狭窄空间内土方回填技术创新与应用(最终版)

1、狭窄空间土方回填技术创新与应用中国建筑第二工程局深圳滨海医院土方回填技术QC小组狭窄空间土方回填技术创新与应用深圳滨海医院土方回填技术QC小组一工程概况深圳市滨海医院总承包U标段工程-特许诊疗中心为深圳市政府重点建设项 目，工程质量要求高，要求获全国建设工程鲁班奖。本工程负一层地下室底板从 负二层地下室外墙向外扩展，该部份地下室底板标高为-6.300m，桩承台标高为-12.350m，上部荷载通过底板下框架柱传导给桩承台，由桩基础承载上部荷载。向外扩展底板部位b-1/E b-G/2-10 2-32轴，框架柱轴线间距 3000mm净空尺 寸仅2500mm向外扩展宽度 7.500m,总长度250m

2、扩展面积达到2000nl+ .000-QJ00土方回填 施工区域-0.T5H' M负一层地下室局部向外扩展简图制表：张勇日期：2009年04月01日二、QC小组简介以确保地下室底板向外扩展部位的土方回填施工质量、进度，公司成立中建 二局深圳滨海医院土方回填技术 QC小组，小组成员基本情况见附表。土方回填技术QC小组成员一览表小组名称深圳滨海医院回填土处理技术QC小组成立时间2009.04课题类型创新型活动时间2009.04.01 2009.12.30注册日期2009.04注册编号CSCEC2B-SZ-0902活动频率平均每周一次课题活动次数34序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务T

3、QC教育1王以洋男46本科项目经理高级工程师组长均超过48学时2马永志男41本科公司总工程师高级工程师顾问3刘培男39本科公司工程部经理高级工程师顾问4黄诗昌男28本科项目总工工程师副组长5付仁君男45大专工程部经理高级工程师组员6赵瑜男24本科物资部经理助理工程师组员7张勇男25本科质量技术经理助理工程师组员8黄俊男23本科技术员助理工程师组员9孙杰男25本科预算员助理工程师组员10覃昌吼男23本科技术员组员11白均男25本科技术员组员12赵磊男23本科实验员组员13杨禧禄男40大专现场工长组员14魏楚德男41大专现场工长组员制表：黄俊日期：2009年04月01日问题提出（一）问题的提出本工

4、程负一层地下室底板从负二层地下室外墙向外扩展，向外扩展部位框架柱轴线间距3000mm混凝土结构净空仅有2.50m,传统土方机械无法进入；土方 回填质量要求高，采用石粉渣回填，设计要求压实系数0.95 ;向外扩展宽度7.50m，涉及面积2000斥，土方回填工程量达12000 m； 土方回填位于上部结构 施工关键线路上给工程进度造成严重阻碍，土方回填时间仅有10天；无类似工程施工经验可供借鉴。土方回填 施工区域采用传统的土方回填方法存在以下 问题：1、向外扩展部位框架柱轴线间距 3000mm混凝土结构净空仅有 2.50m,大型施工机具（土方运输 车辆宽度2.5m、压路机宽度2.8m、挖掘机宽度2.

5、8m ）宽度均大于2.50m无法进入；压路机 *，最小转弯半径6m>2、工程位于海边，地下水常年水位-3.5m，对土方回填质量要求高，设计要 求压实系数0.95。而且采用传统方法回填在回填土自然沉降后会在结构 垫层与回填土之间形成空隙，容易造成防水卷材破坏。3、本工程基坑护壁已出现多处裂缝，稳定性尚待评估，存在重大 安全隐患。深圳地区正处于雨季, 长期受到台风强降雨侵袭，基坑 危险系数正不断上升，为防止发 生基坑垮塌事故，土方回填已刻 不容缓。4、工期紧迫，土方回填工程量达 12000 m3,完全采用传统的人工回填方法至少需要30天；业主要求2009年8月31日完成地下室结构封顶，土方

6、回填时间仅有10天，时间上不允许完全采用人工回填。该部分土方回填 位于上部主体结构施工关键线路上给工程进度造成严重阻碍。行人工夯实回填试验；小组成员赵磊委托泰科检验检测有限公司负责检 测，检测结果显示压实系数仅为 0.91，无法满足设计要求。（二） 课题确定鉴于传统的土方回填方法存在大量制约性，无法满足工程质量、进度要求， 本小组决定探索一种既能降低成本， 又安全可靠，且能加快施工进度的创新型土 方回填技术。本次QC小组活动的课题为：四设定课题目标（一）目标深圳市滨海医院总承包U标段工程-特许诊疗中心负一层地下室底板向外扩 展部分土方回填优质、高效完成；10个工作日内完成全部土方回填施工，回填

