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托梁抽柱技術(shù)創(chuàng)新江蘇****集團(tuán)有限公司會(huì)議室改造工程QC小組一、工程概況江蘇****集團(tuán)有限公司辦公樓為七層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),地下室底板為筏板結(jié)構(gòu),頂層為大型會(huì)議室(見(jiàn)圖),室內(nèi)兩根600×600框架柱不僅影響了會(huì)議室內(nèi)使用空間、妨礙視線,且不利于會(huì)議形式調(diào)整,因此集團(tuán)公司決定拆除會(huì)議室內(nèi)中間兩根框架柱(見(jiàn)圖示)。屋面北面一排柱均為梁上柱,不可作為框架梁的支承柱,只有沿縱向設(shè)計(jì)??v向一跨柱距為7.6m,取消中間兩柱后,大梁跨度為22.8m。梁西端為出屋面柱頭,東端為電梯機(jī)房框架柱。原會(huì)議室(有柱)原會(huì)議室(有柱)會(huì)議室平面圖二、小組概況小組情況表小組名稱(chēng)江蘇****集團(tuán)團(tuán)會(huì)議室改造造工程QC小組成立時(shí)間2007年4月課題名稱(chēng)托梁抽柱技術(shù)創(chuàng)新新活動(dòng)時(shí)間2007年4月———2007年8月小組類(lèi)型創(chuàng)新型受QC教育時(shí)間平均達(dá)50學(xué)時(shí)小組注冊(cè)編號(hào)課題注冊(cè)編號(hào)姓名性別學(xué)歷職稱(chēng)職務(wù)組內(nèi)職務(wù)1男碩士高級(jí)工程師公司總工程師技術(shù)顧問(wèn)2男大專(zhuān)高級(jí)工程師公司質(zhì)量保證部部部長(zhǎng)技術(shù)顧問(wèn)3男本科高級(jí)工程師公司工程技術(shù)部部部長(zhǎng)組長(zhǎng)4男本科高級(jí)工程師項(xiàng)目經(jīng)理副組長(zhǎng)5女本科高級(jí)工程師工程技術(shù)部組員6男高中助理工程師現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)組員7男本科助理工程師項(xiàng)目工程師組員8男大專(zhuān)助理經(jīng)濟(jì)師材料員組員9男大專(zhuān)助理工程師砼工長(zhǎng)組員10男高中技術(shù)員質(zhì)檢員組員制表:****日期:2007.4.10三、計(jì)劃(Plan)1、選擇課題(1)問(wèn)題的提出在大樓正常使用中進(jìn)行抽柱施工,必須確保各方面安全,抽柱后必須確保屋面工程質(zhì)量。在大樓正常使用中進(jìn)行抽柱施工,必須確保各方面安全,抽柱后必須確保屋面工程質(zhì)量。要求盡量較少對(duì)原有裝潢及屋面設(shè)施的破壞,降低造價(jià),將造價(jià)控制在20萬(wàn)以?xún)?nèi)。為了不影響會(huì)議室的使用,公司要求工期盡可能的短,以保證公司的日常活動(dòng)。造價(jià)要求質(zhì)安要求工期要求公司要求為了改善會(huì)議室的使用功能,集團(tuán)公司要求抽柱改造勢(shì)在必行。沒(méi)有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)和借鑒,通過(guò)這次QC活動(dòng)積累經(jīng)驗(yàn),擬形成內(nèi)部工法。工藝要求要求在不影響大樓正常辦公和咖啡館營(yíng)業(yè)的情況下去掉屋面2根柱,且施工過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境不產(chǎn)生不利影響。