攻克复杂地质条件下深基坑支护锚杆施工技术难关

1、发布单位： 青岛博海建设集团有限公司 小组名称： 泛海名人QC小组,攻克复杂地质条件下深基坑支护 预应力锚杆施工技术难关,选题背景及小组概况,泛海国际购物中心工程，位于青岛市福州南路、漳州一路和漳州二路之间，东侧为泛海名人广场已建五座28层楼，基坑距离建筑物最近处11m，西侧紧邻基坑与福州路之间为18m宽6m深地下排水暗渠。基坑平均深度约16.19m。桩锚支护结构，设计四道预应力钢绞线锚杆，共计1350支。,小组概况,泛海名人QC小组成立于2009年6月，小组先后获得过青岛市优秀QC小组及山东省优秀QC小组。 本QC小组成员均通过全面质量管理基本知识教育，学习时间平均达到96小时。活动频次20

2、次，出勤率达到100%。,小组简介：,小组成员一览表 制表：李宗强 2010.1.6,一、选择课题,公司理念,建筑艺术精品，创造和谐空间,现场问题,1、基坑周边紧邻高层建筑物和市政主干道，支护结构的质量非常重要。对基坑顶端水平位移要求控制严格，青岛市建管局要求控制在1以内（规范要求3 ）。 2、基坑东侧由于紧邻高层建筑，设计预应力锚杆角度最大50度，普通地质钻机施工困难。 3、地质条件复杂，开挖范围内岩土层主要为杂填土砾砂、粘土、碎石层、强风化花岗岩层、中风化花岗岩层。锚杆锚固范围内土质更为复杂 ，锚杆施工容易出现塌孔、卡钻、无法成孔的现象。 4、类似工程中，地质条件不好的部位出现锚杆达不到设

3、计承载力及达不到设计锁定力的现象。 5、工程总工期仅为165天，包括支护结构施工和土石方外运，支护结构施工基土石方开挖时间仅为90天。,选定课题,攻克复杂地质条件下深基坑支护锚杆施工技术难关,二、现状调查,泛海国际购物中心工程基坑平均深度约16.19m。整个基坑支护设置四道预应力锚杆。根据建设单位提供资料，拟建场地开挖深度范围内岩土层主要为杂填土、粗砾砂、质粘土、砾砂、碎石层、强风化花岗岩层、中风化花岗岩层。 为使活动的开展更具有针对性与时效性，小组于2010年1月对青岛市类似工程实例进行了调研， 检查类似基坑支护预应力锚杆2500支，其中一次施工不合格426支，一次合格率为82.96%。调查

4、结果分析如下：,根据统计，列出不合格频率统计如下： 制表：李宗强 2010.1.10,根据不合格点频率统计表，绘制出缺陷排列图如下：,通过排列图可以直观的看出，承载力达不到设计值、锁定力达不到设计值、成孔困难三项累计频率为96%，是我们的主攻方向。,制图：李宗强 2010.1.10,三、设定目标,1、有利因素 （1）小组在实际调查中得出主要问题，在活动中若在主要问题上采取措施予以改进，合格率能够提高。 （2）小组成员多人参建过“青岛杯”、“泰山杯”、“鲁班奖”、“国家优质工程”等高质量工程，人员质量意识较强，技术素质较好，创优积极性较高，有较强的创新、攻关能力和团结务实的精神。 （3）建立了完

5、善的管理体系，公司领导给予高度重视。 2、不利因素 （1）工期较紧，质量、安全要求高。 （2）工程在冬季施工，天气天气寒冷，质量控制难度大。 （3）地质勘测不详细，有许多未知因素存在。地质条件复杂。,小组经过认真分析、讨论，一致决定以锚杆施工一次合格率95%作为目标值！,四、原因分析,小组成员多次进行会议讨论，采用头脑风暴法画出关联图进行原因分析，找出了十个末端因素。,锚杆施工质量,承载力,锚固浆体强度偏低,设计承载力过大,地质条件复杂,张拉设备损失,成孔机械选择不当,成孔困难,土层蠕变损失,锁定力,材料原因,钢绞线应变损失,施工人员操作不当,设计锚杆角度过大,五、要因确认,要因确认一 末端因

6、素：材料原因,要因确认二 末端因素：锚固浆体强度偏低,要因确认三 末端因素：设计承载力过大,要因确认四 末端因素：地质条件复杂,要因确认五 末端因素：施工人员操作不当,要因确认六 末端因素：锚杆角度过大,要因确认七 末端因素：成孔机械选择不当,要因确认八 末端因素：土层蠕变损失,要因确认九 末端因素：钢绞线应力损失,要因确认十 末端因素：张拉设备损失,通过上述要因分析，我们确认锚固浆体强度偏低、地质条件复杂、成孔机械选择不当、张拉设备损失四项末端因素为影响锚杆施工质量的主要因素。,末端因素十：张拉设备损失测得的各项数据,六、制定对策,七、对策实施,实施一：锚固浆体强度偏低 1、严格按照设计要求

