提高高压旋喷桩施工质量

二、工艺简介

三、QC小组简介

四、课题选择

五、现状调查

六、目标确定

七、原因分析

九、制订对策

十、对策实施

十一、效果检查

十二、标准化工作

十三、总结及下一步打算

一、工程概括

八、要因确认XX市第三建筑工程公司

XX商住楼工程位于XX路，主楼二十五层，裙楼四层，地下三层，建筑面积28000m2。本工程地下室南北长48.6m，东西宽43.3m，地下室底板面标高-10.0m〔局部-9.0m〕，基坑开挖深度为10.16m，局部开挖深度为9.16m。本工程基坑侧壁平安等级为一级，重要性系数为1.10，设计在围护桩的桩与桩之间后侧采用高压旋喷桩加固挡土，与围护桩形成深基坑侧壁止水帷幕，高压旋喷桩桩长12m，桩径Ф600mm，旋喷桩总数为156根。围护桩与高压旋喷桩位置大样见图1：围护桩与高压旋喷桩位置大样如图：XX市第三建筑工程公司XX市第三建筑工程公司

高压旋喷桩是用钻机钻到预定深度，用高压泵把浆液〔使用最广泛的是水泥系浆液〕通过钻杆端头的特殊喷嘴，以高压水平喷入土层，不断切削土层并与切削下来的土充分搅拌混合，在喷射力有效射程范围内，形成一个由圆盘混合物连续堆积成的圆柱状凝固体。其施工工艺流程：定位放线钻孔下喷射管制浆喷射提升回灌冲洗

高压旋喷桩可用于既有建筑和新建建筑的地基加固，亦可用于深基坑、地铁等工程的土层加固或防水。其工艺分为单管法、二重管法和三重管法三种，本工程采用单独喷射浆液的单管法，施工完毕与围护桩共同形成防水帷幕。QC小组成员一览表表1XX市第三建筑工程公司1、选题理由：①地质状况：根据福建省岩土工程勘察研究院提供的勘察报告，场地上部土层自上而下依次为素填土、粘土、淤泥、粉质粘土及残积砂质粘土，本场地对土方开挖有影响的地下水为孔隙潜水，埋深0.90～1.27m，受大气降水和地表人工排水的影响。②基坑止水重要性：工程基坑土方开挖施工中对基坑侧壁止水的控制尤为关键，直接关系到整个地下室工程施工的工期和质量，以及对周边环境、邻近建筑物均会产生一定的影响。本工程设计在围护桩后侧之间采用高压旋喷桩施工，是基坑侧壁止水的重要保证。2、课题提出：高压旋喷桩施工对于我们工程部是一个崭新的课题，在整个深基坑支护中起了重要作用，决定了施工中不容有失。由此小组确定课题-----?提高高压旋喷桩施工质量?。XX市第三建筑工程公司小组对我司2006年2月份施工的金泉春晓工程的186根高压旋喷桩进行调查，对检验批质量验收记录进行汇总统计：主控工程中水泥及外掺剂质量、水泥用量、桩体强度及完整性均符合要求，一般工程中共抽查200点，超过允许偏差的35点，检验合格率为82.5%，绘成高压旋喷桩质量缺陷调查表、排列图〔见表2、图2〕：

