確保淤泥質(zhì)土層中超長(zhǎng)樁工程質(zhì)量

確保淤泥質(zhì)土層中超長(zhǎng)樁施工質(zhì)量工程概況：本工程位于溫州市*****南側(cè)，占地面積8000m2，總建筑面積26300m2，建筑物為地下一層，地上三層，工程由溫州市****院設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)樁采用機(jī)械鉆孔灌注樁，樁型為摩擦端承樁，樁徑為700和800兩種，樁長(zhǎng)一般為65米（暫定），樁身砼為C25，鋼筋籠長(zhǎng)為25m-27.5m不等，其中樁尖要求進(jìn)入5-3層卵石層0.5m以上。地質(zhì)情況：擬建場(chǎng)地位于溫州***平原內(nèi)，地形平坦，地貌單一，在勘探的深度范圍內(nèi)，地質(zhì)層由雜填土層、表層粘土、淤泥、深部粘性土細(xì)砂夾粘性土，圓粒卵石等5個(gè)工程地質(zhì)組成，見下表：土層埋深工程地質(zhì)條件備注0層雜填土0-0.7m局部少量分布，無利用意義1層粘土1.2-2.1m具有一定抗剪強(qiáng)度與承載力，層厚過薄2層淤泥20-27.9m含水量高、孔隙比大、高壓縮性、高靈敏度全場(chǎng)分布3、4層粘土58.2-65.5m具有一定的抗剪強(qiáng)度與承載力，一般粘性土5-1層細(xì)砂混粘土63.4-67m土質(zhì)不均勻，對(duì)施工有阻礙、局部較難穿越防止誤判5-2層圓礫64.9-72.3m可作為建筑物的樁端持力層、土層均一性差偶含漂石5-3層卵石71.2-78.6m可作為建筑物的樁端持力層、土層均一性差控制深度QC小組簡(jiǎn)介見表以項(xiàng)目部管理人員為主要管理決策、檢查層，以施工班組為主要的操作實(shí)施作業(yè)層。QC小組的組成人員集中進(jìn)行3次TQM教育，成員平均接受TQM教育30h。QC小組的活動(dòng)靈活機(jī)動(dòng)，在工程質(zhì)量管理過程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量過程、動(dòng)態(tài)及時(shí)進(jìn)行集中探討，注重質(zhì)量的預(yù)先控制。小組名稱活動(dòng)日期課題名稱確保淤泥質(zhì)土層中超長(zhǎng)樁的施工質(zhì)量顧問宋石生職務(wù)姓名文化程度職務(wù)專業(yè)組內(nèi)主要職責(zé)組長(zhǎng)大專技術(shù)負(fù)責(zé)人工民建技術(shù)安排、成果編制組員大專施工員基礎(chǔ)工程施工技術(shù)管理、質(zhì)量組員本科施工員工民建混凝土、鋼筋組員本科資料員工民建資料整理、申報(bào)組員本科施工員工民建對(duì)外協(xié)調(diào)組員高中電工工程用電電源控制、管理、安全組員高中材料員材料材料供應(yīng)四、選題理由：本工程為重點(diǎn)工程，是創(chuàng)省優(yōu)、國(guó)優(yōu)項(xiàng)目。業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)對(duì)樁基工程施工質(zhì)量高度重視。樁的長(zhǎng)細(xì)比達(dá)95:1，屬超長(zhǎng)樁，鉆孔深度近70米，土層為巨厚的淤泥土層，施工難度大，缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)。五、活動(dòng)目標(biāo)：質(zhì)量目標(biāo)：控制成樁質(zhì)量：Ⅰ類樁90%以上，杜絕Ⅲ、Ⅳ類樁的出現(xiàn)。技術(shù)目標(biāo)：總結(jié)積累一套巨厚淤泥質(zhì)土層中超長(zhǎng)樁施工方法，供在同類型土層施工時(shí)借鑒。經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：按期完成合約，無事故損失。