攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难关.docx

攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难关中建八局第二建设有限公司南宁五象新区总部基地地下空间项目QC小组目录一、工程概况11.1总体概况11.2旋挖钻孔灌注桩概况1二、小组简介2三、选题理由3四、现状调查4五、活动目标及可行性分析65.1确立目标65.2可行性分析7六、要因分析7七、要因确定87.1要因分析87.2要因确定9八、制定对策12九、对策实施13十、效果检查17十一、巩固措施19十二、总结和今后打算20攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难关中建八局第二建设有限公司南宁五象新区总部基地地下空间项目QC小组一、工程概况1.1总体概况南宁五象新区总部基地地下空间项目建设规模包括地下人行系统和地下车行系统（地下车库联络道）两个部分，地下车行系统（地下车库联络道）包括主环一、主环二和部分匝道段，总建筑面积48689.4，其中主环长约2.1km，匝道长度分别约为60360m。地下人行系统位于云英路、飞龙路下方，总建筑面积为53063.65，全长约1500m，呈L型，地下一层。1.2旋挖钻孔灌注桩概况本工程部分采用旋挖钻孔灌注桩+内支撑的支护方式，桩+内支撑支护共分为四段，共计约1112根旋挖钻孔灌注桩，直径分别为800mm、1000mm、1200mm，桩长10m至22m。场地内主要不良地质作用为岩溶，中风化扁豆状灰岩局部有溶隙、溶孔等溶蚀现象，对桩基施工造成较大的困难。图1-1南宁五象新区总部基地地下空间项目桩基分布图制图：李赛 日期：2016年10月8日 图1-2 桩身大样图制图：李赛 日期：2016年10月8日二、小组简介表2-1南宁五象新区总部基地地下空间项目QC小组成员小组名称南宁五象新区总部基地地下空间项目QC小组课题名称攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难关小组类型攻关型活动日期2016.10-2017.1小组注册号DXQJ2016004课题登记号DXQJ201609-04成立日期2016.9.8出勤率96%小组成员姓名性别职务职称学历小组职务李玉桥男项目总工高工本科组长谷新山男质量总监工程师大专组员包铁虎男安全总监工程师大专组员纪贤远男副总工工程师本科组员李相彬男施工员助工本科组员李赛男施工员助工本科组员雷锦宇男试验员工程师专科组员谭科男施工员助工本科组员余有明男测量员助工本科组员吴楠男造价员助工本科组员小组活动情况活动阶段主要活动内容活动次数出勤人数出勤率计划阶段P选定课题、现状调查、原因分析、制定对策43895%实施阶段D根据对策、组织实施43690%检查阶段C检查效果110100%处理阶段A总结经验，制定巩固措施110100%制表：李赛 日期：2016年1月25日表2-2 小组活动计划汇总表阶段项目活动形式活动次数出勤人数出勤率活动计划10.810.1011.111.2012.101.11.25P选择课题现场调查小组讨论110100%现状调查110100%确定目标确定要因21890%制定对策D实施对策现场实施小组讨论43690%C效果检查数据监测现场检查小组讨论110100%A总结与展望小组讨论总结110100%小组成员参加活动出勤率94%,总活动次数不少于10次. 注 表示里程碑日期 制表：李赛 日期：2017年1月25日南宁五象新区总部基地地下空间项目QC小组是由项目总工担任组长，项目领导大力支持，项目青年骨干积极参与组成的小组。小组是一个攻关型小组，组长具有丰富的QC攻关经验，组员年轻富有激情，是一个高效、有创造力的团队。三、选题理由1、质量要求本工程的结构设计使用年限为100年，抗震等级为四级，基坑安全等级为一级，质量要求高。旋挖桩是工程的关键工序，是工程质量的保证。2、 工期要求本工程量大，支护桩数量达1112根，攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工技术难关是高效、高质地完成施工任务的重要保障。项目的工期紧张，桩身质量问题的二次处理费用高昂，不仅是降低了项目的效益，更是不利于工程的进度。