XX市第三建筑工程公司金泉春晓高压旋喷桩施工质量缺陷调查表

表2制表：XX时间：XX市第三建筑工程公司

由排列图可以看出，影响高压旋喷桩施工质量的主要问题是桩径达不到设计要求及桩偏位，其累计频率到达82.4%，是A类因素，为主要质量特性。

XX市第三建筑工程公司提高高压旋喷桩施工质量，减少深基坑侧壁渗水，高压旋喷桩合格率从82.5％提高到90%〔见图3〕。1、目标确定XX市第三建筑工程公司

2、目标值的可行性论证

1〕工程技术人员具有丰富的施工经验、较高的专业技术水平和接受新事物的能力；2〕小组在现状调查过程已经明确，桩体直径偏差和桩偏位的主要质量缺陷占检查总点数的14%[即〔16+12〕/200=14%]，在活动过程假设能采取有效的措施予以改进，将主要问题降低为次要问题〔假设主要问题质量缺陷降低为6%〕，并进一步对一般工程中的桩垂直度、桩体搭接和孔深加强质量控制〔假设次要问题质量缺陷从原来的3.5%降低为2.5%〕，其检验合格率可以从原有的82.5%上升到91.5%〔即1-6%-2.5%〕。因此，我们认为90%的目标值是可行的。XX市第三建筑工程公司针对桩径达不到设计要求和桩偏位两个质量问题，小组于9月23日召开会议，邀请建设单位、监理单位及金泉春晓工程经理郑新华参加，集思广益，寻找其产生的原因，绘成原因分析关联图〔见图4〕：XX市第三建筑工程公司XX市第三建筑工程公司

小组针对以上十条未端因素，采取调查分析、现场试验、测试、测量等方法进行要因确认。下面我对其中几条末端因素确认，其它不一一列举确认1：桩中心点定位偏差高压旋喷桩中心点与围护桩中心点的位置是固定的，但实际围护桩有产生偏移，桩中心点的定位应根据实际偏位来确定。检查156根围护桩，桩位与设计的偏差超过标准允许的有23根，占14.7％〔见表3〕，即有14.7％的高压旋喷桩桩位应按实际围护桩的位置来确定。因此“桩中心点定位偏差〞为要因八、要因确认XX市第三建筑工程公司围护桩〔钻孔灌注桩〕允许偏差工程统计表...表3制表：XX绘制时间：要因确认XX市第三建筑工程公司确认2：浆液配合比不合理查阅JGJ79-2002?建筑地基处理技术标准?第标准条文为“水泥浆液的水灰比应按工程确定可取0.8～1.5，常用1.0〞，而工程设计要求水灰比为：1，我们先按工程设计要求进行试喷，发现水泥浆液稠度大，泥浆泵和喷嘴均发现堵塞现象，造成水泥浆与泥土搅拌不连续完整，影响桩径。施工前应对水泥浆液配合比予以改进。因此“浆液配合比不合理〞为要因要因确认XX市第三建筑工程公司确认3：旋喷管喷嘴堵塞单管法施工的旋喷管每根有两个喷嘴，且喷嘴孔径仅有2-3mm，提升过程中不可防止因泥土等杂质而堵塞。在小组试喷的十根旋喷桩，共有两根发生了堵塞现象，而导致复喷，其堵塞率到达20％，所占比例偏高。因此“旋喷管喷嘴堵塞〞为要因要因确认XX市第三建筑工程公司要因确认结论从要因确认表中可以看出影响高压旋喷桩施工质量的主要原因是：桩中心点定位偏差，钻机导向架不垂直，浆液配合比不合理，喷浆压力不够，旋喷管提升速度太快，旋喷管喷嘴堵塞。XX市第三建筑工程公司对策表

表4针对以上六条要因，采取对策表，制定对策措施，规定完成时间和负责人，付诸实施〔见表4〕九、制定对策XX市第三建筑工程公司对策表

表4制定对策制表：XX日期：XX市第三建筑工程公司十、对策实施实施一提高桩中心点定位精度

根据实际围护桩桩中心点与旋喷桩中心点的具体尺寸关系，以相邻两根围护桩为一组，准确定出每根旋喷桩的桩中心点，每孔误差不得大于5cm。具体如图〔图5〕：XX市第三建筑工程公司图5旋喷桩桩中心点定位图对策实施XX市第三建筑工程公司实施小结：通过对三个施工段共156根高压旋喷桩的桩位检查，合格率到达100%，有效控制了桩偏位。〔见表5〕制表：XX绘制时间：高压旋喷桩桩位实测统计表

对策实施表5

〔桩位允许偏差5cm〕XX市第三建筑工程公司对策实施加强钻机导向架垂直度控制

钻机安放于排浆沟上方，待钩机将排浆沟土方开挖完，夯实并平整好钻机安放的位置，确保钻机能够平稳放置。在钻机底部加设纵横四根50×100的方木，方便于用木楔调整其水平度。导向架高度1.1m，设计规定其垂直度偏差应≤0.5％，即不得大于5.5mm。实施二XX市第三建筑工程公司实施小结：通过对钻机导向架垂直度的控制，小组对检查结果进行汇总统计，合格率达96.2％〔见表6〕，超过制定对策中95％的目标，为钻机的钻进、桩身垂直及偏位的控制奠定了良好的根底。制表：XX绘制时间：钻机导向架垂直度实测统计表

