提高海域深厚抛石层中旋喷桩成桩合格率

QC成果展示提高海域深厚抛石层中旋喷桩成桩合格率2课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算0102030405060708091011123课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112课题简介1深中通道东人工岛位于深圳侧岸滩，宝安机场南侧、紧邻机场福永码头，东侧与机荷高速枢纽衔接，西接沉管隧道，南北向与沿江高速机场衔接。东人工岛东西长度为930m，南北向沿沿江高速轴线长1136m，形成陆域面积约34.38万㎡，用海面积47.63万㎡。课题简介1东人工岛岛上段E匝道隧道穿越既有码头抛石斜坡堤，基坑围护结构为Φ800@1000钻孔灌注桩+Φ800@1000桩间止水+Φ800@600后排旋喷桩止水帷幕，旋喷桩桩长为24m，止水桩共计10830根，加固旋喷桩设计情况见右图。加固区域地质条件复杂且存在深厚抛石层(厚度达5.6m～16m)，在抛石层中施工旋喷桩存在一系列的技术难题，再加上施工区域海水贯通的影响，若旋喷桩成桩质量差，无法达到地基加固、围护止水的效果，将会对后续基坑开挖等施工埋下严重的风险隐患。因此，为了更好的保证深厚抛石层中旋喷桩成桩成功率，我项目部决定开展QC活动。6课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112小组概况2小组名称跨越QC小组课题名称提高海域深厚抛石层中旋喷桩成桩合格率课题类型现场型小组注册号ZSSC-2019-8组建时间2019年8月1日课题注册号ZSSCKT-2022-001小组人数10人活动时间2022年4月1日—2022年9月30日活动次数每周活动两次，出勤率100%小组接受QC知识教育95学时/人序号姓名职称学历组内职务组内分工1高级工程师硕士组长全面负责2工程师本科副组长方案制定、策划3工程师本科副组长组织策划、监督4助理工程师硕士组员技术控制、成果编制5助理工程师专科组员现场管理、效果检查6助理工程师本科组员数据分析7助理工程师本科组员数据处理8助理工程师本科组员资料收集9技术员专科组员现场实施10助理工程师本科组员现场实施小组获奖情况2小组针对深中通道S03标合同段的各项技术重难点，开展了一系列的QC课题攻关活动，并取得了一定成果。2019年QC小组研究的《提高海域双排钢板桩间旋喷桩成桩质量》荣获2项国家级二等奖、2项省级一等奖2021年QC小组研究的《提高海域深厚回填砂层及淤泥层排水板施工合格率》荣获1项国家级一等奖、1项省级一等奖小组活动计划表2为保证QC活动能按时有效的完成，小组成员经过讨论制定了QC活动计划甘特图，并且严格按照计划进行。10课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112选择课题31、公司质量要求：深中通道东人工岛工程是打造我公司海上项目品牌的关键，同时也是争创鲁班奖工程项目，为了加强质量管理，提高争优创优能力，公司制定了施工质量考核办法，要求旋喷桩施工合格率不低于96%。2、业主要求：工程项目时间紧、任务重，业主明确提出施工节点要求，匝道基坑在10月份必须具备开挖条件，若止水旋喷桩合格率较低导致大面积返工，将会造成施工计划严重滞后，无法完成重要节点任务。公司通知文件选择课题33、工程现状：2022年4月，我项目部对进行工艺试验的5个分区各自抽取30根施工完成的旋喷桩进行成桩质量调查统计，发现旋喷桩成桩平均合格率仅为84%，远低于公司要求的合格率。4、旋喷桩返工成本高：本工程匝道止水旋喷桩工程量巨大，桩基数量达10830根，若按照目前旋喷桩成桩平均合格率84%计算，不合格桩基高达1733根，对这些存在质量缺陷的旋喷桩进行修复将耗费大量成本，并且严重影响项目工期。因此，小组选定课题为：提高海域深厚抛石层中旋喷桩成桩合格率区域E1E2E3E4E5平均值合格率86.67%76.67%83.33%76.67%96.67%84.00%旋喷桩成桩合格率13课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112现状调查4不同地质环境施工质量统计表不同地质环境施工质量饼分图序号地质环境不合格数量(根)占总量百分比1深厚抛石层2395.83%2无抛石层14.17%（1）第一层分析对5个区域已施打完成的旋喷桩进行详细的检查统计。