QC小组活动提高型钢水泥土复合搅拌桩施工质量.docx
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QC小组活动提高型钢水泥土复合搅拌桩施工质量
注册号：
FJLJ-2010-022-017
提高型钢水泥土复合搅拌桩施工质量
执笔：
陈建辉、林芬发布：
陈建辉
福建六建集团有限公司
前天大厦项目部QC小组
二O一一年三月
一、前言
1.1型钢水泥土复合搅拌桩简介
型钢水泥土搅拌墙是在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插型钢形成的复合挡土止水结构。
型钢水泥土复合搅拌墙又称为SMW（SoilMixingWall）工法桩，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在钻头处喷出水泥与地基土反复混合搅拌，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，在各施工单元间采取重复搭接施工，最终形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的的地下墙体。
套接的三根搅拌轴连续的挡土止水墙体
与地下连续墙和钻孔灌注桩相比，SMW工法桩主要有以下优点：
（1）挡水性强
（2）对周围地基影响小（3）能适应各种地层（尤其是软土地区）（4）工期短（5）造价低，在我国广泛应用于沿海地区的深基坑止水帷幕。
SMW工法施工顺序如下：
1导沟开挖2、置放导轨3、设定施工标志4、SMW钻拌钻掘及搅拌5、置放H型钢6、固定应力补强材7、施工完成SMW。
1.2工程概况
1、工程名称：
前田大厦
结构类型：
框架剪力墙结构
建设地点：
福州市湖东路与六一路交叉口的西南侧。
施工单位：
福建六建集团有限公司
场地情况：
前田大厦北侧紧靠主干道湖东路，东侧和南侧均为居民住宅楼，西侧为福建省图书馆，建筑物均为桩基础，框架结构。
场地长宽均不到50米，距南侧围墙最近处仅3m，大面积开挖深度达到14米。
如下面的这张图片所示：
前田大厦地下3层，地上18层，建筑高度为70.2m，建筑基底面积为1377m2。
基坑支护安全等级为一级，根据该场地的地质条件，本工程采用SMW工法桩+三道钢结构内支撑的支护形式。
SMW工法桩采用三轴搅拌桩设备，φ850水泥土搅拌桩，间距@600，内插H700×300×13×24型钢，型钢桩长21000mm，东、西、北三侧采用“隔一插一”形式，南侧采用“隔一插二”形式。
如下图所示：
搅拌桩形式示意图
制图：
陈建辉时间：
2010年6月10日
二、小组简介
前田大厦项目部QC小组成立于2010年6月，共由9名成员组成，活动时间为2010年6月至2010年9月。
小组成员搭配合理，为保证活动过程中各司其职和有效配合，根据个人的能力范围和特长，小组进行合理分工，并绘制分工表。
在活动过程中，按照该表进行协调合作，并根据实际活动情况进行灵活调整。
小组简介及分工表如下表所示：
QC小组简介及分工表表1
小组
名称
福建六建集团有限公司
前田大厦项目部QC小组
课题
类型
现场型
活动课题
提高型钢水泥土复合搅拌桩施工质量
注册号
FJLJ-2010-022-017
活动日期
2010年6月10日至
2010年9月16日
TQC教育时间
人均约36个小时
活动频次
平均每月3次，出勤率94.0%
小组
人数
9人
小组成员简介
小
组
成
员
概
况
序号
姓名
职务
职称
组内分工
1
沈建军
项目经理
工程师
组长：
组织、策划、总结
2
肖如强
技术负责人
工程师
副组长：
策划、效果检查
