
4
3
4
3
6
5
4
29
2
幕墙垂直度
0
2
0
0
0
1
0
3
3
相邻板角错位
1
2
1
2
2
0
2
10
4
幕墙表面平整度
0
0
0
1
0
1
0
2
5
阳角方正
0
1
0
0
0
0
0
1
6
接缝高低差
2
0
1
0
1
0
0
4
7
接缝宽度
4
6
5
6
4
7
5
37
合计（频数：
10×7×7＝490点）
86
备注：
1#：
石狮**大厦；2#：
泉州**大厦；3#：
泉州市**大厦；4#：
泉州市**大楼；
5#：
泉州市***医技楼；6#：
泉州市**大楼；7#：
泉州**大楼。
制表：
****日期：
2008年10月20日
根据调查、统计，将情况绘成质量问题汇统计表。
干挂石材质量问题统计表表3
根据统计表绘制质量问题排列图如下
序号
项目
频数（点）
累计频数（点）
累计频率（%）
1
接缝宽窄不一
37
37
43.0
2
表面质量缺损
29
66
76.7
3
相邻板角错位超标
10
76
88.4
4
接缝高低差超标
4
80
93.0
5
其他
6
86
100
合计
86
图1干挂石材质量问题排列图
制表：
****日期：
2008年10月21日
制图：
****日期：
2008年10月21日
从排列图中可以看出：
接缝宽窄不一、表面质量缺损占总频数的76.7%，为“关键的少数”，是干挂石材的主要质量问题。
五、确定目标值
根据现状调查及本工程的特点，小组制定以下目标值
弧形厚重石材幕墙安装合格点率由82.4%提高到91.8%
设定依据：
1、类似工程中干挂石材允许偏差不合格点率（1-82.4%=）17.6%，“接缝宽窄不一”、“表面质量缺损”两个主要问题占不合格点率的76.7%，如得以攻克、降为次要因素，将使干挂石材合格点率提高{[76.7%-（88.4%-76.7%）×2]×17.6%=}9.4%,从而达到91.8%目标值。
2、本工程的质量目标是争创优质工程，装饰装修分部必须达到优良标准，外墙装饰项目——石材幕墙是整个装饰装修分部工程的关键部位，根据《建筑工程施工质量评价标准》的规定，在质量验收检验批中，一般项目允许偏差合格点率必须≥90%。
六、原因分析
2008年10月23～31日，QC小组应用关联图对两个主要问题进行原因分析，从中找到8条末端因素。
弧形石材断
面尺寸偏薄
传统验算
考虑不全
加工机械
保养差
施工方案
针对性不强
接缝宽窄不一
表面质量缺损
测量仪器
未定期鉴定
新材料
员情况
不熟
挂槽打胶
不饱满
拆架时
发生碰撞
铣槽定位偏移
工人缺乏
专项教育
挂件刚
度不足
就位微
调困难
安装
不准确
未核对
槽位尺寸
人工操作不精细
挂件松动
石材验收
不认真
机械老化
雨天
施工
检测工
具误差
安装方
法不对
成品保护不到位
增援职工
情况不熟
注：
末端因素：
制图：
****日期：
2008年10月31日
七、要因确认
QC小组全体成员对上述8个末端因素逐一进行验证，具体如下表。
要因验证表表4
末端因素验证一
末端因素
挂件刚度不足
确认时间
2008年11月6～9日
确认地点
现场、市场
负责人
确认方法
调查分析
标准
石材干挂挂件刚度及干挂体系稳定性满足要求
要因确认
石材厚重，弧形；最大的：
最厚处断面78mm，最薄处断面33mm，平面展开尺寸1100×600mm，重量95kg；如采用普通类型的钢销式干挂件，经验算挂件抗剪强度：
τ=167.5MPa＞τp=140MPa，不符合要求，且大面积石材干挂中应用无成功经验；故须另外选用合适的干挂件。
是否要因
是
末端因素验证二