3、技术要求广西是喀斯特地貌极度发育地区，本工程施工区域内地质条件复杂，岩溶较多，旋挖钻孔灌注桩施工难度大，攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难题具有良好的社会效益。4、 课题现状小组成员调查了周边临近工程如兴业银行、京华广场、北部湾投资等桩基施工情况。因桩基质量问题造成工程大量返工的工程占调查总数的1/5。绘图人：李赛 时间：2016年10月9日基于以上原因，我项目部QC小组选择攻克复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩施工难关作为本次活动的课题。通过本次QC小组活动，强化工程质量过程管理，提高青年员工攻关能力、业务钻研能力，增强创新意识。四、现状调查1、根据地质勘探报告资料显示，本工程地质条件复杂，有溶隙、溶孔、溶洞等溶蚀现象。图4-1现场地质照片2、根据岩土工程详细勘查报告显示，勘探期间，钻孔ZK109揭穿溶洞2.4m，洞顶标高74.46m，洞底标高72.06m，ZK180揭穿溶洞4.7m，洞顶标高81.08m，洞底标高76.38m，ZK321揭穿溶洞3.5m，洞顶标高75.81m，洞底标高72.31m，遇洞率约1.12%，且施工区域内溶蚀裂隙发育长为10-30cm。地下岩溶的发育对旋挖钻孔灌注桩的钻孔以及混凝土的灌注造成很大的影响。3、本QC小组针对周边相邻正在施工桩基的京华广场、北部湾投资、兴业银行等工地进行全程的跟踪调查，抽查了500个点，发现51个检查点出现质量问题，一次性钻孔浇筑混凝土合格率为89.8%。针对施工过程中出现的质量问题，小组调查情况如下表4-1所示。表4-1桩基质量缺陷问题调查表序号项目检查点（个）合格点（个）不合格点（个）合格率（%）1塌孔1006139612偏位100955953缩颈100964964导管取不出100982985其它100991996合计5004495189.8制表：李赛 日期：2016年10月12日根据实际跟踪调查的情况，我们绘制了桩基质量问题频数统计表进行进一步分析，如表4-2所示。表 4-2桩基质量问题频数统计表质量问题频数频率（%）累积频率（%）塌孔3976.576.5偏位59.886.3缩颈47.894.1导管取不出23.998其它12100合计51100制表：李赛 日期：2016年10月12日 根据调查统计数据，本QC小组绘制了复杂岩溶地质旋挖钻孔灌注桩质量问题排列图，如图4-2所示。图4-2复杂岩溶地质旋挖钻孔灌注桩质量问题排列图制图：李赛 日期：2016年10月12日通过对排列图分析，我们可以看出塌孔占不合格项总数的76.5%，是旋挖钻孔灌注桩施工质量问题的最主要原因。五、活动目标及可行性分析5.1确立目标复杂的岩溶地质条件导致钻孔面临塌孔、缩颈等施工难题，给旋挖机施工造成了很大的挑战。为了克服旋挖钻孔灌注桩在复杂岩溶地质条件下的施工技术难关，保证工程质量，加快工程进度，我们小组确立了一下目标：克服施工技术难关，确保一次成桩合格率95%以上。95%89.8%图5-1复杂岩溶地质旋挖钻孔灌注桩质量问题排列图制图：李赛 日期：2016年10月13日5.2可行性分析攻关能力：小组成员专业技术水平高，在以前的科技攻关中取得良好的成绩，是实现目标可贵的人力资源。组员积极性：项目组成人员年轻、文化程度高、肯学习、爱钻研，积极主动参与小组活动。工程经验：公司在广西区内完成的的多项工程均存在岩溶地质，相关旋挖钻孔灌注桩经验丰富，有借鉴意义。1、技术支持：本项目是南宁市的重点工程，公司给予了强大的技术支持。2、可行性计算：根据前面对影响灌注桩质量因素的分析，塌孔占不合格项的76.5%，只要把这个症结解决90%，就可提高合格率7%。计算式：5176.5%90%500=7%。症结解决后合格率提高为89.8%+7%=96.8%。因此，95%的目标值是可以达到的。六、要因分析在经过充分地现状调查后，小组成员结合现场施工的实际情况，从人、机、料、法、环、测六个基本要素出发，分析总结出塌孔是本次QC课题的主要施工技术难关，并绘制了鱼刺分析图。如图6-1。图6-1 塌孔形成原因鱼刺图制表：李赛 日期：2016年10月13日七、要因确定7.1要因分析以上鱼刺图分析可看出，影响旋挖钻孔灌注桩质量的末端因素共有12条。小组成员通过现场验证等方法确定要因如表7-1所示。