六、施工現(xiàn)狀調(diào)查由于缺乏本地區(qū)土質(zhì)情況下施工的經(jīng)驗(yàn)資料，經(jīng)過QC小組分別查閱資料和集中討論，質(zhì)量問題集中匯總?cè)绺奖恚焊鶕?jù)諸因素分析，發(fā)生質(zhì)量問題的結(jié)果精簡(jiǎn)統(tǒng)計(jì)后如下：序號(hào)項(xiàng)目頻次頻率累計(jì)1成孔質(zhì)量1463.7%63.7%2成樁質(zhì)量731.8%95.5%3其它14.5%100%根據(jù)頻數(shù)分析的結(jié)果，確認(rèn)成孔質(zhì)量和成樁質(zhì)量為本次QC活動(dòng)須解決的重點(diǎn)，按照施工工序的控制順序，確保成孔質(zhì)量成為第一輪QC循環(huán)解決的重點(diǎn)。七、第一次PDCA循環(huán)：找出需解決的主要原因根據(jù)影響成孔質(zhì)量的諸因素分析，主要質(zhì)量問題為塌孔（縮頸）、樁位偏移、樁身傾斜、成孔深度不夠、清孔不徹底等。根據(jù)影響成孔質(zhì)量的常見因素的統(tǒng)計(jì)，找出影響成孔質(zhì)量主要原因，繪制頻數(shù)分布表：序號(hào)項(xiàng)目項(xiàng)次頻率累計(jì)1塌孔（縮頸）750%50%2樁身傾斜428.6%78.6%3成孔深度不夠清孔不徹底214.3%92.9%4樁位偏移17.1%100%根據(jù)頻數(shù)分布表繪制影響成孔質(zhì)量的因素排列圖，根據(jù)圖表進(jìn)行主要因素的確定。確認(rèn)影響成孔質(zhì)量的主要原因?yàn)樗祝s頸）、樁身傾斜、成孔深度不夠（清孔不徹底）樁位偏移。（二）制定對(duì)策如表：序號(hào)原因確認(rèn)內(nèi)容負(fù)責(zé)人日期確認(rèn)結(jié)果1塌孔（縮頸）制定解決塌孔（縮頸）措施2000、11、2措施涉及原因多,需逐步摸索，制定針對(duì)性措施2樁位偏移確保樁位的正確2000、11、2制定測(cè)量方案，加強(qiáng)管理，能滿足3樁身傾斜保證樁孔施工的垂直度2000、11、2選用合適鉆頭，加強(qiáng)機(jī)械垂直度控制4成孔深度不夠清孔不徹底確保成孔深度滿足設(shè)計(jì)要求保證清孔質(zhì)量2000、11、2制定量化措施,清孔質(zhì)量需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。其中塌孔（縮頸）為主要原因，對(duì)成孔質(zhì)量的影響尤其大，施工控制難，通過第一輪循環(huán)內(nèi)的小循環(huán)進(jìn)行解決。小PDCA循環(huán)：①繪制塌孔（縮頸）的因果圖:經(jīng)過因果分析，找到導(dǎo)致塌孔（縮頸）的因素7條，經(jīng)過共同討論，確定要因如下：序號(hào)原因確認(rèn)內(nèi)容負(fù)責(zé)人確認(rèn)結(jié)果1混凝土供應(yīng)不及時(shí)，時(shí)間長(zhǎng)混凝土供應(yīng)及時(shí)（尤其是砂、石）能夠保證供應(yīng)及時(shí)2鋼筋籠整改、焊接時(shí)間長(zhǎng)保證鋼筋籠符合要求，接長(zhǎng)時(shí)間合理加強(qiáng)制作質(zhì)量、注意成品防護(hù)、做好焊接準(zhǔn)備工作，能滿足要求3泥漿不符合要求必須達(dá)到工藝要求、保證泥漿供應(yīng)由于土層的變化，泥漿的制備影響因素多，無法保證4設(shè)備選型不當(dāng)選擇適宜的施工機(jī)械及鉆頭機(jī)械選型先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選型，根據(jù)試成孔調(diào)整5技術(shù)素質(zhì)、質(zhì)量意識(shí)差掌握操作規(guī)程，質(zhì)量意識(shí)符合要求加強(qiáng)工人的技術(shù)培訓(xùn)和質(zhì)量教育，能符合本工程的質(zhì)量要求6施工工藝不符合要求制定符合本工程質(zhì)量要求的施工工藝無成熟經(jīng)驗(yàn)，制定的工藝無法保證完全符合工程要求7晝夜施工，照明不好、電源不能滿足要求保證照明良好，電源不間斷，不得影響工程施工電源負(fù)荷量大，樁機(jī)的啟動(dòng)應(yīng)間隔，按計(jì)劃用電；市電停電后無法供電，目前現(xiàn)狀難保證②制定對(duì)策：針對(duì)找出的