大功率振沖碎石樁軟基處理中異常因素控制

大功率振沖碎石樁

軟基處理中異常因素控制單位：XX油田XX工程建設(shè)（集團）有限責(zé)任公司小組名稱：XX油田XX工程建設(shè)（集團）有限責(zé)任公司巖土工程處XXQC小組小組類型：現(xiàn)場型發(fā)布人：QC小組活動成果一、小組簡介1、小組概況小組名稱勝建集團巖土工程處XXQC小組課題超大振沖碎石樁軟基處理中異常因素控制

組長：成果類型現(xiàn)場管理注冊時間2010年4月注冊編號：SLSJ-YT-002成員姓名性別文化程度職稱（職務(wù)）小組職務(wù)主要分工男本科處經(jīng)理組長全面組織QC小組活動男本科項目總工副組長負責(zé)項目運行女本科技術(shù)主管運行指導(dǎo)QC小組運行指導(dǎo)工作男本科副總經(jīng)理副組長負責(zé)項目協(xié)調(diào)運行男本科處副經(jīng)理組員負責(zé)QC小組運行工作男本科處副經(jīng)理技術(shù)指導(dǎo)進行技術(shù)指導(dǎo)工作男本科項目副經(jīng)理組員現(xiàn)場管理，組織實施男本科經(jīng)理組員現(xiàn)場調(diào)查，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析男本科技術(shù)員組員現(xiàn)場調(diào)查，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析男專科工程師組員現(xiàn)場調(diào)查，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析循環(huán)時間:2010年4月—2010年10月活動頻率：每月4次一、小組簡介2、工程概況工程名稱XX原油商業(yè)儲備基地原油罐工程建設(shè)規(guī)模XX原油商業(yè)儲備基地原油罐工程建設(shè)規(guī)模為320萬立方米（單罐容量10萬m3），共32罐，分八個標段，單罐樁數(shù)為1519棵，總樁數(shù)為48608棵。樁長30m，樁徑1.2m～1.3m。投入64臺施工設(shè)備，要求工期97天。工程特點使用130kW的大功率振沖器，樁長為國內(nèi)最長，樁徑最大，工程量大，工期短，工程規(guī)模在全國首屈一指。施工樁型樁型：大功率振沖碎石樁施工參數(shù)振沖器功率130kW加密電流≥空載電流+50A留振時間8s～10s樁直徑5米以上不小于1300㎜，5米以下不小于1200㎜，樁長不少于30m。成孔水壓采用0.5-0.8Mpa振密水壓采用0.3-0.5Mpa碎石粒徑：4cm-15cm地質(zhì)條件原地貌為濱海淺灘潮間地帶，經(jīng)人工吹填3m～5m造地形成陸地并經(jīng)過了強夯處理。主要由第四系全新統(tǒng)濱海相沉積的砂土和粘性土及上更新統(tǒng)陸相沖洪積粘性土和粉土、粉砂及海相沉積的粘性土和粉土、砂土構(gòu)成。二、選題理由

該工程位于XX工業(yè)區(qū)，表層為人工填土，土層條件復(fù)雜，處理難度較大。工程建設(shè)規(guī)模為32個儲油罐，單罐容量10萬m3，振沖碎石樁樁長30m，樁徑1.2m～1.3m，振沖功率130KW，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的大功率振沖樁處理軟基工程。對于這樣的大功率振沖法處理軟地基設(shè)計目前還處于半理論半實驗狀態(tài)，一些計算方法還不夠成熟，某些設(shè)計參數(shù)仍只能憑工程經(jīng)驗選定，質(zhì)量控制點多。

由于軟土地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對振沖法新工藝操作性的不熟練和施工經(jīng)驗的欠缺，在施工過程中出現(xiàn)了一定的施工質(zhì)量問題，對于質(zhì)量問題的處理上加大了工程投資，擴大了工程成本，通過這次活動，提高施工質(zhì)量，降低成本，提高效益。

