大直径超深钻孔灌桩施工质量控制

1、2009年1月15日发布人：范杜武 中建七局第三建筑有限公司大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制目录录一、课题题介绍二、小组组简介三、选题题理由四、现状状调查五、确定定目标及及可行性性论证六、原因因分析七、要因因确认八、对策策制定九、对策策实施十、实施施检查十一、效效果检查查十二、巩巩固措施施及标准准化十三、遗遗留问题题及今后后打算发布顺序序Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制一、课题题介绍福清光电电园捷联联厂区一一期工程程位于福福清市太太城河边边，处于于太城河河冲洪积积扇的中中上部。其中主主设备厂厂房占地地面积3753m

2、2，总建筑筑面积32640m2，由主楼楼、附楼楼组成，设计桩桩径为2米，桩长长约70米，总桩桩数126根，桩端端持力层层为中至至微风化化花岗岩岩层，造造价约1300万元。桩型原设设计为冲冲孔灌注注桩，因因试桩过过程对该该光电园园区内临临近的部部分已投投产电子子企业精精密仪器器设备产产生影响响，被多多次投诉诉，为减减少振动动和挤土土效应影影响，经经相关单单位研究究决定采采用钻孔孔灌注桩桩。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制一、课题题介绍地质条件件差中部部土层中中有厚约约8m的粉砂层层，极易易发生塌塌孔现象象；埋深深在60m厚度约2米的砾卵卵石层，砾卵石石层中卵卵石含量量在7

3、0以上，大部分分卵石粒粒径在2-5cm，漏浆严严重。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制一、课题题介绍厂房主要要安放精精密电子子生产设设备，对对工程质质量要求求高，要要求工程程必须达达到榕城城杯标准准。在此此复杂地地质条件件下，完完成如此此大直径径超深钻钻孔灌注注桩，施施工的方方法较为为复杂，我司没没有成熟熟的工艺艺可借鉴鉴。本小组通通过开展展PDCA活动，逐逐步解决决了多项项大直径径超深钻钻孔灌注注桩施工工难题，保证了了大直径径超深钻钻孔灌注注桩施工工质量，达到了了活动目目的。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制二、小组组简介小组概况况表课题名称大直径

4、超深钻孔灌注桩施工质量控制小 组 类 型攻 关 型小组名称中建七局第三建筑有限公司市政（基础）工程公司冯德凯QC小组成立时间2008.05.01 注册 登记号ZQS：2008-004-004# 课题活 动时间 2008.06.012008.11.30 TQC教育情况 小组成员均接受TQC教育64 学时以上，全部通过考试并合格。 QC小组 人数8人Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制二、小组组简介序号姓名性别年龄职称职务任务及分工TQC学时1林 丹 男30工程师组长 组织、策划、决策 722冯德凯男29工程师组员 组织、策划、决策 723范杜武男28助工组员实施、统计、整理7

5、24吴维国男30工程师组员方案实施，信息反馈 645陈仁开 男37工程师组员方案实施，信息反馈 646赵红岗 男29助工组员方案实施，信息反馈 647翁春明 男36班组长 组员方案实施，信息反馈 648涂朝阳男45技工 组员方案实施，信息反馈 641顾问吴平春男42公司总工技术指导监督 2王 耀男38技术质量部经理技术指导监督 3赖友华男33分公司技术经理技术指导监督 备注：小组成员包括了现场项目经理、技术负责、施工员、质量员、测量员、资料员、班组长等在内各要员。 小组成员员分工一一览表Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制三、选题题理由大直径超超深钻孔孔灌注桩桩施工质质量控

6、制制12342地质变化大砂砾卵石层埋深约60m,厚度达2m，对钻孔施工难度高。3成孔难度大桩距较密，成孔期间容易发生穿孔、塌孔等质量事故。桩径为2米，桩长约70米。1桩径桩长长业主质量要求高，要求I类桩比例高，单桩竖向极限承载力为22000KN。4质量要求高Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查为了抓住住影响大大直径超超深钻孔孔灌注桩桩质量的的主要问问题及确确定活动动目标，小组成成员针对对可能影影响质量量的因素素进行了了广泛的的调查。现状调查查（一）本工程与与已投产产的福清清睿鸿光光电科技技有限公公司仅一一路之隔隔，需保保证临近近电子企企业精密密设备的的正常运运