主要原因，制定相應(yīng)的對(duì)策如下表：序號(hào)主要原因達(dá)到的目標(biāo)針對(duì)措施負(fù)責(zé)人1泥漿不符合要求達(dá)到工藝要求、保證泥漿供應(yīng)專人控制水泵、造漿質(zhì)量、測(cè)定泥漿技術(shù)參數(shù)2設(shè)備選型不當(dāng)選擇適宜的施工機(jī)械及鉆頭派人去其它施工單位取經(jīng)3施工工藝不符合要求制定符合本工程質(zhì)量要求的施工工藝制定詳細(xì)的計(jì)劃方案供專家評(píng)審4晝夜施工，照明不好、電源不能滿足要求、停電時(shí)塌孔保證照明良好，電源不間斷，不得影響工程施工機(jī)械啟動(dòng)按計(jì)劃錯(cuò)開、配備發(fā)電機(jī)組、購置照明燈具③對(duì)策實(shí)施措施：a、在表層土的范圍內(nèi)采用自制的泥漿供應(yīng)，開孔10m以內(nèi)，控制鉆進(jìn)速度，使自然造漿性能指標(biāo)符合要求，確保泥漿護(hù)壁效果。進(jìn)入淤泥層后采用供水自拌泥漿?？刂乒┧挠昧?。分階段根據(jù)計(jì)算供水。一般泥漿比重在1.20-1.30為宜。b、成孔機(jī)械：采用GPS-15型鉆機(jī)，本機(jī)型的鉆孔直徑800-1500mm，鉆孔深度50m（在淤泥土層中施工深度可以接近設(shè)計(jì)的深度）。選用導(dǎo)正三翼合金耙式鉆頭，遇卵礫漂石層，普通鉆頭鉆進(jìn)困難時(shí)，換用多功能鉆頭，有利鉆進(jìn)和打撈沉渣。c、成孔工藝：采用泵壓正循環(huán)鉆進(jìn)（正循環(huán)比反循環(huán)更有助于穩(wěn)定孔壁）。遇到大飄石難破碎不易鉆進(jìn)時(shí)，采用自行設(shè)計(jì)的“鉆進(jìn)——打撈”多功能鉆頭鉆進(jìn)。根據(jù)附近其它工程經(jīng)驗(yàn)，鉆進(jìn)參數(shù)按照0-10m內(nèi)輕壓慢轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為20r/min；10m以下靠鉆具自重加壓，轉(zhuǎn)速40r/min；進(jìn)入卵礫飄石層，為防蹩鉆，調(diào)整轉(zhuǎn)速為20r/min，鉆具處于半懸狀態(tài)。在換上多功能鉆頭時(shí)，加壓快鉆，轉(zhuǎn)速為30r/min。為防止成孔的互相影響，成孔間距要求大于4D（D為樁徑）。d、制定鉆機(jī)啟動(dòng)批準(zhǔn)制度，解決啟動(dòng)瞬間電流大的問題。解決一臺(tái)發(fā)電機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)作為備用電源。在市電停電時(shí)切換為發(fā)電供電。e、控制成孔成樁時(shí)間，淤泥土質(zhì)區(qū)域的超深孔極易塌孔，所以縮短空孔滯留時(shí)間，及時(shí)灌注砼是最簡(jiǎn)單有效的預(yù)防措施之一。④實(shí)施效果：按照制定的對(duì)策于2000、11、10日10：20（開鉆）至2000、11、12日19：00（清孔結(jié)束）進(jìn)行試成孔，鉆進(jìn)深度66.0m，進(jìn)入卵石層1.8m，滿足設(shè)計(jì)要求?；窘鉀Q成孔過程中的塌孔（縮頸）現(xiàn)象。但效率較低，主要原因?yàn)闇?zhǔn)備工作不充分、鉆進(jìn)參數(shù)保守、使用新式鉆桿不熟練、鉆進(jìn)巖石層的厚度超過設(shè)計(jì)要求的0.5m、持力層的送樣及確認(rèn)也耽誤了時(shí)間。根據(jù)試成孔的情況，本工程的實(shí)際成孔時(shí)間一般為22小時(shí)。（三）對(duì)策實(shí)施①按照小PDCA的所獲得的施工參數(shù)及施工工藝要求組織成孔施工。②樁位偏移的控制：引測(cè)軸線和標(biāo)高時(shí)采用二套控制點(diǎn)的辦法，兩套控制點(diǎn)可經(jīng)常進(jìn)行互校。相鄰樁與樁的施工間歇≥36小時(shí)，樁與樁的成孔安全間距≥4d。護(hù)筒的埋設(shè)進(jìn)行前驗(yàn)、后驗(yàn)制度。