提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率

提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率浙江XXXX控股集團有限公司創(chuàng)新QC小組一、工程概況“綠色基坑”施工技術(shù)作為綠色施工的一個細分領(lǐng)域，主要通過在基坑圍護體系設(shè)計及施工階段運用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和保護環(huán)境的最終目的。杭政儲出[XXXX]63號地塊商業(yè)金融業(yè)用房兼停車場工程為地下工程，無上部結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)三層，總建筑面積31082平方米。本項目基坑范圍呈不規(guī)則槍形布置，基坑周長820m，面積約1.7萬平方。開挖深度13.7m～15.4m，為超深基坑，基坑周邊環(huán)境復雜，環(huán)境保護要求高，工程施工難度極大。招標基坑圍護設(shè)計方案采用傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁擋土，兩排三軸水泥攪拌樁做止水帷幕，兩道鋼筋混凝土水平支撐共同作用的圍護體系，圍護鉆孔灌注樁采用Φ1000（900）@1100，樁長32.2米，水泥攪拌樁Φ850@600有效樁長22.6m。二、QC小組簡介表1、QC小組概況表小組名稱浙江XXXX控股集團有限公司創(chuàng)新QC小組課題名稱提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率成立時間XXXX年3月TQC教育均超過50學時注冊登記號YSQXXXX01活動時間15.3.16-16.1.25活動次數(shù)15課題類型問題解決型小組成員簡介序號姓名性別年齡學歷行政職務職稱組內(nèi)分工1XXXX男43本科公司技術(shù)總監(jiān)高工組長2XXXX男35本科技術(shù)中心副主任工程師副組長3XXXX男28本科項目技術(shù)負責人工程師技術(shù)分析4XXXX男36大專東通巖土項目經(jīng)理工程師現(xiàn)場調(diào)查5XXXX男26本科施工負責助工現(xiàn)場調(diào)查6XXXX男26本科施工負責助工現(xiàn)場調(diào)查7XXXX男27本科工程部助工報告編寫8XXXX男33大專東通巖土班長現(xiàn)場實施9XXXX男28高中東通巖土員現(xiàn)場實施制表：XXXX審核：XXXX日期：2016.1.18三、選擇課題1、傳統(tǒng)的基坑支護技術(shù)(如鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻和鋼筋混凝土水平支撐)資源耗費大，占用地下空間大，污染環(huán)境，綠色施工評價低，無法確保本工程創(chuàng)“省級綠色施工示范工程”目標的實現(xiàn)。2、驗證綠色節(jié)能基坑支護技術(shù)，積累綠色施工經(jīng)驗，以便在公司深基坑施工中推廣應用。因此我QC小組將“提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率”作為本次QC活動的課題。四、現(xiàn)狀調(diào)查依據(jù)GB/T50640-2010《建筑工程綠色施工評價標準》規(guī)范要求，從環(huán)境保護、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)能和節(jié)地五方面指標對公司在建采用傳統(tǒng)深基坑圍護體系綠色施工水平進行評價如下表2，共計檢查頻次為150次，其中不合格項頻數(shù)共54次，合格率為64.0%。表2、綠色施工標準評價問題統(tǒng)計表序號評價要素不合格頻數(shù)（次）頻率%累計頻率%1環(huán)境保護2037.037.02節(jié)材與材料資源利用1731.568.53節(jié)水與水資源利用713.081.54節(jié)能與能源利用611.192.65節(jié)地與施工用地保護47.41006合計54100/制表：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.4.8圖1、綠色施工標準評分問題頻數(shù)排列圖制圖：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.4.8五、設(shè)定目標通過排列圖分析，影響合格率的主要要素為“環(huán)境保護”和“節(jié)材和材料資源利用”，是QC小組主要解決的問題。