提高围护灌注桩施工效率

第第#页共22页1=提高围护灌注桩施工效率1=XXXX三公司市政基础工程公司刘建晖QC小组一、课题介绍福州市灰炉村旧屋区改造BT工程是本公司承建的第一个大型BT项目，位于福州市六一北路CBD核心地段，总建筑高度150m,四层地卜室，单层地卜室面枳约18000地卜室埋深约20m,基坑支护项目采用灌注桩加内支撑体系，共设计围护桩325根，桩长约为35m该项目围护桩基工程总工期仅50天，工期压力巨大，并且灌注桩施工会排放大量的泥浆和施工噪声,受到城市管理的各种制约。项目部成立QC小组，针对如何提高闱护灌注桩施工效率，开展PDCA循环，努力达成工程目标。二、小组简介小组名称XXXX第三建筑有限公司刘建晖QC小组课题类型现场型成立时间2010年7月8日课題活动时冋2010.7.8*2010.10.16注册号Cscec7bc:2010-021-020S注册时间2010年7月8日活动课题提高围护灌注桩施工效率QC小组人数6人小组简介姓名性别年龄文化职务职称组内职务培训男23本科技术负责人助工组长：全面决策，成果整理小蛆成员均参加市全面质量管理培训并狭得协会颁发姑业证书男30本科项目经理工程师副组长：数据处理、质量验收男28大专项目副经理助工组员：信息收集、成果整理男23本科施工员助工组员：信息收集、信息反馈男22大专质检员助工组员：数据整理、信息收集男42大专桩机班组长一组员：方案实施、信息反馈顾问男38本科分公司总工高工技术顾问国家QC诊断师男33本科分公司书记高工技术顾问男39研究生公司副总工高工技术顾问小组概况表-01制表人：郑武 制表时间：2010年7月8日三、选题理由及选题1）工期要求紧迫21）工期要求紧迫2）施工难度大3）社会影响大围护桩325根，工期仅50部分场地拆迁尚未完成，仅旧屋围护桩325根，工期仅50部分场地拆迁尚未完成，仅旧屋区改造工程受到回迁天。合同规定的工期延误能容纳五台桩机械施工，各群众的高度关注，保证质天。合同规定的工期延误能容纳五台桩机械施工，各群众的高度关注，保证质款为一万元/天。种机械作业转移难度大，施量，按期完成.才能让群款为一万元/天。种机械作业转移难度大，施量，按期完成.才能让群工调度任务艰巨。众放心满意。iMh提高M护浪注桩施工效率1、 杂填土：LOO.3.33m2、 粘土,3.33-5.12m3、 淤泥：8602060m1、 杂填土：LOO.3.33m2、 粘土,3.33-5.12m3、 淤泥：8602060m4、 粉质牯匕1.10-18.2m5、 淤泥质土：0,80.920m5•夹粉质粘土：4.0m6、 粉土：0.50-9.3m7、 残积妙质粘性土：080808、 全风化花岗岩:0.60-15.5m调查二制图人：刘建晖制图日期：2010年08月02日四、现状调查为提高桩基施工效率,小组成员借鉴以往类似桩基工程，针对影响施工效率的因素进行广泛的调査。地质条件是影响桩基工程成桩效率的重要因素，小组成员根据地质报告描述并结合现场实测，了解本工程的地质条件（如右图所示）。设计桩长为35m。穿越土层主要为杂填土、粘土、淤泥、粉质粘土、淤泥质土、淤泥夹粉质粘土、残枳砂质粘性土等土层。该种地质条件在福州城区较常见，类似工程施工经验丰富，可比性强。图1地质剖面图小组成员查阅了我司近年来所施工的福州城区4个类似地质的围护灌注桩施工记录，对施工效率进行分析，得出其平均施工效率为22小时/根桩，最少为16小时/根桩。整理成分析表表-02目工程名称桩基类型总桩数施工天数投入的桩机数量孔深施工效率各注福建大剧院钻孔桩199305台28m21小时/根自拌中旅城冲孔桩572408台31m28小时/根商混恒力金融中心冲孔桩2123。4台32m22小时/根商混福州宝龙城市广场钻孔桩350409台25n16小时/根自拌制表人：刘建晖制表日*!fl：2010年08月11日调査三2010年8月10口，刘建晖组织小组成员针对如何提高灌注桩成桩效率进行分析，首先对成桩过程进行工序分解，以公司以往工程的施工记录为依据，统计出各道工序的平均时冋（平均时间表），绘制成灌注桩成桩过程占用时间分布图：工序对中成孔故障清孔下笼下导管等待灌注灌注不确定因素总计平均时间（h）lh8hlh2h2hlh5hlhlh22h制表人：刘建晖制表日期：2010年08月12日各工序平均时间表表-03