7、 土压实系数达到0.95，确保防水卷材完整性。（二）目标可行性分析综合分析：课题实施外部条件好，各项资源充裕，虽然项目实施的困难较大, 但是小组通过创新工艺和详细策划，小组成员一致认为目标能够实现。五、提出方案,确定最佳方案（一） 提出方案目标确定后，我小组于2009年5月15日在项目经理部会议室召开“诸葛亮 会议”，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益对土方回填方案进行讨论，提出 四种可行性回填方案：A方案 采用小型号重型压实机械分层碾压；B方案 采用振冲挤密法进行回填；C方案 先进行上部主体施工，后从侧面进行人工回填；D方案采用钢管纤维桩技术托换技术支撑防水卷材；E方案 采用水夯法结合压力注

8、浆；狭窄空间土方回填小型号重型振冲挤密法先主体施工钢管纤维桩水夯法回填机械压实后土方回填 '基础托换术 结合压力注土方自然沉降后回填土压实系数回填土施工不占无重型机械进入压力注浆是回填会在结构与防水 H能够满足设计要1用结构施工时间基坑，基坑安全下| 土提前固结，彻层之间形成空隙求可缩短大量工期性较好底消除后期沉降重型机械需进入 基坑，边坡稳定 性存在安全隐患 结构间距2.5米重型机械进入容 易造成结构破坏 分层12层、碾压 次数多，施工时间达到30天土方自然沉降后会在结构与防水层之间形成空隙 振冲起吊设备需 停在基坑边，边 坡存在安全隐患 振冲设备进出场 费用高，机械投入达18.6万

9、元 底板以下1米范 围内土方无法回填密实工人在底板下施 工，空间小，存 在重大安全隐患 搭设模板高支撑 系统需增加额外投入14万元基础托换技术改 变卷材受力，回 填土要求降低纤维桩间距1米 水泥钢花管成本投入17.2万元钢管纤维状之间 的位臵仍可能出 现防水卷材破坏 无重型机械进入 基坑，不会对结 构、基坑造成破 压力注浆工艺简 单，施工速度快 可缩短大量工期需要注入大约 400t水泥，增加成本15.2万元亲和图制表：覃昌吼日期：2009年05月15日（二）方案可行性分析A方案采用小型号重型压实机械分层碾压方案论述：在土方回填过程采用机械回填, 压实过程采用小型号重型压实机械进行分层碾 压。B

10、方案采用振冲挤密法进行回填方案论述：在土方回填过程采用机械回填, 压实过程采用振冲挤密法利用振动和水冲将回 填土振密实。C方案先进行上部主体施工，后从侧面进行人工回填方案论述：在地下室结构施工阶段不进 行土方回填，先搭设模板支撑系统进行负一 层底板结构施工，然后按正常进度组织上部7-1主体结构施工。在负一层地下室底板拆模后 再组织人员从侧面进行防水层土方回填施-2工。E方案采用水夯法结合压力注浆方案论述：采用水夯法分层进行人工回 填；在垫层施工阶段预埋压力注浆管，待垫层 达到设计强度后采用专业设备进行压力注浆， 改变回填土性状，使其提前固结，消除后期沉（三）确定最佳方案2009年5月20日，我

11、小组在项目经理部会议室召开会议，小组成员对四种 回填方案进行了讨论，从质量、经济、安全、进度四个方面进行了综合对比分析。方案可行性对比分析表万案回填质量安全性成本投入占40%工程进度占60%加权平均综合评价 、* ” A万案回填质量有保障安全性不能保证40.8力兀30天34.32不采用B万案回填质量有保障安全性较差48.6力兀10天25.44不采用C 方案回填质量无法保证安全性不能保证14.0力兀不占用工期5.6不采用D万案回填质量一般安全有保障45.5力兀15天27.2不采用E万案回填质量有保障安全有保障30.8力兀10天18.32采用结论小组成员一致认为 E方案可行性最好，确定以 E方案思