③樁身傾斜的控制：控制樁架的安裝質(zhì)量、遇探頭石、孤石、基巖用鉆機(jī)漸漸鉆透，發(fā)生偏斜超差時(shí)及時(shí)填入石子和粘土重新鉆進(jìn)，慢速上下往復(fù)掃孔予以糾正。每鉆進(jìn)4-5m，驗(yàn)孔一次，遇到容易縮孔的土層和更換鉆頭時(shí)進(jìn)行驗(yàn)孔。鉆頭選用具有扶正導(dǎo)向性的三翼合金耙式。④成孔深度及清孔質(zhì)量的控制：由于設(shè)計(jì)深度為暫定值，根據(jù)工程勘察報(bào)告繪制卵石層（5-2層）底面（5-3層）頂面標(biāo)高的等高線圖初步確定樁的成孔深度報(bào)設(shè)計(jì)院確認(rèn)進(jìn)行總體控制；計(jì)算的孔深=鉆具總長(zhǎng)-機(jī)高-上余；每臺(tái)鉆機(jī)鉆桿專用，每次加鉆桿前量準(zhǔn)長(zhǎng)度，在第一次清孔時(shí)用實(shí)際機(jī)余測(cè)孔深。根據(jù)每根樁孔巖樣判別樁孔是否進(jìn)入5-3層持力層。（四）實(shí)施效果：根據(jù)制定的措施進(jìn)行試樁的成孔施工，達(dá)到如期效果，成孔過程中未出現(xiàn)塌孔（縮頸）現(xiàn)象，成孔深度實(shí)測(cè)和計(jì)算相符。八、第二次PDCA循環(huán)在通過第一次PDCA循環(huán)解決成孔質(zhì)量控制措施后，除了保證按照措施執(zhí)行外，還需在成樁之前摸索出成樁質(zhì)量的控制措施，所以進(jìn)入第二次的PDCA循環(huán)，重點(diǎn)解決成樁質(zhì)量控制。找出影響成樁質(zhì)量的主要原因：對(duì)影響成樁質(zhì)量即樁的混凝土施工質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，結(jié)合試樁的混凝土澆注情況，找出主要原因（繪制因果圖）：根據(jù)對(duì)因果圖的分析，組織進(jìn)行討論，確定主要原因（其中人員及環(huán)境兩個(gè)環(huán)節(jié)已在第一次循環(huán)中解決）：序號(hào)原因確認(rèn)內(nèi)容負(fù)責(zé)人確認(rèn)結(jié)果是否要因1導(dǎo)管拔管速度保證拔管速度滿足澆筑的工藝要求控制結(jié)果需量化，方便檢測(cè)，否則隨意性大要因2初灌量不足保證混凝土的初灌量加強(qiáng)控制成孔質(zhì)量的沉渣厚度檢測(cè)，找出量化標(biāo)準(zhǔn)。要因3鋼筋籠脫落、上浮保證鋼筋籠的位置原因較多，發(fā)生有隨機(jī)性，需采取相應(yīng)的措施并制定制度要因4砼澆筑不及時(shí)保證混凝土的及時(shí)供應(yīng)資金、合同到位情況下，能保證混凝土的供應(yīng)非要因5導(dǎo)管漏水保證不產(chǎn)生導(dǎo)管漏水現(xiàn)象下導(dǎo)管之前進(jìn)行拼裝試水壓，節(jié)間用橡膠墊圈密封，非要因6隔水塞選用不當(dāng)采用適宜的隔水塞選用適宜的隔水塞非要因7砼坍落度超標(biāo)控制混凝土的攪拌質(zhì)量地材質(zhì)量差，砂細(xì)、石子粗，自拌混凝土強(qiáng)度離散性大要因8混凝土澆灌量控制不力保證混凝土的澆灌處于澆灌量控制狀態(tài)量化分層測(cè)量澆筑高度較煩瑣，影響澆筑速度，需制定量化的措施要因（二）制定理論對(duì)策：原因達(dá)到目標(biāo)針對(duì)措施負(fù)責(zé)人1導(dǎo)管拔出速度保證拔管速度滿足澆筑的工藝要求制定與混凝土澆灌量相關(guān)的量化措施2鋼筋籠脫落、上浮保證鋼筋籠的位置制定及時(shí)反饋制度、采取防上浮和脫落應(yīng)急措施3砼坍落度超標(biāo)控制混凝土的攪拌質(zhì)量加強(qiáng)砂、石和水泥的管理4混凝土澆灌量控制混凝土的澆灌處于量化的控制狀態(tài)制定澆灌量的相關(guān)計(jì)算公式、復(fù)測(cè)制度（三）對(duì)策實(shí)施①導(dǎo)管的拔管速度與砼的澆筑速度有關(guān)，按照充盈系數(shù)1.15（即k值）計(jì)算，導(dǎo)管的抽管速度ν1=4VQ/（kπd2），式中V為混凝土澆筑速度（m3/h），V800=1.73VQ；V700=2.26VQ②鋼筋籠脫落及時(shí)進(jìn)行報(bào)告，采用自行設(shè)計(jì)控制鋼筋籠標(biāo)高的自動(dòng)脫鉤器，既節(jié)省了吊筋用鋼材，又避免了鋼筋籠的下沉或上浮等質(zhì)量事故。