7、转改为为钻孔灌灌注桩。福清光电园捷联厂区一期工程 福清睿鸿光电科技（福建）有限公司Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查2008年5月采用GPS-10型钻孔桩桩机试桩桩，由于于本桩径径大、桩桩长长清清孔较为为困难，桩底沉沉渣厚度度是影响响桩体质质量的重重要因素素。GPS-10型钻机Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查目前对桩桩底沉渣渣厚度的的检测方方法主要要靠操作作者的经经验，借借助重锤锤感知沉沉渣的相相对大小小，无法法对沉渣渣进行量量化检测测，根据据前期对对83#桩试桩情情况，监监理单位位对此测测沉渣厚厚度方法法存在争争议，造

8、造成清孔孔时间加加长，影影响工期期。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查现状调查查（二）桩基工程程的最终终目标为为承载力力满足设设计要求求，现对对目标进进行分解解。Company Logo其它要求(钢筋笼、混凝土强度等）桩径符合要求 垂直度符合要求大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查沉渣符合要求 桩身完整桩位偏差符合要求 工程最终目标单桩竖向极限承载力符合要求（22000KN）泥浆比重符合要求Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查小组成员员针对以以上控制制目标，可能影影响质量量的因素素进行了了广泛的的调查。在小组组组长

9、的带带领下，有目的的地调查查了公司司近年施施工的冲冲钻孔桩桩基工程程中出现现的问题题，共收收集到90条信息，小组对对所收集集到的数数据进行行分类、统计整整理，制制成统计计表与排排列图。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查影响大直直径超深深钻孔灌灌注桩主主控项目目质量的的统计表表：序号项 目频数(点)累计频数(点)累计频率%1桩身完整性差 505055.562清渣质量差 308088.893垂直度差 48493.334桩位偏差 38796.675泥浆比重差 28897.78 6桩径偏小 18998.89 7其它问题190100Company Logo大直径超深钻

10、孔灌注桩施工质量控制四、现状状调查桩身完整性差清渣质量 差影响大直直径超深深钻孔灌灌注桩施施工质量量的排列列图Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制现状调查查（三）四、现状状调查根据建筑工程程施工质质量评价价标准（GBT50375-2006）地基及及桩基工工程检测测规定。公司根据据创优需需要将本本工程大大直径超超深钻孔孔灌注桩桩桩身完完整性一一次检测测I类桩合格格率定为为95%以上，无无类、类桩。桩身完整性I类桩II类桩其余桩一档95%5%二档90%95%5%10%三档70%90%8%28%2%建筑工程程施工质质量评价价标准建筑工程程施工质质量评价价标准Company Log

11、o大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制五、确定定目标及及可行性性论证QC小组经过过认真反反复的论论证，将将目标值值定为：1、大直径超深钻孔灌注桩桩身完整性一次检测I类桩合格率为95%以上, 无类、类桩出现。活动目标2、灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度50mm。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制可行性论论证：1.小组成员员查阅本本公司近近来已竣竣工钻孔孔灌注桩桩工程中中桩身完完整性检检测资料料，调查查结果显显示，桩桩身完整整性一次次检测I类桩的平平均合格格率为91.5%，最高合格格率为94.5%，较接近近目标值值，QC小组一致致认为：经过努努力，能能突破历历史最高高水平，达到95%

12、。五、确定定目标及及可行性性论证钻孔灌注注桩桩身身完整性性一次I类桩占总总桩数统统计表表表3序号工程名称合格率平均合格率1某厂房办公楼90.6%91.5%2某住宅小区一期工程89.4%3某科技楼94.5%Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制2.钻孔达到到设计深深度,灌注混凝凝土之前前，孔底底沉渣厚厚度50mm为规范基基本要求求，通过过改进沉沉渣厚度度检测方方法，发发现沉渣渣不符合合要求时时及时利利用合理理的清孔孔工艺和和设备可可以解决决该问题题。五、确定定目标及及可行性性论证目标可以以实现！Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制六、原因因分析针对现状状调查