環(huán)境要求(2)課題的確定為此我們選定的課題為——托梁抽柱技術(shù)創(chuàng)新2、設(shè)定目標(biāo)(1)確定目標(biāo)1、1、抽柱后大梁撓度滿(mǎn)足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》不大于l0/400(為不影響原裝潢跨度以7.6米計(jì)算)約19mm,且不產(chǎn)生反拱;2、會(huì)議室要求在2007年8月1日前使用;3、造價(jià)控制在20萬(wàn)以?xún)?nèi)。目標(biāo)值目標(biāo)保證大樓正常辦公和營(yíng)業(yè),拆柱成功,縮短工期,降低成本。(2)目標(biāo)可行性分析有利條件:1、集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)本工程十分重視,給予技術(shù)與財(cái)力、物力的支持;并由總工程師親自負(fù)責(zé)該項(xiàng)目。2、請(qǐng)**大學(xué)土木工程學(xué)院的專(zhuān)家教授進(jìn)行設(shè)計(jì)指導(dǎo)。3、小組成員素質(zhì)高且經(jīng)驗(yàn)豐富,有多人是多次參加QC小組活動(dòng)并取得成效的人員,有較強(qiáng)的創(chuàng)新、攻關(guān)能力和團(tuán)結(jié)務(wù)實(shí)的精神。不利條件1、特殊的施工環(huán)境和要求,必須設(shè)計(jì)特殊的施工工藝(流程),缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和借鑒。2、工藝創(chuàng)新,施工過(guò)程中可能會(huì)遇到難以預(yù)料的問(wèn)題。(3)結(jié)論綜合目標(biāo)執(zhí)行的有利條件和不利條件,我們認(rèn)為,通過(guò)開(kāi)展QC小組活動(dòng),可以克服不利因素,充分利用有利條件,使目標(biāo)得以完成。因此,結(jié)論為目標(biāo)可行。3、提出方案及確定最佳方案(1)確定總體方案小組成員通過(guò)“頭腦風(fēng)暴法”集思廣益,提出三種方案:方案一、鋼梁懸吊法方案二、型鋼混凝土組合大梁換梁法;方案三、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土托梁抽柱法;針對(duì)以上三種方案,小組成員通過(guò)專(zhuān)家咨詢(xún)、資料檢索等方式,從技術(shù)的可行性、經(jīng)濟(jì)的合理性、預(yù)期效果、工期等方面進(jìn)行分析論證,見(jiàn)下表。方案分析選定表方案方式方案1方案2方案3設(shè)計(jì)方案鋼梁懸吊法:在原原有屋面上被被加固梁上方方,增加一鋼鋼梁,利用大大螺桿懸吊的的方法吊住需需加固的梁;;型鋼—混凝土組合梁換梁梁法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土土托梁抽柱法法:用預(yù)應(yīng)力力鋼筋混凝土土大梁代替原原有框架梁;;技術(shù)可行性力學(xué)設(shè)計(jì)上是可行行的,但鋼梁梁的吊裝需大大噸位吊車(chē),需從外地租租借,且由于于是加固工程程,現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有辦辦法進(jìn)入和停停放大噸位吊吊車(chē)和運(yùn)輸車(chē)車(chē),施工上很難難實(shí)現(xiàn);強(qiáng)度設(shè)計(jì)上可行,在在原有梁上部部澆制組合梁梁,利用箍筋筋拉住原混凝凝土梁,澆筑筑混凝土后鑿鑿除原框架柱柱。預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)術(shù)是一項(xiàng)成熟熟技術(shù),而且且由東南大學(xué)學(xué)華東預(yù)應(yīng)力力中心設(shè)計(jì),技技術(shù)實(shí)力可靠靠;經(jīng)濟(jì)合理性從外地租借大吊車(chē)車(chē)費(fèi)用高,鋼鋼結(jié)構(gòu)后期維維護(hù)費(fèi)用高;;考求大高土成藝對(duì)施工安全在大樓正常使用情情況下,在人人員活動(dòng)區(qū)域域進(jìn)行大噸位位吊裝施工,有有安全隱患。