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减小流塑状淤泥层桩位偏差中国建筑第三工程局有限公司金井湾商务营运中心QC小组一、 课题介绍： 平潭综合实验区金井湾商务营运中心标工程为平潭在建最大项目，总建筑面积328499.26平方米，地下室建筑面积为65142.16平方米，地上建筑面积为263357.10平方米。工程由多幢高度超过100m且高低层相差10层高层建筑组成。 本工程场地为中等复杂地基，下部淤泥土层厚度大且流塑性强，属于软土地基，基础形式为钢筋混凝土预制方桩和冲孔灌注桩，共有4017根。本工程的软基没有经过硬化处理，开挖过程中需依靠施工措施保证方桩的质量。因淤泥质土具有流塑性，且基础均位于淤泥质土层中，开挖过程中土体形成的临时高差，容易导致淤泥土的深层流动，使方桩向开挖面方向偏移且土方开挖过程中机械荷载的挤压也会导致淤泥层的流动进而引起方桩偏位甚至断裂，因此施工难度较大。 本工程的质量目标为国优工程奖，对桩基的质量要求较高，桩基工程中应杜绝三类桩且桩偏位值必须尽可能减小，因此我司领导高度重视，指令项目部开展QC活动，确保创优工程的顺利进行。图1:平潭营运中心I标总平面图二、QC小组简介 QC小组概况表 表1小组名称金井湾商务营运中心QC小组课题名称减小流塑状淤泥层桩位偏差成立时间2012年8月25日活动时间2012年8月25日-2013年3月10日小组人数9注册编号ZJSJ:2012-211-302#TQM教育人均25小时活动频数月均3次合理化建议采纳实施2条课题类型攻关型制表：鄢将滨 日期：2012年8月25日 小组成员分工表 表2序号姓 名性别职 称职 务小组职务组内分工1陈良斌男工程师项目经理组 长组织协调2范学民男工程师生产经理副组长组织策划3陈衍庆男高 工技术顾问顾 问技术指导4王 松男工程师项目总工顾 问技术指导5鄢将滨男助 工质量部负责人副组长技术负责6倪 楠男助 工质检员质检员质量检查7赵安安男助 工技术员统计员资料整理8郭小安男助 工施工员操作者对策实施9杨 均男助 工测量员操作者对策实施制表：鄢将滨 日期：2012年8月25日三、选题理由：1、地质条件复杂：本工程地质条件复杂，基础全部埋置在淤泥质土层中，淤泥质土层厚度大（平均厚度约17.8m）、流塑性强、渗透性低（渗透系数约为5.55E-07cm/s），这给工程的降排水以及土方的开挖都带来了较大难度。如何保证开挖过程中方桩的质量已经成为工作的重中之重，我司也考虑过软基硬化的方案，但最终因成本较高而舍弃，因此，必须出具一套完善的施工措施，保证开挖过程中方桩的质量，这对施工技术及现场管理是一个很大的挑战。 图2：岩土工程勘察报告2、质量要求高：本工程为创优工程,桩偏位值过大，将影响评优工作。3、社会效益：随着社会的发展及建筑工程领域相关技术的提高，在淤泥质土层中建造高层建筑的现象越来越普遍，淤泥质土层中的高层建筑基础一般采用桩基础，而目前尚未形成一套完善的施工措施，来保证土方开挖过程中方桩的质量。本工程的土方开挖措施，在一定程度上保证了方桩的质量，减小了软基硬化的成本，在平潭地区有一定的推广意义。四、现状调查： 为了确保本次课题的必要性及正确性，2012年8月18-20日，QC小组组长陈良斌对平潭综合实验区“海峡如意城”、“小企业总部基地” 2个存在流塑状淤泥层预制桩桩偏位情况的工程进行走访了解、电话咨询，并对本工程土方开挖已施工完成的7#楼8-4区桩偏位情况进行详细研究,然后对流塑状淤泥层预制桩桩位偏差存在的问题，以规范允许值的0.8倍为合格标准，现场实际抽检300点，不合格点数90点，进行汇总整理，找出“土方开挖不当”是目前流塑状淤泥层预制桩桩偏位主要应该解决的问题。 流塑状淤泥层桩位偏差调查表 表3序号项目名称(每个项目抽检频数均为100)预制桩桩偏位值大于规范允许值的0.8倍合计土方开挖不当桩身垂直度打桩顺序不合理测量放线偏差其他1海峡如意城225110292小企业总部基地243322343本工程7#8-4区24210027所有抽检频数合计:3100=300点,合格点率:70%90 流塑状淤泥层桩位偏差统计表 表4序号影响因素频数（点）频率（）累计频率（）1土方开挖不当7077.7877.782桩身垂直度1011.1188.893打桩顺序不合理55.5694.454测量放线偏差33.3397.785其他22.22100合计90100制表：鄢将滨 日期：2012年8月25日根据统计表，绘制成排列图如下：其它40%908010070601005040100302010010 0100频数（条）N=90累计频率（%）100%80%60%20% 0%土方开挖不当桩身垂直度打桩顺序不合理测量放线偏差77.78%88.89%94.44%97.78%7010532图3：影响流塑状淤泥层预制桩桩偏位排列图从排列图中可以看出，“土方开挖不当”是影响流塑状淤泥层预制桩桩偏位的关键控制点。