福建高层建筑提高SMW工法桩施工质量-QC成果

提高SMW工法桩施工质量福州市第三建筑工程公司郑和大厦项目部QC小组

执笔、发布：林文欣2016年3月

目

录目标确定及依据现状调查选题理由及选题QC小组简介工程概况原因分析要因确认制定对策对策实施效果检查标准化与巩固措施总结及今后打算一、课题简介SMW工法桩是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。福州市第三建筑工程公司二、工程概况

郑和大厦位于福州市北江滨大道鼓山大桥西侧，场地南侧为江滨中大道（距离约30m），东侧为鼓山大桥（距离约50m）,西、北侧为已拆迁工地。本工程设2层地下室。基坑形状为不规则长方形,其中:东侧支护长度97.712m;西侧支护长度为96.253m;南侧支护长度为87.253m;北侧支护长度为92.200m。基坑支护面积约为8730m2。基坑开挖最大深度为10.10m。福州市第三建筑工程公司二、工程概况基坑围护桩采用Φ850@600的SMW工法桩,内插型钢H300*700*13*24,间距@1200,插一跳一型（东西侧中段@600,插二跳一）,桩长24m。钢筋混凝土内支撑的竖向支撑立柱采用角钢格构柱,基础Φ800mm冲孔灌注桩。基坑内设一道钢筋混凝土冠梁加环形支撑体系。

福州市第三建筑工程公司二、工程概况福州市第三建筑工程公司

示意图如下：图1ＳＭＷ桩平面布置图二、工程概况福州市第三建筑工程公司图2SMW桩剖面图三、QC小组简介福州市第三建筑工程公司制表人：林文欣制表日期：2015.4.29小组概况小组名称郑和大厦项目部QC小组成立时间2015.4.29课题类型现场型活动时间2015.4.29-2015.12.23小组人数8人注册号FZSJ：2015-128-191#活动次数12次教育时间人均48小时小组出勤率100%小组成员概况序号姓名职称职务文化程度组内分工1林泓工程师项目经理本科组长（全盘工作）2王煜工程师技术负责人本科计划总结3林金文工程师施工员本科对策实施4陈鹏飞助工施工员本科对策实施5陈则勇助工质检员本科对策实施6林文欣工程师资料员本科资料整理7陈建技工班组长高中现场实施8石德仁高工总工本科顾问（技术指导）

QC小组概况表表1四、选题理由及选题1、本场地临近闽江，本基坑的安全等级为一级，地下水主要为中砂层中的承压水,混合稳定水位埋深一般在3.90～5.54m之间,渗透系数为15.26m/d,其补给来源主要为闽江水的侧向补给。且周边环境复杂，围护体施工质量直接影响工程本身及周边环境。

基坑周边环境图如下:福州市第三建筑工程公司四、选题理由及选题福州市第三建筑工程公司四、选题理由及选题福州市第三建筑工程公司因此，小组选定课题：

提高SMW工法桩施工质量2、采用SMW工法桩具有工期快、造价低、对周边环境影响小，且节约资源等优点。五、现状调查

QC小组成员根据《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJT199-2010中的质量检查与验收中各项目内容，对已经完成施工的4个施工段（A：1~6轴交Q轴；B：1轴交N~Q轴；C：6~10轴交Q轴；Ｄ：1轴交J~N轴）进行检查收集数据进行系统的归纳与整理，选取360个点，其中有62个点不符合要求，检验合格率仅为82.8%。绘制如下调查表：福州市第三建筑工程公司五、现状调查福州市第三建筑工程公司

SMW桩施工质量问题统计表表2

制表人：林文欣制表日期：2015.5.5序号检查项目频数（点）累计频数（点）累计频率（%）1搅拌桩桩身强度303048.42型钢插入允许偏差215182.33H型钢焊缝及规格55690.34成桩质量46096.85其他262100合计6262五、现状调查福州市第三建筑工程公司根据统计表，做出排列图：图3影响SMW桩施工质量问题排列图制图：林文欣制图时间：2015.5.5

五、现状调查福州市第三建筑工程公司调查结论：

从以上排列图中可以看出，搅拌桩桩身强度和型钢插入偏差在不合格项目中占82.3%，是影响SMW桩施工质量的主要问题，在施工中应重点控制。六、目标确定和可行性分析

福州市第三建筑工程公司

1．目标分析：小组在现状调查统计中得出影响SMW桩施工质量的主要原因：搅拌桩桩身强度偏差和型钢插入偏差这两项占总检查点数14.2%[即51（不合格点数）÷360（总检查点数）=14.2%]，在活动中若能采取有效的措施予以改进，将主要问题解决80%，则检验合格率可以从原来的82.8%[即360-62（合格点数）÷360（总检查点数）=82.8%]上升至94.16%[(14.2%*80%)+82.8%]。六、目标确定和可行性分析福州市第三建筑工程公司