有較大噸位的吊裝裝作業(yè),有安安全隱患。沒(méi)有大噸位吊裝作作業(yè),安全性性較高。預(yù)期效果后期必須加強(qiáng)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的維護(hù);;大梁很高,工藝復(fù)復(fù)雜,預(yù)期效效果不佳;預(yù)應(yīng)力技術(shù)強(qiáng)度能能夠滿(mǎn)足要求求,更重要的的是撓度可控控制在目標(biāo)范范圍內(nèi)。施工工期需考慮從外地租借借大噸位吊車(chē)車(chē),工期的不不確定因素多多;工期能滿(mǎn)足要求;;無(wú)特殊施工工藝,能能滿(mǎn)足工期要要求;環(huán)境影響對(duì)綠化、辦公、營(yíng)營(yíng)業(yè)均有不利利影響,對(duì)周周邊環(huán)境影響響大。對(duì)周邊環(huán)境影響較較大對(duì)環(huán)境的不利影響響較小選擇不采用不采用采用選定方案:預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土托梁抽柱法選定方案:預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土托梁抽柱法型式二:“型式二:“包裹”型預(yù)應(yīng)力梁型式型式一:傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力梁型式析分析分傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力梁即先鑿除原有大梁和去掉的柱,重新設(shè)計(jì)施工一根預(yù)應(yīng)力梁。優(yōu)點(diǎn):傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力梁即先鑿除原有大梁和去掉的柱,重新設(shè)計(jì)施工一根預(yù)應(yīng)力梁。優(yōu)點(diǎn):1、受力明確,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單;2、施工中預(yù)應(yīng)力筋敷設(shè)方便,定位準(zhǔn)確;3、鋼筋綁扎方便;4、混凝土澆注方便,預(yù)應(yīng)力梁質(zhì)量易保證;缺點(diǎn):1、大面積屋面的荷載必須全部頂撐起來(lái),給7層樓面造成巨大壓力;2、原屋面的垂直變形難以控制;3、施工垃圾多,混凝土用量大;4、鑿除工作量大。采用“包裹”型預(yù)應(yīng)力梁。即原梁不鑿除,包裹在新建的預(yù)應(yīng)力大梁內(nèi)。優(yōu)點(diǎn):1、大面積屋面的荷載無(wú)須全部頂撐起來(lái),不給7層樓面造成很大壓力;2、原屋面不會(huì)產(chǎn)生明顯的垂直變形;3、施工垃圾少,節(jié)約混凝土4、鑿除工作量??;缺點(diǎn):1、受力較復(fù)雜;2、施工中預(yù)應(yīng)力筋敷設(shè)不便,準(zhǔn)確定位困難;3、鋼筋綁扎不方便;4、混凝土澆注困難,尤其是原混凝土梁下鋼筋密集處;由于主要問(wèn)題是施工問(wèn)題,而本QC小組中有我公司從高層到基層施工技術(shù)人員參與,經(jīng)過(guò)充分討論比較,決定采用方案二:“包裹”型預(yù)應(yīng)力梁型式。(3)預(yù)應(yīng)力梁的不同支承與鋼筋錨固方式比較錨固方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單跨預(yù)應(yīng)力梁與柱柱錨固1、東側(cè)的電梯機(jī)房墻墻不需要拆除除,鑿除與恢恢復(fù)工作量小小,垃圾較少少;對(duì)電梯機(jī)房無(wú)影響響;3、使用材料少。