表7-1要因确认计划表序号因素末端原因确认方法标准负责人完成时间1人缺少复杂岩溶地区施工经验进行相关知识考核考核成绩合格率100%李玉桥2016.10.142质量意识薄弱对施工部位进行跟踪监督有质量奖罚制度，且100%实施李赛2016.10.143机钻机钻速过快现场检查不同地质条件下，钻速误差5%谭科2016.10.154机械对地面要求高，摆动大现场检查摆动在合理范围内，桩径误差30mm谷新山2016.10.155料搅拌站较远，供应不及时现场监测混凝土供应不及时情况少于2%吴楠2016.10.166混凝土初灌量不足现场抽测混凝土初灌量3m包铁虎2016.10.167法水下灌注工艺不合理现场监测有无施工流程图纪贤远2016.10.168漏浆处理缺乏针对性、实用性现场检查有无专项施工方案李玉桥2016.10.179环地下岩溶不规则发育现场勘测进行详细的地质分析李相彬2016.10.1810回填土较多现场调查土质稳定，满足施工条件李赛2016.10.1811测泥浆稠度偏低现场复核泥浆稠度控制在1822s雷锦宇2016.10.1912混凝土面标高测量不准现场复核砼面标高超灌高度500mm余有明2016.10.19制表人：李赛 日期：2016年10月13日7.2要因确定（1） 要因确认一：缺少复杂岩溶地区施工经验验证时间2016.10.14验证人李赛验证标准考核成绩合格率100%验证情况考核内容旋挖桩施工工艺岩溶地质处理方法水下混凝土灌注流程结论考核人数152015合格率80%90%80%经检查，现场的施工管理人员偏比较年轻，大都在30岁以下还有一些新入职员工，专业知识储备不够充分，现场施工管理经验欠缺，突发状况处理不及时，监督、执行力较低，无法对操作工人做出正确指导与有力监管要因制表人：李赛 时间：2016年10月14日（2） 要因确认二：质量意识薄弱验证时间2016.10.14验证人李赛验证标准有质量奖罚制度，且100%实施验证情况施工班组旋挖机班组钢筋班组混凝土班组结论有无质量奖罚制度有有有有无实施人有有有由调查表可以看出，各个施工班组在施工各环节均制定了相应的质量奖罚制度，并且设定了具体实施人，不会因为无质量奖罚制度而影响桩基施工质量。非要因制表人：李赛 时间：2016年10月14日（3） 要因确认三：钻机钻速过快验证时间2016.10.15验证人谭科验证标准不同地质条件下，钻速误差5%验证情况抽测桩号7#16#37#56#67#结论钻速误差（%）32233经抽测，在进行旋挖机钻孔时，机械操作人员均能按照规范操作，不会因为钻速过快引起桩基质量问题。非要因制表人：谭科 时间：2016年10月15日（4） 要因确认四：机械对地面要求高，摆动大验证时间2016.10.15验证人谷新山验证标准摆动在合理范围内，桩径误差30mm验证情况抽测桩号7#16#37#56#结论桩径误差（mm）1012813经抽查，桩径误差在合理范围内，能有效满足设计要求。非要因制表人：谷新山 时间：2016年10月15日（5） 要因确认五：搅拌站较远，供应不及时验证时间2016.10.16验证人吴楠验证标准混凝土供应不及时情况少于2%验证情况天数1234结论断料时间（min）0000小组对连续四天的混凝土供应情况作了调查，没有出现断料情况。且本工程引入两家混凝土公司，一般不会出现混凝土供应不及时情况。非要因制表人：吴楠 时间：2016年10月16日（6） 要因确认六：混凝土初灌量不足验证时间2016.10.16验证人包铁虎验证标准混凝土初灌量3m验证情况抽测桩号5#9#13#19#22#结论初灌量（m）43.543.53.5根据现场监测，混凝土初灌量都超过3m，均能满足要求。非要因制表人：包铁虎 时间：2016年10月16日（7） 要因确认七：水下灌注工艺不合理验证时间2016.10.16验证人纪贤远验证标准有无施工流程图验证情况有无施工流程图无结论有无具体实施人无通过对现场各岗位管理人员及工人询问，缺少规范化施工流程。水下灌注操作时，没有具体流程作为施工依据。要因制表人：纪贤远 时间：2016年10月16日（8） 要因确认八：漏浆处理缺乏针对性、实用性验证时间2016.10.17验证人李玉桥验证标准有无专项施工方案验证情况检查点数漏浆点数漏浆率结论501020% 根据现场监测，实际施工时，漏浆率为20%。且出现漏浆情况时，大多是利用混凝土将漏浆部位灌满。