3
郑仁辉
质检辉
工程师
组员：
方案实施
4
郑建华
施工员
助工
组员：
方案实施
5
陈小英
材料员
工程师
组员：
材料检查
6
许林哲
安全员
技术员
组员：
安全事务监督管理
7
林芬
内业员
工程师
组员：
资料汇集、整理
8
陈建辉
技术员
技术员
组员：
策划、实施、统计
9
江志明
班组长
工人
组员：
方案实施
制表人：
林芬时间：
2010年6月12日
三、选题理由
从右边照片中的支撑钢管节数可以看出，本工程场地狭小，场地面积不足3000㎡，采用三道支撑进行支护，基坑深度深。
围护桩的施工质量对基坑的稳定性和安全性至关重要。
前天大厦场地为旧有建筑拆除后重建，场地内存在旧有锚杆桩和旧有管桩，且分布位置不明确。
同时，前田大厦三侧紧靠早期居民小区，一侧紧靠市政交通主干道，由于已有居民楼的存在，场地四周埋有电缆及给排水管道。
总之，前天大厦场地狭窄同时四周条件和地质条件复杂。
为了更直观的体现选题的理由，小组从必要性、针对性和难度性三个方面进行直观的阐述：
因为存在上面所述的必要性、针对性和难度性，在施工中应加大各方面的投入，合理规划，严格管理，提高型钢水泥土复合搅拌桩的施工质量。
四、现状调查
1.搅拌桩长22米范围内的工地地质情况调查。
小组由沈建军、林芬于2010年6月13日至6月14日对由建设单位提供的福建省地质工程勘察院在2009年10月提交的《前田大厦工程地质勘察报告（工程编号2009-244）》进行仔细分析，了解围护桩沿线地质情况：
监测点分布1-1`轴工程地质剖面图
6-6`轴工程地质剖面图7-7`轴工程地质剖面图9-9`轴工程地质剖面图
对以上各钻孔点土层分布情况进行统计分析，得出下表：
土层分布表表2
土层厚度
1-1`剖面
6-6`剖面
7-7`剖面
9-9`剖面
平均厚度
杂填土
2.0
2.1
2.3
2.7
2.3
粉质粘土
1.4
1.2
1.2
1.2
1.3
淤泥
8.9
7.8
7.9
7.9
8.1
粉质粘土
7.0
7.3
7.4
7.8
7.4
淤泥质土
4.5
9.4
7.4
5.3
6.7
粉质粘土
4.2
1.8
2.1
3.6
2.9
累计厚度
28.0
29.6
28.3
28.5
28.6
制表：
林芬时间:
2010年6月15日
从表中可以得出，粉质粘土和淤泥、淤泥质土在搅拌桩长度范围内分别占据绝大部分。
淤泥和淤泥质土所占比例超过了50%，故搅拌桩在软土层中的施工质量应重点控制。
2.为找出该工法桩存在的质量问题，QC小组对已施工工地展开调查分析。
在组长沈建军的协调组织下，小组于2010年6月13日至6月15日由肖如强、郑仁辉对采用型钢水泥土复合搅拌桩的鳌峰路的渔港大厦、台江万达广场、五四路翰城国际进行实地调查，总计抽样320点进行调查，其中合格点269点，存在不同程度质量问题的51点。
根据调查数据，绘制下列两个表格：
影响水泥搅拌桩止水帷幕工程质量的调查表表3
序号
项目
标准
检查点数
合格点
合格率%
1
H型钢垂直度
≤1／200
80
54
68%
2
桩身强度
≥1.5Mpa
80
64
80%
3
桩位
30
80
75
94%
4
桩径
≤1／200
80
76
95%
合计
320
269
84%
制表人：
林芬时间：
2010年6月16日
影响水泥搅拌桩止水帷幕工程质量的统计表表4
序号
项目
频数（条）
累计频数
频率%
累计频率%
1
H型钢垂直度偏差大
26
26
51
51
2
桩身强度不足
16
42
31
82
3
桩位偏差大
5
47
10
92
4
桩径偏差大
4
51
8
100
合计
51
51
100
100
制表人：
林芬时间：
2010年6月16日
