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1、提高旋挖钻孔灌注桩成桩效率,中南冶金基坑支护工程QC小组 侯鹏宇,湖北华亚建设工程有限公司,1、工程概况,中南冶金地质研究所拟在宜昌市胜利一路与夷陵大道交汇处用地红线地范围内兴建科研办公大楼，我公司承担了该工程的基坑支护施工工作。 本工程设计为2层地下室，累计深度达8.6m，在基坑支护桩深度范围内地层主要为：杂填土、粉质粘土、卵石、砂岩，局部含大量粉砂，本基坑设计125根支护桩，桩径1000mm，间距1800mm，深度1317m不等，保证进入中风化持力层不小于2m，桩身混凝土强度等级为 C30。由于场地临长江约150m以内，受长江水位影响，场内地下水丰富。为保证工期及施工安全，确保在合同要求工
2、期内完成支护桩施工，经过项目部成员多次讨论，并邀请相关资深专家多次论证，决定采用旋挖钻机进行基础桩施工。,湖北华亚建设工程有限公司,湖北华亚建设工程有限公司,现场支护桩施工,2、小组概况,湖北华亚建设工程有限公司,湖北华亚建设工程有限公司,3、选题理由,湖北华亚建设工程有限公司,4、现状调查,湖北华亚建设工程有限公司,调查一 钻孔灌注桩工序分为成孔、下钢筋笼、混凝土灌注三大环节，其中，成孔是决定一根桩施工效率的关键，后续的两大环节直接受到成孔这一环节的制约，只有成孔之后，后续的两大环节才能开始。而后续的两大施工环节对成孔这一环节几乎没有影响。因此，解决的关键是要提高成孔效率。 调查二 施工现场
3、南面和西面数米距离为居民楼，东面和北面为主干道马路，马路对面为宜昌市中心人民医院，根据宜昌市城市管理局的要求，市中心施工，噪音大，夜间施工不得超过22点。因此，从早晨7点算起，除去设备保养加油和操作人员就餐外，每天施工时间在12至13小时。,调查三 小组成员对前10根桩旋挖钻机成孔施工的各道工序（见图3）所用时间作出了统计（见表3），并做出了各工 序所用时间饼分图（图4）。,表3 各道工序所用时间统计表,制表：徐宇平 时间：2012年10月13日,湖北华亚建设工程有限公司,通过上表，作出如下饼分图：,制图：徐宇平 时间：2012年10月15日,图4 各工序所用时间饼分图,从表3和图4可以看出：
4、钻进成孔超计划时间最多，占总超时的88.33。因此缩短钻进成孔时间是小组急待解决的问题。,湖北华亚建设工程有限公司,5、活动目标,5.1 目标设定 结合施工合同工期45天的要求，小组从实际出发，确定本次活动的目标为成桩3根/天，工期目标45天，见目标柱状图（图5、图6）。,图6 工期目标柱状图,制图人：徐宇平 日期：2012年10月15日,5.2 目标可行性分析,5.2.1 事实依据 小组成员对同类型设备类似地质情况的工程每天每台套设备施工效率进行了调查统计，详见表4：,湖北华亚建设工程有限公司,湖北华亚建设工程有限公司,从上表可以看出，相似的地层，在正常情况下，旋挖钻机的钻进成孔能力是非常强
5、的，这些工程为本次小组活动提供了可借鉴的经验。,现场旋挖钻机正在施工,表4 同类型地质情况施工效率调表,制表：徐宇平 日期：2012年10月15日,5.2.2资源保证,本工程是我公司本年度申报优秀工程之一，公司领导在人员、设备、资金方面提供最大支持。,5.2.3测算,在保持其它影响因素不变的情况下，如果成桩为3根/天，那么完成整个工程所用时间为：,115根3根/天6.5天38.3天6.5天44.8天 ,已经用去的时间；,余下桩按计划需要的时间,湖北华亚建设工程有限公司,湖北华亚建设工程有限公司,6、原因分析,小组成员针对“成孔时间长”这一问题采用“头脑风暴法”分析原因，集思广益、进行对比分析，
