因果分析图法在钱塘江北岸海塘板桩施工质量控制中的应用.doc

因果分析图法在钱塘江北岸海塘板桩施工质量控制中的应用
口 陈焰明 王道席

摘 要 钱塘江北岸海塘板桩施工质量控制采用因果分析图法，确定影响工程质量的主要因素是打桩机、材料、施工方法等，并由此制定了相应的对策。该方法在钱塘江北岸海塘施工应用中不仅保证了板桩施工质量，达到一次满足设计指标的保证率为87%，而且施工工效由原来每潮施打桩3根提高到18根，取得了较好的经济效果。
关键词 因果分析图法 质量控制 桩机 板桩施工

　　钱塘江北岸险段标准海塘工程是为了保护浙江省杭嘉湖平原、江苏苏州，以及上海淞江南缘地区免受洪水、强潮、台风袭击的大型社会公益性水利工程，海塘工程全长44.7km，工程等级为I级堤防工程，工程总投资5.6亿元，经原国家计委批复于1998年正式开工，2001年全线完工。2002年被评为浙江省“钱江杯”优质工程，并获得全国建筑工程优质奖——鲁班奖。
　　钱塘江北岸险段标准海塘工程的最大难点，就是在遍布块石的塘前施打12m长的钢筋混凝土板桩。为此，监理多次主持召开由建设、设计、施工四方参加的“板桩施工技术专题会议”，帮助并督促施工方开展技术革新，应用因果分析图法进行质量分析，研制了钱塘江海塘专用的步履式打桩机，该桩机集吊桩、定位和施打于一身，最大悬臂长度达13m，施打功效从每潮3根提高到每潮18根，功效提高5倍；总共施打31782根，板桩间隙控制在2.5cm以内，垂直度在1%以内，形成了抵御钱塘江涌潮冲刷的堤脚板桩墙结构。
　　一、因果分析图法的说明
　　因果分析图也叫特性要因图，又叫鱼刺图。特性是指生产中出现的质量问题，要因是指对质量问题有影响的因素或原因。因而因果分析图法就是把对于结果(问题或特性)有影响的重要因素加以分析和分类，并在图上用箭线将其关系表示出来，通过整理、归纳、分析查找原因，将因果关系搞清，然后采取措施，解决质量问题，使控制工作系统化、条理化。
　　其应用方法、步骤为：确定需要分析的质量特性或结果→召开调查研究会、分析造成质量问题原因→按大小原因顺序，用箭线逐层逐个标记在图上→逐步分析，找出关键性原因→反复讨论、核对查实，确认关键性原因，采取相应对策。
　　二、因果分析图法的应用
　　1.确定分析的对象
　　根据钱塘江北岸标准海塘工程的特点及实际情况，通过分析认为板桩墙施工是整个标准塘工程的关键性工程，直接关系到整个工程的全局。同时，现有的板桩施工机具和施工工艺不甚理想，不仅制约整个标准海塘工程的进展，而且板桩施打的施工质量也不能保证。因此，为保证板桩施工质量及工程进度，需尽快研制出适合钱塘江强涌潮区打桩的施工机具并摸索出合理的施工工艺。鉴于此，我们把板桩墙的施工工艺、施工质量、提高工效等作为分析研究的对象。
　　2.试验中存在的质量问题
　　在钱塘江海塘上施打钢筋混凝土板桩墙，先进行过一次试验，试验的结果从施工机具、施工工艺、施工工效、质量等方面评价，均没能取得令人满意的成果。主要存在以下几点问题：①桩头破损情况严重；②板桩间缝隙偏大，质量难以保证；③工效低、成本高。
　　3.原因分析
　　QC小组根据打桩试验的经验及取得的数据，结合钱塘江海塘施工的实际情况和打桩需要满足的各项参数等情况，利用因果分析图(鱼刺图)认真分析和研究可能导致板桩施打工效低、质量不理想的各种因素，分别从人、机、料、法、环五大方面进行分析(见图1)。

