教学课件确保复杂地质条件下桩复合地基施工质量

1、确保复杂地质条件下CFG桩复合地基施工质量 二0一0年四月本工程位于*县松江街和新华街交汇处，框剪结构，地下1层，地上15层。采用CFG桩复合地基进行地基处理。CFG桩桩径为500mm，总共482根，其中1#楼桩数249根，2#楼桩数233根。采用方格网布桩，桩间距为14002450 mm不等。一）工程概述Company Logo设计桩长：有效桩长不小于7.0m15.1m，。持力层为圆砾层，褥垫层厚度为250mm，褥垫层材料采用中砂、粗砂、级配砂石或碎石，最大粒径小于20mm，夯填度为0.87。设计复合地基承载力特征值A区（见图一中斜线范围内的区域）为300kPa，B区（见图一中除斜线范围外的

2、区域）为260kPa。CFG桩采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺施工。 一）工程概述Company Logo图一 1#楼、2#楼CFG桩复合地基桩位平面布置图Company Logo二）、地质概况标高(m)层号厚度(m)土层名称土质情况89.488.60.20.8杂填土稍湿，松散89.286.60.82.0红粘土稍湿，可塑86.583.6-11.93.0红粘土稍湿，可塑83.678.6-12.95.0粉质粘土饱和, 可塑83.677.900.7细砂-中砂湿，饱和77.976.9-101.0粘质粉土饱和, 可塑76.975.7-201.2细砂饱和76.471.70.54.0圆砾饱和Com

3、pany Logo地下水共二层,上层滞水主要存在于杂填土层的孔隙中，受大气降水和生活废水下渗补给，水量较小，高程在87m左右；孔隙承压水,主要存在于场地内第四系土层下的圆砾层中，受相邻场地同一含水层渗透补给，含水层厚度较大、透水性强,水量丰富,水位高程在丰水期达7879m。二）、地质概况Company Logo二、小组概况 小组名称*商贸城项目QC小组小组类型现场型活动课题确保复杂地质条件下CFG桩复合地基施工质量注册号QC2009-04-01成立时间2009年6月8日小组活动时间2009.62009.9平均接受TQC教育时间60小时活动次数14出勤率100%Company Logo二、小组概

4、况序号姓 名性别年龄学 历职 称职 务小组职务组内分工1男大 专工程师主任工程师组 长全面负责2男大 专工程师项目经理副组长对策实施3男本 科助 工技术主管副组长对策实施4男本 科助 工质检员组 员对策实施5男大 专助 工施工员组 员对策实施6女本 科助 工设备员组 员对策实施7男大 专助 工材料员取样员组 员对策实施8女大 专助 工资料员组 员对策实施9男高 中技 师 施工队长组 员对策实施Company Logo三、选题理由公司要求项目要求新技术、新工艺要求*县紧邻首府*市，正在大搞建设，本工程为扶绥县的第一高楼，施工成败与否，对我公司来说政治、经济意义重大，是树立公司品牌的一个良好机会。

5、 CFG桩成桩质量方面一、二类桩的数量之和达到整个工程总桩数的100%。CFG桩复合地基成套技术是建设部10项新技术之一，公司目前尚未编制CFG桩施工工艺标准，在CFG桩复合地基应用上经验较少，尤其是在饱和软土和高地下水位等复杂的地质条件下，尚没有成熟的经验。选题理由选题理由Company Logo四、现状调查 类似工程一类似工程二类似工程三某长螺旋成孔CFG桩复合地基工程 *高层住宅楼 *嘉华绿洲2#楼 为了了解CFG桩复合地基施工质量情况，小组成员于2009年6月9日至6月10日通过查询有关资料和调查了解共检查三个工程的1000根桩，其中合格桩为950根，不合格桩为50根，整体合格率为95

