[QC成果]控制超长冲孔灌注桩施工质量

1、执笔：陈忠凯、郑翔、林源丰福建六建集团有限公司 福晟钱隆广场QC小组控制超长冲孔灌注桩施工质量发布人：郑翔目录一、前言二、QC小组简介三、选题理由四、现状调查五、目标确定及依据六、原因分析七、要因确认八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、标准化及巩固措施十二、总结及今后打算十三、附录一、工程概况 福晟钱隆广场位于福州市北江滨路北侧，福州广电大厦西北侧。地面以上由塔楼及局部裙房所构成，塔楼地面以上为50层，至大屋面高度为218.7m，采用混合结构体系（钢管混凝土柱-钢框架梁-混凝土核心筒）。本工程塔楼桩基采用冲（钻）孔灌注桩，直径为1000mm，桩长5575m，持力层为10层（中风化花岗岩）

2、，桩端进入持力层约1米，共215根。目前成孔深度最深的达到89.4m，属于超长灌注桩。 施工工艺选择 试桩阶段我们对冲孔、钻孔两种工艺进行对比： 冲、钻孔灌注桩打桩过程对比表 表1试桩1试桩2施工工艺反循环，钻孔正循环，冲孔施工机械GPS-20型钻孔桩机宝钻CZ-6D冲孔桩机成孔孔深73.72 m86m持力层中风化花岗岩中风化花岗岩打桩情况1、43.7059.30m为卵石层，施工时间约为37 小时2、64.7072.45m为碎块状强风化花岗岩，施工时间约为约为63小时3、72.45m到达中风化花岗岩岩面，经设计院、勘察院确认，终孔深度73.45m1、42.3070.00m为卵石层，施工时间为约

3、为55 小时2、遇2m中风化正长岩（岩脉），施工时间约为5个小时3、77.0084.5m为碎块状强风化花岗岩，施工时间约为43.5小时4、84.8m到达中风化花岗岩岩面，经设计院、勘察院确认，终孔深度86m累计打桩时间156.5小时152.5小时造价据了解，单价为700800元/m3（每台桩机配备67人）据了解，单价为450500元/m3（每台桩机配备23人）制表人：郑翔 时间：2011年8月5日 二、小组简介 福晟钱隆项目部QC小组成立于2011年8月，共由10名成员组成，活动时间为2011年8月至2012年3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

4、，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：小组名称福建六建集团有限公司福晟钱隆广场QC小组课题类型现场型活动课题控制超长冲孔灌注桩施工质量注册号FJLJ-2011-018-005 活动日期2011年8月3日至2012年3月25日TQC教育时间人均约32个小时活动频次平均每月3次，出勤率96.3%小组人数10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陈忠凯项目经理工程师组长：组织、策划、总结2齐凌兴项目副经理工程师副组长：策划、效果检查3郑翔技术主管助工组员：策划、技术指导、信息反馈4江檬剑质检员

5、助工组员：方案实施、质量监督5林源丰施工员助工组员：方案实施、信息反馈6赵鑫施工员助工组员：方案实施7袁孟夏材料员技术员组员：材料检查8黄绍德安全员技术员组员：安全事务监督管理9何欲内业员工程师组员：资料汇集、整理10裘建文班组长工人组员：方案实施QC小组简介及分工表 表2 制表人：何欲 时间：2011年8月10日 三、选题理由质量要求 本工程质量目标是确保“闽江杯”，争创“鲁班奖”。桩基工程虽然是隐蔽工程，但其施工质量的好坏直接影响到本工程质量目标的实现。本工程特点、难点要求 根据地质报告及试桩记录显示，本工程地质情况复杂，首先南北走向持力层落差近20m，存在持力层斜面情况较多；其次部分存在

6、中风化正长岩，厚度较厚且变化较大；再次卵石层、强风化层较厚。因此根据本工程的特点、难点，选择行之有效的施工方法控制超长冲孔灌注桩施工质量显得至关重要。 施工管理要求 本桩基工程是福州市迄今为止也是我司建司以来成孔深度最深、桩长最长的桩基，没有相关方面的施工经验。希望通过QC活动PDCA循环提高该方面施工管理水平，保证超长冲孔灌注桩施工质量，为我司今后工程积累经验。四、现状调查 1、对塔楼范围内的工程地质情况调查。对由建设单位提供的福建岩土工程勘察研究院提交的福晟钱隆广场工程地质勘察报告（工程编号11591029）进行仔细分析，了解塔楼范围内地质情况： 塔楼范围内共9个剖面，抽取5个剖面进行土层

7、分布情况统计分析土层分布表 表3土层厚度3-3剖面5-5剖面7-7剖面13-13剖面15-15剖面平均厚度杂填土2.242.551.632.381.582.08粉质粘土2.271.171.831.502.001.75淤泥10.9612.5511.9512.8010.8411.82中砂3.282.082.931.903.442.73淤泥质土23.9823.5324.5824.2623.7824.03卵石16.6217.5516.8017.2416.2616.89中风化花岗岩正长岩05.6022.80011.037.89砂土状强风化6.128.275.536.826.106.57碎块状强风化10.