末端因素
加工机械保养差
确认时间
2008年11月8日
确认地点
石材加工厂
负责人
徐金豪
确认方法
现场调查
标准
石材加工机械正常运转
要因确认
徐金豪及材料员孙宏，2008年11月8日到石材厂家生产车间检查—
该厂有明确的加工机械保养制度：
①每天上班前及下班后，对机械进行全面检查，有故障及时排除；②每5天进行1次机械保养；③每生产1批石材（不超过500块），进行一次机械保养。
并设有专职保养人员1名，工作认真负责。
是否要因
非
末端因素验证三
末端因素
石材现场验收不认真
确认时间
2008年11月11日
确认地点
施工现场
负责人
林一平
确认方法
现场调查
标准
石材符合《建筑装饰装修工程质量验收规范》9.4.14及9.4.19要求
要因确认
本工程外墙石材品种繁、数量多，共27种、6783块；安排材料员孙宏，对进场的每车次石材的裂痕、划伤、擦伤、色差等质量缺陷逐一验收，不合格品勒令退场，并对石材品种、规格统一编号、标识。
是否要因
非
末端因素验证四
末端因素
传统验算考虑不全
确认时间
2008年11月15～16日
确认地点
社会
负责人
确认方法
调查分析
标准
石材强度σ≤fsc=3.72Mpa、τ≤τsc=1.86Mpa，满足加工及运输要求
要因确认
石材幕墙一般只考虑平面石材的抗弯、抗剪强度验算，断面尺寸满足计算（石材强度σ≤fsc=3.72Mpa、τ≤τsc=1.86Mpa）及规范要求即可。
2008年5月23日，泉州裕丰嘉园小区入口门厅装饰圆柱（直径1.1m），起初采用花岗岩石材面料，经计算，厚度为25mm，多次加工后无法成型，后经多方探讨、研究，最终采用外墙仿真石漆。
本工程正立面大直径圆柱（直径1.4m）采用弧型厚重石材，除了验算石材的抗弯、抗剪强度，还需还要考虑石材的加工环节。
是否要因
是
末端因素验证五
末端因素
施工方案针对性不强
确认时间
2008年11月18～19日
确认地点
项目部
负责人
确认方法
调查分析
标准
编制的施工方案能够准确指导现场施工
要因确认
石材幕墙施工前，项目部傅志明于2008年11月18、19日两天，组织项目部管理人员及班组长、带班、班组技术骨干讨论传统方案的优缺点。
传统方案中，采用人工搬运、就位、调整。
本工程石材厚重，弧形；最大的：
平面展开尺寸1100×600mm，重量95kg，且钢管外脚手架架宽900mm，架上操作空间小，采用传统方案的简单人工操作，安装、微调困难。
需要制定针对性的施工方案。
是否要因
是
末端因素验证六
末端因素
测量仪器未定期鉴定
确认时间
2008年11月20日
确认地点
施工现场
负责人
林一平
确认方法
现场调查
标准
现场使用的测量仪器精度符合要求
要因确认
1、1台经纬仪（TDJ2）于2008年9月11日送泉州市计量所检测，
证书编号为CD-JC12/07-0147。
2、1台水准仪（S3）于2008年9月21日送泉州市计量所检测，
证书编号为CD-JC12/07-0128。
是否要因
非
末端因素验证七
末端因素
雨天施工
确认时间
2008年11月24日
确认地点
施工现场
负责人
阮楚
确认方法
现场调查
标准
施工操作环境不湿滑
要因确认
2008年11月24日，工程项目部安排阮楚订阅天气预报信息，施工期间每天了解天气情况，在雨天来临前提前通知外墙石材干挂班组暂停施工。
是否要因
非
末端因素验证八
末端因素
工人缺乏专项教育
确认时间
2008年11月25～28日
确认地点
施工现场
负责人
徐金豪
确认方法
现场调查
标准
作业人员100%考核合格，质量意识落实到位
要因确认