6、%。 Company Logo四、现状调查桩径偏小 98%合格率桩身强度低 98.5%合格率桩位偏差大 99%合格率桩身完整性差80%合格率根据获取的资料，继续对不合格桩展开调查，发现50根不合格桩主要包括以下5大类问题： 复合地基承载力达不到设计要求 98.5%合格率12345Company Logo由调查表作出统计表如下:CFG桩复合地基施工质量问题频数、频率统计表 序号项目名称频数（根）累计频数（根）频率（%）累计频率（%）1桩身完整性差404080802桩径偏小4448883桩身强度低3476944桩位偏差大2494985复合地基承载力达不到设计要求1502100合计50Company

7、 Logo80% CFG桩复合地基施工质量问题排列图序号12345类别桩身完整性差 桩径偏小 桩身强度低 桩位偏差大 复合地基承载力达不到设计要求 频数(根)1040200503020%40%60%100%80%0造成盾构推进偏差超标率过高的主要症结是：管片姿态异常从排列图可以看出,影响CFG桩复合地基施工质量的主要问题是“桩身完整性差” 40432 1 90% 88% 94% 98% 累计频率(100%)Company Logo五、确定目标及可行性论证根据现状调查，我们确定了本次活动的目标： 1、CFG桩成桩质量按规范的要求进行低应变检测，一、二类桩的数量之和达到整个工程总桩数的100% 目

8、标 2、CFG桩复合地基整体合格率由现状调查时的95%提升到99% Company Logo五、活动目标及可行性论证目 标可行性项目部编制的施工方案报公司主管部门审核，总工审批，报总监理工程师批准后方可实施。本工程为公司的重点项目，从公司到项目部都很重视，公司在人员项目部配备上组织综合能力较强、具有类似施工经验的管理人员 进行管理。项目部有严格的材料进场验收制度，施工前对进场材料进行检查、验收及抽样检验，质量符合要求方可使用 考察选择信誉好、管理完善、综合素质高的劳务队组。目 标在各方支持下，QC小组成员团结协作，一致努力，一定能 达成目标 Company Logo六、原因分析 1、分析原因

9、QC小组经过认真分析，绘制了桩身完整性差因果分析图，找出了16个末端因素如下 ：Company Logo2、要因确认我们通过对鱼刺图中每个末端因素逐项进行调查及讨论分析：要因确认计划表序号末 端 因 素确认内容验证方法标 准负责人验证时间1管理人员责任心不强查项目部管理人员历年来的年度考核记录调查分析按公司的项目人员考核管理办法及标准达到合格以上等级2009.06.122技术交底不详尽，岗前培训不到位查技术交底、培训考试记录调查分析符合公司技术交底管理办法、劳务工人岗前培训管理办法的规定2009.06.123泵管弯头曲率半径不合理现场调查泵管弯头曲率半径对堵管的影响程度现场调查不能造成堵管20

10、09.06.144排气阀门不能正常工作排气阀门不能正常工作对成桩质量的影响程度现场调查排气阀门的工作状态不得影响成桩质量2009.06.135搅拌机不能正常工作查设备维修保养记录现场调查按公司设备管理手册的要求进行维修保养，设备运行良好2009.06.126砼泵机不能正常工作查设备维修保养记录现场调查按公司设备管理手册的要求进行维修保养，设备运行良好2009.06.127混合料坍落度过大或过小现场抽查混合料坍落度情况调查分析按建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）的规定混合料坍落度宜为160200mm2009.06.128混合料配合比不当查混合料配合比报告现场调查应由有资质的试验室进行配

11、合比试验，并出具配合比报告2009.06.14Company Logo2、要因确认9桩顶以下2.5m内混合料未进行振捣查桩施工记录和低应变检测报告现场调查按施工方案要求桩顶以下2.5m内混合料必须用振动棒进行振捣2009.06.1310提钻速度与混合料泵送量不相匹配查桩施工记录、低应变检测报告调查分析按设计要求，成桩的提拔速度宜控制在2m/min3m/min。2009.06.1411饱和土层采用连打作业的打桩顺序查询本工程地质勘察报告和上网查询有关论文调查分析采用的打桩顺序不影响成桩质量2009.06.1512机械挖土没有保护桩头的措施查技术交底、施工方案现场调查桩头保护措施到位，挖土设备不碰