12、路进行深化设计。说明回填质量、安全性有一项不符合不予采用，其余各项采用加权平均法进行计算。制表：赵瑜日期：2009年05月20日经过反复论证，最终确定E方案（采用水夯法结合压力注浆）被评为最佳方 二采用水夯法结合压力注浆V六、方案问题预测（一）问题分析2009年5月26日，我小组在项目经理部会议室召开全员会议，小组成员对最佳方案进行了讨论，通过对小组成员制定的施工工艺流程进行模拟分析， 将方 案实施过程中可能出现的问题进行了总结。利用过程决策PDPC法，对突破口进行关键环节的确定。确定注浆压力注浆压力试验确定垫层厚度试验确定满足要求飞垫层厚度满足要求布管间距布管间距 满足要求布管间距不满足试验

13、调整 布管间距L垫层厚度试验调整试验调整不满足垫层厚度布管间距注浆压力不满足调整注浆压力试验调整 垫层厚度 试验调整 布管间距注浆方案确定过程PDPC图主要问题归纳如下：1、注浆压力如何确认；2、垫层厚度能否满足注浆压力要求；3、注浆管按多大间距布臵才能确保注浆均匀分布。七、制定对策通过对最佳方案的综合分析，结合方案流程图，制定实施对策见附表对策表序号问题对策目标措施地点时间负责人1注浆压力如何让确定进行专业调研，对注浆压力进行综合分析注浆压力能够满足规 范要求，0.2-0.5Mpa1、聘请深圳市工勘岩土工程有限公司进行技术咨询2、 根据既有建筑地基基础加固技术规范JGJ 123-2000结合

14、深圳地区地基处理经验确定项目部会议室2009 年5-6月黄诗昌2垫层厚度能否满足注浆压力要求在注浆压力下对不 同厚度混凝土进行 现场压力试验注浆压力下垫层结构裂缝出现率01、确定实验模型；2、对初步确定的垫层厚度进行注浆压力试验，并对试验结果进行分析；3、对设计垫层厚度进行调整。施工现场2009 年5-6月张勇3注浆管按多大 间距布臵才能 确保浆液均匀 分布在注浆压力下对不同注浆管间距布臵进行现场试验随机抽芯检测浆液均匀分布率100%1、初步确定注浆管布臵间距；2、确定验证方法。3、对初步确定的注浆管间距布臵进行注浆试验；4、分析注浆检验效果，进行注浆管间距调整。施工现场2009 年5-6月付

15、仁君制表：张勇日期：2009年05月26日八、对策实施(一)试验段实施为解决注浆压力、垫层厚度、注浆管布臵间距难确定这三大难题，小组决定将第一施工区(b-1/Eb-G/2-252-32轴)区域作为试验段，通过 现场实验予以解决。试验段实施情况如下：实施一：确定注浆压力1、 2009年5月27日，小组成员覃昌吼查阅建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002、既有建筑地基基础加固技术规范、JGJ 123-2000深圳地区 地基处理技术规范(SJG04-96)，根据现场回填土类别属于沙土，初步 确定对注浆压力为0.2-0.5Mpa。2、2009年5月29日，由副组长黄诗昌同志组织在项目经理部会议室召

16、开 小组全员会议，对注浆方案进行分析讨论，会议请到了深圳市建筑设计 研究总院有限公司、深圳市工勘岩土工程有限公司专家提供技术咨询； 会上小组成员对注浆压力进行了充分论证。根据规范要求及深圳市建筑设计研究总院有限公司、深圳市工勘岩土工程有限公司专家提供的建议, 并结合深圳地区地基处理施工经验及现场回填土为非承重地基的现状，目标实现确定注浆压力为0.3Mpa。结果：注浆压力0.3Mpa符合规范要求0.2-0.5Mpa ,经过后期压力注浆、抽芯检测验证该注浆压力能够 满足质量要求。实施二：确定垫层厚度1、原设计垫层为C15混凝凝土，设计厚度为100mm无法确定垫层厚度能 否满足注浆压力要求。2、20

17、09年5月29日召开的注浆方案讨论会上，小组成员对垫层厚度要求进行了讨论，通过理论计算初步确定垫层厚度在100mm 150mm 200mm中选择，并决定通过现场试验的方式进行确认。3、2009年6月1日，小组成员付仁君组织工人在现场按厚度 100mm150mm 200mm各浇筑了一块60吊的C25混泥土垫层，并按间距2000mm各预埋了 10条注浆管。4、在垫层同条件养护试块达到 C15强度后，小组成员张勇组织工人对不同 厚底混凝土垫层进行了压力注浆实验；并对 10个注浆管周边出现的破坏 进行了统计。垫层厚度注浆实验结果分析表注浆管1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#破坏率100mm垫层