振沖法施工工藝簡便，制樁速度快。在大型軟土地基處理過程中，能顯著提高地基承載力和改善地基的變性能力，工程造價相對較低，節(jié)省成本。1.建設(shè)單位要求2.工程客觀條件要求3.項目施工的需要、成本效益需求小組成員主要針對國內(nèi)幾個振沖碎石樁軟基處理工程進行了調(diào)研，查閱了相關(guān)資料，并對國內(nèi)已完成振沖碎石樁類工程和XX原油儲罐振沖碎石樁的試樁進行了統(tǒng)計、分析、總結(jié)。三、現(xiàn)狀調(diào)查三、現(xiàn)狀調(diào)查1.本工程試樁施工中異常情況主要表現(xiàn)為：①在部分區(qū)域24～28m有一堅硬地層，密實度好，成孔困難，大約需要2～3h方能穿越，長時間造孔，容易產(chǎn)生塌孔、縮頸。②在部分區(qū)域18～22m有一軟弱地層，施工至該部位容易出現(xiàn)填料量很大，在樁徑很大的情況下，加密電流不能達到理想電流；③施工中出現(xiàn)串樁，制樁過程中相鄰樁體相互串通,鄰樁石料流入施工樁(孔)中,造成鄰樁樁體松散或塌陷的現(xiàn)象。④由于地表松散，或長時間沖刷，施工中出現(xiàn)孔口坍塌。三、現(xiàn)狀調(diào)查質(zhì)量異常統(tǒng)計部位試樁施工數(shù)施工質(zhì)量異常樁數(shù)百分比1#、2#罐305299.5%3#、4#罐3053110.2%17#、18#罐305196.2%19#、20#罐305216.9%小計12201008.2%2.XX原油儲罐基礎(chǔ)工程試樁施工過程中異常情況統(tǒng)計三、現(xiàn)狀調(diào)查3.XX原油儲罐基礎(chǔ)工程試樁施工過程中異常情況統(tǒng)計質(zhì)量異常匯總序號項目頻數(shù)（個）百分比（﹪）累計百分比（﹪）A塌孔縮頸3838%38%B孔口坍塌2525%63%C串樁2121%84%D軟弱層異常1616%100%累計100100%注：頻數(shù)指問題出現(xiàn)的個數(shù)。三、現(xiàn)狀調(diào)查3.XX原油儲罐基礎(chǔ)工程試樁施工過程中異常情況統(tǒng)計0204060801000102030405060708090100ABC38%3825211663%84%頻數(shù)(條)塌孔縮頸累計頻率(%)孔口坍塌串樁軟弱層異常D質(zhì)量異常百分比累計圖重點問題三、現(xiàn)狀調(diào)查3.XX原油儲罐基礎(chǔ)工程試樁施工過程中異常情況統(tǒng)計根據(jù)調(diào)查表，做出排列圖，從排列圖中可以看出“塌孔縮頸”這個影響因素在A類區(qū)，屬于主要問題。但是“孔口坍塌”和“串樁”對施工質(zhì)量的影響也比較大，我們同時將這三個作為質(zhì)量控制過程中需要解決的重點問題。

四、確定目標及目標值掌握軟土地基處理中大功率振沖碎石樁施工工藝，大幅降低施工中的質(zhì)量異常情況的發(fā)生率（降低到2%以內(nèi)）并掌握總結(jié)預(yù)防措施及解決方法。通過降低施工中的質(zhì)量異常情況發(fā)生率，達到保證質(zhì)量、提高工效、節(jié)約成本的目的。五、原因分析機具對準樁位偏差過大施工人員操作不熟練培訓(xùn)力度不夠地層條件和地下水的影響掌握不夠地質(zhì)條件復(fù)雜地層不均勻樁位放測存在偏差。施工放線過程中放測樁位誤差達不到要求材料的級配不均，加密后密實度不均對特殊地層的處理追求片面性的指標適合本地區(qū)的施工參數(shù)沒有完全掌握