13、的的主要问问题，运运用因果果图进行行原因分分析。沉渣厚度大桩身质量差泥浆护壁壁不符合合要求成孔过程程控制不不当操作误差差大施工不合合理工种配合不协调工人质量意识不高泥浆比重不符合要求水下混凝土质量差沉渣厚度测定不合理地质条件差打桩顺序不合理供电中断测量仪器不准确钻机不符合要求工人技术水平偏低Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制七、要因因确认对关联图图分析得得到的11条末端因因素进行行验证，小组成成员进行行了认真真分析，集思广广益，利利用要因因确认表表进行要要因确认认，见下下表。序号末端因素确认调查运用方法确认人结论1工人质量意识不高 项目部已经加强教育并制定相应的奖罚制度，

14、对屡次出现操作不当的6名工人调换工作岗位或予以辞退,工人质量意识显著增强。 现场验证吴维国翁春明非要因2工人技术水平偏低 通过岗前培训、技术交底，要求工人掌握施工要点，严禁违规操作，同时各工种操作人员必须持证上岗。调查分析冯德凯吴维国翁春明涂朝阳非要因Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制七、要因因确认3钻机不符合要求 根据工程特点，需选用底盘较为稳定的钻孔机具，选择扭矩大，钻机稳、功率大的回旋钻机，以保证钻机工作的稳定性和垂直度，现有的GPS-10型钻机正反循环转换困难，排渣效率低，钻机稳定性差。 调查分析林 丹范杜武翁春明 要 因4成孔泥浆不符合要求 已通过试成孔确定泥浆

15、配比，由实验员范杜武负责对成孔泥浆的相对密度、粘度、含砂率、沉淀量等进行跟踪检查。泥浆配共检查20次，均符合要求，合格率100%。 调查分析冯德凯吴维国涂朝阳非要因5水下混凝土质量差 经前期考核混凝土供应商相关资质、证件齐全，供货能力强，有丰富的水下混凝土供货经验，施工过程由专职质量员林丹和实验员范杜武对进餐材料进行检测验收，不合格的予以坚决退场。 调查分析林丹范杜武非要因Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制6打桩顺序不合理 群桩密度大，桩间距较小，采用选择合理的施工顺序和时间间隔来消除邻近已施工桩之间的应力。 现场验证冯德凯吴维国要 因7工种配合不协调 各班组之间首次进行

16、工序间的搭接配合，必定生疏，但各自熟悉各类相关标准及施工工艺，经过配合，很快会衔接熟练。 调查分析冯德凯林丹非要因8测量仪器不精确 开工前已将所用的1台经纬仪等送检，泥浆比重计（检定证书编号为2008604），经纬仪（检定证书编号（MLY）A1/07-269），经检定均合格。 调查分析冯德凯范杜武非要因七、要因因确认Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制9地 质 条件 差 工程地质条件复杂，因土层变化钻进速度控制困难，不合理的钻进速度在塑性较强的土层易产生塌孔及缩径。 现场验证吴维国冯德凯要 因10供电中断影响 现场备一台250kVA发电机，确保断电时的不时之需。 现场验证陈

17、仁开冯德凯非要因11沉渣厚度测定不合理经前期试成孔发现因桩径大，钻孔深约70米，泥浆容量大，泥浆循环时间长，清孔工艺不合理直接影响沉渣厚度，沉渣厚度直接影响桩基质量。现场测试陈仁开冯德凯要 因七、要因因确认Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制七、要因因确认通过分析析，确定定了以下下4个要因：钻机不符合要求；1打桩顺序不合理；2地质条件差；3沉渣厚度测定不合理。 4要因Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制八、对策策制定对要因确确认表中中得出的的4个要因，运用5W1H原则进行行对策制制定。序号要 因对 策措施目标地点责任人执行日期1钻机不符合 要 求选用合理

18、的钻机选用GPS-20型钻机使钻机正反循环转换及排渣效率提高 施工现场林 丹范杜武翁春明200806.182打桩顺序不 合 理选择合理的施工顺序及施工时间选择合理的施工顺序和时间间隔来消除邻近已施工桩之间的应力。确保相邻桩施工大于36h或4d。 施工现场冯德凯吴维国陈仁开施工过程3地 质 条件 差控制钻头在各土层中的进尺速度采用GPS20型的桩机，并且在施工过程中控制钻头在各土层中的进尺速度和调整泥浆比重。使钻机能根据土层情况制定相应控制的参数。 施工现场陈仁开冯德凯吴维国施工过程4沉渣厚度测定不合理 改进沉渣检测方法 采用新型沉渣检测仪进行测量。 沉渣厚度5cm施工现场吴维国冯德凯陈仁开施工