没有更为有效的控制漏浆的专项方案。要因制表人：李玉桥 时间：2016年10月17日（9） 要因确认九：地下岩溶不规则发育验证时间2016.10.18验证人李相彬验证标准进行详细的地质分析验证情况抽测个数出现岩溶个数岩溶出现率结论503570%通过对施工现场成孔是的抽查，岩溶出现率高达70%，且施工区域内，岩溶呈不规则发育状态，无法进行准确的地质预估。要因制表人：李相彬 时间：2016年10月18日（10） 要因确认十：回填土较多验证时间2016.10.18验证人李赛验证标准土质稳定，满足施工条件验证情况对现场钻孔情况调查分析发现，以鹅卵石，沙土组成的回填土大多在桩孔的上部，能满足施工条件，对桩基的影响不大。结论非要因制表人：李赛 时间：2016年10月18日（11） 要因确认十一：泥浆稠度偏低验证时间2016.10.19验证人雷锦宇验证标准泥浆稠度控制在1822s验证情况抽测孔号12#16#20#27#结论泥浆稠度（s）19191821通过对泥浆稠度的抽查，施工所用泥浆稠度均能满足设计要求。非要因制表人：雷锦宇 时间：2016年10月19日（12） 要因确认十二：混凝土面标高测量不准验证时间2016.10.19验证人余有明验证标准砼面标高超灌高度500mm验证情况抽测桩号12#20#30#39#结论超灌高度（mm）600540580575通过对灌注桩混凝土面标高的复核，抽测的桩的混凝土面超灌高度都超过了500mm，均能满足设计的超灌要求。非要因制表人：余有明 时间：2016年10月19日根据以上分析论证，确定以下是造成桩身混凝土质量缺陷主要因素：（1）无复杂岩溶地质施工经验（2）水下灌注工艺不合理（3）漏浆处理缺乏针对性，实用性（4）地下岩溶不规则发育八、制定对策QC小组对非主要因素采取了预防措施,形成了书面的注意事项和二次技术交底记录,对要因制定的措施结果,在组长李玉桥的主持下，项目QC小组人员针对各项要因，按照“5W1H”原则制定了对策，并具体落实到人。如表8-1所示。表8-1 制定对策序号要因对 策目 标措 施地点时间执行人1无复杂岩溶地质施工经验培训管理人员相关知识，增加其专业知识储备每个现场的管理人员了解旋挖钻机的工作特点、原理，了解岩溶地质条件的特点，掌握旋挖钻机克服岩溶地区的技术方法1、 加强对现场管理人员的技术培训及技术交底2、 定期进行工作总结，并做未来工作计划，增加应对突发状况的能力3、 组织施工管理人员去类似工程参观学习项目部自10月19日起李玉桥纪贤远2水下灌注工艺不合理改进水下混凝土灌注工艺所有施工人员均能做到按照施工流程合理施工1、 制定规范合理的水下混凝土浇筑流程，确保施工工艺规范有序2、 对工人进行技术交底，确保每位工人熟知合理的施工工艺施工现场自10月19日起吴楠李赛3漏浆处理缺乏针对性，实用性制定漏浆处理措施灌注混凝土时出现突发漏浆情况的概率小于5%。1、 针对漏浆问题举行讨论会，确定具体的应对方法2、 根据不同的地质条件制定不同的堵漏措施施工现场自10月19日起包铁虎雷锦宇谭科4地下岩溶不规则发育进行详细地质条件分析克服溶隙、溶洞等不良溶蚀地质，不出现因溶洞问题造成的质量问题及进度落后情况1、 重新进行地质条件分析，熟悉地下岩溶发育情况2、 对复杂岩溶地质条件桩基施工进行专家研讨会，确定施工对策项目部自10月19日起余有明李相彬谷新山制表：李赛 日期：2016年10月22日九、对策实施实施一：针对无复杂岩溶地质施工经验的要因1、 并对现场管理人员的技术培训及技术交底。确保其熟悉旋挖钻孔灌注桩整个工作流程，掌握旋挖钻机克服岩溶地区的技术方法。2、 定期进行工作总结，并做未来工作计划，在工作中不断学习，增加应对突发状况的能力。3、 小组成员去类似工程参观学习，总结其施工经验，并将其运用到实际生产过程中。图9-1 旋挖桩专业知识培训实施一效果检查经检查，对策实施后每个现场的管理人员了解旋挖钻机的工作特点、原理，了解岩溶地质条件的特点，掌握旋挖钻机克服岩溶地区的技术方法。较培训学习前管理人员的管理经验有了很大的提高，并且能灵活处理现场突发状况。表9-1 对策实施前后考核合格率对比表考核项目对策实施前对策实施后考核人数合格率考核人数合格率旋挖桩施工工艺1580%15100%岩溶地质处理方法2090%20100%水下混凝土灌注流程1580%15100%制表：纪贤远 日期：2016年12月20日实施二：针对水下灌注工艺不合理的要因1、根据施工现场的实际勘探情况，制定规范合理的水下灌注工艺流程，为施工提供依据。