五、设计目标和专家认证1、目标值设定依据建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）要求，小组计划采取有效措施减小流塑状淤泥层预制桩桩偏位，使本工程89.83%的混凝土预制方桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍。设定依据： 1.1类似工程中混凝土预制方桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍合格点率为70%，“土方开挖不当”占不合格率的77.78%，如能减小“土方开挖不当”不合格率85%以上，将使混凝土预制方桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍合格点率提高到70%+30%77.78%85%=89.83%1.2本工程的质量目标是争创优质工程，根据建筑工程施工质量评价标准的3.5.3条规定， 项目各测点实测值均达到规范规定值,且有80%及其以上的测点平均实测值小于等于规范规定值的0.8倍为一档。图4:活动目标管状图2、专家论证2012年10月16日，在项目会议室召开平潭综合实验区金井湾商务营运中心基坑支护及土方开挖施工方案专家论证会议，邀请上海岩土工程勘察设计院副院长、国家级勘察设计大师顾国荣等专家组成员参加，会议对该工程基坑围护及土方开挖方案认定，并针对本工程复杂的地质情况，提出了一些指导性的意见。 图5:专家到现场了解实际情况六、原因分析针对影响流塑状淤泥层预制桩桩偏位主要原因是“土方开挖不当”，2012年10月20号，小组召开会议，充分发挥小组成员能动性，集思广益，分析可能造成偏差的原因并进行汇总。 图6：“土方开挖不当”原因分析鱼刺图结论：共找到9条末端因素，为末端因素。七、要因确认针对以上九条末端因素，小组召开会议，分别进行要因确认。末端因素一工人缺少培训确认时间2012.9.3确认方法调查分析、问卷测试负责人王 松确认过程项目部对土方开挖施工班组进行技术交底和相关机械使用操作指导，并由王松负责编制专门针对流塑状淤泥层土方开挖技术要点的问卷并分别进行考核。考核标准分为80分合格， 47人挖掘机司机参加考试，成绩90分以上29人，成绩80分以上18人，合格率100%。说明挖掘机司机对流塑状淤泥层土方开挖施工要领掌握比较全面，可胜任本工程施工任务。 考核成绩统计表成绩班组（人）95分100分1990分95分1085分90分1580分85分3 因此，工人缺少培训为非要因！结论非要因末端因素二工种配合差确认时间2012.9.11确认方法问卷调查负责人赵安安确认过程基坑部分区域存在密集的承台桩，只能大量人工掏挖桩间土，配合长臂挖机装车运土或是塔吊吊装土，需要各工种的配合。随机对20位工人进行问卷调查，有18位工人能给出准确的答案，其它2 位有个别问题不是很清晰，经过管理人员现场解答，他们很快学会工序间的搭接配合，熟悉相关标准及施工工艺。 因此，工种配合差为非要因！结论非要因末端因素三机械选用不恰当确认时间2012.9.14确认方法调查分析负责人鄢将滨确认过程经过调查分析,本项目租用了反铲挖掘机35台, 长臂挖掘机12台。地下二层土方开挖时，在基坑内设置长臂挖机的操作平台，标高比冠梁顶低约2.0m，长臂挖机挖不到的范围，使用小挖机接力转土配合长臂挖机作业。淤泥层内局部挖机工作面内无法行走的部位需临时进行换填保证挖机正常开挖。部分二层地下室土方可借助塔吊及料斗辅助进行土方外运。最后待小挖机、长臂挖机作业完成后，用汽车吊将其吊出坑外。这样安排较为合理。因此，机械选用不恰当为非要因！结论非要因末端因素四碎石、砖渣粒径不合格确认时间2012.10.9确认方法现场验证负责人倪 楠确认过程基坑需内布设一定量的5米宽挖土便道，用于土方的运输和机械的周转。