18、裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝100%150mm垫层无裂缝无裂缝裂缝裂缝无裂缝无裂缝60%200mm垫层无无无无无无无无无无0%结论100mm垫层全部出现裂缝；150mm垫层局部出现裂缝；200mm垫层无裂缝出现； 实验证明200mm厚度垫层能够满足注浆压力要求。制表：张勇日期：2009年06月03日根据实验结果，为满足注浆压力要求小组成员决定将垫层厚度由原100mm调整为200mm垫层结构裂缝检查结果压实系数1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#裂缝率1区000000000002区000000000004区00000000000结论1、2、4区2000吊混凝土垫层均未出现结构裂

19、缝。制表：赵磊日期：2009年08月01日目标实现漏浆漏浆现象，本小组采取的对策和措施有效。结果：由于提前将混凝土垫层厚度调整为 200mm 经过压力注浆验证，2000m2混凝土垫层均未出现裂缝、实施三：确定注浆管布臵间距1、2009年6月4日，在垫层厚度确认后小组成员对注浆管布臵间距进行了讨论，根据规范要求，结合本工程回填土为非承重地基的实际情况，初 步确定注浆管布臵间距为 2000mm 2500mm 3000mm并通过现场试验的 方式进行检验。2、先按不同间距布臵注浆管，注浆完成后对垫层进行开凿检验，查看注浆 的分布情况；开凿位臵定于距离注浆管最远的位臵。3、2009年6月5日，小组成员付

20、仁君再次组织工人在现场按 200mm厚度浇 筑了两块90吊的C25混泥土垫层，并分别按间距 2500mm 3000mm各预埋 了 10条注浆管。4、在垫层同条件养护试块达到 C15强度后，小组成员张勇组织工人对混凝 土垫层进行了压力注浆试验。5、2009年6月10日，小组成员覃昌吼对5月10浇筑的200mn垫层以及5 月14浇筑的200mm垫层进行了局部开凿，对注浆分布情况进行了现场检 验，并对检验结果进行了统计。不同部管间距注浆分布情况分析表开凿点1#2#3#4#5#浆液分布率率注浆管间距2000mm有浆液有浆液有浆液有浆液有浆液100%注浆管间距2500mm有浆液有浆液有浆液有浆液有浆液1

21、00%注浆管间距3000mm无有浆液无有浆液无40%结论注浆管布臵间距为 2000mm 2500mm时，5个开凿点注浆全部均匀分 部；注浆管布臵间距为 3000mm时，5个开凿点中有两个无注浆分布。制表：覃昌吼日期：2009年06月10日根据实验结果，注浆管布臵方案确定为间距 2500mm结果：由于提前对注浆管的布臵间距进行了试验，经过压力注浆、抽芯取样检测验证，浆液均匀分布率100%本小组采取的对策和措施有效。回填土随机抽芯取样检测结果压实系数1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#分布率1区有有有有有有有有有有100%2区有有有有有有有有有有100%4区有有有有有有有有有有100%结论1

22、、2、4区2000m?垫层压力注浆后，抽芯取样检测结果浆液均匀分布率100%制表：赵磊日期：2009年08月03日注浆管最终布置方案图-1-2日期：2009年06月10日川14I-.制表：张勇(二) 大面积实施经过上述实验度施工，注浆压力、垫层厚度、注浆管布臵间距这三大问题已全部确定，小组决定根据试验确定的方法在第二施工区(b-1/Eb-G/2-192-17轴)、第四施工区(b-1/Eb-G/2-172-25轴)开展大面积实施。实施情况如下：1、2009年7月24日，小组成员张勇组织工人在项目部会议室对狭窄空间 土方回填进行技术交底。2、2009年7月25日，小组成员付仁君、杨禧禄、魏楚德根据