7、配置浆体。 水泥浆配置时，由施工员和监理员共同旁站进行监督，确保每次浆体配置均符合要求，并认真填写施工资料及旁站记录。 2、冬期施工水泥由原32.5提高至42.5。养护时间由7天增加到14天。 进入冬期施工时，水泥由原32.5提高至42.5，并采用早强水泥，由实验室出具相应的配合比报告。养护时间由7天增加到14天。确保锚固浆体强度达到要求后进行张拉。,实施效果验证：2010年1月30日施工的所有锚杆浆体均按照要求配置浆液，此后施工的锚杆均为出现由于浆体强度达不到要求而被破坏的情况,因此本阶段对放线偏差的控制目标实现。,实施二：地质条件复杂 1、在地质条件复杂成孔困难区域，首先采用注浆的方法加固

8、土层。加固水泥浆达到强度后，采用普通地质勘测钻机麻花钻杆钻进。 2、注浆后仍不能达到成空的采用普通地质钻机下设套管施工。 3、碎石层、岩石层等，不能成孔的采用自钻式中空锚杆施工。 4、试验锚杆。采用在不同区域打入试验锚杆，通过实验锚杆的破坏试验，确定该区域锚杆的施工参数。共施工试验锚杆22支。,实施效果验证：2010年2月份施工的锚杆，按照此方法进行控制，施工速度加快，锚杆质量得到提高，下设套管共计1260米，施工中空自钻式锚杆66支，塌孔现象得到控制，仅4支锚杆成孔过程中出现轻微塌孔现象。仅占0.3%。,本阶段控制目标实现,自钻式锚杆杆体、钻头、连接件,自钻式锚杆施工,实施三：成孔机械选择不

9、当 1、地质相对较好区域，选择普通地质钻机，麻花钻杆钻进。 2、较为坚硬区域，采用风动潜孔钻机钻进。 安排施工人员，结合不同地质条件，选择不同的施工机械，合理安排。在地质条件变化的位置，采用钢护筒下设到岩石表面，再利用风动潜孔钻机钻进钻进，多种机械结合使用，成功解决了难题。,实施效果验证：不同地质条件下锚杆成孔，选择合适机械，解决了成孔困难的问题，加快了施工速度，节省了成本。,本阶段控制目标实现,风动潜孔钻机跟进锚杆进行施工,套管及套管施工,实施四：张拉设备损失 1、千斤顶采用合适型号，减小钢绞线摩擦的损失。 千斤顶由600KN更换为1100KN，增加孔径3cm。 2、改进限位片，采用表面有凹

10、槽的限位片，凹槽深度经过现场试验确定。 限位片增加凹槽，减小摩擦。凹槽深度凹槽深度现场经过试验确定为5mm。,实施效果验证：不同地质条件下锚杆成孔，选择合适机械，解决了成孔困难的问题，加快了施工速度，节省了成本。,本阶段控制目标实现,进行限位片现场试验,八、效果检查,1、实现目标,经过小组的努力，2010.6.10锚杆施工全部结束，比预计工期提前了20天。由中国海洋大学检测中心对现场施工锚杆进行验收试验，所检测锚杆均达到要求，合格率100%。 Q C小组会同业主、监理一起对施工的预应力锚杆进行了检查，共检查支护桩1290支，达不到要求的有5支，不合格率为0.39%，合格率为99.61%。具体见

11、表：,安装轴力计进行检查,小组活动效果见以下对比图：,活动前82.96%,目标值95%,活动后99.61%,由青岛市勘查测绘研究院对基坑进行跟踪监测，各项值均在控制当中，坡顶最大水平位移最大值1.1cm，小于青岛市建管局要求的1%（本工程1.6cm）和规范要求的3%（本工程4.8cm），锚杆轴力平稳，满足使用要求，确定的锚杆锁定值有效,坡顶水平位移监测,轴力监测,开挖后整体效果图,2、小组活动即保证了施工质量又缩短了工期；结合地质条件选用锚杆形式和施工方法节约了成本，可实现经济效益28万元,3、社会效益 QC小组活动的成功开展，工程质量有了大幅提高，在深基坑协会的多次回访中，均给予了高度评价，

12、得到了业主及监理单位的好评，为企业赢得了荣誉。,4、技术效益 此次QC小组活动，成功提高了复杂地质条件下预应力锚杆的施工质量，为以后工作积累了经验。,九、巩固措施,1、通过此次活动，我们制订了预应力锚杆质量控制措施，对现场工人进行培训，保证施工质量。,3、本小组成果已推广到公司类似工程中应用，提高公司基坑支护管理和施工水平。,2、QC小组完成了泛海国际购物中心预应力锚杆锁定盈利差值分析及处理措施、自钻式中空锚杆在青岛市某深基坑工程中的应用等多篇论文，在相关刊物发表。,发表的相关论文,十、总结和下一步打算,（一）总结,1、通过QC小组活动，我们小组成员提高了应用PDCA循环分析问题和解决问题的能力，对PDCA循环有了更进一步的认识，改进了我们思考问题的思维方式。在以后对此类问题的处理解决将发挥积极作用。 2、学会了科学的研究、分析、解决问题。 3、学会了用数据图表说话，是我们今后的技术管理工作更为严谨。,自我评价表,从自我评价表和雷达