检查总量为150根，其中合格数量为126根，不合格数量为24根，合格率为84%为了进一步了解问题所在，小组根据不同地质环境旋喷桩施工合格进行了统计分析。可以发现“深厚抛石地层”施工的旋喷桩质量不合格的数量为23根，占比95.83%现状调查4施工质量问题统计表（2）第二层分析针对“深厚抛石层”不合格的23根旋喷桩，QC小组从不同的质量问题再次进行分析，通过图表可以发现：“桩身不完整”的旋喷桩数量为20根，占比86.96%序号质量问题不合格数量占比(%)1桩身不完整2086.96%2桩径偏差超标14.35%3桩位中心偏移14.35%4强度不满足要求14.35%5桩长不足00.00%合计23100施工质量问题簇状柱形图现状调查4“施打深度不够”质量问题统计表（3）第三层分析为了更进一步了解问题的症结，QC小组针对“桩身不完整”的质量问题进行了归类统计，通过图表可以发现：由排列图可以看出，“桩身断层”累计频率达到了90%，是影响旋喷桩施工合格率的主要症结。序号问题描述频数频率（%）累计频率（%）1桩身断层1890.00%90.00%2桩身呈片状15.00%95.00%3桩身呈碎块状15.00%100.00%4桩间夹泥00.00%100.00%“桩身不完整”质量问题频数排列图17课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112设定目标5活动目标以公司质量目标要求作为小组活动目标，将海域深厚抛石层中旋喷桩施工合格率从84%提高到96.0%设定为本次活动的目标。(3)测算分析通过以上数据分析，如果解决施工质量的主要症结，即可将合格率提升至(150-24+18）/150=96%。因此，将目标设定为96%是合理可行的目标设定依据5(1)企业标杆水平分析2022年4月12日-4月14日，QC小组副组长联系到代表公司先进水平的项目相关人员，对旋喷桩施工质量进行了调查统计，平均合格率已达到了96.83%，远高于公司要求。（2)小组历史最好水平分析QC小组成员通过统计数据发现，E5区域的旋喷桩施工合格率达到了96.67%，高于目标要求。20课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112原因分析6为了找到影响旋喷桩施工质量的原因，QC小组成员经过多次会议，畅所欲言，集思广益，采用头脑风暴法从人、机、料、法、环、测六个方面对影响海域深厚抛石层旋喷桩施工质量的各个环节进行了详细分析和总结，并绘制了关联图。小组成员召开原因分析会原因分析6根据关联图可知，造成旋喷桩桩身断层的末端原因共有8条。经过分类统计，得出末端原因汇总表如下：原因分析关联图序号末端因素类别1未进行技术交底人2现场监督不到位3流量计精度不准，与实际注浆量不符机4泥浆比重计不准5拌浆后台称重系统不准6出厂水泥不符合标准料7施工参数在海域特殊环境下适用性差法8抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失环末端原因汇总表23课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112确定主要原因7编号末端因素确认内容确认方法确认标准责任人完成时间1未进行技术交底现场询问调查施工人员对工艺和方案了解情况调查分析技术交底和培训记录齐全，现场考核合格率达到95%以上2022年4月20日2现场监督不到位现场确认技术员对施工的监督记录情况调查分析监督记录完整2022年4月20日3流量计精度不准，与实际注浆量不符确认流量计精度是否准确现场测量调查分析流量计显示的总浆量≤实际总注浆量2022年4月25日4泥浆比重计不准确认泥浆比重计是否标定准确现场测量装入清水测得的比重为1.0，误差不大于5%2022年4月22日5拌浆后台称重系统不准确认拌浆后台称重系统是否准确现场测量标定砝码重量与拌浆后台显示的重量相等或误差不大于5%2022年4月23日6出厂水泥不符合标准确认水泥是否符合各项标准调查分析水泥各项测试技术指标满足国家现行标准2022年4月21日7施工参数在海域特殊环境下适用性差确认施工参数是否满足成桩要求调查分析采用该施工参数在海域特殊环境下可以成桩2022年4月24日8抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失确认抛石层、海域潮汐对旋喷桩施工的影响程度调查分析现场试验根据抛石层、海域潮汐影响制定针对应控制措施。