便道采用碎石、砖渣换填（加高强土工格栅，格栅下部采用沙土换填）。小组人员倪楠对进场的碎石、砖渣进行验证，发现碎石、砖渣粒径均为0.5cm5cm，能满足挖土便道铺设要求。因此，碎石、砖渣粒径不合格为非要因！结论非要因末端因素五开挖顺序不合理确认时间2012.10.11确认方法调查分析、现场验证负责人范学民确认过程小组成员通过本工程7#楼8-4区预制桩桩偏位的调查分析和现场验证中发现，地下一层地下室与地下二层地下室连接区段中的桩偏位现象较为严重；7#楼8-4区多为三桩或四桩承台，且布设较稀，现场实际采用底板垫层和承台垫层同时开挖，挖机需要来回走动，影响桩偏位。因此，开挖顺序不合理为要因！结论要因末端因素六开挖措施不完善确认时间2012.10.13确认方法调查分析、现场验证负责人陈衍庆确认过程小组成员通过本工程7#楼8-4区预制桩桩偏位的调查分析和现场验证中发现，挖土便道下的桩普遍存在偏位严重现象；长臂挖机操作平台下的桩偏位现象也较为严重；7#楼8-4区域开挖过程中，淤泥土流动性及机械自重产生的侧向力加重了桩身的偏位；基坑内目前布置的挖土便道偏少，导致挖机在基坑内的行走路线过长，增加了桩偏位的风险。因此，开挖措施不完善为要因！结论要因末端因素七基坑边有堆集物确认时间2012.10.15确认方法现场验证负责人郭小安确认过程小组成员现场验证基坑边15m内无堆集物，原本规划的钢筋加工厂已移至别处。因此，基坑边有堆集物为非要因！结论非要因末端因素八基坑疏水、排水不及时确认时间2012.10.21确认方法调查分析、现场验证负责人赵安安确认过程小组成员通过调查本工程7#楼8-4区土方开挖施工记录发现，在开挖过程中基坑内部分位置依然存在明水，造成机械移动困难，增加了土方开挖难度；且流塑状淤泥层中降水较为困难，土方开挖至承台底时，承台底普遍存在积水现象。因此，基坑疏水、排水不及时为要因！结论要因末端因素九地质勘测不准确确认时间2012.10.25确认方法调查分析、现场验证负责人杨 均确认过程本工程由福州市勘测院负责勘测, 地下室按网格状布置钻孔，共布置钻孔237个（建筑钻孔103个，基坑钻孔134个）。采用GPS-RTK进行坐标放样及标高测量。钻探采用30台XY-100型液压回转工程钻机配合127mm无缝钢管与优质泥浆护壁进行施工。原位标贯试验（SPT）、动探试验（DPT）采用导向杆变径自动脱钩式落锤装置（锤重63.5kg，落距76cm）配合钻机进行测试。小组成员现场验证，勘察报告与现场实际较为吻合。因此，地质勘测不准确为非要因！结论非要因综上所述，影响“土方开挖不当”的要因有三条：1、 开挖顺序不合理2、 开挖措施不完善3、 基坑疏水、排水不及时八、制定对策针对以上要因，小组遵循“5W1H”原则制定了对策表。 对 策 表 表5序号要 因对 策目 标措 施地 点负责人完成时间1开挖顺序不合理深化及调整施土方开挖方案承台布设较稀区域及一层地下室与二层地下室连接区域89.83%的预制桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍1、 不同部位采取不同开挖顺序；2、 重新规划开挖区域； 施工现场鄢将滨郭小安倪 楠12.12.262开挖措施不完善改进和完善开挖措施承台布设较密区域、挖土便道、施工栈桥、长臂挖机操作平台区域89.83%的混凝土预制方桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍1、分层开挖,分层截桩；2、增设施工栈桥；施工现场郭小安倪 楠赵安安12.12.263基坑疏水、排水不及时加强监测,及时处理基坑内无影响开挖的明水1、采取临时排水措施；2、淤泥层面及时浇筑垫层；施工现场范学民杨 均倪 楠12.12.26制表：鄢将滨 时间：2012.12.28九、对策实施实施一、深化及调整施土方开挖方案剩下区域土方开挖前，项目部组织专业技术人员对施工场地及周围环境进行调查，并充分参考地质勘察报告，对影响流塑状淤泥层土方开挖及施工安全的地质条件(包含地层构成、土性、地下水等)进行详细调查，并结合调查得到的各方面因素对土方开挖方案进行了进一步的深化调整，最大限度的为流塑状淤泥层土方开挖提供质量和安全保障。