為了防止鋼筋籠上浮，根據(jù)混凝土澆筑高度的計(jì)算值，在混凝土接近鋼筋籠底部時(shí)減慢混凝土的澆筑速度。為了防止法蘭盤掛帶鋼筋籠上浮，法蘭連接部位采用鋼筋焊制法蘭罩。在鋼筋籠脫落時(shí)采用自制的打撈器進(jìn)行打撈。③本地的地材為卵石、細(xì)砂，拌制的混凝土容易泌水，在澆筑混凝土?xí)r采用近距離出料（攪拌機(jī)安排離澆筑點(diǎn)不大于10m）；為了保證混凝土的強(qiáng)度，采用每車過磅的方法進(jìn)行計(jì)量控制；每澆筑一次混凝土均抽檢坍落度，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。④混凝土的澆灌量采用公式計(jì)算量和實(shí)際檢測(cè)相結(jié)合的方法，按照充盈系數(shù)k=1.15進(jìn)行計(jì)算，混凝土的澆筑高度H與混凝土澆筑量Q的關(guān)系為：Q=kHπd2/4，按照現(xiàn)場(chǎng)每次澆筑量為0.66m3（即q值）計(jì)算，澆筑次數(shù)n與混凝土澆筑高度的關(guān)系為：H=4nq/（kπd2）。經(jīng)計(jì)算，H800=1.14n（m），H700=1.49n（m），為了減少計(jì)算和實(shí)測(cè)的誤差，混凝土每次澆筑的量嚴(yán)格控制在0.66m3，每澆筑10次實(shí)測(cè)一次混凝土高度，發(fā)生變化時(shí)相應(yīng)調(diào)整數(shù)值。（四）實(shí)施的效果按照制定的措施進(jìn)行試樁施工（試1#、試2#），工程進(jìn)展順利，混凝土澆灌量和導(dǎo)管的拔管速度進(jìn)行量化控制后容易掌握。施工速度和質(zhì)量均有所提高。證明控制措施具有很強(qiáng)的針對(duì)性。正常情況下，每根樁的成孔時(shí)間22小時(shí)左右，成樁4小時(shí)左右，基本上避免了塌孔事故。九、第三次PDCA循環(huán)根據(jù)第一、第二次PDCA循環(huán)制定的措施組織施工，QC小組進(jìn)行跟蹤檢查，在施工過程中還存在保護(hù)層墊塊脫落和刮孔壁、機(jī)械移動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、樁位測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)等。確定須解決的項(xiàng)目根據(jù)施工跟蹤檢查的結(jié)果，通過QC小組討論，確定保護(hù)層墊塊脫落和刮孔壁為影響工程質(zhì)量的因素，機(jī)械移動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)及樁位測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)為影響工程施工效率的因素，通過其它的管理措施加強(qiáng)管理。制定理論對(duì)策墊塊的傳統(tǒng)施工方法采用預(yù)制的方形砂漿塊用22-20#鉛絲綁扎在鋼筋籠上，墊塊的脫落及刮孔壁即影響混凝土保護(hù)層的厚度又可能引起塌孔，在采用傳統(tǒng)施工墊塊無法避免質(zhì)量影響的情況下，考慮采用新的墊塊方法。通過討論，確定采用環(huán)形的墊塊（穿鋼筋）。實(shí)施的具體措施采用C10的細(xì)石混凝土預(yù)制高50mm，外徑10cm、內(nèi)徑20mm（預(yù)制時(shí)用20mm直徑的木桿做內(nèi)模）的墊塊，螺旋箍筋和鋼筋籠的縱筋點(diǎn)焊前穿過預(yù)制塊的中心孔，沿螺旋筋轉(zhuǎn)至合適位置。實(shí)施的效果采用新式的墊塊后，鋼筋籠下放過程中下放比以前順利，鋼筋籠在地面上起吊過程中墊塊無脫落現(xiàn)象，取得顯著的改善效果。十、QC活動(dòng)總結(jié)1、本次QC循環(huán)共經(jīng)過三次循環(huán)，其中兩次為質(zhì)量預(yù)