8、1015.2518.1313.8814.8014.43累计厚度75.5488.55106.1880.7889.8388.176制表人：何欲 时间：2011年8月12日 2、在组长陈忠凯的协调组织下，本小组对已经施工的福州世茂国际中心工程及正在施工的省妇幼保健院综合楼工程进行实地调查，总计抽样220点进行调查，其中合格点164点，存在不同程度质量问题的56点。根据调查数据，绘制下列表格： 影响超长冲孔灌注桩浇捣质量的统计表 表4序号项 目频数(点)累计频数频率%累计频率%1充盈系数低454580.480.42桩底沉渣较厚5508.989.33塌孔4547.196.44断桩2563.6100合计5

9、656100100制表人：何欲 时间：2011年8月17日制图人：林源丰 时间： 2011年8月17日 从排列图中可以看出，影响超长冲孔灌注桩施工质量的主要问题是充盈系数低，占总数的80.4%。图2 质量问题排列图五、目标设定 在2011年7月的现场试桩中我们发现，本工程试桩的三根桩充盈系数约为1.05，也存在充盈系数低这个问题。因此小组成员希望通过QC课题活动，提高充盈系数，以控制超长冲孔灌注桩施工质量。 假设现场已施打的孔径为R，设计桩径为1.0m，则充盈系数应为（R/2）2/0.52=1.05。若通过增大孔径以及浇捣前控制泥皮厚度将孔径提高3%，则充盈系数为（1.03R/2）2/0.52

10、=1.05（1.03）2=1.11。故制定的目标是将充盈系数由现在的1.05提高至1.101.15。 （R/2）2/0.52=1.05R 3 （1.03R/2）2/0.52=1.05（1.03）2=1.11 （1.03R/2）2/0.52=1.05（1.03）2=1.11六、原因分析 为了能够达到我们预定的目标,QC小组针对“充盈系数偏低”这一质量问题展开讨论会，从人、机、料、法、环、测这六个方面分析并绘制因果图。 图3 鱼刺图 制图人：林源丰 时间：2011年8月24日七、要因确认序号末端因素确认方式验证标准负责人时间1人员培训交底不到位调查分析全体工人100%掌握各自负责的岗位技能郑翔20

11、11.8.292管理人员施工经验不足调查分析有过类似工程经验 江檬剑2011.9.83钻头磨损严重现场测量钻头直径980林源丰2011.9.94桩机长期未进行检修调查分析有进场合格证、维修记录何欲2011.9.65塌落度不符合要求现场验证塌落度20020何欲2011.9.306漏斗容积小现场验证漏斗容积1.5m3林源丰2011.9.307清孔方法不当现场验证浇捣前泥浆比重宜约为1.15，粘度约为18s，含砂率8%江檬剑2011.9.308施工场地狭小现场验证泥浆池大小是否满足施工过程需要齐凌兴2011.9.119中风化正长岩过厚调查分析正长岩岩层厚度10且连续，可作为持力层郑翔2011.9.7

12、10验孔不到位现场测量孔深与地质报告基本相符赵鑫2011.10.1要因确认计划表 表5 制表：何欲 时间：2011年8月24日【确认方法】：调查分析【标准】：全体工人100%掌握各自负责的 岗位技能【实测】：2011年8月28-8月29日，由项目经理陈忠凯、技术主管郑翔组织项目部人员和施工工人进行岗前培训，并对施工关键和注意事项进行仔细讲解和技术交底工作。而后对冲孔灌注桩的施工流程及注意事项的了解情况进行了摸底调查。 冲孔灌注桩班组作业工人岗位技能摸底统计表 表6 制表：何欲 时间：2011年8月29日【结论】：人员培训、交底不到位是非要因。 要因确认一：人员培训、交底不到位项目钢筋工班（共1