根据以上两表，绘制质量问题排列图：
质量问题排列图
制图：
林芬制图时间：
2010年6月18日
从排列图中可以看出，影响SMW工法桩的主要问题是型钢垂直度偏差大和桩身强度不足，占总数的82%。
五、目标确定及依据
5.1确定目标
在2010年6月中旬的调查中，三个调查工地的平均合格率为84%，其中台江万达广场的SMW工法桩合格率最高，达到了92%。
综合对比各项资源及场地地质情况，QC小组希望本项目合格率能与万达广场持平，即达到92%。
5.2目标依据
（1）提高途径。
H型钢的垂直度偏差大和桩身强度不足的不合格点数占总点数的比例达到：
42÷320=13.125%。
在施工中，如若将其降低10个百分点，及降至3.315%。
型钢水泥土复合搅拌桩的总体合格率将达到94%（调查中SMW工法桩平均合格率为84%，84%+10%=94%），故存在提高的空间。
（2）技术保证。
我们的实践能力主要由以下几点保证：
1、小组大多数成员均参加过两次以上QC活动，组长沈建军作为核心成员参加过5次QC活动，故小组的学习和实践能力有保证；施工班组来自上海，现场经验丰富，工长江志明参加过至少8个项目的SMW工法施工；
2、主要施工机械（桩架、钻孔机、履带吊、振动锤）使用年数均在3年以内，机械性能出色且保养良好；
3、《基坑支护及土方开挖方案》经公司技术部门和专家组审核通过，施工过程中严格按照施工方案进行！
（附《施工方案审批表》和《施工方案专家论证审查纪要》）
经以上两个方面的分析，小组认为92%的合格率目标一定可以实现！
六、原因分析
小组对造成型钢垂直度偏差和桩身强度不足的原因运用“头脑风暴法”进行分析，绘制关联图如下：
关联图
制图：
林芬时间：
2010年6月22日
七、要因确认
经过小组的讨论分析得出14个末端因素，制定要因确认计划表：
要因确认计划表表5
序
号
末端
原因
确认内容
确认
方式
标准
负责人
时间
1
人员培训不到位
确认工人是否有具备施工作业能力及质量意识
调查
分析
考试得分率90%以上
肖如强
2010.06
下旬
2
钻孔机和桩架配备不当
桩架性能是否能够满足钻孔机的成桩深度和提升力要求
调查
分析
桩架适用的最大钻孔机型号不小于ZKD85-3
郑仁辉
2010.06.
下旬
3
浆液搁置过久
搁置过久浆液是否废弃，每日施工完成后是否清洗管路。
调查
分析
浆液搁置时间不超过2h。
每日完工后，清洗管道。
陈建辉
2010.07
上旬
4
水泥掺入比未调整
遇到淤泥及淤泥质土时，水泥掺入比是否加大
调查
分析
遇到淤泥及淤泥质土时，水泥掺入比应适当加大，应大于20%
沈建军
2010.07
上旬
5
成桩顺序不当
是否根据土质及施工部位采取相应的成桩顺序。
调查
分析
成桩顺序应根据土质及施工位置变更。
郑建华
2010.07
上旬
6
水泥强度不合要求
水泥是否有合格证、检验报告，水泥强度是否合乎要求
现场
验证
进场水泥有合格证，且有检验报告。
林芬
2010.7
上旬
7
下沉或提升速度过快
下沉或提升速度是否满足充分搅拌的要求。
现场
验证
下搅速度不超过每分钟1米，提升速度不超过每分钟2米
郑建华
2010.07
上旬
8
喷浆中断补强措施不到位
根据喷浆中断时间的长短是否有相应的措施。
现场
验证
对于喷浆中断时间较短的，重新喷浆前应将三轴搅拌机提升或下沉0.5m；中断过长的，应作冷缝处理，采取在搭接处补做素混凝土桩的措施补强
沈建军
2010.07
上旬
9
经纬仪未校核
经纬仪是否已经送检且在使用期限内
现场
验证
现场使用经纬仪已经送检，且在一年的使用期限内。
林芬
2010.07
上旬
10
下插时未校核垂直度