6、并作关联图如下（图7）,湖北华亚建设工程有限公司,7、确定要因,我小组成员根据“成孔时间长”的7条末端原因制定要因确认计划表（见表5），利用现场调查，实际操作、理论考试、查看资料等验证方法对各末端原因进行确认。,表5 要因确认表,制表：张丽雪 时间：2012年10月18日,湖北华亚建设工程有限公司,要因确认一：考核制度不健全 经调查，项目对作业班组制定了考核文件： 工程项目内部管理办法、工程项目内部管理办法补充规定。其中对工程项目质量管理、安全管理、项目目标责任成本管理、项目考核与奖惩都做出了明确规定，各工种职责要求也是明确的。这两份文件每个职工人手一份，并在施工会议上进行强调并按此制度执行。
7、项目部考核文件健全，已落实到个人。,结论：考核制度不健全非要因,要因确认二：工人操作技能差、积极性不高 本工程在开工前，管理人员对项目部全体员工进行了技术培训，培训内容及效果如下：,表5 工人操作技能培训统计表,制表：张丽雪 时间：2012年10月18日,湖北华亚建设工程有限公司,操作技能培训,由上述可以看出各施工人员操作情况较熟练，对工艺流程基本熟悉，并且全体员工均持证上岗，具有类似工作经验，工作表现都很好，并定期由项目部组织有经验的操作人员进行教育培训，积累了一定的施工经验。,结论：工操作技人能差、积极性不高非要因,要因确认三: 泥浆性能不合格 设计要求：泥浆粘度：18-25s；泥浆比重：
8、1.05-1.20；胶体率：96%；含砂率4%；失水量30L/30min。通过检查现场施工记录，已经完成的10根桩检测的泥浆各项指标及漏浆情况如下：,湖北华亚建设工程有限公司,表7 泥浆指标及漏浆情况统计表,制表：张丽雪 时间：2012年10月18日,从上表可以得知：泥浆性能不合格对护壁影响大，易造成垮孔。,结论：泥浆性能不合格是要因,湖北华亚建设工程有限公司,确认四: 钻头选取不当 旋挖钻头分为岩石钻头和土钻，分别适用于岩石和土层施工。其中对于强风化和中风化的软岩等需要通过比较确定是使用岩石钻头还是土钻。 本工程为支护桩施工，孔深13-17m左右，地层主要岩性从上至下依次为：杂填土、粉质粘土
9、（夹粉土粉砂）、卵石、砂岩，地层剖面如图所示（图8），桩端入中风化砂岩不低于2m，因此该项目所使用的钻头为土钻是可行的。 由上述可以得知：不存在钻头选取不当的问题。,图8 地层剖面图,制图人：侯鹏宇 日期：2012年10月19日,结论：钻头选取不当非要因,湖北华亚建设工程有限公司,确认五:钻头提升以及下放速度太快 旋挖钻头是一封闭的圆筒状，筒底开门，钻头直径比孔径稍小，其形状如下图。因此，当钻头下放或提升提升速度过快时，容易形成对孔壁的抽吸和挤压。由于泥浆形成的泥皮比较薄弱，很容易破坏泥皮，进而造成塌孔。,通过查看施工钻进记录，已经施工的10根桩提升速度为2.5m/min，下放的速度3.0m/
10、min，因此可以得出结论：操作人员采用的钻头提升以及下放速度对孔壁影响较小。,结论：钻头提升以及下放速度太快非要因,湖北华亚建设工程有限公司,确认六: 钻头转动速度太快 旋挖钻头是一封闭的圆筒状，筒底开门，钻头直径比孔径稍小。因此，当钻头转动速度快时，带动泥浆容易形成对孔壁的抽吸和挤压。由于泥浆形成的泥皮比较薄弱，很容易破坏泥皮，进而造成塌孔。 通过查看施工钻进记录，已经施工的10根桩转动速度保持在56转/min，转速太快一说不成立，因此可以得出结论：操作人员操作时钻头转动速度对孔壁影响较小。,结论：钻头转动速度太快非要因,确认七: 软弱土层每斗进尺过大 本项目的软弱土层为软塑的粉质粘土和软塑
11、的粘土层，另外部分地层含有2m左右卵石层。旋挖钻机钻头为一圆柱体形状，上部稍小，下部稍大。直径稍微比孔径小，高度为1m。也就是意味着每一斗最大进尺为1m。通过查看施工钻进记录并进行现场观察，已经施工的10根桩在软弱土层采取的钻进速度以及孔壁情况如下：,湖北华亚建设工程有限公司,表8 钻进速度及孔壁稳定情况统计表,由上述可以得知：在软弱土层采取不同的钻进速度对孔壁影响很大。,制表人：侯鹏宇 日期：2012年10月19日,结论：软弱土层每斗进尺过大是要因,经过对7个末端因素进行确认，找出影响钻进成孔效率的主要因素有2条：,表9 要因汇总表,制表：侯鹏宇 时间：2012年10月19日,湖北华亚建设工