通過QC活動，理想狀態(tài)下將兩個主要要素問題解決80%以上，則合格率可提高至1-[（20+17）（100%-80%）+7+6+4]/150=83.7%根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查和目標設(shè)計依據(jù)分析，我QC小組將本次活動的目標定為：深基坑圍護體系綠色施工評價合格率≥83.7%六、原因分析針對制定的活動目標，我QC小組于XXXX年4月11日在公司會議室召開針對“環(huán)境保護”和“節(jié)材與材料資源利用”不合格因素的原因分析會，進行了認真的分析和討論，并運用頭腦風暴法集思廣益，提出造成上述兩類問題的原因，整理后繪制關(guān)聯(lián)圖如下：圍護體系位移坑外地下水流底施工車輛污染地面沉降開裂基坑非封閉性夠環(huán)境保護地下水形態(tài)破泥漿排放污染噪音粉塵污染建筑垃圾回收利用灌注樁施工造鋼筋砼水平支撐鑿砼廢料大量生未交底和培訓灌注樁工藝缺鋼筋砼支撐工藝缺管理人員及工人意識不圍護樁鋼筋無法回臨時性砼結(jié)構(gòu)材料非正常損無有效回收利深井降水沒有效利材料浪節(jié)材與材料資源利用采用磚砌臨時混凝土用料不節(jié)材無減少水泥用量措砼無粉煤灰、礦渣及外加劑圖2、要因分析關(guān)聯(lián)圖制表：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.4.12七、確定要因表3、要因確認表序號末端原因確認過程負責人確認方法確認結(jié)果傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁采用鉆機成孔，泥漿護壁，期間需灌注樁工藝缺陷消耗大量的水資源制備泥漿，多余泥漿需不斷運出場地排放到指定地點，污染環(huán)境。最后吊放鋼筋籠入孔，澆筑混凝土，地下室施工完畢即永久廢棄于地下，資源浪費嚴重。洪澤民查閱現(xiàn)場調(diào)查要因12圍護體系位移大通過檢查基坑監(jiān)測記錄，基坑圍護水平位移累計值和日均變化速率均小于報警值，傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁圍護和鋼筋砼水平支撐體系能滿足基坑安全施工的需求。潘文超現(xiàn)場調(diào)查非要因設(shè)計止止水帷幕通常用來防止基坑開挖深度范圍側(cè)壁滲水，3水帷幕深度不深度一般深入到坑底標高以下的隔水層，基坑處于非封閉性降水狀態(tài)，承壓水層的水通過坑內(nèi)深井被抽取胡德軍查閱調(diào)查要因夠出來，從而導致地下水資源的破壞。4鋼筋混凝土支撐工藝缺陷鋼筋砼水平支撐作為臨時性的結(jié)構(gòu)，施工時需耗費大量的人力和時間，從墊層、鋼筋綁扎、支模、澆筑混凝土到最終養(yǎng)護成型后方可發(fā)揮作用，隨著地下結(jié)構(gòu)的施工，又需要耗費工時、臺班進行拆除，速度緩慢，期間伴隨的是噪音、粉塵和大量砼廢料的產(chǎn)生潘文超現(xiàn)場調(diào)查要因5深井降水沒有有效利用施工現(xiàn)場設(shè)置了3個大的集水箱，主要用來車輛沖洗、場內(nèi)灑水降塵、部分生活用水等，深井降水得到了比較好的利用。XXXX現(xiàn)場調(diào)查非要因6采用磚砌臨時設(shè)施圍護施工階段現(xiàn)場臨時設(shè)施全部采用統(tǒng)一標準的定制化彩鋼板房，由專業(yè)廠家生產(chǎn)制作和專業(yè)隊伍進行安裝，可重復拆除回收和搭設(shè)。潘文超現(xiàn)場調(diào)查非要因7砼無粉煤灰、礦渣及外加劑添加根據(jù)設(shè)計要求，查閱混凝土供應配比單，鋼筋砼水平支撐所用混凝土采用了商品混凝土，坍落度120-160㎜，外摻加1.7%減水劑和16.5%水泥重量的粉煤灰，間接減少了水泥用量。XXXX查閱檢查非要因8出場前沖洗不徹底根據(jù)公司IC形象要求，施工現(xiàn)場大門必須設(shè)置專門的沖洗設(shè)備，施工車輛出場地之前派專人進行沖洗并檢查，確保車輛出場時干凈無泥漿泥土等附著，防止對市政道路造成污染。公司對項目部管理人員進行了針對性的培訓，使大家丁繼民現(xiàn)場調(diào)查非要因9未交底和培訓對綠色施工有一個比較清晰的認識。明確廢物回收利用的價值和必要性。項目部定期組織班組長進行交底，實行問責制，工人將現(xiàn)場鋼管、扣件、螺栓、廢舊模板等材料分類堆放，工完場清，避免了材料的非正常傅曉帆現(xiàn)場調(diào)查非要因損耗。制表：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.4.8-10.30八、制定對策小組成員集思廣益，運用“5W1H”的方法，即從對策、目標、實施人、地點、時間、措施等六方面著手制定出要因?qū)Σ弑?，如下表：?