塌孔縮頸

孔口坍塌

串樁施工隊伍水平有差異，導(dǎo)致施工質(zhì)量有差距加密長度過小，加密速度過慢成孔速度慢，成孔時間過長施工過程中，機具垂直度達不到要求

偏差控制不到位施工過程中，孔口長時間受到振動五、原因分析末端因素統(tǒng)計序號

末端因素1施工隊伍施工水平有差異，導(dǎo)致施工質(zhì)量有差距2適合本地區(qū)的施工參數(shù)沒有完全掌握3對于特殊地層的處理追求片面性的指標4樁位放測存在偏差。施工放線過程中放測樁位誤差達不到要求5施工過程中，機具垂直度達不到要求，致使樁孔偏斜下一頁五、原因分析末端因素統(tǒng)計序號末端因素6材料的級配不均，加密后密實度不均7地質(zhì)條件復(fù)雜，地層不均勻8對地質(zhì)條件和地下水的影響掌握不夠全面9機具對準樁位偏差過大10工作人員操作不熟練，培訓(xùn)力度不夠六、要因確認施工過程中片面的追求控制指標適合本地區(qū)的施工參數(shù)掌握不足施工現(xiàn)場地層的影響。地質(zhì)條件復(fù)雜成孔艱難、孔內(nèi)坍塌、串樁等施工異常現(xiàn)象導(dǎo)致振沖碎石樁質(zhì)量控制串樁現(xiàn)象發(fā)生的三個要因分析以上可能造成施工異常情況的各種原因后，QC小組成員對以上提出的各種原因逐個進行確認，并對發(fā)生質(zhì)量異常的樁進行對號入座，以確定導(dǎo)致振沖碎石樁施工質(zhì)量異常情況現(xiàn)象的要因。七、制定對策序號要因?qū)Σ吣繕藢嵤┐胧┩瓿蓵r間責(zé)任人1現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜，地層對施工的影響。深入研究施工場地各區(qū)域的地層差異掌握地層變化區(qū)域通過查閱施工場地內(nèi)的地勘報告，大致了解地層分布，對特殊地層的各項指標應(yīng)掌握，以便指導(dǎo)施工。對于特殊地層的處理，遇到軟弱層、密實層，根據(jù)實際情況進行處理，防止異常情況發(fā)生。2010.5.22施工過程中片面的追求控制指標根據(jù)不同地質(zhì)條件進行施工參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整掌握控制指標，防止異常情況發(fā)生地質(zhì)條件正常時，按照設(shè)計要求的控制指標進行控制，地質(zhì)情況異常時，控制指標相應(yīng)調(diào)整。2010.5.33適合本工程的施工參數(shù)掌握不足通過試樁掌握最適合的施工參數(shù)施工中技術(shù)參數(shù)適當(dāng)本工程最外圍126根樁為圍護樁（試打樁），通過施工試打樁，掌握施工參數(shù)2010.5.3八、對策實施實施一：減小地質(zhì)條件對施工質(zhì)量的影響1孔口坍塌現(xiàn)象由于地表土質(zhì)疏松，造孔時間過長，孔口部位長時間受強烈振動并受泥漿沖刷，導(dǎo)致孔口坍塌。主要出現(xiàn)在施工場地西北部。反復(fù)提拉振沖器，使孔內(nèi)疏通后對坍塌樁孔進行正常填料振密。若孔口坍塌過大影響到鄰近已施工樁，對受影響樁樁頭重新進行加密，加密深度超過影響范圍。預(yù)控措施：①施工中應(yīng)加快成孔速度，相應(yīng)減小水壓，清孔時注意控制上提速度，振沖器不要提出孔口。②加大設(shè)備檢修力度，縮短維修時間，造孔后及時成樁。③在規(guī)范允許的范圍內(nèi)盡量減少造孔、清孔的時間,防止因長時間的振動及孔內(nèi)水對孔壁的不斷沖刷及浸泡造成塌孔。八、對策實施實施一：減小地質(zhì)條件對施工質(zhì)量的影響2造孔困難造孔時間過長由于某地層為密實地層，導(dǎo)致造孔困難，一罐區(qū)1#罐局部在8～15m處存在密實砂層，造孔困難。五罐區(qū)17#罐局部在24～28m處存在密實砂層，19#罐局部在23～27m處存在密實砂層，造孔困難。造孔時間達2～3h。遇到堅硬地層，采用高水壓，反復(fù)提拉振沖器，緩慢的下放振沖器。并詳細記錄成孔時間。當(dāng)造孔2h以上仍不能穿透堅硬地層，則進行洗孔，并填料振密。