13、5人）冲孔工班（共32人）掌握岗位技能1532熟练掌握岗位技能818【确认方法】：调查分析【标准】：有类似工程经验【实测】：2011年9月5日9月8日，由江檬剑对现场管理人员曾参与过的工程进行调查统计，发现除组长陈忠凯、组员林源丰曾参与过冲孔灌注桩桩基工程，组员赵鑫曾参与过路桥桩基工程外，其余管理人员均未参与过桩基工程的施工管理。且该工程为我司迄今为止成孔深度最深、桩长最长的工程，无相关方面管理经验可借鉴。【结论】：管理人员施工经验不足是要因。要因要因确认二：管理人员施工经验不足【确认方法】：现场调查【标准】：钻头直径980【实测】：2011年9月3日9月9日，由林源丰对现场各机台的钻头进行测

14、量检查，开孔前钻头直径为980，穿过卵石层后钻头直径为940。有些机台操作工人为节约成本、节省工期，未及时对磨损的钻头进行补焊，造成卵石层以下缩径。 【结论】：钻头磨损严重是要因。要因要因确认三：钻头磨损严重【确认方法】：调查分析【标准】：有进场合格证、维修记录 【实测】：2011年9月6日，由何欲对现场桩机合格证进行收集整理，发现该工程现场所用桩机生产日期均在2010年7月左右。【结论】：桩机长期未进行检修为非要因。 【确认方法】：现场验证【标准】：塌落度20020 【实测】：2011年9月16日9月30日，由何欲对现场商品砼进行塌落度检测，检测结果如右表： 桩号浇捣时间实测塌落度值（）20

15、5#2011.9.16205212#2011.9.1720570#2011.9.18210206#2011.9.2620548#2011.9.30215制表人：何欲 时间：2011年9月30日【结论】：塌落度不符合要求为非要因。塌落度实测表 表7 要因确认四：桩基长期未进行检修要因确认五：塌落度不符合要求【确认方法】：现场验证【标准】：漏斗容积1.5m3 【实测】：根据设计说明要求水下浇灌混凝土应连续进行，不得停顿，导管底埋入混凝土面一般应保持23m，并不得小于1m，严禁把导管提出混凝土面。若按首方“剪球”保证导管底埋入混凝土面2m，则漏斗容积计算 0.522=1.57m3。由林源丰对现场所用

16、漏斗进行测量，漏斗容积为1.5m3 ，由于现场是连续浇捣，则符合图纸设计要求。【结论】：漏斗容积小为非要因。要因确认六：漏斗容积小【确认方法】：现场验证【标准】：浇捣前泥浆比重宜约为1.15，粘度约为18s，含砂率8%。【实测】：2011年9月16日9月30日由江檬剑对现场成孔后清孔情况进行跟踪调查，发现成孔后未及时进行一次清孔，先下钢筋笼、注浆管、导管，耗时4小时，由于成孔后静置时间长，需用浓浆进行长时间返渣（8小时左右），又未进行换浆，故造成孔壁泥皮偏厚。【结论】：清孔方法不当为要因。要因要因确认七：清孔方法不当【确认方法】：现场验证【标准】：泥浆池大小是否满足施工过程需要【实测】：201

17、1年9月3日9月11日，由齐凌兴对桩基施打过程中的含砂率进行测量，含砂率平均值为15%。根据计算，假设沉渣均在泥浆池中，在平均孔深80m的情况下，沉渣量约为: 0.528015%=9.42m3。由于现场场地狭小，本工程桩基属于群桩，桩心距为3m，故可用于做泥浆池的场地有限，现场实测泥浆池大小约为: 351.5=22.5m3，无法满足施工过程需要。 【结论】：施工场地狭小为要因。 要因要因确认八：施工场地狭小【确认方法】：调查分析【标准】：正长岩岩层厚度 10m作为持力层【实测】：根据现状调查图1表3，本工程场地东侧存在中风化正长岩夹层，最厚处达到22.8m。根据勘察报告显示，该土层桩端承载力与

18、持力层（即中风化花岗岩层）相同。为缩短成孔时间，经与设计院沟通，对场地东侧的桩基进行补堪，夹层厚度10m的即以该正长岩作为持力层。 【结论】：中风化正长岩过厚为非要因。 要因确认九：中风化正长岩过厚【确认方法】：现场测试【标准】：孔深与地质报告基本相符【实测】：在现状调查中发现，调查工地存在操作工人谎报岩面、孔深现象。为预防此现象，本工程从一开始就由施工员采用自制钢丝绳进行孔深测量，并在钻头腰带处焊两个“取样筒”，岩面确认严格由小组指定组员赵鑫、林源丰根据试桩记录进行确认。 【结论】：验孔不到位为非要因。要因确认十：验孔不到位八、制定对策 对策评价选择表 表8序号要因提出对策对策分析比较对策确