19、过程Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制九、对策策实施实施一：选用合合理的钻钻机小组成员员与桩基基班组经经综合比比较决定定选用与与本工程程施工特特点相适适应的GPS-20型钻机，GPS-20型钻机底底盘较为为稳定、扭矩大大、钻机机稳、功功率大，能有效效保证钻钻机工作作的稳定定性和垂垂直度，容易实实现正反反循环转转换，排排渣效率率高。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制GPS-10型钻机和和GPS-20型钻机主主要技术术参数对对比表表6九、对策策实施技术参数单位GPS-10型钻机GPS-20型钻机转盘扭矩KN.m30120钻孔直径m1.5-21.3-2钻孔

20、深度m8090起重能力KN210500最高转盘转速转/分35正反49主机总质量t1620Company Logo九、对策策实施GPS-20型钻机更改GPS-10型钻机Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制九、对策策实施实施后GPS-20型钻机自自重提高高能有效效保证钻钻机工作作的稳定定性，正正反循环环转换切切换效率率高，排排渣效率率显著提提高，钻钻机能和和施工现现场相匹匹配。实施后桩桩机正反反循环转转换效率率对比表表7活动前GPS-10型钻机 活动后GPS-20型钻机 15min 8min 实施效果果Company Logo九、对策策实施 垂直度测量情况统计表 表91%规范要

21、求0.5%0.5%0.5%0.4%0.3%0.5%0.5%0.5%0.6%0.5%垂直度80#9#38#7#6#75#34#36#12#23#桩号制表人：冯德凯 日期：2008年6月25日Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制实施二：选择合合理的施施工顺序序及施工工时间本工程单单桩承载载力大、垂直度要要求高、群桩密度度大、桩间距离离小，桩桩之间的的相互影影响大，易发生生穿孔、坍孔和和偏钻现现象，应应力难以以消除，必须选选择合理理的施工工顺序和和时间间间隔来消消除邻近近已施工工桩之间间的应力力。九、对策策实施桩位示意图桩距大于于4d桩距大于于4d时间间隔隔36h时间间隔隔36h

22、 1 3 2 4桩距大于于4d桩距大于于4d钻机A打桩顺序序钻机B打桩顺序序 5 6下根桩下根桩打桩顺序序示意图图1324563740434749553533302822Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制实施效果果采用该方方法施工工后，可可以有效效确保相相邻前后后施工的的两桩孔孔的距离离4d（d为桩的直直径）或或时间间间隔不小小于36h。九、对策策实施前后施工工的两桩桩孔的距距离和时时间间隔隔统计表表表表8桩号1#2#3#4#5#6#时间（h）3636363636桩号1#3#5#7#9#11#桩距（d）4d4d4d4d4dCompany Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质

23、量控制九、对策策实施本工程地地质条件件差，在在淤泥质质粘土层层，粘土土层、砂砂性土层层中易产产生塌孔孔、缩径径等现象象，通过过增大钻钻压、降降低钻速速、分级级钻进并并增大泥泥浆泵入入量的方方式来改改进这个个难题。实施三：控制钻钻头在各各土层中中的进尺尺速度Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制进尺速度度cm/min进尺与土土层曲线线关系图图九、对策策实施在淤泥质粘土中，因其含水量高、流塑性大、易塌孔，在该层采取增大钻压、降低钻速，快速通过该段土层；在粘土中因塑性好、土层硬，容易缩径和糊钻，采取中等压力慢转速、分级钻进并增大泥浆泵入量；在砂性土中由于稳定性差，土体扰动后容易塌孔

24、，钻进时采取增大钻压，增加钻头转进深度。土层深度度(m)Company Logo在钻孔的的中部土土层中有有厚约8m的粉砂层层，极易易发生塌塌孔现象象。因此此施工中中注意在在砂层钻钻进时泥泥浆比重重稍大以以保护孔孔壁，而而在粘土土层钻进进时则适适当降低低泥浆比比重，以以提高钻钻进效率率。针对砾卵卵石层钻钻进时泥泥浆易变变稀薄而而发生严严重漏浆浆现象，准备一一些中粗粗砂作为为堵漏材材料备用用。九、对策策实施Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制效果检查查采用该方方法实施施后小组组施工过过程未出出现塌孔孔现象，漏浆现现象得到到有效控控制，采采取以下下的钻进进速度及及转数控控制参数数