預(yù)控措施：當(dāng)出現(xiàn)遇到密實地層時，記錄樁位，在進行周邊樁施工時作為參考。八、對策實施實施一：減小地質(zhì)條件對施工質(zhì)量的影響3串樁現(xiàn)象周邊樁施工時，樁徑過大，導(dǎo)致樁間距過小，形成串樁。軟弱地層施工時，水土流失嚴重，導(dǎo)致周邊樁施工時串樁。也有因為樁位偏差過大、樁間距過小導(dǎo)致串樁現(xiàn)象。對正在施工的樁孔正常加密制樁完后，對串樁樁孔進行重新加密。預(yù)控措施：①加大培訓(xùn)力度，加強現(xiàn)場技術(shù)質(zhì)量管理，對垂直度進行嚴格控制，由現(xiàn)場作業(yè)人員從多方向?qū)?dǎo)桿垂直度進行控制，避免導(dǎo)桿傾斜。②清孔時注意提管速度，防止孔口缺漿。③填料振密時注意控制加密段長度及加密速度，防止因加密段小及加密速度過慢導(dǎo)致填料量過大，而影響鄰近樁孔施工。填料時鏟車司機應(yīng)高舉料斗，盡量靠近導(dǎo)桿，分次進行填料，防止石料擠壓振沖器導(dǎo)桿導(dǎo)致樁位偏移。④加強樁位偏差的控制，保證樁體間距，控制振沖器與樁位中心的偏差應(yīng)從樁機就位進行控制，不能通過人為拽拉振沖頭對準樁位。八、對策實施實施一：減小地質(zhì)條件對施工質(zhì)量的影響4軟弱層施工一五罐區(qū)3～6m局部有軟弱層。18#罐16～23m部位，有一軟弱層，20#罐15～23m部位有一軟弱層。施工過程中，振密電流難以達到設(shè)計要求。軟弱層成孔時，水壓一般控制在0.5Mpa左右，以減小水壓對軟弱層的沖刷，另外可適當(dāng)加快成孔速度1.5～2m/min，減少振動時間，防止因振動或因成孔過大坍塌；成樁加密時，采用“近導(dǎo)桿、高舉鏟、慢填料”的措施，連續(xù)填料，但每次填料量適當(dāng)加大，充盈系數(shù)增加到1.35，同時留振時間適當(dāng)增加到12～15s。預(yù)控措施：在施工軟弱層時，要提前檢查設(shè)備狀況，防止在造孔過程中設(shè)備損壞，導(dǎo)致孔位留置時間過長，導(dǎo)致塌孔和串樁現(xiàn)象。實施效果八、對府策實施實施一：察減小地質(zhì)棉條件對施氏工質(zhì)量的拼影響通過預(yù)控每措施的實算施，有效這減少了地殖質(zhì)條件對神施工質(zhì)量匪的不利影牙響，施工勢中出現(xiàn)的知異常情況絨明顯減少鞏。八、對殖策實施實施二怪：靈活懷掌握施喬工中的羊控制指汪標加密段縫長度、模留振時穗間、加銅密電流直是振沖幫碎石樁汗最重要虛的三個盯控制指豪標，但技是不能仰所有地見層都片割面的按邪照以上腥指標進繩行控制押。在一咱般土層攪施工中找，可以小按照固我定的控塘制指標皺進行控梁制。遇章到特殊同土層時檔則要適仍當(dāng)?shù)倪M催行調(diào)整割。八、對痕策實施實施二：膊靈活掌握券施工中的收控制指標遇到密實滴地層時，踐應(yīng)相應(yīng)加坑大密實段拜到50cm，以密較實電流谷和留振旁時間為負主要控火制指標溝，樁徑迷作為參昏考指標眾。遇到軟貫層時，蔑應(yīng)以填鏟料量與霸樁徑作放為控制感指標，勤密實電顛流、留注振時間炮作為參堪考指標混。實施效果八、對策示實施實施二汪：靈活叮掌握施唱工中的絲式控制指驅(qū)標施工人艱員對特頁殊地層通施工的臉控制指瓜標已基余本掌握伏，在施種工中能壘熟練應(yīng)街用，施遷工中出刃現(xiàn)的異蹄常情況拐大幅下做降。八、對魂策實施實施三閃：掌握識適合本比工程的錢施工參供數(shù)本工程發(fā)每罐碎最石樁151鈔9根，成凱環(huán)狀均牛勻布置23圈，最外秤圍三排樁套為圍護樁超（試打）緊。我們小灰組根據(jù)設(shè)廁備選型、驗地質(zhì)條件黑等及時調(diào)郵整，基本且掌握了適耳合本工程們的施工參系數(shù)，主要大參數(shù)如下:振沖器裂對準偏友差：±50收mm;成孔速度互：1～2m/王min成孔水悔壓：0.4～0.8M疑Pa洗孔次數(shù)遭：兩次（半大約5～8mi攻n）振密水壓餐：0.3～0.5丸Mp曉a密電流>空載電柔流+50覺A留振時慶間：8S～10S加密段長牽度：30～50c慢m充盈系數(shù)夕：1.2損0～1.3頑2實施效果八、對策對實施實施三畫：掌握奮適合本潛工程的梢施工參橋數(shù)我們基本塘掌握了適遍合本工程蟻的施工參灘數(shù)，不僅捎工效提高初了90.5考%，材料培節(jié)約了14.