2．目标确定：

SMW桩施工质量的检验合格率达到94%以上。

图4小组活动目标柱状图制图：林文欣制图时间：2015.5.582.8%94%六、目标确定和可行性分析福州市第三建筑工程公司

3.专家论证15年5月10日，在公司会议室召开郑和大厦基坑围护及土方开挖施工方案专家论证会议，邀请福建建工集团教授级高工戴益华，福建六建教授级高工王世杰，福建二建教授级高工刘忠群等五名专家组成员参加，会议对该工程基坑围护及土方开挖方案进行论证。六、目标确定和可行性分析福州市第三建筑工程公司

通过以上论证可以看出，我们有理由相信经过项目的不懈努力，SMW工法桩的施工质量会得到大幅度提高，小组成员一致认为目标是合理、可行的。七、原因分析福州市第三建筑工程公司

图5因果分析关联图末端因素：制图：林文欣制图时间：2015.5.13

小组针对“搅拌桩桩身强度偏差

”和“型钢插入偏差

”两个主要质量问题进行原因分析，并绘制关联图找出10条末端因素：八、要因确认福州市第三建筑工程公司根据关联图，小组针对各条末端因素分析，逐一进行要因确认：制表人：林文欣制表日期：2015.5.14

要因确认计划表表3

序号末端因素确认方法标准负责人完成时间1人员培训不到位现场验证考核优良率=100%王煜2015.5.162场地未清障调查、分析清障率达到95%陈鹏飞2015.5.163材料进场检验不严现场验证材料性能符合设计、规范标准要求林文欣2015.5.184输浆管道堵塞调查、分析故障率＜10%林金文2015.5.185钻进、提升速度控制不当调查、分析下沉速度为0.5~1.0m/min提升速度为1.0~2.0m/min林泓2015.5.206成桩施工顺序不合理检查、分析桩孔之间搭接长度不小于250mm，保证连续性和接头施工质量王煜2015.5.217照明灯少调查、分析3500W照明灯≥6盏陈则勇2015.5.188机械设备不足调查、分析符合设计规范要求，满足施工需要陈鹏飞2015.5.169型钢下插中校核控制不正确调查、分析型钢垂直度≤120mm的检验合格率>90%林泓2015.5.2110型钢定位卡偏位调查、分析定位卡平面位置允许偏差在±4以内王煜2015.5.22八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素1人员培训不到位确认方法确认标准确认人确认时间调查分析考核优良率达到100%王煜2015.5.14小组成员讨论决定对施工班组人员进行考核来确定是否为要因。2015年5月15日，小组对项目部28个施工班组人员进行岗前考核，统计成绩如下：

制表人：林文欣制表日期：2015.5.14

施工班组操作技能考核成绩表4001513操作项目差中良优考核项目非要因考核结果：现场施工班组人员岗位考核优良率为100%，达到标准的要求。八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素2场地未清障确认方法确认标准确认人确认时间调查分析清障率达到95%

陈鹏飞2015.5.16小组在现场进行调查发现：施工工作面部分未清理至原状土，且没有排除地下障碍物；实测200m长施工段，共有47.6m没有达到清障效果，清障率仅为76.2%，低于标准要求。

非要因八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素3材料进场检验不严确认方法确认标准确认人确认时间现场验证材料性能符合设计、规范标准要求林文欣2015.5.16

小组对2015年2月20日~2015年5月10日进场的水泥进行检验，结果合格。单位（子单位）工程名称郑和大厦施工单位福州市第三建筑工程公司分部工程基坑支护名称规格物理性能进场数量（吨）进场日期抽检数量抽检结论备注水泥42．5合格5002015.2.172015.2.20合格42．5合格5002015.8.172015.3.2合格42．5合格5002015.8.172015.3.21合格42．5合格5002015.8.172015.4.10合格专业监理工程师（建设单位项目专业技术负责人）施工单位质检员材料员材料进场验收表表5制表人：林文欣制表日期：2015.5.16八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素3材料进场检验不严非要因水泥合格证水泥检验报告八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素4输浆管道堵塞要因制表人：林文欣制表日期：2014.3.5表6确认方法确认标准确认人确认时间调查分析故障率＜10%林金文2015.5.15小组对十二根成桩在施工过程中发生输浆管道堵塞现象进行统计如下：墙号123456789101112输浆状况√√√堵塞√√√√√堵塞√√