2022年5月2日在分析汇总出8个造成旋喷桩桩身断层的末端原因后，小组成员制定了要因确认计划表确定主要原因7要因确认一：未进行技术交底2022年4月20日，对现场施工人员的实际操作及相关技术交底工作进行了全面的审查，并对相关人员进行了考核。经过调查分析，我项目的技术交底会议，班组人员均为全勤参加。并且在考核中，施工人员对工艺和方案情况较为清楚，考核合格率达到了96%。技术交底会议技术交底签到表考核情况统计表施工班组人数考核情况合格率（%）是否接受培训和技术交底不合格合格班组13012997是（全勤）班组22312296是（全勤）合计5325196

结论：非要因确定主要原因7要因确认二：现场监督不到位2022年4月20日，对现场技术人员的监督记录情况以及表上有关监督项目进行了详细的调查，并对相关技术人员进行了考核。经过调查分析，现场技术人员对旋喷桩施工的各个环节严格把控，并且都有监理现场见证，通过相关考核发现，技术人员的考核成绩都在95分以上。结论：非要因技术员考核统计表现场监督记录表现场监督照片技术员考核成绩是否合格李超96合格孟令捷99合格娄鑫吉100合格王澳宇95合格景好卫95合格余露97合格确定主要原因7要因确认三：流量计精度不准2022年4月21日-5月25日，小组成员首先收集了一个月的旋喷桩施工记录，并对流量计小票和拌浆后台小票进行数据处理和分析，绘制出两者水泥用量曲线图所示，并且由第三方对流量计流速进行全面复核。通过以上曲线图及第三方复核结果可以看出，现场施工自动拌浆后台的实际水泥用量均大于流量计反推算出的水泥用量，最大偏差率仅为1.45%，满足施工要求。结论：非要因流量计第三方复核水泥用量对比曲线图第三方复核结果确定主要原因7要因确认四：泥浆比重计不准2022年4月22日，组织现场技术员对现场所用的12个泥浆比重计进行调查。从以上统计图表可以看出，泥浆比重计的示数平均误差为0.023，平均误差率为2.3%，满足设计规范要求结论：非要因泥浆比重计进行标定编号比重计示数误差编号比重计示数误差10.98-0.0271.010.0121.040.0481.030.0331.020.0290.97-0.0340.99-0.01101.000.0050.97-0.03110.99-0.0161.050.05121.020.02平均误差值0.023平均误差率2.3%泥浆比重示数散点图泥浆比重计标定统计表确定主要原因7要因确认五：拌浆后台称重系统不准2022年4月23日，组织技术员对现场三个拌浆后台进行重新标定，标定物采用100kg～500kg砝码，为了减少随机误差的影响，每个拌浆后台标定次数取10次，偏差结果如右图：通过以上统计图表以及第三方检测结果可以看出，现场使用的3个拌浆后台称重系统误差均在允许范围内，满足施工要求。1#拌浆后台偏差（Kg）2#拌浆后台偏差（Kg）3#拌浆后台偏差（Kg）12.510.513.922.82-0.82231.231.23-1.14-2.641.94-2.650.15-1.250.36-0.860.362.370.77-1.97-2.481.281.28-1.29-0.492.59-2.810-0.910-2.410-1.5第三方复核结果结论：非要因拌浆后台称重偏差统计表偏差值散点图确定主要原因7要因确认六：出场水泥不符合标准2022年4月21日，对出厂水泥进行了跟踪调查，发现水泥的质检材料齐全，且各项指标均满足国家标准，对症结影响程度较小。结论：非要因出场水泥合格证物理性能试验报告确定主要原因7要因确认七：施工参数在海域特殊环境下实用性差2022年4月21日-24日，对海域非抛石层区域的旋喷桩成桩情况进行了调查分析，结果如右所示：通过以上图表可以看出，通过以上图表可以看出，采取同样的施工参数在非抛石层区域能够很好的成桩，平均施工合格率为96.63%。