對(duì)支承柱產(chǎn)生很大大的附加彎矩矩;西側(cè)梁端鋼筋下彎彎錨固非常困困難;3、同等預(yù)應(yīng)力度情況況下梁的撓度度較大帶“錨梁”預(yù)應(yīng)力梁對(duì)支承柱沒(méi)有附加加彎矩;2、西側(cè)梁端鋼筋直接接伸入錨梁,不不需要下彎錨錨固;3、同等預(yù)應(yīng)力度情況況下梁的撓度度較小。東側(cè)的電梯機(jī)房墻墻需要拆除,鑿鑿除與恢復(fù)工工作量較大,垃垃圾較多;對(duì)電梯機(jī)房有一定定影響;3、使用材料較多。經(jīng)過(guò)比較與權(quán)衡,決定采用支承方式二:帶“錨梁”預(yù)應(yīng)力梁方式。最佳方案:“最佳方案:“包裹”型預(yù)應(yīng)力托梁抽柱法(帶“錨梁”)4、實(shí)施最佳方案需要解決的主要問(wèn)題(1)深化方案加固大梁立面、剖面圖拆除屋面水箱和水泥珍珠巖板隔熱層設(shè)置臨時(shí)支撐混凝土鑿除鋼筋綁扎、鋼筋植筋波紋管及預(yù)應(yīng)力筋定位、錨具定位拆除屋面水箱和水泥珍珠巖板隔熱層設(shè)置臨時(shí)支撐混凝土鑿除鋼筋綁扎、鋼筋植筋波紋管及預(yù)應(yīng)力筋定位、錨具定位托梁的底模及其支撐的搭設(shè)托梁混凝土的澆筑拆除吊頂托拆除托梁側(cè)模鋼筋綁扎、錨固預(yù)應(yīng)力施工鑿除所抽柱模板施工混凝土澆筑達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度兩端新增梁混凝土達(dá)到強(qiáng)度后托梁的側(cè)模及其支撐的加固托梁兩端新增梁(錨梁)施工割斷被抽柱柱頂周邊主筋拆除所有加固和支撐排架觀測(cè)托梁的撓度(3)需要解決的主要問(wèn)題根據(jù)選定的方案、工藝流程圖,小組成員進(jìn)行了多次專(zhuān)題討論,并與有關(guān)專(zhuān)家研究,對(duì)于實(shí)施流程進(jìn)行了綜合分析,采用評(píng)價(jià)對(duì)比的方法,預(yù)測(cè)分析方案實(shí)施中可能遇到的如下5個(gè)方面的問(wèn)題:序號(hào)預(yù)測(cè)問(wèn)題造成后果1施工時(shí)荷載傳遞到到下層產(chǎn)生不不利影響支撐及力傳遞的可可靠性關(guān)系到到六樓公司領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)層的辦公公環(huán)境及安全全,影響重大大;2新老混凝土的結(jié)合合不好如果新老混凝土的結(jié)合合不好,影響響結(jié)構(gòu)的承載載力,最終影影響結(jié)構(gòu)的安安全性;3鋼筋綁扎困難鋼筋綁扎不符合規(guī)規(guī)范要求,造造成不合格。4預(yù)應(yīng)力筋波紋管放放置困難不能保證波紋管放放置位置準(zhǔn)確確,受力與設(shè)設(shè)計(jì)不符,給給結(jié)構(gòu)安全留留下隱患;5梁底混凝土澆搗困困難混凝土澆搗不密實(shí)實(shí),易造成蜂窩窩麻面,影響混凝土土質(zhì)量。5、制定對(duì)策按照5W1H制定以下對(duì)策表。序號(hào)項(xiàng)目對(duì)策what目標(biāo)why措施how地點(diǎn)where責(zé)任人who完成時(shí)間when1施工時(shí)荷載傳遞到到下層產(chǎn)生不不利影響確定柱的鑿除程序序,明確支撐方方案,嚴(yán)格搭設(shè)程程序支撐穩(wěn)定,保證荷荷載按設(shè)計(jì)傳傳遞,保證7層樓面安全全穩(wěn)定。由項(xiàng)目工程師編制制方案;方批對(duì)工人進(jìn)行詳細(xì)的的技術(shù)交底;;按照施工方案搭設(shè)設(shè);搭設(shè)時(shí)同步檢查。辦公室施工現(xiàn)場(chǎng)2新老混凝土的結(jié)合合不好采取措施,保證新新老混凝土的的有效結(jié)合混凝土質(zhì)量滿(mǎn)足要要求,新老混混凝土結(jié)合得到有效效處理。