下插时是否使用经纬仪或相应措施控制两个方向垂直度
现场
测试
两个方向均有使用经纬仪控制型钢垂直度，保证型钢偏斜度≤1/200。
郑建华
2010.07
上旬
11
场地狭小
现有场地是否满足机械作业面
现场
测量
搅拌轴中心线至最近墙面距离大于0.8m。
江志明
2010.07
上旬
12
材料验收不到位
材料员是否按相关要求验收进场型钢材料
调查
分析
材料员从业年限大于5年，专业评价优良。
肖如强
2010.07
上旬
13
H型钢堆放不合要求
型钢是否采用枕木堆放在专用场地，实际弯曲度是否满足要求
现场
测量
型钢堆放于专用场地，且使用枕木后弯曲度小于1/200
陈建辉
2010.07
上旬
14
振动桩锤使用不当
振动桩锤作用力是否垂直作用于截面重心
调查
分析
振动桩锤不产生偏心力和水平力，竖直向下，使用正确率大≥92%
郑建华
2010.07
上旬
制表：
林芬时间：
2010年6月25日
根据要因计划表，由相应人员对各个因素进行逐一分析，并进行要因确认：
要因确认一：
人员培训不到位
【确认方法】：
调查、分析
【标准】：
考试得分率90%以上
【实测】：
2010年6月25-6月27日，由项目经理沈建军、技术负责人肖如强、安全员许林哲组织项目部人员和施工工人进行岗前培训，对施工关键和注意事项进行仔细讲解和交底工作。
6月28日，由肖如强组织试卷考核，总共19人的成绩分布如下：
技术培训考核评分表
分数段
人数
成绩分段
平均分
95～100
4
优秀
92
90～95
11
85～90
2
良好
80～85
2
≤80
0
制表：
林芬时间：
2010年6月27日
【结论】：
人员培训不到位是非要因。
要因确认二：
钻孔机和桩架配备不当
【确认方法】：
调查、分析
【标准】：
桩架适用的最大钻孔机型号不小于ZKD85-3
【实测】：
《型钢水泥土搅拌墙技术规程（试行）DGJ08-116-2005J10608-2005》4.2.1条文要求桩架性能必须满足三轴搅拌机的要求。
郑仁辉于2010年6月30日根据施工机械合格证查对相应的施工机械性能参数，如下所示：
从中可以看出，该桩架最大钻孔机型号为ZKD100-3，大于目前所用的ZKD85-3。
【结论】：
钻孔机和桩架配备不当是非要因。
要因确认三：
浆液搁置过久
【确认方法】：
调查、分析
【标准】：
浆液搁置时间不超过2h。
每日完工后，清洗管道。
【实测】：
2010年7月12日至7月15日，由陈建辉负责浆液的检查和施工完成后清洗工作的监督。
经检查，工人均能按照要求将搁置时间超过2个小时的浆液废弃不用。
每日施工完成后，持续在贮浆桶内放入清水，开启注浆泵，清洗干净全部管路中残存的水泥浆液后方结束当天工作。
【结论】：
浆液搁置过久是非要因。
要因确认四：
水泥掺入比未调整
【确认方法】：
调查、分析
【标准】：
遇到淤泥及淤泥质土时，水泥掺入比应适当加大，应大于20%
【实测】：
在2010年6月的地质条件分析中发现，淤泥及淤泥质土涂层厚度超过了桩长的50%。
按照《型钢水泥土搅拌墙技术规程（试行）》3.1.4规定“在特别软弱的淤泥和淤泥质土中，由于桩身强度往往较低，搅拌桩水泥掺量应适当提高”。
目前按设计图纸，施工中均采用20%的水泥掺入比，搅拌桩强度存在质量隐患。
土层厚度统计表表6
1-1剖面
6-6剖面
7-7剖面
9-9剖面
平均厚度
杂填土
2.0
2.1
2.3
2.7
2.3
粉质粘土
1.4
1.2
1.2
1.2
1.3
淤泥
8.9
7.8
7.9
7.9
8.1
粉质粘土
7.0
7.3
7.4
7.8
7.4
淤泥质土
4.5
9.4
7.4
5.3
6.7
粉质粘土
4.2
1.8
2.1
3.6