对策实施表6〔≤5.5mm〕XX市第三建筑工程公司对策实施改进水泥浆液配合比的合理性本工程设计的浆液为水泥系，采用PO32.5级普通硅酸盐水泥，设计水灰比为：1。小组按设计水灰比进行试喷，发现水泥浆液稠度大，泥浆泵和喷嘴均有发生堵塞现象，造成水泥浆等泥土搅拌不连续完整，导致桩径不符合设计要求。小组查阅了JGJ79-2002?建筑地基处理技术标准?第的标准条文：“水泥浆液的水灰比应按工程要求确定，可取0.8～1.5，常用1.0〞，工程部向设计院提出设计变更，是否能提高水灰比，并掺入一定数量的外加剂，保证水泥浆液流动性和可喷性。设计院于06年9月25日同意对配合比进行调整，将水灰比改为1：1，并在浆液中渗入一定数量的陶土和碱。最后确定施工配合比为水：水泥：陶土：碱=1：1：0.03：0.0009。〔见表7〕实施三XX市第三建筑工程公司高压旋喷桩水泥浆液施工配合比

表7

对策实施

确定了施工配合比，施工中关键控制水泥用量，才能确保桩身水泥含量、强度、完整性，并保证旋喷桩的桩径满足设计要求。通过计算得出每米旋喷桩水泥用量为142kg，施工员对每根旋喷桩做好原始施工记录，严格按配合比进行施工。制表：XX绘制时间：XX市第三建筑工程公司制表：XX绘制时间：实施小结：经过对此项关键工序的严格控制，旋喷过程中水泥浆液的流动性、保水性和可喷性得到提高，小组把高压旋喷桩施工完毕水泥使用量与材料方案使用量进行比照〔见表8〕，保证了桩身的水泥含量及桩身的连续、完整性，确保了桩径符合要求。高压旋喷桩水泥用量与方案用量比照表对策实施表8

XX市第三建筑工程公司对策实施确保喷浆压力符合要求

在试喷中我们发现按工程设计要求喷浆压力的10～15Mpa来施工，其桩径满足不了设计要求，根据JGJ79-2002?建筑地基处理技术标准?第条文“单管法及双管法的高压水泥浆的压力应大于20Mpa〞，据此我们向设计院提出增加喷浆压力，设计院于9月25日的设计变更中确定施工压力改为20～25Mpa。

实施四施工前，确定高压泥浆泵的位置，放置于施工场地中心点，确保高压泥浆泵与每一根旋喷桩的距离均小于50m，保证提升喷浆压力满足设计要求。XX市第三建筑工程公司

实施小结：小组对原始施工记录进行检查，施工中每根桩压力均控制在22-25Mpa之间，确保每节旋喷管提升时的喷浆压力满足要求，保证了桩径。

实施四对策实施XX市第三建筑工程公司对策实施Q=Hq〔1+β〕V式中：Q———一根桩灌注浆液用量H———旋喷长度〔m〕V———旋喷管提升速度〔m/min〕q———泵的排浆量〔L/min〕β———浆液损失系数，一般取01-0.2从上式中可以看出，H、q、β一定，V与Q成反比，即提升速度快，那么喷浆量少，反之提升速度慢，喷浆量多。通过计算及参照设计中的规定，我们确定旋喷管提升速度不得大于0.3m/min，即每节旋喷管长度2m，提升时间不得超过6.7min。施工中，由施工员李震宇专门负责控制旋喷管的提升速度，并做好原始施工记录。实施五控制旋喷管提升速度旋喷管钻孔到达桩底标高时开始提升旋喷管，其提升速度的快慢直接关系到喷浆量的大小，即成桩直径的大小。喷浆量的计算公式如下：XX市第三建筑工程公司实施小结：小组通过过程检查并查阅原始施工记录，每根高压旋喷桩的提升时间从开始到终止根本控制在70-80分钟之间，虽然对工期有所影响，但保证了成桩质量。实施五对策实施XX市第三建筑工程公司对策实施旋喷管喷嘴堵塞的预防与处理