施工方案中必須對(duì)對(duì)新老混凝土土結(jié)合處的措措施闡述;嚴(yán)格按方案施工;;加強(qiáng)施工時(shí)的檢查查。辦公室施工現(xiàn)場(chǎng)2007.5.1173鋼筋綁扎困難倒置施工程序綁扎扎鋼筋確保鋼筋綁扎滿(mǎn)足足設(shè)計(jì)要求,保保證結(jié)構(gòu)安全全。編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案案;規(guī)定鋼筋的綁扎順順序;對(duì)主筋及箍筋采用用靈活接頭方方式;必要時(shí)采用穿孔方方式。辦公室施工現(xiàn)場(chǎng)4預(yù)應(yīng)力筋波紋管放放置困難優(yōu)先保證波紋管的的放置允接頭良好,封封閉嚴(yán)實(shí)。編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案案;嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙紙曲線放置波波紋管;對(duì)特殊問(wèn)題QC小小組現(xiàn)場(chǎng)討論論處理;波紋管單獨(dú)驗(yàn)收后后進(jìn)行下道工工序。辦公室施工現(xiàn)場(chǎng)5梁底混凝土澆搗困困難采取措施,保證梁梁底混凝土的的密實(shí)梁底混凝土密實(shí)。施工方案中對(duì)混凝凝土振搗措施施進(jìn)行詳細(xì)的的闡述。對(duì)工人進(jìn)行交底。3、對(duì)預(yù)拌混凝土提提出特殊要求求;辦公室施工現(xiàn)場(chǎng)四、執(zhí)行(Do)【實(shí)施一】確定柱的鑿除程序明確支撐方案嚴(yán)格按照方案搭設(shè)根據(jù)小組確定的方案,由項(xiàng)目工程師****編制施工方案,并由公司工程技術(shù)部部長(zhǎng)****審批,具體做法如下:1)首先清除屋面已破損的水泥珍珠巖保溫板,減輕屋面荷載;2)剝除柱鋼筋的混凝土,鑿除部分柱頭混凝土,盡量讓開(kāi)大梁縱向鋼筋位置,保證柱頭對(duì)原大梁有足夠臨時(shí)支承力;3)根據(jù)屋面板基本是單向板的特點(diǎn),將與縱梁相連的板混凝土鑿開(kāi),與縱梁相連的次梁不斷開(kāi),保證原屋面自重基本不下傳;4)預(yù)應(yīng)力張拉前割除所有柱主筋,根據(jù)柱混凝土的強(qiáng)度計(jì)算,仍然保持柱頭最小支承強(qiáng)度,但不影響預(yù)應(yīng)力張拉。柱頭保持支承強(qiáng)度2、保證鋼管支架不偏心受力且均勻傳力:1)采用四排立桿的φ48鋼管扣件式支撐排架,縱、橫向支撐桿的間距600mm~900mm,掃地桿、牽杠等水平桿的豎向間距不大于1500mm,荷載盡量不直接傳遞到下層板上;2)鋼管支撐排架立桿頂套接可調(diào)U型支托(簡(jiǎn)稱(chēng)“U托”),U托頂采用100×100mm木枋承力,保證支架鋼管中心受力;3)為保證力的均勻傳遞,先在加固大梁下七層樓面兩側(cè)原有梁板下臨時(shí)支撐架及托梁模板支撐架滿(mǎn)鋪18厚木膠合板,支撐立桿下再墊通長(zhǎng)木枋。4)針對(duì)搭設(shè)程序和方法對(duì)工人進(jìn)行了細(xì)致的技術(shù)交底,搭設(shè)過(guò)程中由****同志跟蹤檢查確保支撐的合規(guī)性,各方進(jìn)行驗(yàn)收后進(jìn)行下工序。效果檢查:2007年5月9日,柱頭混凝土修鑿?fù)戤?、梁下支撐架搭設(shè)完畢,由****同志進(jìn)行了檢查,柱頭混凝土修鑿、支撐架搭設(shè)完全按照方案進(jìn)行,屋面、架體穩(wěn)定,7層樓面無(wú)任何異狀?!緦?shí)施二】加強(qiáng)新老混凝土的結(jié)合新老混凝土的粘結(jié)主要是考慮原混凝土梁的鑿毛及加強(qiáng)貼梁振搗,保證粘結(jié)牢固。按照施工方案中規(guī)定,對(duì)新老混凝土結(jié)合處采取了如下措施:按設(shè)計(jì)圖鑿除被加固梁兩邊狹長(zhǎng)范圍內(nèi)(托梁邊向外50mm)的板中混凝土,直至原次梁邊(原次梁與托梁相交處混凝土未鑿除)。