结论：非要因旋喷桩成桩情况区域检查桩数合格数量不合格数量合格率E82019195.00%E92322195.65%E1021210100.00%E112524196.00%合计8986396.63%旋喷桩成桩统计表旋喷桩成桩统计图确定主要原因7要因确认八：抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失2022年4月25日-5月2日，小组成员对施工区域潮汐水位进行了监测，并将抛石层区域与非抛石层区域进行对比:可以看出，深厚抛石层区域受海域潮汐的影响较大，水位变动频繁。为了进一步探明情况，小组成员对影响区域进行局部开挖，发现抛石层区域透水严重，加上潮汐落差的影响，浆液流失极为严重。结论：要因抛石层区域透水严重水位测量水位历时曲线图抛石层区域取芯情况确定主要原因7经过要因逐条验证分析，得出以下1条末端因素为要因：1.抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失34课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112制定对策8小组成员对影响旋喷桩施工质量的主要原因分别制定了2项对策，并从有效性、可实施性、经济性以及时间性四个方面进行综合对比分析。序号要因对策评价综合得分选择方案有效性可实施性经济性时间性1抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失旋挖+换填改善抛石层透水性★●★▲经济性好，可实施性、有效性一般、时间性差（14分）选用2更换围护结构工艺★●▲●有效性、时间性好，可实施性一般，经济性差（12分）不选注：★优5分●一般3分▲差1分制定对策8为了针对要因制定最佳对策，小组严格按照5W1H的原则，根据我项目部实际情况设定了目标，提出了实现对策的主要措施，明确了责任人，实施地点和完成时间，并且制定了对策表。序号要因对策目标措施地点时间负责人1抛石层透水性强，海域潮汐落差大加速浆液流失旋挖+换填改善抛石层透水性降低地层透水性，减少浆液流失，正常返浆的桩基数量不低于96%1、召开专题技术会议，制定针对性施工方案，并对作业人员进行重新交底。2、钢护筒护壁，旋挖钻机清理抛石并换填砂土，最后进行旋喷桩施工。3、检查验证对策实施目标。施工现场2022.5.1537课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112对策实施9对策实施：旋挖+换填改善抛石层透水性目标：降低地层透水性，减少浆液流失，返浆异常的桩基数量不大于4%实施时间：2022年5月15日-2022年5月30日实施过程：1、召开专题技术会议，指定针对性施工方案项目总工组织全体技术人员，在会议室展开针对性施工方案讨论会，对对策实施方案进行全面细化，制定了针对性的施工方案，并对作业人员进行二次技术交底。专题技术会议施工二次交底对策实施9对策实施：旋挖+换填改善抛石层透水性实施过程：2、钢护筒护壁，旋挖钻机清理抛石并换填砂土，最后进行旋喷桩施工因施工区域上覆松散人工回填砂，引孔时极易出现塌孔现象，需先下放Φ900mm钢护筒至抛石层顶部达到护壁的效果，再利用旋挖钻机挖除桩基范围内抛石，接着利用挖机向孔内回填砂土并进行压实处理，待其具有一定的密实度后，拔除前期埋设的钢护筒，再对换填孔进行旋喷桩注浆施工。钢护筒埋设施工流程图旋挖钻孔孔内回填砂土旋喷注浆对策实施9对策效果检查、对现场各个区域旋喷桩施工进行了全程跟踪调查。根据以上统计数据可以看出，在对策实施后，旋喷桩施工期间返浆异常占比仅为3.67%，正常返浆的桩基数量达到了96.33%，抛石层透水性和浆液流失现象得到了明显的改善。结论：在旋挖+换填对策实施后，其返浆异常的桩基数量占比为3.67%，满足施工过程中返浆异常的桩基数量不大于4%的目标值。对策实施有效，对策目标值达成，对策实施结果经过验证没有安全、质量、管理、成本等方面的负面影响。区域施工根数返浆异常根数占比%E12015E21500E33126.45E41915.26E52400合计10943.67旋喷桩返浆情况统计表旋喷桩返浆次数统计图41课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112效果检查101、目标实现情况从2022年6月到2022年7月，小组成员对各区旋喷桩施工质量进行跟踪检查并做好记录。通过数据可以发现，本次QC活动完成了设定的预定目标，活动后旋喷桩施工合格率从活动前的84%增长到96.50%。