12、到桩头2009.06.1213水下成桩先提钻后灌注混凝土查询本工程地质勘察报告和现场走访类似工程调查分析水下成桩不产生离析等质量问题2009.06.1214凿桩头方法不规范现场观察现场调查按施工方案要求的方法进行凿桩头2009.06.1215夜间施工照明不足 现场观察现场调查照明设备充足2009.06.1216钻进深度测量误差大查施工测量复核记录、测量员上岗证现场调查有施工测量复核记录、测量员上岗证2009.06.12Company Logo 2009年6月12日，由QC小组组长到公司组干处查项目部12名管理人员近3年来的年度考核记录，按公司规定，评分结果分为优良、合格、不合格3个等级，经过统

13、计分析：合格率占100%，优良率占89%。 末端因素1 ：管理人员责任心不强非要因结论Company Logo末端因素2： 末端因素3：末端因素4：排气阀门不能正常工作 确认情况：2009年6月13日，由施工员专门到市某机械施工公司学习取经，专门向该公司机械专家作了关于长螺旋钻孔钻机构造原理及施工技术方面的咨询，了解到钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,当所钻地层为饱和砂层时，极易发生在提钻过程中坍塌而堵死钻门。若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯，从而严重影响成桩质量。结论要因Company Logo末端因素5： 末端因素6：末端因素7： 末端

14、因素8：末端因素9：桩顶以下2.5m内混合料未进行振捣 确认情况： 2009年6月13日，由QC小组组长现场检查两个类似工程的桩施工记录和低应变检测报告，随机选定20根桩顶以下2.5m内混合料未进行振捣的桩和20根桩顶以下2.5m内混合料进行振捣的桩进行对比。前者出现三类桩的数量为12根，占检查总桩数的60%；后者出现三类桩的数量为0根，占检查总桩数的0%。小组人员经过讨论认为，由于桩顶以下2.5m内混合料下落时的重力加速度不大，如不用振动棒进行振捣，会造成桩顶混凝土密实度差,产生蜂窝、孔洞，影响上段桩的成桩质量。结论要因Company Logo末端因素10：提钻速度与混合料泵送量不相匹配 确

15、认情况：2009年6月14日，由QC小组组长现场检查两个类似工程的CFG桩施工记录及低应变检测报告，按设计，拔管速度应控制在23m/min的范围内。调查20根拔管速度应控制在23m/min之间的桩和20根拔管速度过快或过慢的桩，前者成桩质量较差，三类桩、四类桩的数量为18根，占检查数量的90%；后者成桩质量较好，未发现三类桩、四类桩。 结论要因Company Logo末端因素11：饱和土层采用连打作业的打桩顺序 确认情况：2009年6月15日，由项目技术主管通过查询本工程地质勘察报告和上网查询有关CFG桩在饱和土层地质情况下施工的学术论文后研究认为：在饱和土层中成桩,当采用连打作业时,新打桩对

16、已打桩易产生挤压作用,使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形,产生严重的缩颈和断桩，从而严重影响成桩质量。 结论要因Company Logo末端因素12：末端因素13：水下成桩先提钻后灌注混凝土 确认情况：2009年6月12日，由QC小组组长通过查询本工程地质勘察报告和现场调查走访类似工程的施工情况，发现采用先提钻后灌注混凝土，形成往水中灌注混凝土的作法会造成桩身下部严重离析，严重影响成桩质量。结论要因Company Logo通过对16条末端因素的调查分析和确认，小组成员共找出了桩身完整性差的5条要因 要因排气阀门不能正常工作 提钻速度与混合料泵送量不相匹配桩顶以下2.5m内混合料未进行振捣 饱和土

