软土地基灌注桩高效优质接桩施工技术创新.doc

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1、软土地基灌注桩高效优质接桩施工技术创新中国建筑第四工程局有限公司灏怡财富中心QC小组1. 工程概况1.1. 地理概况本工程位于横琴新区横琴口岸西侧，东临琴海东路，北接港澳大道，西侧为环岛东路，南侧为濠江路。1.2. 建筑规模本项目总建筑面积为229696 ,其西南角为办公塔楼A，共29层，总高度150m；东北角为办公及公寓塔楼B，共45层，总高度190m；其下为4层商业裙房，高24m；地下共4层，基坑周长576.1m，开挖深度16.717.1m，基坑面积约为20921。 项目地理位置项目成果图1.2. 地质概况 本工程的基坑范围内的淤泥较厚，厚度为10.80m22.30m，平均约16.21m，

2、性质较差，呈流塑状，且根据地勘报告显示，桩底岩层局部有斜岩。淤泥层区域地质状况图1.4 桩基础概况 本工程桩基础采用大直径灌注桩，共有306根工程桩。由于本工程前期发生重大设计变更，地下室由原5层变更为4层，将原地下室底板标高上抬，导致已施工完成的9根灌注桩桩顶标高不足，需进行接桩处理。2. 小组简介QC小组简介表小组名称灏怡财富中心QC小组课题名称软土地基灌注桩高效优质接桩施工技术创新QC培训时间80小时以上成立时间2016年9月25日小组注册号YGSZHFGS-001课题注册号YGSZHFGS-2017-001课题类型创新型小组活动时间2016年9月25日2017年4月25日活动频率一周一

3、次制表人：孙国旺制表时间2016年9月25日QC小组组员简介表序号姓名性别职务文化程度小组分工小组职务1丁洪男项目经理本科QC顾问组长2孙国旺男项目总工本科技术支持副组长3徐灿星男生产经理大专活动部署副组长4郭嘉维男技术员本科成果总结组员5赵诚伟男技术员本科效果检查组员6黄兆旭男质量主管大专效果检查组员7李艳琦男砼工长大专过程控制组员8谢青松男安全主管大专过程控制组员9曹建方男机电主管高中过程控制组员10董涛女资料员大专资料整理组员制表人：孙国旺 制表时间2016年9月25日QC小组活动进度计划活动目标2016年2017年91011121234P课题选择设定目标提出方案方案优选制定对策D对策实

4、施C效果确认A标准化活动总结图例计划完成实际完成3. 课题选择3.1 选题背景（1）本工程前期由于发生重大设计变更，地下室由原有5层变更4层。变更后的地下室底板标高较原设计标高上抬，导致已施工完成的9根灌注桩桩顶标高不足，需进行接桩。（2）本工程地质条件复杂，淤泥质土层深度平均达16.21m，所需接桩长度较长，施工难度大。如何确保接桩质量直接影响整个桩基础工程质量及总体工期。3.2 选题目的（1）项目特点：现场土质为淤泥质土，其厚度约16.21m，且性质较差，呈流塑状，整体固化土层后接桩及补桩等常规做法成本高、工期长。（2）工程进度：因工期紧张，接桩施工为当前工期关键线路，其效率的高低将直接影

5、响项目整体工期。（3）工程质量：业主对本项目工程质量要求较高，而灌注桩的接桩质量及接桩效果，将是衡量本工程质量的关键因素。（4）工程安全：采用常规的接桩方法存在土体垮塌、护筒变形移位等风险，人工挖孔时安全得不到有力的保证。3.3 确定课题针对上述选择课题的背景和选题目的，项目部决定成立QC小组，并对“采用何种优质高效的接桩方式”的施工技术进行专项讨论。通过项目QC小组分析讨论，灌注桩接桩常采用以下3种常规方式接桩。（1）重新补桩在需接桩的灌注桩旁补一根灌注桩，原桩废弃，此做法成本较高、资源浪费严重，且重做一根灌注桩工期较长，不利于现场整体施工。（最大桩长130m，桩径2.6m）（2）固化土层后

6、接桩方式需先对场地整体采用高压旋喷桩对土层加固，且高压旋喷桩需穿过淤泥层，加固范围较大、较深，工期较长、成本较高。（3）钢筒支护接桩采用在需接桩位置，打入钢筒作为支护，再进行人工挖孔接桩。由于淤泥的流动性，在施工过程中钢筒易随淤泥移动，导致接桩的垂直度低，接桩存在较大安全隐患。QC小组成员就“软土地基灌注桩如何进行高效优质接桩”提出了三个可供选择的课题方案，并对每个课题从安全性、可操作性、投入成本、对工期影响四方面进行深入分析。课题方案对比分析表序号课题分析评价选定课题安全性可操作性投入成本对工期影响1重新补桩重新补桩所需费用昂贵，且造成原桩资源浪费严重，所需周期长，影响整体施工进度安全可操作