钻孔前预先检查喷嘴是否通畅，去除管内剩余杂物。喷浆过程中每节旋喷管提升完用清水冲洗干净。喷浆过程中遇到旋喷管喷嘴堵塞，及时停止喷浆，待喷嘴里的杂质去除干净后进行复喷，继续喷射时将旋喷管下插至故障时标高50cm处再开始旋喷。实施六XX市第三建筑工程公司旋喷管喷嘴堵塞情况统计表对策实施实施小结：通过对旋喷管喷嘴堵塞的预防与处理，经统计，仅有7根桩在喷浆过程中出现喷嘴堵塞现象，堵塞率为4.5％，到达了制定对策中小于5％的目标〔见表9〕表9

制表：XX绘制时间：XX市第三建筑工程公司十一、效果检查1、质量效益：通过本次QC小组攻关活动，有效提高了高压旋喷桩施工质量。深基坑土方开挖后，在施工和监理双方共同见证下，我们对156根高压旋喷桩逐一进行检查，对检查结果中一般工程汇总统计。〔见表10〕XX市第三建筑工程公司效果检查表10高压旋喷桩检验批〔一般工程〕质量验收记录统计表

从表中可以看出检验合格率为92.9%，超过了小组活动制定的目标值90%。XX市第三建筑工程公司效果检查检查人：陈占峰制图人：XX时间：XX市第三建筑工程公司效果检查06年11月28日经福建省建设工程物探试验检测中心对20-21#、23-24#桩进行钻芯法试验，检验结果均满足设计要求。〔见影印件〕

深基坑施工过程中，小组对深基坑侧壁止水情况进行定期及不定期检查均无发现涌水现象。（见工程实景相片）相片1相片2XX市第三建筑工程公司效果检查高压旋喷桩钻芯法试验报告XX市第三建筑工程公司效果检查2、间接效益：至今工程已施工至地下室顶板阶段，由于深基坑侧壁无发生渗漏水，地下室施工处于正常有序状态。小组对现状调查中金泉春晓工程地下室施工时因高压施喷桩施工质量造成的渗漏水，进行返工修补及引水等系列措施所造成的费用支出进行统计：〔1〕8根高压旋喷桩重新施工费用：8×1450=11600元〔2〕3处涌水采用引水费用：3×350=1050元〔3〕返工及处理造成工期拖延费用：4天×1500=6000元以上合计：18650元由此可见，通过小组活动，地下室施工中未因深基坑侧壁渗漏水进行返工处理而无产生任何费用，与金泉春晓工程相比较，无形中取得了一定的间接经济效益。XX市第三建筑工程公司效果检查

3、社会效益：该工程地处福州市东街口繁华地带，小组对基坑施工中周边环境的影响密切关注。高压旋喷桩施工于2006年11月20日全部结束，根据福建省建筑设计研究院岩土工程检测所定期对基坑开挖监测提供的监测成果资料显示，高压旋喷桩所起的止水效果保证了土体的扰动未对基坑及周边环境造成影响，邻近建筑物如井大小学、湖东变电所及周边道路、地下管线地面均无发现沉降等现象，其施工质量得到了建设单位、监理单位及其它监督部门的一致好评，取得了一定的社会效益。XX市第三建筑工程公司十二、标准化和巩固措施1、标准化工作

小组将本次课题活动期间行之有效的措施：水泥浆液水灰比1：1，并掺一定量外加剂，保证浆液保水性、可喷性；喷浆压力控制在20-25MPa;旋喷管提升速度控制在0.3m/min；严格控制钻机导向架垂直度≤0.5%。整理编制?高压旋喷桩施工质量控制?向公司申报，经公司总工办审批纳入公司质量体系第三层次文件?工艺标准作业指导书?地基与根底分部〔编号为RSJ-QW-01-01〕，在今后施工中推广应用。XX市第三建筑工程公司十二、标准化和巩固措施2、稳固措施

土方开挖开始至地下室主体结构施工到±0.00期间，小组持续关注省建筑设计院岩土工程检验所提供的监测成果资料，基坑支护结构的最大水平位移仅为15mm，小于开挖深度10m的1/300，水平位移速率均小于2mm/天，基坑底部及周围土体均无出现，