得出有两根桩在施工中发生输浆管堵塞现象，故障率为16.7%，高于标准的10%。八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素5钻进、提升速度控制不当确认方法确认标准确认人确认时间调查分析下沉速度为0.5~1.0m/min；提升速度为1.0~2.0m/min林泓2015.5.20对十二根成桩钻进速度与搅拌提升速度进行统计，列表如下：

八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素5钻进、提升速度控制不当要因制表人：林文欣制表日期：2015.5.20表7桩号钻进搅拌喷浆下沉速度（m/min）提升搅拌喷浆提升速度（m/min）时间（分）深度（米）时间（分）深度（米）118341.8812342.83220341.713342.62319341.7912342.83422341.5515342.27521341.6213342.62617342.012342.83718341.8812342.83820341.714342.43922341.5515342.271021341.6213342.621119341.7912342.831223341.4812342.83检查结果：下沉速度为1.0~2.0m/min＞0.5~1.0m/min；提升速度为2.0~3.0m/min＞1.0~2.0m/min，均不符合要求。八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素6成桩施工顺序不合理确认方法确认标准确认人确认时间调查分析桩孔之间搭接长度不小于250mm，保证连续性和接头施工质量

王煜2015.5.19根据三轴搅拌桩施工工艺，旁边两轴螺旋叶片正向切削土体，同时注浆，中间轴叶片反方向切削，并注入高压空气，下沉及提升时并无注浆。因此，中间轴的桩在第一次成桩时并未注入水泥浆液。在施工至转角处及施工间断的情况下，会造成桩与桩连接不连续。因此，项目部在施工中采用跳槽式双孔全套复搅式连接及单侧挤压式连接两种方式配合施工，水泥土搅拌墙体的连续性和密实性都得到保证。八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素6成桩施工顺序不合理非要因图6跳槽式双孔全套复搅示意图制图：林文欣制图时间：2015.5.19图7单侧挤压式连接方式示意图制图：林文欣制图时间：2015.5.19桩号220#228#211#12#25#33#实测值≥250mm）250255250253251252合格率100%对6根成桩及其相邻桩搭接长度进行统计，列表如下：表8制表人：林文欣制表日期：2015.5.20八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素7照明灯少确认方法确认标准确认人确认时间调查分析3500W照明灯≥6盏陈则勇2015.5.16

由于无法判断现场施工环境下夜间照明光线能否满足要求，小组成员对夜间施工时，配备照明灯数量与照明灯情况的关系进行调查了解，配备6盏以上3500W的移动照明灯可以满足施工光线要求。确定标准后，对《电气设备检查记录表》中体现的照明灯配备情况进行调查，前期施工期间配备的照明灯为8盏，可以满足夜间施工要求。非要因八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素8机械设备不足制表人：林文欣制表日期：2014.3.6设备表

表8非要因确认方法确认标准确认人确认时间调查分析符合设计规范要求，满足施工需要陈鹏飞2015.5.16项目部根据地质条件、设计要求和工期选定机械设备类型、数量及配备相应数量的人员。

序号设备名称规格型号数量产地1SMW工法桩机DH608-120M-90D2台日本2三轴搅拌桩机MAC-150-3J2日本3挖掘机PC-220小松4台日本4履带式起重机DH5001台日本5输浆泵BW-3202台中国6灰浆搅拌机YJ-32台中国7空气压缩机WY-62台中国8柴油发电机GF-2001台广西9汽车吊QY162台徐工10泥浆测试仪C0063台上海八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素9型钢下插中校核控制不正确确认方法确认标准确认人确认时间调查分析型钢垂直度≤120mm的检验合格率>90%

王煜2014.3.3对试成桩在型钢下插过程中控制其垂直度的检查统计如下：要因表8桩号220#228#211#12#25#33#实测值（允许偏差≤1/200）851001239513090合格率4/6=66.7%制表人：林文欣制表日期：2015.5.20从统计表中看出型钢下插中校核控制合格率66.7%，小于检验合格率90%。