7、成本投入大工期长不选2固化土层后接桩固化整体土层造成资源浪费，工期较长，且若接桩较长，随孔深侧压力越大，人工裸体开挖存在较大危险。安全系数低可操作成本投入大工期较长不选3钢筒支护接桩钢护筒可有效抵挡土的侧压力适用于接桩长度较小的桩，若所接桩长位于地下水位以下不适宜施工。安全性中等可操作成本投入低可缩短工期不选同时QC小组成员就上述提出的三个可供选择的课题方案，采用打分法一一进行了评价分析。课题方案对比打分表序号课题分析评估综合得分选定课题安全性可操作性投入成本对工期影响1重新补桩重新补桩所需费用昂贵，且造成原桩资源浪费严重，所需周期长，影响整体施工进度8不选2固化土层后接桩固化整体土层造成资源

8、浪费，工期较长，且若接桩较长，随孔深侧压力越大，人工裸体开挖存在较大危险。10不选3钢筒支护接桩钢护筒可有效抵挡土的侧压力适用于接桩长度较小的桩，若所接桩长位于地下水位以下不适宜施工。16不选评定标准： 5分 3分 1分综合头脑风暴法及打分法对“安全性”、“可操作性”、“投入成本”、“对工期影响”四个方面的综合分析，我们发现三个方案均不单独适用于软土地基中的接桩施工，于是QC小组确定活动课题为：软土地基灌注桩优质接桩施工技术创新。3.4课题查新QC小组成员确定课题后即对该QC课题进行了一次查新。查新结论：未见国内有与本项目“软土地基灌注桩优质接桩施工技术创新”完全相同的QC课题。4. 设定目标

9、4.1 目标设定2016年10月25日，经QC小组全体成员召开会议，一致确定本次QC活动所达到的目标：研究一种在软土地基场地灌注桩优质高效的接桩方式，使接桩施工成本低、工期短、质量好、安全系数高。4.2 设定目标值根据目标的设定，为了有效降低成本、缩短工期、提高安全系数，QC小组成员多次去信德及其它同类型项目现场走访、调查共24根灌注桩接桩施工资料。资料显示24根桩中，其中有10根采用重新补桩的方式；8根采用土层加固后，再进行人工挖孔接桩的方式；6根采用在接桩位置打入钢套筒作为支护，后进行人工挖孔接桩的方式。经过对三种接桩方式施工过程的统计分析，发现接桩时易出现孔位偏移、地下水渗漏、打凿困难、

10、土体垮塌等问题。软土地基灌注桩接桩统计分析表序号接桩方式补桩数量每根所需工期问题桩频数问题出现频率安全系数1重新补桩1030110%100%2土层加固815225%80%3钢护筒补桩610116.7%90%我们设定以下目标：序号目标内容目标值1质量目标接桩过程中出现零问题，合格率达到100%2安全目标接桩施工零伤亡，安全系数达到100%3工期目标每根桩完成15天目标与QC活动前对比柱状图5. 提出方案确定最佳方案5.1 方案提出（1）方案一：重新补桩在需接桩的灌注桩旁补一根灌注桩，原桩废弃。（2）方案二：固化土层后接桩方式需先对场地整体采用施工旋喷桩对土层加固，然后再人工挖孔接桩。（3）方案三

11、：钢筒支护接桩于原桩外围施打钢筒作为支护，然后再进行人工挖孔接桩。（4）方案四：钢管护壁+旋喷桩固化稳定护壁的方法采用双夹具振动桩锤沉压工具式钢管护壁+旋喷桩固化稳定护壁的方法，通过人工挖孔的方式一次性开挖至原桩顶面，人工结合机械处理原桩顶浮浆，原位接长钢筋笼，采用插入式振动器振捣连续灌注施工桩身混凝土。5.2 方案对比分析方案对比分析图5.3方案确定通过本小组成员对以上四个方案的对比分析并结合本项目自身特点，最终确定按照方案四“钢管护壁+旋喷桩固化稳定护壁的方法”实施。6. 制定制策6.1工艺流程制定根据上述分析，灌注桩采用常规方式接桩，工期长、成本高、质量差，接桩效益低。为缩短接桩施工进度