由项目经理陈良斌、总工王松、质量负责人鄢将滨组织项目部管理人员召开“流塑状淤泥层土方开挖”专项技术交底会，总结之前本工程7#楼8-4区土方开挖施工存在的问题，提出土方开挖施工的重点、深刻剖析流塑状淤泥层土方开挖施工难点、明确流塑状淤泥层土方开挖的控制要点，确保土方开挖过程中对预制桩偏位影响降至最小。1、 不同部位采取不同开挖顺序当遇到承台布设较稀的区域，此区域土方开挖至板底留出承台及承台开挖时的放坡范围，当底板垫层施工完成后，再进行人工开挖, 承台开挖四周临时放坡不小于1:3。当遇到承台密、间距小、承台深度大的部位，这些区域需将土方开挖至大承台垫层底，并且需及时浇筑垫层混凝土（不得过夜）。2、 重新规划开挖区域小组成员依据地下室图纸明确了不同区域的开挖深度，重新调整了开挖区域。将一层地下室和二层地下室的区域用施工栈桥分割开然后分别开挖。图7：开挖分区示意图实施小结：在对土方开挖方案深化及调整后，小组成员倪楠对8-1区、8-5、8-6区、8-10区预制桩桩偏位进行统计(表6)。从表6中看到该四块区域89.83%的预制桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍，满足目标值要求。小组成员郭小安对8区与9区连接区段预制桩桩偏位进行统计(表7)。从表7中看到该连接区域89.83%的预制桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍，满足目标值要求。备注: 8-1区、8-5、8-6区、8-10区该四块区域内承台布设较稀；8区与9区连接区段该区域为一层地下室与二层地下室连接区域。 承台布设较稀区域内预制桩桩偏位统计表 表6判定标准 位置8-1区8-5区8-6区8-10区合计桩偏位值小于规范允许值的0.8倍52524451199桩偏位值大于规范允许值的0.8倍734620合格率:90.86%219制表人:倪楠 日期：2012.1.5 一层地下室与二层地下室连接区域内预制桩桩偏位统计表 表7判定标准 位置1区2区3区4区5区合计桩偏位值小于规范允许值的0.8倍10 91281453桩偏位值大于规范允许值的0.8倍121116合格率:89.9%59制表人:郭小安 日期：2012.1,5结论：达到目标值，开挖顺序不合理的要因解决了。实施二、改进和完善开挖措施1、 分层开挖,分层截桩 分层开挖前应对场地的桩头进行分层截桩处理，采用小挖机掏出桩身，先截桩后开挖，按照每层开挖土方的底标高以上200300mm作为截桩的标高。尽可能低的截掉高出部分的桩身，可减少土方开挖过程中对桩的偏移影响土方分层开挖，避免土体滑移使工程桩产生偏斜，开挖时桩的两侧应交错对称开挖，单侧开挖会使桩向开挖方向偏斜。图8：分层开挖 分层截桩2、增设施工栈桥为方便7#楼主楼土方开挖，减少机械来回走动对预制桩的影响，小组成员决定在东西向设置一条施工栈桥的方式，栈桥的标高为低于场地原地面标高约2.0m，面层浇筑约25cm板厚的钢筋混凝土，保证车辆及机械的行走，路下的方桩采用掏桩截桩的方式，桩头钢筋应打凿出来锚固入混凝土路面中。图9：施工临时栈道布置图图10：施工临时栈道实施小结：小组成员郭小安对8-2区、8-4区、8-7区、8-8区、8-9区预制桩桩偏位进行统计(表8)。从表8中看到该五块区域89.83%的预制桩桩偏位值小于规范允许值的0.8倍，满足目标值要求（备注:8-2区、8-4区、8-7区、8-8区、8-9为承台布设较密区域）。统计结果如下: 承台布设较密区域内预制桩桩偏位统计表 表8判定标准 位置8-2区8-7区8-8区8-9区合计桩偏位值小于规范允许值的0.8倍60576869254桩偏位值大于规范允许值的0.8倍685625合格率:91.03%279制表人:郭小安 日期：2012.1.15结论：达到目标值，开挖措施不完善的要因解决了实施三、加强监测，及时处理1、 采取临时排水措施场内在降水后，表层杂填土的水会减少，开挖时可在开挖区域内临时挖明沟进行排水，并在开挖过程中视土层含水量临时挖集水坑将明水集中抽排至基坑边排水沟中，排出场外。必要时可临时增加抽水泵。图11：基坑抽水2、 淤泥层面及时浇筑垫层开挖至淤泥层面应及时浇筑垫层，并及时排除明水避免淤泥浸泡，不能及时封闭时应将场地明水通过抽水泵导向坡底排水沟。场内布置的降水管井在底板浇筑完成前应保留，保证后道工序的施工，土方开挖过程中应注意保护管井不被破坏，并保证不间断抽水。