23、试验确定的方 法组织工人进行大面积施工。3、2009年8月1日，在垫层达到强度后，小组成员付仁军组织工人进行了 压力注浆，小组成员进行跟踪监控。注浆前，采用钢钎从注浆口进行引孑L,引孔深度2.50m,确保水泥浆既能填充空隙又能改变土体性状。4、注浆顺序按分序加密，先外围后内部的原则；同一排上的注浆孔，采注浆顺序图用间隔跳跃式注浆顺序。施工时以'气四个灌浆管作为一组，按图中顺序 程依次进行注浆作业。注浆顺序如图：_ 1制表：黄诗昌日期：2009年06月155、注浆过程中，小组成员覃昌吼负责对注浆过程做详细记录；并各注浆孔的注浆压力、流速和注浆量等参数进行监控。L/min'30-孔

24、号_制表：覃昌吼 期：2009年08月01日九、效果检查（质量工期经济效益对比）1、质量方面：2009年8月3日，小组成员赵磊委托泰科检验检测有限公司负责对 该区域回填土进行随机抽芯取样检测。随机检测 20个点，检测结果显示 回填土已全部固结。回填土压实系数为 0.96，满足设计要求。实践验证， 本小组采取的对策和措施有效。回填土随机抽芯检测结果压实系数1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#平均值2区0.950.960.970.950.970.960.970.960.950.960.964区0.960.950.960.950.960.970.950.970.960.970.96结论随机检测

25、20个点，检测结果显示回填土压实系数均大于0.95，平均值为0.96，满足设计要求。制表：赵磊日期：2009年08月03日回填土经过压力注浆使回填土提前固结， 彻底消除了回填土的后期沉降，对防水卷材起到很好的保护作用2、进度方面：负二层地下室土方回填原计划工期为 30天，实际使用工期为10天， 比原计划缩短20天；在前期工程进度严重滞后的情况下，仍于 2009年8 月26日提前节点工期5天完成地下室结构封顶。O510 1S 20 2S ao制表：付仁君日期：2009年08月04日3、经济效益：土方回填施工新方案比传统方法机械成本投入减少 25万元；人工费 减少3.2万元；总工期缩短20天，项目

26、管理成本减少20万元、施工机械 成本减少20万元、周转材料租赁费减少68万元；压力注浆增加成本投入 30.8万元；总共节省成本105.4万元，经济效益异常显著。经济效益计算表项目计划投入实际支出节省成本经济效益压力注浆无无材料、注浆费30.8万兀-30.8万元105.4万元土方机械120台班31.2万兀20台班5.2万兀25万元土方人工480工日4.8万兀160工日1.6万兀3.2万兀施工机械30天200万兀9个月180万兀20万元材料租赁1800t306万兀1400t238万兀68万元管理费工期缩短20天，管理人员工资、车辆使用费20万元制表：孙杰日期：2009年08月06日4、社会效益：深

27、圳市滨海医院U标段被作为第三届全国建设工程质量论坛暨2009年鲁班奖颁奖大会观摩单位，得到深圳市建设局、建筑工务署、建筑业协 会以及全国建筑业专家的一致好评；我司创新的狭窄空间土方回填技术弥 补了狭窄空间土方回填的技术空缺， 得到各兄弟单位的青睐，并在实际工 程中得到成功应用。质量管理小组活动成果认证表QC小担客称潭圳按海医旣回填土赴理技术QC小釧小翅注需Si号CSCEC2e-5Z4m2挠窄空间M曰塢技术fcl新与应用遷靈臬塑妹掘井类社盘孜艺技术效益同塢土 it工总工期 in黃.比计知工期 30天第短一帶以上. M.TjlWff制有序.腌工隔优直，褂刖 业主*监理草杭一致 Wvft龙井体耶了企

28、 业的技术力和谀 程挖制撬力*此技术翼有標作简单. 快連高竝n具宵成卓 低、简便息存的特氐 在建秋抒业率先开眸 r一家摆窄或何土方 回填的制建径：已埔入 舍可标雇北程序.在全 直司推广戛产生的收蛊投入的蛊用135J万元3OLS万元实际敕戯；105沖万无轼证部门屮墨二问探圳甘舍申建二嗣辩圳井杜司1工程普理韶顼目经理碑认证部门竜屯蜜冷智*熄1认证韶门盘章1保如 聲1 >U-3-“V/从证體门餐审人J/X%制表人*张勇日期：2W*垃-26十、巩固措施（一） 标准化2009年8月5日在公司质量专题会议中，公司总工程师马永志同志要求本小组总结本次活动采取的有效对策和措施，由黄诗昌负责编制狭窄空间土方回填技术作业指导书，纳入公司施工工艺标准化程序，并申报省级工法。8月8日，由组长黄诗