1、2008年11月25日，项目部对班组长及操作工人计35人，认真细致地进行全面交底和专题讲座。
2、2008年11月26日，小组对参与本工程石材挂槽打胶的6个工人进行了现场测试，所有工人均考核合格。
姓名
黄真宜
梁志强
王文文
李松国
胡宗明
林溪贵
成绩
合格
合格
合格
合格
合格
合格
3、2008年11月27日，项目部组织学习、交流，明确质量责任和奖罚制度，严格执行，在拆架时派专人现场负责。
4、2008年11月28日，项目部人员在日常巡检中，对已铣槽的10块石材进行核对，槽位位置准确。
铣槽尺寸允许偏差巡查结果一览表
序号
槽宽偏差（0～+0.5）
槽长偏差（0～+0.5）
槽深偏差（-0.5～+0.5）
1
+0.3
+0.2
+0.2
2
+0.3
+0.2
-0.1
3
+0.1
+0.4
+0.3
4
+0.4
+0.3
+0.4
5
+0.2
+0.1
-0.2
6
+0.2
+0.3
-0.4
7
+0.1
+0.3
-0.1
8
+0.3
+0.3
+0.2
9
+0.1
+0.1
+0.1
10
+0.4
+0.2
-0.4
是否要因
非
制表：
****日期：
2008年11月30日
八、制定对策
要因确定后，QC小组遵循5W1H原则,制定以下对策表。
对策表表5
序号
主要原因
对策
目标
措施
地点
完成期限
负责人
1
挂件刚
度不足
选择合理
的干挂件
在7度设防地区，保证石材幕墙整体刚度、稳定性
1、比较分析各类挂件构造机理、性能等。
2、选择强度高、整体性好的不锈钢挂件。
施工
现场
2008年
12月12日
2
传统验算
考虑不全
考虑各方因素，验算石材断面尺寸
幕墙石材强度
σ≤fsc=3.72Mpa、
τ≤τsc=1.86Mpa，
且便于加工运输
1、抗弯、抗剪验算，选择合理石材厚度；
2、结合加工机理，并考虑运输情况，选择弧型石材厚度；
3、确定石材厚度。
公司
2008年
12月13日
3
施工方案
针对性不强
方案细化，针对性要强
石材破损率率为0，保证安装质量
1、制定有针对性的施工方案，报公司技术质量部审批；
2、施工前对石材进行统一编号；
3、采用滑轮组依次吊装就位石材；
4、严格按制定方案施工。
施工
现场
2009年3月
制表：
**** 日期：
2008年12月3日
九、实施对策
根据制定的对策，QC小组全面展开进行实施。
实施一：
选择合理的干挂件
2008年12月5～12日，QC小组副组长***组织班组长***及有实践经验的6位工人，到正在施工的***花园、****花园等工程，了解石材干挂挂件的选择事宜。
2008年12月13日，相关人员在项目部办公室就石材干挂挂件问题进行研究，对比分析挂件类型，结合工程特点选择合理挂件。
各式挂件对比分析表 表6
序
号
干挂件
类型
构造机理
应力情况
性能
成本
适用地区
样式
结
论
1
钢销式
用销针、垫板，在板材边沿开孔连接
应力较集中
刚度差
成本
一般
地震活跃
地区禁用
不
适
用
2
背拴式
石材背部打孔，用背拴与幕墙框架龙骨连接，组成干挂体系
背拴、骨架均匀承载，应力较集中，石材破坏时不易整体脱落
承受载
及抗震
性能较好
成本高，加工精度要求高
使用较少，多用于高级装修及抗震等级高的地区
不
适
用
3
通槽式
石材相邻处开通槽，用不锈钢条或铝合金条挂件连接，与幕墙框架组成干挂系统
加工后挂件受力较均匀，面板强度降低，易破坏
施工方法较简单，承受荷载、抗震性能一般
成本
偏高
较少
使用
不
适
用
制表：
陈伟昌 日期：
2008年12月12日
4
短槽式