原有混凝土鑿除時(shí),不可破壞周邊混凝土。為增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)力,剝除了原有混凝土梁表面的防水層和粉刷層,且表面鑿毛。施工過(guò)程中按照方案加強(qiáng)檢查。效果檢查:2007年5月14日,公司總工程師室組織有關(guān)人員進(jìn)行了檢查,原混凝土的鑿除及鑿毛符合方案要求?!緦?shí)施三】倒置施工程序綁扎鋼筋通常梁的施工程序是先設(shè)置底模,后綁扎鋼筋?!鞍堋笔筋A(yù)應(yīng)力混凝土梁決定了按照通常程序無(wú)法施工??紤]到預(yù)應(yīng)力鋼絞線和鋼筋的放置綁扎,決定采用倒置施工程序:先放置預(yù)應(yīng)力鋼絞線波紋管和綁扎鋼筋,后立模板。縱向鋼筋采用化整為零的方式,全部使用滾壓直螺紋Ⅰ級(jí)機(jī)械接頭,不使用長(zhǎng)鋼筋,便于穿插和定位。箍筋采用在場(chǎng)外加工成開(kāi)口式U型箍,現(xiàn)場(chǎng)套入原大梁后,加工成閉口環(huán),角部彎135°鉤,直長(zhǎng)10d。效果檢查:2007年5月25日,公司總工程師室組織有關(guān)人員進(jìn)行了檢查,鋼筋綁扎符合要求。綁扎好的鋼筋【實(shí)施四】嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙曲線,優(yōu)先保證波紋管的放置1、按照設(shè)計(jì)圖紙,利用AutoCAD將折線形預(yù)應(yīng)力鋼絞線波紋管轉(zhuǎn)化成便于現(xiàn)場(chǎng)控制的矢高圖。為便于現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況采用任意控制基準(zhǔn),矢高圖同時(shí)標(biāo)注了波紋管中心到預(yù)應(yīng)力大梁上表面和下表面的直高尺寸,水平方向按照1000mm間隔定位。2、實(shí)際施工中,預(yù)應(yīng)力大梁的下表面即梁底模,是一個(gè)控制標(biāo)準(zhǔn),而上表面在混凝土澆筑前是沒(méi)有的,但梁上水平鋼筋是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖位置準(zhǔn)確放置的,故按照矢高圖,以梁底模和大梁上方水平鋼筋作為直高基準(zhǔn)線放置波紋管;3、4、當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線波紋管遭遇屋面次梁時(shí),采用梁上開(kāi)孔的方式保證鋼絞線波紋管位置準(zhǔn)確;5、由于屋面場(chǎng)地所限,25m長(zhǎng)的鋼絞線在大梁混凝土澆筑后穿不能實(shí)現(xiàn),且為避免空心波紋管在澆搗混凝土過(guò)程中上浮移位,采用了預(yù)先將鋼絞線穿入波紋管中的方法,用短鋼筋環(huán)與原混凝土梁箍筋焊接固定鋼絞線波紋管,確保澆筑混凝土?xí)r不位移。效果檢查:2007年5月25日,公司總工程師室組織有關(guān)人員進(jìn)行了檢查,波紋管的豎向位置偏差均小于10mm,位置準(zhǔn)確,固定可靠,鋼絞線穿束規(guī)范,符合要求。放置好的鋼絞線和波紋管【實(shí)施五】梁底混凝土的澆搗由項(xiàng)目工程師編制了混凝土施工方案,為保證梁底混凝土澆搗密實(shí),主要從混凝土配合比和振搗兩方面考慮:1)在使用完全相同水泥、外加劑、粉煤灰、黃砂的情況下,使用不同粒徑的碎石采用了兩種不同的配合比,即梁下300mm混凝土采用5~16mm粒徑碎石,坍落度180mm,其它混凝土采用5~31.5粒徑碎石,坍落度140mm;拆模后的梁底2)混凝土振搗時(shí)采用上下均使用振動(dòng)棒振搗,即上

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