17、层采用连打作业的打桩顺序要因一 要因二 要因三 要因四 水下成桩先提钻后灌注混凝土要因五Company Logo七、制定对策 针对以上5条要因，制定如下对策： 对策表 序号要 因对 策目 标措 施时 间地点负责人1排气阀门不能正常工作选用新型下开式专利钻头替换侧开式常规钻头确保在成桩施工过程中排气阀处于正常工作状态由材料员负责联系购买下开式专利钻头，并替换侧开式常规钻头。2009.6.16施工现场2桩顶以下2.5m内混合料未进行振捣严格按施工方案要求对桩顶以下2.5m内混合料用振动棒进行振捣确保桩顶混合料密实,不产生蜂窝、孔洞等质量缺陷1、在技术交底单中专门写入”要求对桩顶以下2.5m内混合料

18、用振动棒进行振捣”的要求；2、在施工过程中严格加以监控。2009.618.2009.724施工现场Company Logo对策表 3饱和土层采用连打作业的打桩顺序采用隔排隔桩跳打，增大桩间距离，减少对已完桩体能量的干扰确保按照施工方案的要求进行隔排隔桩跳打1、编制施工方案时明确隔排隔桩跳打的打桩顺序；2、在技术交底单中写入隔排隔桩跳打的顺序要求3、在施工过程中严格加以监控。2009.616.2009.724施工现场4提钻速度与混合料泵送量不相匹配加强现场管理协调，做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合拔管速度应控制在23m/min之间。严格掌握混合料的输入量大于提钻产生的空孔体积,使混合

19、料面经常保持在钻头以上1m，提钻速度应与混合料泵送量相匹配2009.620.2009.724施工现场5水下成桩先提钻后灌注混凝土采取先灌注混合料再提钻的操作方式确保所有有地下水的桩采取先灌注混合料再提钻的操作方式钻杆钻至设计标高后不提钻,先向空心钻杆内灌注约8m 高的混合料,然后再提钻进行桩底混合料灌注2009.620.2009.724施工现场Company Logo八、对策实施2009年6月16日，由材料员负责联系有关经销商购买了一套下开式专利钻头，并由专业人员安装在长螺旋钻机上替换了原有式常规钻头。这种新型的下开式专利钻头是2001年10月24日发明的，专利号为ZL 00 2 63200.

20、4，它与侧开式常规钻头相比，具有明显的优势。 实施一：选用新型下开式专利钻头替换侧开式常规钻头Company Logo下开式专利钻头的最大特点是阀门下开，如下图所示，阀门上部受力为混合料的竖向压力 F2=cHA2，下部受的水压力F1hA1，由于F2=cHA2式中不再出现小于1的侧压力系数K0，通常为F2 F1，即不再发生阀门打不开的情况，避免了桩体存气形成空芯。侧开式常规钻头下开式专利钻头效果检查：经查验CFG桩施工记录，均没有发现排气阀门不能正常工作的现象，说明此项实施实现了预定的目标。Company Logo实施二：严格对桩顶以下2.5m内混合料进行振捣密实 2009年6月18日，由施工员

21、在技术交底单中专门写入“要求对桩顶以下2.5m内混合料用振动棒进行振捣”的具体要求，并召开专题技术交底会，在会上，施工员韦龙初对本工程CFG桩施工操作方法（包括对桩顶以下2.5m内混合料用振动棒进行振捣）等内容作了详细地交底，技术交底单交由CFG桩劳务分包队组每一名施工人员签字。专题技术交底会现场图片Company Logo 2009年6月20日2009年7月24日，CFG桩砼施工过程中，由施工员初现场指挥、质检员现场进行监控:在每一根桩泵完混合料超过设计桩顶标高以上500 mm时，即要求混凝土振捣工对桩顶以下2.5m内混合料用振动棒进行振捣，振捣时应做到快插慢拔，插点应均匀排列，逐点移动，顺