、要因?qū)Σ弑硇蛱栆驅(qū)Σ吣繕舜胧┴熑稳说攸cTRD工法圍護厚度850㎜，采用活動時間1灌注樁圍護工藝缺陷選用TRD工法圍護體系減少泥漿排放，杜絕鋼筋材料浪費專用機械施工，內(nèi)插H700×300×13×24型鋼芯材增加墻體剛性，地下室結(jié)構(gòu)完成后，可對H型鋼進行回收后重復利用。杜絕了鋼筋材料的浪費。增加原有18m設(shè)計深止水帷幕XXXX現(xiàn)場4.10-4.22設(shè)計止水帷幕深度不夠增加止水帷幕深度使基坑內(nèi)形成封閉式降水減少砼廢料至30m深，進入7-1全風化凝灰?guī)r不透水層不小于1m?？油獾叵鲁袎核疅o法進入坑內(nèi)。使基坑內(nèi)部形成一個封閉的降水環(huán)境，減少地下水的抽取。4.10XXXX現(xiàn)場2-4.223鋼筋混凝土支撐工藝缺陷選用預應力型鋼水平支撐體系、噪音、粉塵的產(chǎn)生，節(jié)省人力資源和機械臺班的消耗將第一道和第三道局部以及第二道全部替換為預應力型鋼水平支撐。XXXX現(xiàn)場4.10-5.20制表：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.4.8-10.30九、對策實施實施一、針對鉆孔灌注樁圍護自身工藝缺陷XXXX年4月初在確定中標該工程后，由公司技術(shù)中心總工程師兼QC小組組長XXXX牽頭，聯(lián)合東通巖土公司兼小組成員XXXX，召開了QC小組第一次討論會。在解決灌注樁圍護自身工藝缺陷導致的綠色施工評價不合格的問題上，小組成員一致認為最佳途徑就是選用更先進、更綠色的圍護體系。圖3、TRD工法樁工藝簡圖通過對比地下連續(xù)墻、SMW工法樁和TRD工法圍護的綠色效益及經(jīng)濟效益，小組成員最終決定采用TRD工法圍護替代傳統(tǒng)的灌注樁圍護。XXXX年4月15日，QC小組組長XXXX正式提出更改方案，并與業(yè)主及基坑圍護設(shè)計單位進行溝通協(xié)商，并到采用該類型圍護的項目進行實地考察，查看實際應用效果。經(jīng)各方最終確認后，由基坑圍護設(shè)計單位重新設(shè)計圍護體系。新的圍護體系采用850厚的TRD工法墻，內(nèi)插H700×300×13×24型鋼，間距600插一道。TRD工法采用P.O.42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于20%，水灰比1.0～2.0。實施效果：XXXX年6月-10月期間，QC小組成員XXXX對TRD圍護體系進行檢查并記錄，圍護止水效果良好，整個基坑圍護無滲漏現(xiàn)象發(fā)生。施工無需使用和產(chǎn)生大量的泥漿，避免了大量的泥漿的排放，減少了對環(huán)境的污染和破壞，同時也間接的節(jié)約了拌制泥漿所需的水資源?；邮┕ね戤吅螅琓RD工法圍護體系作為芯材的H型鋼可進行回收并重復利用，而鉆孔灌注樁鋼筋籠則被永久遺棄在地下。QC小組通過對比鉆孔灌注樁圍護鋼筋消耗，并進行節(jié)材方面的評估，詳見下表：表5、原鉆孔灌注樁圍護鋼筋消耗統(tǒng)計表類別直徑（米）截面積（㎡）總長度（米）鋼筋用量（t）鉆孔灌注樁0.90.63659625962×0.636×75.66=286.89鉆孔灌注樁1.00.7851077010770×0.785×93.12=787.28鉆孔灌注樁1.00.78549914991×0.785×93.12=364.84合計1439.01制表：XXXX審核：XXXX日期：XXXX.8.12由表1可知，采用可回收芯材的TRD工法圍護體系僅從材料的節(jié)約上即可減少1439.01t鋼筋材料的浪費。實施二、針對設(shè)計止水帷幕深度不夠的問題本工程基坑開挖范圍內(nèi)土層以粉砂和砂質(zhì)粉土為主，坑底下方約2m往下依次為6.1m厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，6m厚粉砂層和全風化的凝灰?guī)r層?；咏邓捎蒙罹邓?，坑內(nèi)布置59口，坑外布置50口，原止水帷幕深度約18m，深入5層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1m。為解決承壓水層的滲透補給問題，XXXX年4月16日，QC小組經(jīng)過討論，擬采用增加TRD工法圍護深度的方法，底部直接切入巖層之中不小于1m的深度，樁長總長約28m。從而形成由TRD工法止水帷幕與基坑底部不透水的巖層圍成的一個閉合性降水環(huán)境，避免了坑外承壓水滲入坑內(nèi)被抽取的可能，間接的減少了地下水的抽取。最終由組長提出修改意見，交于圍護設(shè)計單位復核。