图1　板桩施工质量控制对策表
　　4.确定主因及制定对策
　　针对因果分析图，QC小组全体成员经过分析讨论，一致认为导致板桩施打工效低、质量不理想的主要原因可归纳为三个方面，并制定相应对策。
　　①机：打桩机的功能不能满足施工需要、稳定性不好、导向装置欠妥当、操作机动性不理想。
　　②料：桩头处理不理想。
　　③法：锤打的形式、辅助作业时间长、先拔后打费时。
　　针对上述主要原因，QC小组开会逐一讨论，制定对策如表1。
表1　板桩施工质量控制对策表
主要原因
对策
预期目标
机的因素
①打桩机的功能不能满足施工需要。
②桩机整体稳定性不好。
③导向装置欠妥当。
④桩机操作机动性不理想。
①组织桩机生产厂家和工地技术人员对桩机功能进行改良。
②观察桩机不稳定的原因，采取相应措施进行处理。
③改变导向装置和导向架长度。
④改变桩机底盘和改进操作手段。
桩机能够保证板桩的施打质量和工效的提高，满足施工的各项要求。
料的因素
桩头处理不理想。
改进桩头的设计。
确保施打后板桩的完整性，保证质量。
方法的因素
①锤打的形式。
②辅助作业时间长。
③先拔后打费时。
①调整桩锤。
②尽量减少辅助工作、合理安排施打顺序
③研究尽可能不拔木桩，直接施打的可能性。
①选用合理的桩锤和锤打方法。
②减少中间环节时间，提高工效。
③尽可能不拔，加快施工速度。
　　三、实施及效果
　　1.对策实施
　　①根据试验中存在的问题和钱塘江海塘打桩的各项功能要求采取了改龙门架式桩机为步履式桩机，研制了滑移卷扬式导向架和折叠式液压支腿支撑，在桩机上增设了起重吊臂，采用了遥控操作系统等一系列行之有效的措施。最后形成具有吊桩、就位、施打、回转避潮等独立的整套操作系统，从而提高工效和质量。
　　②针对混凝土桩头破损严重的现象，QC小组成员及时了解桩头处理的最新进展和方法，会同设计、科研等有关人员，对桩头结构处理进行了多次改进。先后试验了6种结构形式(钢筋混凝土桩头用环氧树脂胶结钢套；预制时直接在桩头加钢帽；伸长桩的主筋与桩顶钢板焊接，四周加钢板肋筋；桩顶加钢板，四周包角钢；桩头加密箍筋，提高混凝土标号；采用蝶簧桩帽)，对每种形式的板桩在施工过程中都进行详细观察记录，最后从成桩后的质量、桩的间隙、桩头破损情况及锤击数、施工便利、打桩工效等多方面进行比较，最后选定的结构形式是钢筋混凝土顶面加钢板，并与主筋焊接，四角包角钢。
　　③从成桩质量和打桩工效两方面考虑，对打桩方式进行反复试验、论证和比较，先后试验了卷扬机自落锤2.0t、2.6t、4.0t及柴油气锤D120型、D180型，通过结果比较，最终打消了柴油锤打桩震动大不适应钱塘江海塘打桩的疑虑，选定柴油气锤D180作为打桩方式。从尽可能缩短中间环节操作时间考虑，对桩机和施打程序进行综合改进，取消了桩机上的钢支架承垫和送桩器，确定了比较合理的操作流程。根据护坦木桩先拔后打费时的情况，进行不拔木桩直接施打板桩的论证和试验，最后形成了板桩直接贴着木排桩外侧施打的施工方案。
　　2.实施后效果
　　①成桩的完好率明显提高，桩头的破损率从活动前的80%显著地下降到5.2%。
　　②板桩质量显著提高，板桩平均间隙从4.29cm下降到2.33cm，一次满足设计指标的保证率达到87%，施工质量得到有效控制。
　　③工效显著提高，从试验前的平均每潮施打板桩3根提高到平均每潮施打板桩18根。　■

制作鱼骨图分两个步骤：分析问题原因/结构、绘制鱼骨图。

1、分析问题原因/结构

A、针对问题点，选择层别方法（如人机料法环等）；

B、按脑力激荡分别对各层别类别找出所有可能原因（因素）。

C、将找出的各要素进行归类、整理，明确其从属关系。

D、分析选取重要因素。

E、检查各要素的描述方法，确保语法简明、意思明确。

－因果图（cause-effect-diagram）－
因果图也称鱼刺图。它是利用“头脑风暴法”，集思广益，寻找影响质量、时间、成本等问题的潜在因素，然后用图形的形式来表示的一种用的方法，它能帮助我们集中注意心搜寻产生问题的根源，并为收集数据指出方向。
画因果图的方法如下：我们在一条直线（也称为脊）的右端写上所要分析的问题，在该直线的两旁画上与该直线成60度夹角的直线（称为大枝），在其端点标上造成问题的大因，再在这些直线上画若干条水平线（称为中枝），在线的端点写出中因，还可以对这些中枝上的原因进一步分析，提出小原因，如此便形成了一张因果图。
下面就是一个药品受潮变质的因果图：

因果图有三个显著基本特征：
1.是对所观察的效应或考察的现象有影响的原因的直观表示;
2.这些可能的原因的内在关系被清晰地显示出来;
3.内在关系一般是定性的和假定的。
因此在构造因果图时最重要的考虑是要清晰理解因果关系。同时还要考虑所有可能的原因。一般可以从人、机（设备）、料（原料）、法（方法）、环（环境）及测量等多个方面去寻找。在一个具体的问题中，不一定每一个方面的原因都要具备。