2.9
累计厚度
28.0
29.6
28.3
28.5
28.6
制表：
林芬时间:
2010年6月15日
【结论】：
水泥掺入比未调整为要因。
要因确认五：
成桩顺序不当
【确认方法】：
调查、分析
【标准】：
成桩顺序应根据土质及施工位置变更。
【实测】：
成桩顺序应根据土质情况进行调整，对于粉质粘土层为主的部位可采用单侧挤压式连接施工，对于淤泥及淤泥质土为主的部位采用跳槽式双孔全套复搅式的搭接更为合理。
转角处应采用单侧挤压式连接施工。
目前现场全部采用单侧挤压式施工，影响搅拌桩桩身强度。
【结论】：
成桩顺序不当为要因。
要因确认六：
水泥强度不合要求
【确认方法】：
现场验证
【标准】：
进场水泥有合格证，且有检验报告。
【实测】：
工地于2010年7月6日进场一批海螺42.5普通硅酸盐水泥，质保文件齐全。
7月7日在监理蒋为龙（见证号0905651）的见证下送福建省永正工程质量检验有限公司进行检验。
3天和28天的水泥强度、物理性能检验报告显示，水泥材料各项指标满足要求。
（附28天检验报告）
【结论】：
水泥强度不合要求为非要因。
要因确认七：
下沉或提升速度过快
【确认方法】：
现场验证
【标准】：
下搅速度不超过每分钟1米，提升速度不超过每分钟2米
【实测】：
以上标准是试桩记录中的要求，随机检查施工记录，八根搅拌桩平均下沉时间为60分钟，提升时间为29.5分钟，桩长19.8米。
那么对应的下沉速度为0.33米/min（＜1米/min）,上升速度为0.67米/min（＜2米/min），均满足要求。
【结论】：
下沉或提升速度过快为非要因。
要因确认八：
喷浆中断补强措施不到位
【确认方法】：
现场验证
【标准】：
对于喷浆中断时间较短的，重新喷浆前应将三轴搅拌机提升或下沉0.5m；中断过长的，应作冷缝处理，采取在搭接处补做素混凝土桩的措施补强。
制图：
陈建辉时间：
2010年7月10日
【实测】：
由陈建辉负责监督水泥浆的制作和流畅输送。
喷浆因为各种原因短暂停止时，重新喷浆前将搅拌轴提升0.5m，然后重新喷浆搅拌，工人操作到位。
时间间隔过长无法搭接或搭接不良时，采取应急措施：
作为冷缝处理，经监理和设计单位认可后，在搭接处补做搅拌桩，搅拌桩的施工质量。
2#桩停止喷浆一个小时后，提升0.5m重新喷浆，28天无侧限抗压强度报告显示，桩身强度2.3Mpa＞1.5Mpa的最小值要求。
【结论】：
喷浆中断补强措施不到位非要因。
要因确认九：
经纬仪未校核
【确认方法】：
现场验证
【标准】：
现场使用经纬仪已经送检，且在一年的使用期限内。
【实测】：
现场使用经纬仪均已送检，且在一年的使用期限内，使用期为2009年12月2日至2010年12月2日。
【结论】：
经纬仪未校核为非要因。
要因确认十：
下插时未校核垂直度
【确认方法】：
现场测试
【标准】：
两个方向均使用经纬仪控制型钢垂直度，保证型钢偏斜度≤1/200。
【实测】：
按照施工要求，型钢下插前，由两名施工员使用两台经纬仪从横向和纵向控制型钢的垂直度，调整到位后方可靠自重下插。
施工中未出现下插时未校核垂直度的现象。
【结论】：
下插时未校核垂直度为非要因。
要因确认十一：
场地狭小
【确认方法】：
现场测量
【标准】：
搅拌轴中心线至最近墙面距离大于0.8m。
【实测】：
2010年7月11日，由江志明和两位工人进行场地条件测量。
其中南侧小区围墙距搅拌轴中心线最近距离为3.0m，大于0.8m的最小距离要求。
同时狭小的场地并不会对桩架、履带吊的作业位产生限制，但对方型钢材料时需规划得当，避免多次吊运。
【结论】：
场地狭小为非要因。
要因确认十二：
材料验收不到位
【确认方法】：
调查分析