19、定对策1管理人员施工经验不足招募有经验的管理人员 专项人才短缺，且薪酬较高 对策二相较于对策一可实施性强，且节约成本 对现有管理人员进行培训，并到类似工程参观学习提高现有管理人员施工水平，有利于公司可持续发展2钻头磨损严重更换新钻头一个新钻头成本约为3万元 对策二与对策一相比需投入费用较少，节约成本 及时对磨损钻头进行补焊每补焊一次钻头成本约为800元 制表人：郑翔 时间：2011年10月5日序号要因提出对策对策分析比较对策确定对策3清孔方法不当 正循环成孔+泵吸反循环清孔沉渣清理较干净，但所需泥浆池面积大 三个对策比较，对策三能够满足施工现场场地要求，且经济合理，效果较理想正循环成孔+气举反

20、循环清孔 沉渣清理效果一般，且容易造成塌孔 正循环成孔+正循环二次清孔 沉渣清理较干净，但清孔时间长，所需泥浆池面积小 4施工场地狭小加深泥浆池 现场场地狭小，有的泥浆池的位子存在未施打的桩基，泥浆池开挖后地质松软，给后期桩基施打造成麻烦 对策二与对策一相比，更能满足施工现场实际情况 将泥浆池设计为L型，并分为沉淀池和泥浆池 所需场地小，沉淀池在前，泥浆池在后，方便钩机有针对性掏渣 对策表 表9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Who1小组成员施工经验不足提高小组成员施工水平准确把控冲孔灌注桩施工流程中重要环节的操作1、邀请有经验的专家进行

21、培训、交流，并对前一阶段施工过程进行总结2、参观在建类似桩基工程 工地现场2012.2.20郑翔赵鑫2钻头磨损严重补焊磨损钻头保证进入持力层后钻头大小9801、专人负责及时检查钻头大小发现磨损立即补焊至合格大小。2、加粗腰带，加强冲击力 工地现场2012.2.20江檬剑序号主要原因（项目）对策What目标Why措施How地点Where完成时间When负责人Who3清孔方法不当采用正循环二次清孔保证砼浇捣前泥浆比重约为1.15，含砂率8%，粘度约为18s1、进行两次清孔。2、浇捣前测量泥浆比重、含砂率、稠度。工地现场2012.2.20陈忠凯林源丰4施工场地狭小对泥浆池进行调整保证施工过程及时排渣

22、1、将泥浆池设计为L型，并分为沉淀池及返浆池。2、及时对泥浆池进行掏渣。3、采用泥浆处理器换浆。工地现场2012.2.20齐凌兴 制表人：林源丰 时间：2011年10月7日九、对策实施对策实施1：提高管理人员施工水平 1、2011年10月14日，由公司组织原基础公司项目经理程经理至施工现场对管理人员进行培训，将冲孔灌注桩整个施工流程进行详细的讲解分析，并通过对之前公司类似工程的案例分析将施工重点环节需要注意的事项作了强调，避免管理人员“走弯路”、“绕圈子”。培训后，现场管理人员针对前一阶段施工过程中遇到的问题、困难与程经理进行了深入地探讨，通过讨论达到了学习、创新的效果。 2、2011年10月

23、26日，通过组长陈忠凯经理的协调、联系，福建省东辰岩土基础公司前总工至施工现场与管理人员进行交流学习。详细地介绍了中风化花岗岩层的成分，并对前一阶段施工过程中的岩样进行了核查，交流如何确认岩样的方法，管理人员受益匪浅。 对策实施1：提高管理人员施工水平 3、2011年10月28日，至在建的省妇幼保健院综合楼工程参观学习。由于地质差异，该工程持力层虽也为中风化花岗岩层，但成孔深度较浅。此行主要借鉴他人不同的施工方法和管理经验，通过互相学习，发现自身不足，以寻求最适合该工程的施工方法。【实施效果检查】 通过培训、交流、参观学习，管理人员的整体水平得到了显著地提高。除了能准确把控重要环节外，还在原有

24、施工方法的基础上，不断尝试，敢于创新，寻找更好更快更适合的施工方法。 对策实施2：补焊磨损钻头 1、为保证孔径大小，开孔钻头由原来的980增加到1030。在施打过程中，小组成员发现，钻头在施打完卵石层后磨损较严重。经测量，钻头磨损后缩小为940 980 ，遂决定对磨损钻头进行补焊至1030。为防止补焊的钻头卡孔，钻头不能一次性施打至孔底，需上下提升钻头，将原来缩径的部分磨大。对策实施2：补焊磨损钻头 2、将腰带的厚度由原来的30增大到60，通过加宽腰带提高钻头的冲击力，从而加快卵石层、碎块强风化岩层的每日施工进尺，缩短成孔时间。 3、现场备23个备用钻头，在钻头补焊的同时，采用备用钻头施打，如