實施效果：XXXX年10月，QC小組對閉合性降水的節(jié)水性進行了大致評估：總滲水量約Q=S.k=（2.3×10-4～5.5×10-4）×36×30000×24=5961.6～14256米3/d采取基坑閉合性降水每天可減少地下水抽取量約5961.6～14256米3XXXX年10-12月期間，在土方全部挖除，排除下雨天氣有外來水補充的情況，小組成員XXXX選取位于基坑圍護樁附件的深井進行觀測?？觾?nèi)深井在水位平均下降至設(shè)計深度后，停止深井抽水，井內(nèi)水位在24小時時間內(nèi)基本保持不變。實施三、針對鋼筋砼水平支撐工藝缺陷問題針對鋼筋砼水平支撐工藝缺陷導致的問題，XXXX年4月10日，QC小組經(jīng)過討論，擬采用將所有的鋼筋砼水平支撐更換為預應力組合式型鋼支撐的方案，于當天與設(shè)計單位溝通，經(jīng)復核后無法滿足要求。XXXX年4月15日，QC小組組長XXXX與組員東通巖土XXXX商討后提出局部替換型鋼支撐的方案。最終方案由東通巖土公司提供技術(shù)支持，交由基坑圍護設(shè)計單位設(shè)計并復核。方案采用三道水平支撐，第一道和第三道水平支撐在基坑的西南角角撐、中部的對撐、東南角角撐以及東北角一段狹長區(qū)域采用預應力型鋼組合支撐代替鋼筋砼水平支撐，其余較復雜的轉(zhuǎn)角及基坑重要區(qū)域等部位保留鋼筋砼水平支撐。而第二道支撐全部采用預應力型鋼組合支撐。圖6、第二道內(nèi)支撐水平布置圖圖5、第一道和第三道內(nèi)支撐水平布置圖組合支撐采用東通巖土科技（杭州）有限公司提供的預應力型鋼組合支撐。此類支撐采用H400×400×13×21型鋼作為圍檁梁，采用H350×350×12×19型鋼作為支撐間的拉梁。所有的構(gòu)件均在工廠定制，各構(gòu)件連接采用10.9級M24×8.0高強螺栓，施加預應力為250kN。實施效果：XXXX年5月-12月在基坑施工階段中，小組成員對基坑階段的監(jiān)測報告進行檢查后發(fā)現(xiàn)，預應力型鋼組合支撐在基坑階段能夠很好的發(fā)揮作用，軸力監(jiān)測值均穩(wěn)定在報警值以下。相比鋼筋砼支撐，組合支撐安裝和拆卸時方便快捷，且無任何噪音、粉塵和廢料產(chǎn)生，并且可以重復利用，綠色效應非常顯著。在東通科技公司的協(xié)助下，QC小組對其綠色效益進行了評估如下：1、節(jié)材評估（1）傳統(tǒng)工藝方案的材料消耗混凝土總量：6157.5m3。鋼筋總量：742.4t。（2）型鋼支撐方案的材料消耗混凝土總量：3507m3。鋼筋總量：240.8t。（3）材料節(jié)省分析混凝土節(jié)約量：2650.5m3，節(jié)約比43%。鋼筋節(jié)約量：501.6t，節(jié)約比67.5%。2、節(jié)能評估（1）傳統(tǒng)工藝方案的能耗742.4t*34.83GJ/t+6157.5m3*1.75GJ/m3=36633.4GJ=1465.3tce（2）型鋼支撐工藝的能耗240.8t*34.83GJ/t+3507m3*1.75GJ/m3=14524.3GJ=581.0tce（3）節(jié)能分析采用型鋼支撐工藝共節(jié)能：36633.4-14524.3=22109.1GJ=884.3tce。節(jié)能比例：60.4%。3、節(jié)水評估（1）傳統(tǒng)工藝方案的水消耗量15/1001.2826157.5742.48.22EF5.02hm（）rwmc

32.92210（2）型鋼支撐工藝的水消耗量11.2823507.88.25/100306rwmc0.350.86hm22.922103（3）節(jié)水分析采用型鋼支撐工藝共節(jié)水：5.02-0.86=4.16hm2。節(jié)水比例：82.9%。4、減排評估（1）傳統(tǒng)工藝方案的碳排放量CC混凝土C0.226157.51.3742.42319.8鋼筋t（2）型鋼支撐工藝的碳排放量CC混凝土C0.2235071.3306.81170.4鋼筋t（3）減排分析采用型鋼支撐工藝共減排：2319.8-1170.4=1149.4t。減排比例：49.5%。十、效果檢查XXXX年12月-2016年1月期間，由公司生產(chǎn)副總兼QC小組技術(shù)顧問XXXX組織全體QC小組成員到現(xiàn)場進行檢查，結(jié)果繪制成表格如下：表6、綠色施工標準評價效果檢查統(tǒng)計表序號評價要素不合格頻數(shù)（次）總頻數(shù)（次）1環(huán)境保護4302節(jié)材與材料資源利用3303節(jié)水與水資源利用5304節(jié)能與能源利用6305節(jié)地與施工用地保護430制表：XXXX審核：XXXX日期：2016.1.30綠色施工評價合格率為1-[（4+3+5+6+4]/150=1-0.147=85.3%10083.785.3目標實現(xiàn)！8064.060制圖：XXXX審核：XXXX日期：2016.1.30超過了設(shè)