激95%，而且樁郊的質(zhì)量得閘到了保證疲。九、效果主檢查1、施工膽質(zhì)量提痰高質(zhì)量異常統(tǒng)計部位施工樁數(shù)施工質(zhì)量異常樁數(shù)百分比1#、2#罐2546261.02%3#、4#罐2546281.1%17#、18#罐2546250.98%19#、20#罐2546271.06%小計101841061.04%九、效果壘檢查1、施工雄質(zhì)量提度高質(zhì)量異常份統(tǒng)計序號項目頻數(shù)（個）百分比（﹪）累計百分比（﹪）A軟弱層異常4845%45%B串樁2221%66%C孔口坍塌1918%84%D塌孔縮頸1716%100%累計106100%九、效果意檢查1、施工花質(zhì)量提廟高質(zhì)量異糞常百分舍比累計0204060801060102030405060708090100ABC45%4822191666%84%頻數(shù)(條)累計頻率(%)孔口坍塌軟弱層異常D串樁塌孔縮頸九、效景果檢查1、施工粱質(zhì)量提拉高施工樁斜對比九、效墓果檢查1、施工質(zhì)襪量提高數(shù)據(jù)分析從以上統(tǒng)勇計圖中，插可以看出肉施工質(zhì)量禿異常現(xiàn)象鋒的發(fā)生得窄到了有效扔的控制，韻發(fā)生幾率芒大幅降低豈至1.04筆%，同時減撫少了因處請理異常而羊造成的損痰失，使得籠工期與計魂劃工期相乓比，提前唉了26％。九、效介果檢查1、施工質(zhì)課量提高201債0年8月30日，建設(shè)棕單位委托兄河北兵北耐工程質(zhì)量鋤檢測有限攻公司對本醋工程碎石凍樁進行檢賽測。九、效果紅檢查1、施工質(zhì)場量提高抽樣結(jié)果統(tǒng)計檢驗項目檢驗數(shù)量最大值最小值平均值結(jié)論單樁靜載64根承載力特征值660kPa承載力特征值628kPa648kPa滿足設(shè)計要求單樁復(fù)合地基承載力64根承載力特征值260kPa承載力特征值260kPa260kPa滿足設(shè)計要求樁間土靜載48組承載力特征值220kPa承載力特征值172kPa208kPa滿足設(shè)計要求密實度360根擊數(shù)18擊擊數(shù)10.5擊13.6擊滿足設(shè)計要求九、效果興檢查1、施工質(zhì)六量提高經(jīng)檢測爺單位對仿地基處眨理進行啞工程檢見測，地趨基處理鮮效果良慎好，得秩到了設(shè)介計單位糧、監(jiān)理附單位、曬建設(shè)單扒位的一初致好評悔。復(fù)合地確基檢測耀報告九、效進果檢查2、經(jīng)濟效聚益顯著按照以往陽振沖法地還基處理工蔽程經(jīng)驗統(tǒng)扁計以及試越樁施工統(tǒng)沒計，發(fā)生冶異常率約8%，兩個擾標段共1018撞4棵樁，晃按照以賓往的統(tǒng)良計可能柿發(fā)生異吼常的樁樹為815棵。實墨際發(fā)生俯異常的閱樁為106顆，每顆犧樁的處理扎往往需多疼用至少5m3的填料，陣每顆樁用來時1.5h。按本地現(xiàn)典價石料的黃價格計算田，每方石懷料的價格孝為70元/m3。人工費循＝人工駁數(shù)×日工資＝6×（815乎-10紡6）×1.5壘/3×8剩0＝170株160元機械費＝夫臺班數(shù)×機械臺柏班單價公＝（815-迎106）×1.乒5/3序×28秧00＝992嶄600元材料費=材料單除價×材料數(shù)莫量=70日×（815-尋106）×5=2結(jié)4815咳0元合計節(jié)約簽費用=人工費+機械費+材料費=14裙109蝕10元九、效果屑檢查3、社會蠶效益明移顯QC活動后，銅通過小組確的不斷實界踐、摸索謙，總結(jié)了困一套既可昂控制振沖詞地基處理擔(dān)施工質(zhì)量皆的方法，瓦鍛練了施遷工隊伍，挨提高了施格工水