石材相邻面板采用不锈钢蝴蝶挂件或T型挂件连接，与幕墙框架组成干挂系统
受力较好，加工后面板应力相对集中，石材破坏时不易整体脱落
施工方法简单，承受荷载、抗震性能良好，
成本
适中
适用于
各个地区
适
用
结合本工程大直径圆柱石材饰面单块石材呈弧形、面积广、重量大的特点，考虑到安全性能、施工简便、质量控制、综合成本等综合因素，本工程石材饰面干挂件初步采用短槽式（托板）连接石材。
随后，将本工程石材幕墙采用短槽式干挂件型式，以书面的形式报原设计单位（***大学建筑设计研究院）审批；最终，该方案获得认可（详右图（略）工作联系单，编号：
外立面****），本工程中石材幕墙按认可的方案进行施工。
实施小结一：
选用短槽式干挂件，保证了7度设防地区（***）石材幕墙的整体刚度、稳定性
实施二：
考虑各方因素，验算石材断面尺寸
2008年12月7～13日，QC小组组长***到省****建装饰装修公司，与石材幕墙专业设计技术人员一道研究，确定弧型石材的厚度。
依据一：
根据挂件及石材类型，选取最大尺寸1100mm×600mm进行石材的抗弯和抗剪强度验算。
通过验算，确定石材加工的理论厚度为30mm。
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值
qEAk=βEαmaxGk/A
=5×0.12×618/（1100×600）
=0.00056MPa
其中：
qEAk：
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）；
βE：
动力放大系数，取5.0；
αmax：
水平地震影响系数最大值，取0.12；
Gk：
石材板块的重力荷载标准值（N）=0.03×1.1×0.6×2.6×10000×1.2=618N；
A：
幕墙平面面积（mm2）。
石材板块荷载集度设计值组合
采用Sw+0.5SE设计值组合：
q=1.4wk+0.5×1.3qEak
=1.4×0.002393+0.5×1.3×0.00056
=0.003714MPa
其中：
wk：
作用于幕墙上的风荷载标准值（MPa），泉州沿海地区取0.002393。
石材的计算边长
a短槽连接边边长：
1100mm；
b无槽边边长：
600mm；
a1：
短槽中心到面板边侧距离180mm；
a0：
计算短边边长（mm），a0=600mm；
b0：
计算长边边长（mm）；a-2a1=740>b=600，b0=740mm。
验算
短槽托板在石材中产生的剪应力校核
校核依据：
τ1≤τsc=1.86Mpa
τ1=qabβ/（n×（t-c）s）=0.003714×1100×600×1.25/（2×（30-6）×80）=0.798MPa≤1.86MPa∴石材抗剪强度能满足。
其中：
τ1：
短槽托板在石材中产生的剪应力设计值（MPa）；
τsc：
石材的抗剪强度设计值（MPa）；
q：
石材板块水平荷载集度设计值组合（MPa）；
a：
短槽连接边边长（mm）；b：
无短槽边边长（mm）；
β：
应力调整系数，取1.25；n：
一个连接边上的短槽数量：
2；
t：
石材厚度：
30mm；c：
短槽槽口宽度：
6mm；
s：
单个槽底总长度：
80mm。
石材强度校核
校核依据：
σ≤fsc=3.72MPa
应力设计值为：
σ=6×m×q×b02/t2
=6×0.0918×0.003714×7402/302
=1.245MPa≤3.72MPa
∴强度能满足要求。
其中：
σ：
石材中产生的弯曲应力设计值（MPa）；
fsc：
石材的抗弯强度设计值（MPa）,花岗岩石材取3.72；
m：