12、、降低成本、提高接桩施工质量，现场需采用新方法、新工艺进行接桩施工。对此QC小组经过认真研究分析，并结合现场情况，研究一种“软土地基灌注桩高效优质接桩施工技术”，致力于提高软土地基灌注桩接桩施工效益。此技术采用双夹具振动桩锤沉压工具式钢管护壁+旋喷桩固化稳定护壁的方法，通过人工挖孔的方式一次性开挖至原桩顶面，人工结合机械处理原桩顶浮浆，原位接长钢筋笼，采用插入式振动器振捣连续灌注施工桩身混凝土，实现了软土地质灌注桩基接桩的施工。工艺流程图6.2工艺关键步骤细化及分解系统图工艺关键步骤细化及分解系统图6.3对策表制定QC小组根据“软土地基灌注桩接桩施工工艺关键步骤细化及分解”的技术分解，小组根据

13、各环节采用5W1H的方法绘制了相应的对策表。5W1H对策表序号对策What目标措施实施地点实施时间主要项目分解项目WhyHowWhereWhen1对策一：放线定位/定位准确无误采用全站仪进行定位，同时过程中进行复核现场2016.12.152016.12.202对策二：沉压钢管护筒确定钢管护筒的规格位置准确，保证质量及安全利用计算软件验算确定办公室2016.12.102016.12.15沉压钢管护筒采用十字交叉法定位、校正护筒现场2016.12.202017.13对策三：旋喷桩固化稳定层定位固化质量好，保证人员安全采用测量仪器测量现场2017.12017.2钻导孔按方案设计的技术参数进行引孔。2

14、017.12017.2旋喷桩机就位保证钻机钻孔位置与设计位置偏差不大于20mm。桩垂直度不大于1%2017.12017.2旋喷注浆钻头中心对准孔位中心2017.12017.2回填灌浆喷射孔内进行静压填充灌浆2017.12017.24对策四：土方施工/质量好，无安全事故挖土由人工从上往下逐层用镐、锹进行现场2017.25对策五：桩头处理/保证质量，避免安全事故利用风镐破除表面混凝土，电动葫芦垂直运输到地面现场2017.26对策六：钢筋笼接长施工/桩身主筋均匀布置接长的桩身钢筋使用搭接连接的方法。现场2017.27对策七：桩身混凝土浇筑/保证混凝土的密实度，注意振捣密实，也要避免过振、欠振和漏振。

15、桩芯砼应连续分层浇灌分层捣实,每层浇灌高度为10001500mm，现场2017.38对策八：拔出钢管护筒/保证质量，避免安全事故双夹具振动桩锤拔出钢管护筒。现场2017.39对策九：桩检测验收/采用钻孔抽芯、声波及常规标样试块等方法进行鉴定检测全桩的承载力及完整性。现场2017.46.4 对策实施过程分析及措施 QC小组根据以上施工工艺流程图和对策表的相关内容，对上述方案的实施过程采用“PDPC法”进行了技术预控，并指明了解决方案，有利于对策的顺利实施。PDPC技术预控流程图7. 对策实施7.1对策一：放样定位根据建设方提供的测量基准点，使用全站仪和50100m钢卷尺引测桩基轴线，复核后进行桩

16、位放样。纵横轴线定用木桩加小铁钉作标记，并在硬地面上弹出墨线；桩位定位用钢筋作标记。放线定位7.2 对策二：沉压钢管护筒（1）确定钢管护筒的规格。考虑原来钻孔灌注桩施工过程的扩孔充盈系数，原灌注桩实际成桩直径将扩大，施工的垂直度偏差按1/100设计。软土地基中灌注桩桩径扩大综合按扩大1m考虑，钢护筒可以将断桩套进在护筒中，满足工程要求。（2）钢护筒设计采用Q235钢板制作，长度超过原桩顶面标高以下1.5m；当钢护筒超过12m以上时，其刚度需要护筒内部采用25b槽钢加劲，共4个，采用正交十字分布。钢护筒截面图如下所示：钢护筒截面图（3） 沉压钢管护筒：采用十字交叉法定位、校正护筒。以桩位为中心，

17、以大于桩径100cm为直径，划一圆作边界开挖至素土。使用120型双夹具振动桩锤沉压钢管到原桩顶面以下1.5m,钢护筒口应高出硬地坪10cm。护筒中心线与桩位中心允许偏差不大于20mm。钢护筒沉压图7.3 对策三：旋喷桩固化稳定层施工采用单管旋喷桩形式，在护筒外围形成稳定层。桩径600mm，桩中距450mm，桩间相互搭接150mm。最内排旋喷桩心距离钢护筒800mm,由内向外。高压旋喷桩平面示意图高压旋喷桩剖面示意图 高压旋喷桩施工工艺流程高压旋喷桩固定土层施工图7.4 对策四：土方开挖 高压旋喷桩施工完成后，即组织人员进行人工开挖，一次性开挖至原灌注桩顶面标高部位。挖土由人工从上往下逐层用镐、