图2占用时间饼图制图人：刘建晖 制图日期：2010年8月12日从饼图中可以看岀"成孔时冋长”和“等待灌注时间长"两个问题是影响施工效率的关键少数。调査总结：本工程若按照22小时/根的平均成粧时间施工，325根围护粧，5台桩机施工，每天施工时间段为6：00'22：00,那么所需工期二22X325/5X16二90天，超出合同规定的工期（5。天）40天。因此,要按期完成工程任务，就必须提高灌注桩施工效率。五、确定小组活动目标5.1小组活动目标时间W10时间W10小时/根桩.设定依据：1、 桩基施工总桩数325根，施工工期为50日历天，扣除机械维修、及场地分段施工影响等原因误工估计10天，因此桩基应在40天内完成。根据现场布置及所处位置.施工期冋最多可安排5台钻孔桩机同时施工,每天施工时间段为6：00、22：000由此可知:每台机完成一根桩的时间应W4OX5X16/325W10小时。2、 依据各工序平均时间表，要提高成桩效率，达到活动目标，就必须减少各道工序的持续时间。经研究发现，选择合适的机械，并对成孔工艺进行改进，使成桩过程比较顺利，预计可将成孔时间缩短50瑁左右，节约4小时：对清孔工艺进行改进，将清孔速度提高50%左右，预计可节约1小时：提高工人的熟练度，加快对中、下笼、下导管、灌砕速度，预计诃分别提高50%左右，可以节约共计2.5小时：从施工组织上改进，将等待砕时间进行缩短，将时间控制在1小时以内，可•以节约4小时；另外，加强机械的维修保葬，预计可使机械的故障时间缩短50%左右，节约0.5小时，得岀统计表：各工序平均时间表 表~05工序对中成孔故障清孔下笼下导管等待灌注灌注不确定因素总计平均时间(h)0.5h4h0.5hlhlh0.5hlh0.5hlh10h制表人：刘建晖制表日期：2010年08月12日因此，小组成员认为：只要通过不懈努力，活动目标一定能够实现。六、原因分析及要因确认1、原因分析运用关联图，小组成员对现状调查中的2个问题进行分析:成孔时间