安排三班人员日夜值班进行排水降水控制操作和数据记录。图13：管井降水检测记录图12：有筋垫层浇筑实施小结：小组成员杨均连续30天对9-1区、9-2区、9-3区、9-4区、9-5区这五个区域内流塑状淤泥层土方开挖进行观察记录，发现这五个区域的基坑内无影响土方开挖的明水，满足目标要求。结论：达到目标值，基坑疏水、排水不及时要因解决了十、效果检查1.质量效果2013年1月，小组组长陈良斌组织小组成员对7#楼区域内流塑状淤泥层预制桩桩偏位情况进行全面检查汇总，共检查972点，其中合格904点，不合格68，合格率93.0，因此顺利完成课题目标。 7#楼区域内预制桩桩偏位检查表 表98-18-28-58-68-78-88-98-109-19-29-39-49-5合计小于0.8倍56634767697158567179878397904大于0.8倍724638539295568合格率:93.0%972制表:鄢将滨 日期:2013.2.7 在后续的土方开挖过程中，我们严格按照上述的对策进行实施，在开挖过程中，小组成员杨均连续30天对9-1区、9-2区、9-3区、9-4区、9-5区这五个区域内的土方开挖情况进行了观察记录。发现在开挖过程中，做到了“分层开挖、对称开挖；分层掏桩、截桩；先掏桩、截桩，后开挖；垫层及时封闭；桩头及时锁定；承台密集区域采用双垫层、承台稀疏区域 先高后低开挖；挖机不下基坑（只在栈桥行走）；基坑内明水及时排出”的对策措施。结论：三个要因得到解决。 图14: 目标值完成情况管状图制图：鄢将滨 时间：2013.2.152. 经济和社会效益 图15： 经济效益证明 本施工技术主要为解决施工过程中的技术难题，确保工程质量及施工进度，其经济效益不可预估，但成功解决这一技术难题为公司顺利完成履约，树立三局品牌及公司在平潭综合实验区的形象有重大作用，同时为类似工程施工不走弯路，少投入多回报提供了新的平台，并为公司拓展平潭市场提供有力保证,截止2013年3月10日已经完成本工程全部的4017根混凝土预制方桩的施工，共节约成本46.7万元。十一、 标准化与巩固措施 图16： 工法申报 我们把从本次QC小组活动中取得的施工经验和合理化建议上报公司，同时在公司技术部门的指导下，加大力度，将其编制为流塑状淤泥层非常规土方开挖施工工法，申报中建总公司，并给予大力推广。并且我们将继续开展全面质量学习活动，结合公司质量手册，把ISO9001质量标准与QC活动有机地结合，把质量推向新的水平。小组将总结本次QC小组活动的成果，并加强土方开挖后及地下室施工期间的监测，加强动态管理，并将本成果继续应用于今后的工程项目。十二、总结及今后打算1、通过此次QC小组2、经过此次QC小组活动，小组成员成功减小了流塑状淤泥层预制桩桩位偏差值，同时也提高了小组成员各方面的业务水平。具体详见活动前后小组成员自我评价得分。 活动前后小组成员自我评价得分表 表10质量意识工作态度团队精神QC知识业务能力活动前75567活动后88899制表：鄢将滨 时间：2013.2.25图17: 活动前后小组成员自我评价雷达图2、通过本次的QC活动，我们大胆采用了新技术、新工艺，总结并编写了饱和流塑状淤泥层中土方开挖施工处理技术，为公司今后类似的工程提供宝贵经验，同时也提高了全体管理人员的质量控制水平。我们下一个课题拟定的题目是优化高强度混凝土配合比。附：1、合理化建议一览表2、QC小组主要活动一览表附表一 合理化建议一览表建议内容建议人采纳情况分层开挖,分层截桩陈衍庆采纳增设施工栈桥王松采纳制表：鄢将滨 时间：2013.2.25附表二QC小组主要活动记录表 （2012年8月2013年3月） 序号日 期活 动 内 容主持人参 加人 员12012.8.25QC小组活动课题确立，布置任务陈良斌922012.8.25布置QC活动资料收集、分析、现场实测调查范学民932012.8.30分析研究，确定要因王 松942012.10.26分析要因，制订对策陈衍庆952012.11.5研究对策落实情况，查找落实不力原因王 松962013.1.15对策措施实施结果反馈组织鄢将滨972013.1.18全面质量检查学习鄢将滨982013.1.22课题实测结果汇总、分析王 松992013.2.13PDCA循环效果分析陈衍庆9102012.3.2总结成果、制定标准陈良斌9制表：鄢将滨 日期：2013.2.25