25、此循环，以节约工期。 4、每天结束施工后，还需派小组成员江檬剑对各机台钻头进行巡查，记录个别钻头磨损严重的机台号，督促操作工人补焊或者更换。【实施效果检查】 利用直径为980的简易探孔笼对成孔的桩基进行探孔，未发现卡孔或刮泥皮的现象 。对策实施3：保证砼浇捣前泥浆各项系数符合设计要求 1、成孔后及时进行一次清孔，用比重1.251.30的泥浆进行清渣，清渣时间控制在3小时左右。然后用测绳进行测量，以测绳触底抬起无弹垂感为宜 2、在下钢筋笼、注浆管、导管的同时，对泥浆池进行掏渣，为二次清孔做准备 3、在导管等就位后进行二次清孔，二次清孔需加水换浆，若含砂率高还需继续对泥 浆池进行掏渣，直到泥浆各项

26、系数达到设计要求为止进行砼浇捣 4、为保证二次清孔换浆过程有足够的水源，QC小组决定在场地东南角基坑范围外用钻孔桩机打了一口抽水井，井深约为46m，进入卵石层约6m，专门用于二次清孔使用，在确保水源的情况下，节约了用水成本。【实施效果检查】：在浇捣前对泥浆各项系数进行测量，泥浆比重约为1.15，粘度约为18S，砂率8%，符合设计要求。 对策实施4：对泥浆池进行调整 1、在有限的场地范围内，将泥浆池设计为L型，分为沉淀池及返浆池。泥浆先经过沉淀池沉渣后经过返浆池，并将沉淀池开挖深度加深至2m2.5m。【实施效果检查】：能在施工过程中及时排渣，确保各土层泥浆比重符合施工要求。2、现场配备200型钩

27、机，在施打过程中对沉淀池进行掏渣。3、由于现场场地狭小，有时钩机难以靠近泥浆池边，掏渣工作无法进行。为了解决这一难题，小组成员根据滤砂器的原理自制了“泥浆处理器”，一端接孔口，一端接泥浆池，利用中间的U形管装置，将砂沉淀，清水入泥浆池。对策实施4：对泥浆池进行调整 十、效果检查本次QC活动，效果显著，体现在以下三点：【效果1.质量效益良好】 QC小组成员于2012年2月12日对活动期间已完成的58根塔楼冲孔桩砼浇捣量进行统计，充盈系数均达到1.121.15，出色的完成了小组订立的目标值，并通过静载试验达到设计要求。充盈系数统计表 表10序号桩号实际桩长（m）实际砼量（m3）理论砼量（m3）充盈

28、系数172#68.3006153.651.13727#67.22059.552.801.1273206#57.90051.545.481.132470#67.3236052.881.1345213#54.82049.543.061.150648#68.8006154.041.1297200#59.52053.546.751.144841#67.81061.553.261.1559205#57.6235145.261.12710214#56.50050.544.381.138制表人：何欲 时间：2012年2月12日十、效果检查【效果2.经济效益显著】 1、通过本次活动的开展有效地提高了每日施打的

29、进尺，成孔时间由原来的每台机平均1215天一根桩缩短为每台机平均912天一根桩，平均每根桩成孔时间节约3天。活动过程成孔58根桩, 共节约天数：583=174天 共节省人工费：174天3人/天60元/人=31320元 2、每台桩机每天综合用电量约为35kw/h，设每台桩机每天工作10小时，则 共节省电费：174天10h/天35 kw/h 1.1元/ kw =66990元 综上，共节约成本：31320元+66990元=98310元【效果3.社会效益】 该桩基工程的施工质量得到了监理单位、业主单位的一致好评，提高了我司的企业形象。【效果4.无形效益】 通过参与本次活动，小组成员的质量意识和施工管理

30、水平都得到了提高，增强了大家解决问题的能力。同时，也开拓了公司超长冲孔灌注桩的先河，为今后类似工程积累经验。十一、标准化及巩固措施充盈系数统计表 表11序号桩号实际桩长（m）实际砼量（m3）理论砼量（m3）充盈系数111866.17359.551.981.145220163.50056.549.881.13337168.75061.554.001.139419258.2765345.781.158521556.98051.544.761.151制表人：何欲 时间：2012年3月10日2、总结本次小组活动关于提高超长冲孔灌注桩浇捣质量的施工方法和管理经验，在今后类似桩施工过程中推广应用。3、为巩固