不纬一.:工序衔接、、不合理.粘土层钻头

糊钻处理泥浆池蓄满以统一灌谜时间'管理制、•度缺陷值工安却等待灌注时间吐供应

不及时进尺工人操作不熟练泥浆产

量大机械选、

择不当/施工培训、、不到位钻头选、〉成孔时间

不纬一.:工序衔接、、不合理.粘土层钻头

糊钻处理泥浆池蓄满以统一灌谜时间'管理制、•度缺陷值工安却等待灌注时间吐供应

不及时进尺工人操作不熟练泥浆产

量大机械选、

择不当/施工培训、、不到位图3关联图制圈人：刘建晖日期:2010年8月13日小组通过关联图理出了相互之间的关系，并从中找出七条末端因素，如卜.表:要因确认计划表表-06序号末端因意确认的依据及标准确认时间因素1管理制度缺陷是否进行教育及建立奖罚制度2010.08.20因素2施1:培训不到位现场培训，并进行考核，考核成绩达到优度2010.08.21因素3商混供应时间限制对市内交通规范进行调査。调查商混生产地点、到工地的运距及路线情况.2010.08.21因素4机械选择不当查阅以往类似工程桩机选择情况，分析对工程的影响，釆取的措施。2010.08.22因素5工序衔接不合理査阅以往类似工程.并结合本工程前期施工情况,进行调查分析.2010.08.23因素6钻头选择不当1.研充地质报告.及时发现不利底层。査阅以往类似工程及类似地质情况下，钻头型式的选择情况，其对施工效率的影响，采取的措施。依据试桩和前期施工情。2010.08.23因素7泥浆外运不及时对市内交通规范中对泥浆外运限制的规定进行调査，现场实测调査泥浆的卸置地点、运距和天气对泥浆外运的影响等因素。2010.08.23制表人：刘建晖制表日期：2010年08月13日2、要因确认小组针对以上7条末端因素.逐一进行要因确认。末端因素一：管理制度缺陷确认方法确认时间确认人调査分析2010年8月20日郑武论证情况：2010年8月20口，为提高项目部管理人员的责任意识•项目部组织会议，通过集体讨论建立了新的考勤制度和工作表现奖罚制度，为施工生产紧张有序地进行，提供了制度E的保障。分析结论：确认为非要因。末端因素二：施工培训不到位确认方法确认时间确认人考核调査2010年8月21日王志伟论证情况：2010年8月21日，项目部对9名施工管理人员和15名操作机台工人进行培训，通过技术交底、专家指导以及对施工要点控制的现场操作讲解.最后进行考核，考核成绩达到优良。分析结论：确认为非要因。末端因素三：商混供应时间限制确认方法确认时冋确认人调査分析2010年8月21日王志伟论证情况：市区混凝土供应为规定时间，分为两个时段，9:00-16:00,21:00-次日7:00：该规定为硬性规定，无法协调，只能避开时限。分析结论：不可抗拒，确认为非要因。末端因素四：机械选择不当1 确认方法确认时间确认人1 调査分析2010年8月22日刘建晖论证情况：查阅以往工程发现，由于桩机械选择不合理，而导致影响施工效率的情况。调査一:2009年福州市湖东路某桩基项目此工程前期，采用车我式反循环钻孔桩机械进行施工。施工过程中，机械卡钻的概率很高，导致偏孔的情况及频繁的机械故障。经调查发现，北面地块地层中分布有大量坚硬的鹅卵石及漂石，地质报告对此部分的有描述有误。此外，钻头在遇到某地层时钻进速度非常缓慢.比预计的正常成孔时冋慢了近5h/根.成桩时冋大大延长长。经调查发现，地层中分有深厚的残积沙质粘性土，导致钻进困难。鉴于此两项问题严重影响了工程的进度计划。项目部采取了临时退场车载式反循环钻孔桩机械，全部更换成冲孔桩机械进场的措施，才顺利保证了工期，完成了工程目标。调査二：福州市三环路某桩基项目此项目，同时釆用冲孔桩机和车载式反循环钻孔桩机，分片区分地块平行施工。施工过程中发现，因为地质状况良好，并且由于场地内施工便道良好，布局合理.车载式反循环机械充分发挥了其对软弱底层钻进速度快，作业转移机动灵活的特点，成桩速度达到17h/根.比平行施工的冲孔桩基快了近8h/根桩。因此，如若完全采用车载式反循环钻孔桩机械，将大大提高工程的施工效率,节约工期成本。分析：因此我们认为，选择合理的成桩机械对于工地的顺利完成有重要的意义，并且机械的选择必须通过现场试桩验证才能确实得做出正确的选择。分析结论：要因。末端因素五：工序衔接不合理确认方法确认时间确认人考核调査2010年8月23口~9月3日吴维国论证情况：在前期施工的32根桩的过程中，小组成员发现，从第二次清孔到开始灌注位，期间要间隔大量的时间，最长一次的由于交通管制等待长达8小时此期间桩机械视同闲置，浪费了大量的成孔作业时间，与其相关的工作及人员也收到影响，大大降低了施工效率。据统计，前期32根桩等待駐时间平均达到2小时/根。分析结论：要因末端因素六：钻头选择不当确认方法确认时间确认人 芍核调査2010年8月23日、9月4口刘建晖