四点支撑石材最大弯矩系数，按短边与长边的边长比0.550，查表得：
0.0918；
q：
石材板块水平荷载集度设计值组合（MPa）；
b0：
计算长边边长（mm）；t：
石材厚度：
30mm。
短槽托板剪应力校核
校核依据：
τ2≤τp=140MPa；
τ2=qabβ/（2n×Ap）=0.003714×1100×600×1.25/（2×2×80）=9.58MPa≤140MPa∴短槽托板抗剪强度能满足。
其中：
τ2：
短槽托板的剪应力设计值（MPa）；τp：
短槽托板的抗剪强度设计值（MPa）；q：
石材板块水平荷载集度设计值组合（MPa）；a：
短槽连接边边长（mm）；b：
无短槽边边长（mm）；β：
应力调整系数，取1.25；
n：
一个连接边上的短槽数量：
2；Ap：
短槽托板截面面积：
80mm2。
图3石材幕墙圆柱处节点大样图
图4模型简图
依据二：
依据三：
考虑弧形石材加工机理，如果石材采用进口线锯石材加工机械进行加工，成本约需增加180%，本工程弧形石材幕墙共2260m2，需增加投资172.89万元；通常，石材采用弧形石材切割机两次切割。
弧形石材切割机原理为转盘的转动带动曲柄连杆机构运动，曲柄连杆机构的运动带动旋转轴往复摇摆转动，旋转轴带动刀具作往复摇摆转动，从而在圆弧的切线方向产生较大的剪切力，厉害时会造成石材开裂。
根据石材加工厂、单块弧形石材运输、吊装长期积累的经验，直径1.4m、圆心角90o的弧形石材中部厚度78mm。
根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001）规定，毛面板厚度比光面板增加3mm，本工程中采用的毛面板块理论厚度应该为33mm。
经过验算，结合石材加工机理、运输吊装情况，最终选择合理的石材厚度进行加工；报送原设计单位（***大学建筑设计研究院）审批，并获得认可，详工作联系单（略）（编号：
外立面***，同实施一）；本工程弧形板材外形酷似月牙形，最终确定两端厚度为33mm，中间厚度为78mm。
实施小结二：
幕墙石材强度σ＜fsc=3.72Mpa、τ＜τsc=1.86Mpa，且便于加工运输
实施三：
方案细化，针对性要强
1、制定石材安装施工方案
放样
安装骨架
检查放线精度
质量
检查
石材编号
不锈钢挂件安装
滑轮组吊装石材，就位、微调
密封、清扫
全面综合检查
2008年12月13日，该方案报公司技术质量部审批，获得认可。
2、2008年12月15日，对有关施工班组交底，在施工前必须对石材进行统一编号，按施工流程采用滑轮组吊装就位。
至今，石材幕墙组工人一直按该办法吊装an就位石材。
3、通过参考有关石材饰面的施工资料和以往的施工经验，经小组成员与班组讨论后，考虑本工程石材厚重、架上空间小的特点，传统人工操作不能方便的起吊并准确的安装，决定采用一个定滑轮固定，结合一个动滑轮起吊的滑轮组进行吊装最为实用。
按照施工的先后顺序通过滑轮组进行吊装、就位。
4、严格遵照制定的施工方案施工。
实施小结三：
全部共27种、6783块石材完好无损，保证了石材安装质量
十、效果检查
效果一：
实现了课题设定的目标值
2009年3月5日，QC小组成员对本工程施工完的石材饰面进行全面质量检查。
安装完成的石材幕墙牢固稳定，安全可靠，庄重大方；对本工程干挂石材幕墙进行现场实测，主控项目全部符合要求，一般允许偏差项目：
共检查490点，合格454点，如表7。
本工程干挂石材一般项目允许偏差调查表表7
序号
项目
（所有项目抽检频数均为10）
超标数量
部位编号
合计
柱1
柱2
柱3
柱4
柱5
柱6
升级会员 