22、序进行，均匀振实，不得遗漏，振至表面泛浆、排除气泡时为止。 效果检查：经查1#楼、2#楼低应变法检测报告，一类桩、二类桩的总数达到总桩数的100%，没有发现三类桩、四类桩，说明桩身混合料密实,没有产生蜂窝、孔洞等质量缺陷，此项实施实现了预定的目标。 Company Logo实施三：采用隔排隔桩跳打的打桩顺序 2009年6月1617日，由项目技术主管编制本工程CFG桩施工方案，在方案中明确了隔排隔桩跳打的打桩顺序，并附“CFG桩打桩顺序平面示意图”。为防止新打桩对已打桩挤压,使得已打桩产生缩颈和断桩现象，故采取分5批桩进行隔桩隔排跳打，依照第1批、第2批.第5批的打桩顺序，打完一批桩再打下一批桩

23、，具体打桩顺序见图六、图七。方案编制完成后送分公司主任工程师及公司生产处、质量科技处、安全处审核，总工办审批。另外，由施工员在技术交底单中对隔排隔桩跳打的顺序要求，作了详细地交底。并在施工过程中对打桩顺序严格加以监控。Company Logo1#、 2#楼CFG桩打桩顺序平面示意图 效果检查：经查CFG桩施工记录，所有CFG桩的施工顺序均按照施工方案的要求进行隔排隔桩跳打，说明此项实施实现了预定的目标。Company Logo实施四：加强现场管理协调，做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合 为保证成桩过程连续进行,项目部提前一个月按材料计划的要求进行备料，备好了施工所需全部碎石、粉煤灰、

24、水泥、外加剂等材料，避免供料出现问题导 致停机待料。 成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合Company Logo2009年6月20日2009年7月24日，CFG桩砼施工过程中，由项目经理负责现场总协调工作，施工队长负责组织队组人员进行实施，做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合(见图八),特别是机长与泵工应密切配合，做到提钻速度应与混凝土泵送量相匹配, 保证带压提钻，充盈系数控制在1.31.5之间。严格掌握混合料的输入量大于提钻产生的空孔体积,使混合料面经常保持在钻头以上1m,以免在混合料中形成充水的孔洞。成桩的提拔速度严格按设计要求控制在2m/min3m/min。管理人员对提拔速

25、度进行严格地监控。效果检查：效果检查：经查1#楼、2#楼低应变法检测报告，一类桩、二类桩的总数达到总桩数的100%，没有发现三类桩、四类桩，说明此项实施实现了预定的目标。 Company Logo实施五：采取先灌注混合料再提钻的操作方式为保证水下成桩质量，2009年6月20日2009年7月24日，CFG桩砼施工过程中，由施工队长负责组织队组人员进行实施,要求机长钻杆钻至设计标高后不提钻,先向空心钻杆内灌注约8m 高的混合料,然后再提钻进行桩底混合料灌注。之后,边灌注边提钻,保持连续灌注,均匀提升,可基本做到钻头始终埋入混凝土内1m 左右。严禁采用先提钻后灌注混合料,形成往水中灌注混合料的错误作

26、法。效果检查：经查CFG桩施工记录，所有CFG桩的施工均采取先灌注混合料再提钻的操作方式，说明此项实施实现了预定的目标。 采取先灌注混合料再提钻的操作方式 Company Logo 2009年9月13日，由检测单位依据规范的要求对所有成桩后的CFG桩进行低应变动力检测，检测桩数按总桩数482根的10%即49根。检测结果为：桩身结构完整的一类桩44根;桩身结构基本完整、桩身局部轻微离析、对桩的使用不构成影响的二类桩5根。一、二类合格桩共49根,占检测桩总数的100%。实现了QC小组预定的目标。1、质量效果：低应变法检测报告Company Logo 2009年9月18日，由建设、设计、监理、勘察、施工单位各方人员参加、县建设工程质监站监督，进行了本工程1#、2#楼CFG桩复合地基处理工程的验收，CFG桩复合地基整体合格率达到100%，达到并超过了预期的目标（1#楼、2#楼地基处理工程质量验收报告见图十一）。CFG桩复合地基在饱和软土、高水位等复杂地质情况下，施