论证情况：在前期施工中发现在分布有深厚的④粉质粘土和⑦残枳砂质粘性土的位置，曾出现多次钻头糊钻现象。糊钻后需要逐节拆除钻杆，土层深厚时，甚至要多次拆除，非常浪费时间。经研究发现是由于钻头不适合。分析结论：对施工效率影响大，必须改进，确认为要因。末端因素七：泥浆外运不及时确认方法确认时间确认人调査分析2010年8月23日"9月7日郑武论证情况：根据施工进度要求，每天完成10根桩•定额中泥浆的增加系数为2.88,泥浆产量将达到10*18*2.88=518.dm3,由于场地狭小.场地内泥浆池容量大约为800m3,因此若当天的泥浆没有及时得到清运，将影响到第二天的施工，并且市区各项限制措施严厉，常有禁行规定，一旦不诃外运，将严重影响施工。分析结论：对正常施工有重要影响，必须解决，确认为要因。通过要因验证衰分析，确定了以下4个要因：七、制定对策对要因确认表中确定的四个要因进行对策制定：对策衰制表人：刘建晖七、制定对策对要因确认表中确定的四个要因进行对策制定：对策衰制表人：刘建晖八、对策实施实施一通过试桩确定最佳机械序号要因对策目标措施地点责任人执行日期1施工机械选择不当通过试桩确定最佳机械进尺速度三6米/小时小组对务种桩机械进行分析，选择两蛆最佳机械进行试桩比较。施工现场刘建晖范定雄8.238.272工序搭接不合理改进钻孔桩施工工艺流程下笼+下导管+清孔+等待灌注W3.5小时改进传统工艺形成吊车与桩机流水作业。施工现场刘吴建维晖国8.2310.063钻头选择不当确保快速穿层将糊钻、堵钻轩的概率控制在5%以下.1、 改进钻头.2、 调配泥浆及正反循环结合防治堵管施工现场刘林建玉晖瑞8.2510.064泥浆外运不及时改良泥浆制成渣土泥浆排放影响施工天数累计W5天.1、 废浆脱水，制成渣土场内翻晒;2、 渣土外运节约成本。施工现场范林定玉雄瑞8.2510.06表-07制表日期：2010年9月07日2010年8月2口小组成员根据以往公司施工过的类似工程进行讨论分析，对各种不同成孔机械在操