八、要因确认福州市第三建筑工程公司因素10型钢定位卡偏位确认方法确认标准确认人确认时间调查分析定位卡平面位置允许偏差在±4cm以内

林泓2015.5.20对试成桩安装的型钢定位卡位移实测情况统计如下：

非要因表11桩号123456789101112定位卡位移(±40mm）平行基坑方向+30-25+20+25-30+25+40-30+30-30-30+30垂直基坑方向-30+25+40-30-25+20+25-30+25-30+25+35制表人：林文欣制表日期：2015.5.20从表中可以看出，型钢定位卡平行和垂直于基坑方向的位移均符合设计规范要求。八、要因确认福州市第三建筑工程公司结论：根据以上要因确认，确认四个主要原因1、场地未清障2、输浆管道堵塞3、钻进、提升速度控制不当4、H型钢下插中校核控制不正确九、制定对策针对确定的要因，我们制定对策如下：福州市第三建筑工程公司制表人：林文欣

制表时间：2015.5.22

对策表表12

序号要因对策目标措施地点完成时间责任人1场地未清障集中开挖沟槽清障清障率达到100%用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，槽宽约1.2m，深度约0.5m~0.8m。施工现场2015.6.11陈鹏飞2输浆管道堵塞停泵处重复注浆故障处墙身注浆均匀、连续停止搅拌，检查堵塞原因，待取出障碍物后重新开始施工。恢复注浆时将搅拌钻具提升或下沉至少1m后再开始搅拌注浆，重复搅拌速度控制在0.8-1.0m/min以内。施工现场2015.6.15林金文3转进和提升速度控制不当结合注浆量控制速度下沉速度为0.5~1.0m/min提升速度为1.0~2.0m/min水泥浆液制备系统每一个时间段，人工抽查灰浆比重及注浆量。结合注入土体的泥浆量，控制下沉和提升速度。施工现场2015.6.15林泓4H型钢下插中校核控制不正确设置定位导向架型钢垂直度实测合格率≥93%1、根据H型钢规格（700×300）制作牢固的定位导向架2、下插过程中始终用线锺控制垂直度施工现场2015.6.15林泓十、对策实施福州市第三建筑工程公司实施一集中开挖沟槽清障

根据放样出的围护桩中心线，用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，沟槽宽度根据围护结构宽度确定，槽宽约1.2m，深度约0.5m~1.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽，确保施工顺利进行。十、对策实施福州市第三建筑工程公司实施一效果检验：

小组在现场随机检查200m长施工段，全部达到清障效果，清障率为100%。达到对策目标。十、对策实施福州市第三建筑工程公司实施二停泵处重复注浆

发生输浆管道堵塞无法注浆时，由施工员林金文负责令班组停止搅拌，检查堵塞原因，待取出障碍物后重新开始施工。恢复注浆时应将三轴搅拌机提升或下沉至少1m后再开始搅拌注浆，重复搅拌速度控制在0.8-1.0m/min以内，以保证加固范围内土体得到充分搅拌。十、对策实施福州市第三建筑工程公司效果检验：

2015年7月10日搅拌桩全部施工完毕，整理施工中发生故障重复注浆的桩号，结果统计如下表，共计有7根桩施工过程中因输浆管道堵塞发生断墙现象，经重复注浆，断墙处墙身注浆均匀连续，达到对策目标。

表13制表人：林文欣制表时间：2015.7.10

桩号15#36#55#76#90#106#123#断桩停浆标高-14.5m-8.6m-12m-14m-5m-18m-9m重复搅拌注浆起始标高-13.8m-8m-11.3m-13.4m-5.6m-18.6m-9.3m监理意见符合要求符合要求符合要求符合要求符合要求符合要求符合要求十、对策实施福州市第三建筑工程公司实施三结合注浆量控制速度

钻机在钻孔下沉和提升过程中，钻头下沉速度为0.5m/min～1.0m/min，提升速度为1.0～2m/min，根据钻头下沉和提升二种不同的速度，加强对水泥用量和水灰比的控制，确保泵送压力，水泥浆液制备系统每一个时间段，人工抽查灰浆比重及注浆量。半自动拌浆系统配制好的水泥浆液输送至储浆罐为搅拌设备连续供浆，注浆压力约为0~3MPa。结合注入土体的注浆量，控制下沉和提升速度，经常进行现场实测压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比与设计水泥掺量一致，确保水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌。十、对策实施福州市第三建筑工程公司1下沉搅拌注浆0.5～1.0m/min2桩底部1m处重复搅拌1m/min3提升搅拌注浆1.0～2.0m/min图8SMW工法围护桩钻进搅拌关系图制图：林文欣制图时间：2015.6.10十、对策实施福州市第三建筑工程公司效果检验：小组对12根桩的钻进与提升速度进行实测，从表中可以看出12根桩的钻进与提升速度均在标准规范内，确保了水泥浆充分与土体搅拌，达到对策目标。表14制表人：林文欣制表时间：2015.6.12