12、程有限公司,8、制定对策,针对确认的2个主要因素，小组成员集思广益、各抒己见，制定对策如下：,表10 对策措施表,制表：侯鹏宇 时间：2012年10月19日,湖北华亚建设工程有限公司,9、对策实施,对策实施一：,1、加强泥浆性能的控制 在采用了合理的钻进参数施工的同时，小组成员对泥浆性能加强了控制，控制指标为：泥浆粘度：18-25s；泥浆比重：1.05-1.20；胶体率：96%；含砂率4%；失水量30L/30min。,湖北华亚建设工程有限公司,在粉砂夹粉土、粉砂层、互层钻进时，细砂非常容易混进泥浆中，造成泥浆的含砂量增大，因此，含砂量是重点监测的参数，具体采取如下措施：,表11 加强泥浆性能控
13、制措施表,制表：朱国林 时间：2012年10月25日,2、对施工实施效果进行检查 实施后，小组成员对泥浆性能和护壁情况随机抽查了10根桩，检查情况如下表所示：,表12 泥浆性能与护壁情况调查表,制表：孙建志 2012年10月25日,湖北华亚建设工程有限公司,抽查结果表明：加强了对泥浆性能的控制后，泥浆性能的各项指标均满足合格要求，保证了孔壁完整不垮孔，实施效果达到了对策目标。,对策实施二：,1. 寻找软弱土层最佳的每斗进尺 从要因确认中可以看出，软弱土层的每斗进尺过大很容易导致泥浆护壁不成功，进而导致塌孔，影响成孔效率。小组成员将软弱土层每斗进尺从最大的1.m到0.5m进行反复试验，以确定最佳
14、的每斗进尺。试验情况如下表：,表13 进尺与孔壁情况统计表,制表：朱国林 2012年10月25日,湖北华亚建设工程有限公司,从上表可以看出，在软弱土层每斗进尺0.5m0.7m时，能保证不塌孔或轻微塌孔。为达到优质高效的目的，小组将软弱土层的每斗进尺建议为0.60.7m。 2、按照确定的软弱土层每斗进尺进行施工 首先由项目总工对机台操作人员进行技术交底。交底要求软弱土层每斗进尺控制在0.6m0.7m。同时安排技术人员进行现场监督，确保操作人员按照交底要求施工，并做好施工记录。 3、对施工实施效果进行检查 通过对后续10根桩的孔壁情况的跟踪检查，检查结果见下表：,表14 实施效果进行检查,制表：孙
15、建志 2012年10月25日,检查结果表明：按照软弱土层每斗进尺0.6m0.7m进尺进行施工，保证了泥浆护壁充分，不垮孔，实施效果达到了对策目标。,湖北华亚建设工程有限公司,10、效果检查,效果一：活动前后成孔钻进使用时间对比 小组对2012年10月12日10月19日施工的25根桩的成孔时间进行了检查统计，低于4小时的成孔检查情况如下表所示：,效果二：活动前后成孔效率目标值对比,图9 活动前后成桩数量柱状图,制图：孙建志 时间：2012年10月25日,表15 活动前后成孔钻进使用时间统计表,制表：孙建志 时间： 2012年10月25日,湖北华亚建设工程有限公司,效果三：活动前后工期目标值对比
16、施工期间由于未出现意外误工情况，施工进行比较连续，整个工程施工耗用时间为44.8天，活动前所需时间与工期要求及目标值对比如下图：,目标实现了,图10 活动前所需时间与工期要求及目标值柱状图,制图：孙建志 时间：2012年10月25日,湖北华亚建设工程有限公司,效果四：经济效益,表16 经济效益统计表,制表：朱国林 时间：2012年12月26日,效果五：社会效益 本工程的施工，通过QC活动后，项目部加强科学管理，措施得当，及时解决施工中出现的技术问题，总体施工质量得到了业主及监理单位的高度好评，进一步提升了我公司的形象，为今后我公司扎根宜昌建筑市场打下了较好的基础。,湖北华亚建设工程有限公司,图11 业主满意度调查,制图：朱国林 时间：2012年12月26日,湖北华亚建设工程有限公司,效果六：小组成员综合素质提高,图12 成员综合素质雷达图,制图人：