作性、施工效率、作业干扰因素、机械故障及影响、工艺先进性及穿层性能等方面进行分析：整理成分析表 表-8一项目成孔机械操作性干扰因素（以及作业链条）施工效率出现故障及影响工艺先进性嚥声/泥浆穿层性能是否釆用钻孔桩机（正循环）简单少、耐套设备少一般一般一般小/多差否车戟反循环钻孔机简单少、配套设备少较快一般较好小/一般絞好采用冲孔桩机简单一般、配套设备少快一般一般大/多强采用旋挖桩机复杂多、需配套挖掘机、吊车、土方工程・快严重好一般/少极强否制表人：范定雄 制表日期：2010年08月23日通过分析：由于旋挖桩在施工组织方面难以保证工期，我们认为反循环钻孔桩机与冲孔桩机在关键性能上表现较好，综合以上各个性能，我们决定采用车载反循环钻孔灌注桩和冲孔桩机进行试桩比较。2010年8月5T0口，小组对反循环钻孔桩机、冲孔桩机施工方法进行了试桩施工，并对施工情况进行讨论分析，分别在成孔效率，配套情况、工艺先进性、清渣能力、经济性及以往施工经验等方而进目清孔方法成孔效率（关键）配套情况工艺先进性清渣能力（关健性能）经济性以往施工经验是否釆用车载反循环钻孔桩较快齐全（随机配备）一般可不清渣、快成本低一般是冲孔桩机快分散（泵需要搬运、调节）一般一般成本高一般否行分析:整理成分析表表T制表人：范定雄制表日期：2010年08月23日通过分析：我们认为在地质条件稳定的情况下，反循环钻孔桩机成孔作业稳定，成孔后后续施工便于衔接，易于组织施工，所以选择车载反循环钻孔桩机作为本工地的成桩施工机械。实施效果检査：通过釆用车载反循环钻孔桩机，成孔进尺速度显著提高，对321根（扣除试桩4根）围护桩的成孔时间进行统计整理，得出平均进尺速度为6.2米/小时，实现了进尺速度。6米/小时的目标。平均进尺速度统计表表-10总桩数（根）平均成孔时间（小时/根）孔深（米）平均进尺速度（米/小时）3215.7356.2制表人：刘建晖制表日期：2010年9月07日另外由于汽车式反循环钻机订通过汽车的前进、后退来定位，机动灵活，所以对中速度明显提高，由原来的平均lh/根，缩短为现在的0.3h/根，压缩了70%的时间。对中时间统计衰表-11统计桩數（个）改进前对中平均时间（h）改进后对中平均时间（h）压缩百分比＜%）32110.370%制表人：刘建晖制表日期：2010年9月07日实施二改进站孔桩施工X艺流程1、传统施工特点：（1）、将以上主要桩机施工阶段与作业时间的相关性进行分析如卜图:（2）、从传统工艺可以看出，桩机从成孔、下笼、下导管、清渣■灌注役，均有参与作业，该施工组织方法为依次施工，上个工序没有完成不来不能施工下个工序，工序相互影响较大。（3）、传统工艺注重使用桩机作为吊装工具，机械化程度低，效率低。制图时间：2010年8月24日制图人：吴维国改进后：1）改进后的桩机与吊车功能图:就位对中行走下钢筋笼浇注磔钻进成孔桩机机械施工吊装吊装釆用吊车吊装图5改进工艺后桩机与吊车功能图制图人：吴维国 制图时间：2010年8月24日2）改进后实现桩机负责就位成孔，吊车负责下笼和浇灌混凝土，有了明确分工。3）钻孔桩机成孔工序可以流水施工.是为影响工期的关键工作。而受生产组织影响大，干扰因素较多的,下钢筋笼和灌注混凝土工作已成为非关键工作，可在一天内安排予以灌注施工。4）每台桩机设置2个泥浆池，1个泥浆池用于成孔使用.1个泥浆池用于置换泥浆与灌注皎时排浆使用。两个泥浆池功能可交互使用。