桩号钻进搅拌喷浆钻进速度m/min提升搅拌喷浆提升速度m/min时间（分）深度（米）时间（分）深度（米）148240.7121241.62237240.9221241.62341240.8326241.31448240.7121241.62539240.8719241.79636240.9421241.62748240.7121241.62837240.9221241.62937240.9221241.621039240.8719241.791142240.8121241.621246240.7421241.62十、对策实施福州市第三建筑工程公司实施四设置定位导向架

根据H型钢规格（700×300）制作牢固的定位导向架，中间留出型钢一样大小的尺寸。在沟槽两边打入两根10#槽钢深1m，作为固定支点，与钢管加工制作而成的定位导向架焊接，以便型钢可以准确插入，具体如下图：图9定位导向架示意图制图：林文欣制图时间：2015.6.10十、对策实施福州市第三建筑工程公司

型钢插入前校核定位导向架的水平，型钢起吊后对准导向架时用经纬仪调整型钢的垂直度，达到垂直度要求后开始下插。下插过程中型钢靠自重徐徐入桩，并始终用线锤全程跟踪H型钢的垂直度，并做好施工记录。十、对策实施福州市第三建筑工程公司效果检验：小组对施工完毕共136根型钢垂直度控制偏差进行统计，共计有7根型钢垂直度超出规范要求。实施对策后型钢垂直度合格率94.9%，超过对策目标制定值93％。达到对策目标。制表人：林文欣制表时间：2015.6.14表15序号桩号型钢垂直度允许偏差实测值（㎜）检查方法117#≤1/200（即120㎜）105经纬仪测量21#112333#110467#105591#1106109#1087122#112共施工136根型钢，合格129根，合格率94.9%十一、效果检查福州市第三建筑工程公司1、质量效果

实施对策后，小组成员随机抽查了后续2个施工段的SMW工法桩的施工质量，共检查146个点，不合格7点，施工合格率为95.3%，结果如下：制表人：林文欣制表日期：2015.7.29SMW工法桩施工合格率统计表

表16部位检测点（个）不合格点（个）合格率（%）6~17轴交Q轴71395.8A~N交17轴75494.7合计146795.2十一、效果检查福州市第三建筑工程公司

通过QC小组活动，SMW工法桩施工检验检验合格率从82.9%提高到95.2%，达到并超过了小组设定的目标。

表-01682.9%94%95.2%

图10小组活动柱状图制图：林文欣制图时间：2015.7.29十一、效果检查福州市第三建筑工程公司

QC小组对现场展开调查，将检查出的问题进行统计汇总，做出以下调查表：

表-016SMW工法桩施工质量问题统计表

表17序号检查项目频数（点）累计频数（点）累计频率（%）1浆液水灰比及水泥掺量22252搅拌桩桩身强度1337.53H型钢焊缝及规格2562.54成桩质量2787.55其他18100合计88制表人：林文欣制表日期：2015.7.30十一、效果检查福州市第三建筑工程公司表-016根据调查表，做出饼分图：

调查结论：从以上饼分图中可以看出，影响SMW工法桩施工质量的两个主要问题已经降为次要问题。图11SMW工法桩施工质量问题饼分图制图：林文欣制图时间：2015.7.30十一、效果检查福州市第三建筑工程公司2、经济效果1节省人工费施工班组工人工资15000元/月×0.5月=7500元管理人员工资20000元/月×0.5月=10000元2增加材料费定位钢等1000元3减少机械费设备租赁费2500元/月×0.5月=1250元合计产出费用17750元QC小组活动经济效益产出分析表表18

制表人：林文欣制表日期：2015.12.3十、效果检查福州市第三建筑工程公司经济效益证明十、效果检查福州市第三建筑工程公司3、社会效益

在活动中，SMW工法桩的施工质量得到大幅度提高，确保了结构的整体性和安全性；公司技术质检部门、建设单位、监理单位、监督部门等一起对此进行了验收，施工效果得到大家的一致好评；也为相关工程积累了经验，为公司树立了良好的社会形象。十一、巩固措施福州市第三建筑工程公司