旋喷桩施工质量统计表（活动前）旋喷桩施工质量统计表（活动后）序号区域检查数量(根)合格数量(根)不合格数量(根)合格率(%)1E13026486.67%2E23023776.67%3E33025583.33%4E43023776.67%5E53029196.67%合计1501262484.00%序号区域检查数量(根)合格数量(根)不合格数量(根)合格率(%)1E14038295.00%2E24039197.50%3E34038295.00%4E44038295.00%5E540400100.00%合计200193796.50%效果检查102、现状改善情况从对比图表可以看出，“桩身不完整”质量问题下降率为85%，“桩身断层”质量问题下降率为88.89%。旋喷桩施工质量问题调查表（活动前）序号质量问题根数频率累计频率1桩身不完整2089.9686.962桩径偏差超标14.3591.303桩位中心偏移14.3595.644强度不满足要求14.351005桩长不足00100旋喷桩施工质量问题调查表（活动后）旋喷桩施工质量问题频数图（活动前）旋喷桩施工质量问题频数图（活动后）序号质量问题根数频率累计频率1桩身不完整342.8642.862桩径偏差超标228.5771.433桩位中心偏移114.2985.714强度不满足要求114.291005桩长不足00100效果检查102、现状改善情况影响旋喷桩施工质量的主要“症结”已经得到了解决，活动目的达到。频数调查对比表（第一次展开）频数调查对比表（第二次展开）序号检查部位频数对比下降数下降率实施前实施后1桩身不完整2031785%2桩径偏差超标12-1/3桩位中心偏移110/4强度不满足要求110/5桩长不足000/合计2371669.57%序号检查部位频数对比下降数下降率实施前实施后1桩身断层1821688.89%2桩身呈片状110/3桩身呈碎块状101/4桩间夹泥000/合计2031785%实施后取芯情况效果检查103、负面影响调查评价分析经过本次QC活动，提高了旋喷桩施工质量，降低了后期工序的安全隐患，节约了大量后期返工成本。序号项目对策实施前对策实施后1安全作为岛上基坑围护结构的止水措施，若无法达到预期止水效果，将会为后续开挖工序埋下严重的安全隐患。大幅度提高了旋喷桩施工质量；大幅度降低了后期工序安全隐患；对策实施结果经过验证没有安全、质量管理成本等方面的负面影响2质量抛石层旋喷桩施工质量差，合格率较低，对于充当止水作用的旋喷桩有较大的质量问题。施工质量大幅度提高，症结明显得到了改善，对策实施结果经过验证没有安全、质量管理成本等方面的负面影响3管理施工质量差，后期修复工程量大，材料浪费量高，对周围环境影响大施工质量大幅度提高，省去了后期修复工程，大幅度减少了材料的浪费以及对周围环境的影响，对策实施结果经过验证没有安全、质量管理成本等方面的负面影响4成本施工质量差，材料浪费严重，返工修复成本高施工质量大幅度提高，节约了材料，省去高成本的后期修复工程，对策实施结果经过验证没有安全、质量管理成本等方面的负面影响效果检查104、效益情况经过这次QC活动，小组成员对经济效益进行了核算：（1）节约施工总费用返工费用：23878×（1-84%）×16×52=3178639元（2）与活动相关投入工程总费用三方检测费用：35000元新增设备费用：20000+13000+15000=48000元新增钢护筒成本费用：5500元总费用：35000+48000+5500=88500元（3）通过质量管理小组活动，共节约成本3178639-88500=3090139元本工程通过QC小组成员努力，节约了工期21天，直接和间接经济效益达309万元。经济效益证明效果检查10基于本次QC成果，撰写的论文《海域人工岛深厚抛石层下的旋喷桩施工技术》于2023年2月被中文核心期刊《水运工程》录用，相关施工工法正在筹备中。论文及录用通知48课题简介小组概况选择课题现状调查原因分析确定主要原因制定对策设定目标目录CONTENTS对策实施效果检查制定巩固措施总结及下一步打算010203040506070809101112制定巩固措施11为了巩固和推广QC小组活动成果，小组成员对提高海域深厚抛石层中旋喷桩成桩合格率的相关资料进行整理汇总，对对策措施进行总结，并将有效措施编制成册（