18、锹进行，遇坚硬土层用锤、炮机破碎，挖土顺序为先挖中间部分后周边。利用卷扬机弃土装入吊篮，垂直运输到地面，运出。开挖至原灌注桩顶面高度时，开始进行坑底清理工作。人工挖孔7.5对策五：桩头处理待坑底无积水后开始进行桩头超灌混凝土凿出，利用风镐破除表面混凝土，并冲洗清理，保证桩头干净，无尘土、碎渣等，弃土渣装入吊篮，利用电动葫芦垂直运输到地面，运出。桩头打凿7.6 对策六：钢筋笼接长施工桩头超灌的混凝土凿除清理干净后，对原桩的钢筋进行调直。对无法调直或折断的钢筋，采用桩头植筋的工艺，确保桩身主筋均匀布置，接长的桩身钢筋使用搭接连接的方法。在立好的竖向钢筋上，按图纸要求用粉笔划箍筋间距线。按已划好的箍

19、筋位置线，将已套好的圆形箍筋往上移动，由上往下采用缠扣绑扎。钢筋笼原位接长7.7 对策七：桩身混凝土浇筑 采用商品混凝土，砼坍落度为180220mm，强度等级比原设计强度提高一个等级，如孔底有积水，浇捣前用水泵将积水抽干，采用泵送把砼送达孔内。桩芯砼应连续分层浇灌分层捣实,每层浇灌高度为10001500 mm，直至桩顶预留打凿高度处。灌注桩桩身砼浇筑7.8 对策八：拔出钢管护筒灌注桩混凝土浇筑完成后，使用双夹具振动桩锤拔出钢管护筒。双夹具振动桩锤拔出钢管护筒图7.9对策九：桩检测验收钻孔抽芯检测8. 效果确认8.1质量效果通过QC活动，针对施工中发现的问题，采取了一系列措施后，小组成员对后面9

20、条工程桩的施工情况进行调查分析，全部灌注桩接桩一次性完成浇筑。过程中通过对土体加固措施的监测，土体加固非常稳固，无移位现象。通过后期抽芯及声波检测，灌注桩接桩合格率高达100%。目标值与实际值对比分析表固化+钢护筒接桩工期质量安全目标值15天100%零伤亡实际值17天100%零伤亡目标值与实际值对比分析柱状图8.2社会经济效果通过对软土地基灌注桩高效优质接桩施工技术在灏怡财富中心基础工程的成功应用，使得现场灌注桩接桩后，桩体质量合格率达100%，同时每根桩效益36763.68元，合计取得36763.689=330873.12元（包含小组经费）的经济效益。同时此技术在其它项目也被推广应用，受到客

21、户一致好评。抗压声波、钻芯、抗压强度强度检测报告新技术应用证明9. 标准化9.1科技成果在公司领导的指导和帮助下，此次QC活动已获得实用新型专利2项，发明型专利2项，省部级工法1项。并通过广东省专家鉴定委员会鉴定认为该成果达到国内领先水平，一致同意通过该科技成果鉴定。省级工法证书9.2技术查新及施工技术鉴定专利申请通知书结论：除中国建筑第四工程局有限公司的实用新型专利外，未见国内有与本项目查新点完全相同的“软土地基灌注桩高效优质接桩施工”文献报道。七9.3鉴定结论鉴定结论证书七9.4保证措施为使小组活动成果得到巩固和推广应用，我们制定了如下措施：（1）坚持QC小组常态化、科学化管理，并解决施工

22、中遇到的其他难题；（2）通过公司组织的技术交流会进行交流，提供经验及施工参数供交流学习；（3）将本次QC成果汇编成册，并编制专项作业指导书，用于公司其他类似工程，予以推广。10. 总结及今后打算10.1 总结（1）通过开展本次QC活动，学习和运用图表对比等方法，进行科学评比选择最优方案，提高了小组和整个项目的质量管理水平、提高了小组成员遇到问题后分析解决问题的能力。（2）在本次QC活动中，小组成员们通过积极的交流、沟通与学习，成功的为本项目解决了淤泥质土场地灌注桩接桩成本高、工期长、安全性低的问题，提高了施工效率，保证施工安全质量及工期要求，节约了成本。（3） 通过本次QC活动，我们深刻意识到科技是第一生产力。好的生产技术不仅可以大量节约成本，而且可以提供更好的安全保证。此次QC大大激发了我们坚持科技创新的热情，同时也为我们小组成员在今后的施工工作中打下了扎实的基础。10.2 自我评价自我评价评分表自我评价内容活动前评分活动后评分质量意识7095团队精神7590改进意识6590创新能力7090QC知识6090自我评价表自我评分雷达图通过本次QC活动，让我们充分认识到QC活动的科学性和有效性，在今后工作中，要继续加强学习，利用QC知识和工具，持之以恒的深入开展QC活动，攻坚难题。我们的下一个研究课题是“提高软土地基预制工程桩垂直度合格率”。- 24 -