【标准】：
材料员从业年限大于5年，专业评价优良。
【实测】：
2010年7月1日，项目经理沈建军经与公司人力资源部经理了解情况后，得知材料员陈小英从业7年，专业技能优秀，工作认真负责。
材料验收均做好相关验收记录。
型钢质量证明书
【结论】：
材料验收不到位为非要因。
要因确认十三：
H型钢堆放不合要求
【确认方法】：
现场测量
【标准】：
型钢堆放于专用场地，且使用枕木后弯曲度小于1/200
【实测】：
型钢堆放于专用场地，型钢两端悬挑长度不超过1米，枕木位置离端头距离分别为：
1m，3.5m，6m，8.5m,11m。
由材料员陈小英于2010年7月份对进场对方到位的型钢进行逐一检查，H型钢正确使用枕木后弯曲度均小于1/200，合格率100%,满足要求！
【结论】：
H型钢堆放不合要求为非要因。
要因确认十四：
振动锤使用不当
【确认方法】：
调查分析
【标准】：
振动锤不产生偏心力和水平力，竖直向下
【实测】：
振动桩锤的使用并没有相关的书面技术要求。
在2010年7月12日的前几次使用过程中，经过仔细观察，发现振动桩锤产生的偏心力会导致H型钢垂直度偏差过大。
从试桩来看，打桩阻力较大，可能多次应用振动桩锤，故振动桩锤应正确使用方能保证型钢垂直度。
【结论】：
振动桩锤使用不当为要因
八、制定对策
根据以上分析的三个要因，组长沈建军召集全体小组成员进行讨论。
经讨论，小组制定出了相应对策，如下表所示：
对策制定表表7
序号
主要原因
（项目）
对策
What
目标
Why
措施
How
地点
Where
完成时间
When
负责人
Who
1
水泥掺入比未调整
调整淤泥和淤泥质土土层的水泥掺入比
软弱土层的水泥掺入比＞20%
联系设计单位，得出掺入比设计值，计算水泥掺量，并根据地质报告适时调整水泥掺量。
现场
2010.07至2010.08
沈建军
陈建辉
2
成桩顺序
不当
根据施工位置调整成桩顺序
普通位置和转角处桩身强度≥1.5Mpa
转角处采用采用单侧挤压套接一孔法施工，其他位置采用隔桩双孔全套复搅式搭接。
现场
2010.07至2010.08
郑建华
陈建辉
3
振动锤
使用不当
正确使用
振动锤
振动锤使用正确率达到92%以上
振动锤作用于截面形心且作用力竖直向下。
现场
2010.07至2010.08
肖如强
郑建华
制表：
陈建辉时间：
2010年7月12日
九、对策实施
【对策实施1】：
联系设计单位，得出掺入比设计值，计算水泥掺量，并根据地质报告适时调整水泥掺量。
2010年7月12日，由技术负责人肖如强负责联系监理、建设单位和设计单位，对土层分布情况进行沟通交流。
设计院已出具设计变更：
将淤泥及淤泥质土的是你掺入比调整为22%，提高了2个百分点。
根据设计水泥掺量，由m=v·γ·S·L得出
每幅桩每米的水泥掺入量为：
m1=v·γ·S·L/L=v·γ·S
其中
v为水泥掺量，对淤泥及淤泥质土取22%，其他土质取20%
γ为被加固土的湿密度，根据试桩记录，保守取γ=1.8t/m3
S每幅桩@1.2米截面积1.0312m2
则每米水泥掺量为：
淤泥及淤泥质土时m1=0.22×1.8×1.0312=0.408t/m
其余土层m1=0.2×1.8×1.0312=0.371t/m
施工前，参照地质报告，划分每段围护桩所参照的钻孔土层，施工中合理控制水泥掺入量。
例如：
1#-7#桩参照7-7`工程地质剖面图的K1孔，水泥掺量经计算为：
（0.5+1.5+6.5）×0.371+（19.8-8.5）×0.408=7.76t
（附7-7`工程地质剖面图和1#-7
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