泥浆池A泥浆池B图6桩机施工作业面示意制圏人：吴维国日期：2010年8月24日实施效果检查:钻孔桩机在成孔后移至卜•一根桩施工，后续的钢筋笼安装由吊车完成，混凝土灌注由吊车施工，因此卜•钢筋笼和灌注混凝土工作己成为非关键工作，对整个成桩效率影响几乎为零，将工序时间绘制成统计表：各工序平均时间表表-12工序清孔下笼下导管等待艰注总计平均时间（h）OhOhOhOhOh制表人：刘建。制表日期:2010年08月12日实现了：下笼+下导管+清孔+等待灌注W3.5小时的目标。实施三改进钻头治理粘土层时糊钻在试桩初期，分布有深厚的粉质粘土和残积砂质粘性土的位置，钻头糊钻的概率很高。糊钻后需要逐节拆除钻杆，土层深厚时，甚至要多次拆除，非常浪费时间。小组通过査阅资料，得知黏土层糊钻现象的产生原因有三种：1、钻机进尺速度和旋转速度：2,泥浆的调配：3,钻头的形成。从机械动力上短期己无法更改，泥浆调配进入黏土层己采用直接注入清水循环,唯有选择从钻头的形式予以改进方法.由于班组自带的钻头釆用四翼刮刀钻头，釆用刮刀钻头在深厚的粉质黏土层很容易出现糊钻现象。为此，项目部及时调整方案，对刮刀钻头进行一些改进，将原先四翼刮刀钻头改为适宜粘土层的三翼钻头.并且对刮刀安装角度进行调整。通过多次实践发现刮刀各项数据理想状况如卜表：图7新型钻头 图8新型钻头侧面通过钻头改进史换使用后，从9月6日起小组成员统计了285根枢旳成孔过程，仅有12根桩由于糊图7新型钻头 图8新型钻头侧面通过钻头改进史换使用后，从9月6日起小组成员统计了285根枢旳成孔过程，仅有12根桩由于糊刮刀各项数据表表-13项目中心角 |刀尖角数值110-130°30-10°说明：中心角度大损耗必然大，钻孔速度也慢；中心角度小虽然钻孔速度快，但是容易糊钻，可以根据实际情况调整°制表人：刘建晖制图时间：2010年8月28日钻导致提钻处理，糊钻率目标得以实现。成桩数（个）未糊钻个數（个〉物钻个数（个）湖钻率（%）285273124.2%制表人：刘建晖制表日期：2010年08月12日糊钻概率统计表表-14另外由于钻头的改进，机械诂应了地层要求，减少了的机械磨损和动力消耗，相应的故障几率也大大降低了，故障时间由原来的1小时/根，缩短为改进后的0.5小时/根，压缩了50%的时机故障时间统计表表T5统计桩数（个）改进前对故障均时间（h）改进后故障平均时间（h）压编百分比＜»）28510.550%制表人：刘建晖制表日期：2010年9月07日实施四改良泥浆制成土渣根据施工进度要求，每天完成10根桩，定额中泥浆的増加系数为2.88,泥浆产量将达到：10*18*2.88=518.Im3a由于采用反循环泵吸方式，泥浆由减少10%左右。则实际每天共需要外运泥浆466.56m3.需要21车次，以当前的市区对车辆禁行要求，难以组织施工，必须对泥浆进行必要的处理：1、 采用泥浆处理机对废浆进行脱水处理：通过多方了解，引进先进工艺，采购一台卧螺离心机kwl-50。型泥浆净化系统备用，一套加药系统等构成泥浆处置系统。该设备具有快速处理泥浆脱水功能，口处理泥浆量可•达到,1000m：在工程上己有应用，2010年8月27□,经过现场布置将处理机布置在废浆池旁边，由厂家直接到现场安装和调试。2、 对脱水后的渣土及时外运节约成本：投入生产后，经过脱水处理后的泥浆，转化成了流塑状淤泥，体积仅为原泥浆体税的1/3左右，同时对处理后的淤泥渣土詡晒、外运。可节约成本。实施效果检査：通过改良泥浆制成土渣后，施工过程由于泥浆外运不及时影响施工进度的问题显著改善。累计影响天数为2天（主要原因是台风天气，储备池被雨水蓄满,泥浆不能外运，泥浆处理停滞造成的），泥浆排放影响施工天数W5的目标实现。泥浆影响天数统计表表T6施工天数正常施工天數泥浆排放影响施工天数目标天数45432W5制表人：刘建晖制表日期：2010年08月12日九、效果检査2010年8月23口至2010年10月06□,工程桩共施工325根。对制定的对策效果实施检查，产生了下列效益：1、目标检査：按照新匸艺绘制桩基流水施匸图

从网络图中可以看岀•施工每天可成桩2根，总用时是16小时。而成孔两个占用关键线路长度仅为12小时,理论上每天成桩可以达到:2*16/12=2.67根，因