水下灌注工艺工程如下图所示。图9-2水下混凝土灌注流程图制图人：李赛 时间：2016年12月22日2、对工人进行技术交底培训，并签订岗位责任书。确保每一位工人熟悉合理的施工流程，避免因为工序不合理，随意操作带来的质量问题。图9-3 旋挖桩专业知识培训实施二效果检查通过对桩撑五段施工现场及桩身质量检查，所有施工人员均能做到按照施工流程合理施工，且桩身质量优于规范及设计要求。实行制定的规范化流程，施工人员对水下灌注混凝土有了系统全面的认识，能做到依次规范化施工，保证了灌注桩的质量。表9-2 对策实施前后施工流程图落实情况对比表检查项目对策实施前对策实施后有无施工流程图无有有无具体实施人无有制表：李赛 日期：2016年12月24日实施三：针对漏浆处理缺乏针对性，实用性的要因针对不同地质条件制定不同的堵漏措施。1、 根据此类地质构造中存在较小的溶沟、溶隙的特点，使用水泥与软塑黏土配比回填堵漏效果较好；2、 针对地质中存在大型溶洞漏浆速度快的地区，先回填片石、黏土，再投入水泥凝结堵漏；3、 对于连串性溶洞，直接浇筑水下混凝土堵漏。4、 由于地质条件不好，采用隔两个桩位打桩的方式跳打，避免由于土质不好造成的串孔问题。实施三效果检查通过落实针对不同地质条件下的堵漏措施，提高了漏浆处理的效率与质量。经过对桩撑五段桩基施工的跟踪调查，在灌注前都已经采取处理措施，灌注混凝土时出现突发漏浆情况的概率小于5%。表9-3 对策实施前后漏浆率对比表对策实施前对策实施后检查点数漏浆点数漏浆率检查点数漏浆点数漏浆率501020%5024%制表：谭科 日期：2016年12月28日实施四：针对地质岩溶不规则发育的要因1、 召开地勘报告讨论会，重新认真分析岩土工程详细勘察报告及岩土工程补充勘察报告。2、 对地下岩溶不规则发育问题召开地下溶洞处理方案专家论证会，形成专家处理意见：（1） 对于支护桩的成孔方法：桩孔内采用高压旋喷固结法处理；对于空的溶洞，可用灌注素砼方法处理。（2）支护桩完成后，待开挖到基底，视实际情况处理。图9-4 岩土工程勘察报告图9-5 溶洞处理方案专家论证会及专家处理意见实施四效果检查经检查，通过对详细地勘的重新分析研究和专家意见的学习，我们对地下岩溶发育的情况有了更加详细、系统的了解。桩撑五段桩基施工过程中，未出现因溶洞问题造成的质量问题及进度落后情况，桩身质量问题也已降至4%，达到了合格率95%的预期目标。表9-4 对策实施前后桩身质量合格率对比表对策实施前对策实施后检查点数合格点数合格率检查点数合格点数合格率504080%504896%制表：谭科 日期：2017年1月5日十、效果检查1、目标完成情况经过此次QC小组攻关后，我们在业主、设计和监理的见证下，我们对本工程桩撑五段支护桩的500个点进行抽测。其中有质量缺陷的点共有15个。500个点抽测情况具体如下表所示。表10-1桩基质量缺陷问题调查表序号项目检查点（个）合格点（个）不合格点（个）合格率（%）1偏位100928922缩颈100973973导管取不出100982984塌孔1001001995其它100981996合计50048515制表：李赛 日期：2017年1月10日表 10-2桩基质量问题频数统计表质量问题频数频率（%）累积频率（%）偏位853.453.4缩颈320.073.4导管取不出213.386.7塌孔16.793.4其它16.6100合计15100制表：李赛 日期：2017年1月10日图10-1复杂岩溶地质旋挖钻孔灌注桩质量问题排列图制图：李赛 日期：2017年1月10日检查结果表明，支护桩桩身质量良好，塌孔出现的累计频率为6.7%，支护桩质量问题出现率为3%，合格率为97%，原设定95%的目标圆满完成，达到了预期的效果，并超过了既定目标。绘图人：李赛 时间：2017年1月10日2、技术效益复杂岩溶地质下，旋挖钻孔灌注桩施工难度大，工期紧，质量要求高，且处理不当很容易造成后期修复困难等问题。通过此次QC活动，确保了旋挖钻孔灌注桩的质量，其结构性能均符合验收规范要求，对指导类似复杂地区旋挖钻孔灌注桩工程施工提供了可借鉴经验。 3、经济效果检查此次QC小组活动促进了复杂岩溶地质条件下旋挖钻孔灌注桩的顺利施工，同时避免了桩基二次处理费用的损失。若按照