25、（各土土层钻进进速度及及转数控控制参数数见下表表），得得到设计计和监理理认可。九、对策策实施Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制钻进速度度及转数数控制参参数表表9土层名称钻进速度转速（r/min）目的开孔时慢慢，8转确保中心对中，保证开孔垂直钢护筒底口慢慢，8转防止破坏与地层的融结淤泥质土层慢较慢，14-26转保证钻孔直径、防止缩孔防止糊钻粉土、粘土层中快，26-56确保中心对中，保证开孔垂直砂质粉土层粉质粘土粉砂 慢 慢，8-16转 避免塌孔 粉细砂 慢慢14-26转 避免塌孔 砾卵石 慢 慢，8-16转 保证垂直度，避免钻头摆动扩孔 强风化层慢慢，8-16转避免钻头跳动

26、失稳扩孔，保证开孔垂直中微风化层慢慢，8转避免钻机失稳，保证钻头顺利进入持力层九、对策策实施Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制实施四：改进沉沉渣检测测方法小组决定定改进原原来重锤锤凭感知知测沉渣渣的作法法，制作作出可量量化的检检测出沉沉渣厚度度的检测测仪（如如下图）。通过这种种简易的的手段，可量化化的检测测出沉渣渣厚度，具有很很强的实实用性。九、对策策实施Company Logo测量沉渣渣厚度00.mpgCompany Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制九、对策策实施实施效果果小组通过过检查，最终清清孔后的的孔底沉沉渣厚度度均可进进行量化化控制，监理和和建设单单位认

27、可可该测量量结果，部分桩桩沉渣厚厚度测量量数据如如下：沉渣厚度度测量情情况统计计表表10桩号 23#12#36#34#75#6#7#38#9#80#沉渣厚度（mm）30354025253030254045活动目标（mm）50505050505050505050Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十、实施施检查2008年6月26日，小组根根据制定定的对策策进行试试成孔，对全过过程进行行追踪检检查，制制定的每每个措施施均能得得到落实实，未发发生穿孔孔、坍孔孔等质量量事故，清孔效效率高且且彻底，控制标标准得到到实施。但在试桩桩过程发发现成孔孔临近中中风化层层或进入入中风化化层时，

28、钻机跳跳动较为为强烈，钻头难难以进入入中至微微风化花花岗岩层层。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制情况分析析十、实施施检查普通钻头头难以进进入较硬硬的中至至微风化化花岗岩岩层，钻钻进时给给予孔底底的压力力应大于于土层的的抗压强强度，这这样钻具具回转时时方能达达到切削削碎岩的的目的。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十、实施施检查制定对策策根据滚刀刀钻头具具有刚度度好、强强度高、耐磨性性好、嵌嵌岩能力力强等特特点，在在接近中中至微风风化岩层时，及及时更换换钻头，并增加加钻头重重量。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十、实施施检查

29、在接近中至微风化岩层时，及时将四翼刮刀钻头更换为滚刀钻头，同时在钻头上面直接装置配重块，既保证钻进压力，又提高钻头工作稳定性。 选用钢质好的粗钻杆：75kg/m，以防在加大钻压力时钻杆被扭断。（以70m的桩长计算，总配重量可达7.85t）。实施 Company Logo增加配重块的滚刀钻头四翼刮刀钻头大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十、实施施检查Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十、实施施检查检查实施后在在成孔临临近中风风化层或或进入中中风化层层时，提提高了钻钻头工作作稳定性性，钻机机能较好好的保持持平稳运运行；钻钻进压力力能得到到较好的的保证，有效保保证钻头头顺利进进入

30、中至至微风化化花岗岩岩层。Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制单桩竖向抗压静载试验和基桩低应变动力检测十一、效效果检查查十一、效效果检查查2008年11月28日所有桩桩均施工工完毕，对制定定的对策策效果实实施检查查，产生生了下列列效益。技术效益益Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制十一、效效果检查查1、单桩竖竖向极限限承载力力试验共共3根，单桩桩竖向极极限承载载力均22000KN，满足设设计要求求。单桩竖向向极限承承载力统统计表单位：KN桩号单桩竖向极限承载力桩号单桩竖向极限承载力28#2200055#2200036#22000技术效益益Company Logo大直径超深钻孔灌注桩施工质量控制2、经福建建省建筑筑工程质质量监督督检测中中心站共共对126根桩进行行动测，其中类桩1