旋挖钻孔桩垂直度控制课件.ppt

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1、QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,1、工程概况 郑州大学站是郑州市轨道交通1号线一期工程的一个中间车站，车站位于中原东路与兴华北街T字交叉口。车站起点里程右CK15+714.968，终点里程CK15+895.000，有效站台中心里程右CK15+825.000，车站总长180m。主体结构为地下二层双跨结构，采用明挖顺作法施工，标准段基坑深度约16.66m，盾构段基坑深度约17.71m，采用钻孔灌注桩+钢管支撑支护，桩间设网喷混凝土。,地铁车站旋挖钻灌注围护桩垂直度控制,1.1小组简介,本小组由郑州市轨道交通1号线02合同段项目经理部组成，于2009年8月7日成立，组员共10人

2、，平均年龄32岁，全部接受过48小时以上的TQC教育。详细情况见下表：,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,小组详细情况表,制表：刘子齐 复核：高桢,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,制表：刘子齐 复核：高桢,QC小组成员概况,1.2 QC小组成员,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2、选题理由,2.1现场要求,本车站地层以粉土、粉质粘土为主，中间夹两层粉砂，局部有强度达15Mpa的钙质结核。针对车站地质情况，我项目部采用旋挖钻机进行钻孔灌注桩施工，旋挖钻机具有机动、灵活、效率高、电子检测系统灵敏性好等特点，根据以往的施工经验，垂直度控

3、制一直是地铁车站钻孔灌注桩施工技术控制的重点与难点，如果钻孔桩垂直度控制不到位，可能会导致钻孔桩侵入车站主体结构，造成后期的车站主体结构施工质量隐患，同时增加喷射混凝土的材料与人工，为保证车站主体结构工程的质量和围护结构的安全，减少材料浪费，必须加强对围护钻孔灌注桩垂直度的控制。,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.2选题理由,安全要求,成本要求,旋挖钻设备发展要求,如果垂直度控制不好，围护桩与钢围檩不能很好的密贴而造成接触应力集中。,如果垂直度控制不好，为了防止围护桩侵限而必须加大外放量，这样就增加了回填混凝土数量。,旋挖钻成孔时，通过对垂直度控制研究，可以促进钻机本身

4、的设计进一步完善，使设备更好的满足施工需要。,课题选定,地铁车站旋挖钻灌注桩垂直度控制,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.3现场调查,郑州大学站围护桩施工从2009年11月6日开始，小组成员从11月8日11月13日对旋挖钻机的所钻成的孔进行了监测数据如下：,量测：彭江 制表：刘子齐,通过监测数据显示最大垂直度偏差达8.6，最小为4.7，平均偏差为6.8，虽然未超出建筑桩基技术规范要求，但是已经超出设计图纸规定外放量15cm，围护桩已经侵入车站主体结构，而且不能满足设计和地下铁道施工及验收规范要求，所以必须对旋挖钻的垂直度进行严格控制。,监测结果汇总表,QC成果资料 地铁

5、车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.4确定目标,根据我公司在南京地铁的经验，围护桩垂直度能够较好的控制在5以内，本QC小组分析郑州地铁的地质条件比南京要好，更有利于旋挖钻施工，,因而确定的目标为：通过QC活动，使我们围护桩垂直度控制3；,制图：刘子齐 统计：彭 江,垂直度(),QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.5可行性分析,明确活动目标后，小组成员对目标的可行性进行了如下分析：,1、小组成员知识起点高，均接受48小时以上的TQC知识培训；,2、领导重视，人力和物质资源均可以得到保证；,3、施工现场有便利的施工条件；,4、小组成员经验丰富，2019年减少远距离泵送混凝

6、土堵管频率QC小组获得全国优秀质量管理小组奖励； 2019年冬期混凝土施工入模温度控制QC小组获得国家级奖励。,5、旋挖钻机厂家重视对垂直度的控制研究，还邀请我们参与垂直度控制研究技术合作。,6、可以借鉴南京地铁一些好的经验。通过分析，大家对完成预定的目标充满了信心，确认此目标可行。,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.6原因分析,针对“地铁车站旋挖钻机灌注桩垂直度控制难度较大”的原因，小组成员集思广益，并从人、机、料、法、环五个方面进行了讨论分析。,技术人员和施工人员控制不到位,培训不到位,人,奖罚不明,责任心不强 作业不认真,机,本身的电子检测系统误差较大,缺乏鉴定周

7、期标准,机械设备磨损严重,设备维修不及时,料,钻斗选型不合理,未配备相应地层的钻头,泥浆护壁不足坍孔,泥浆拌制不合理,法,钻进方式单一,不同地层未切换钻进方法,钻进偏差控制不足,钻进速度过快,旋挖钻作业地面未平整压实,环,地铁车站旋挖钻灌注桩垂直度控制,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.7要因确认,小组成员在2009年11月13日至2009年11月25日对因果图中的9个末端因素进行了逐一确认，以下为要因确认情况：,原因一：培训不到位,针对部分现场技术人员首次接触地铁围护桩施工和旋挖钻作业方式，现场技术水平和经验不足，项目总工在11月6日组织举办了地铁车站围护桩首件工程施

8、工前培训，以幻灯片的形式演示了围护桩施工的工艺流程、施工方法，垂直度控制的要点以及旋挖钻施工与其他钻机相比在施工中垂直度控制的优越性，并编制围护桩施工作业指导书下发至工区。,技术人员培训,施工人员培训,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,项目部开展培训三期，对现场控制进行了定期与不定期的巡查。,确认结果：此条非要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,原因二：奖罚不明,11月10日安质部制定的旋挖钻施工的质量管理制度，明确施工人员的质量职责，并每月对旋挖钻施工班组进行考评，针对现场出现的质量问题，制定相应的奖罚制度，在现场安放旋挖钻机安全操作规程，加强现场施

9、工的质量管理。,11月16日项目部召开首件工程总结会，根据考评得分情况，并对现场控制的两名技术人员和4名技术工人进行了奖励。,确认结果：此条非要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,原因三：设备本身缺乏鉴定周期标准,11月8日至11月13日QC小组成员派专人通过经纬仪对旋挖钻机的桅杆进行监测，并把监测数据与旋挖钻本身的电子检测系统的显示数据进行对照。,监测数据对照表,制表：刘子齐 复核：彭江 日期：2009-11-13,通过监测数据的对比发现，旋挖钻本身的检测系统对垂直度的控制存在很大偏差，仅依靠机械本身的检测系统无法满足地铁围护桩垂直度的要求。通过与厂家进行联系，发现厂家

10、在对机械本身的电子检测系统标定方面没有制定明确的鉴定周期标准，其他施工与机械规范也没有电子系统定期鉴定的周期标准。,确认结果：此条是要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,原因四：机械设备维修不及时,针对旋挖钻机在施工过程中，各个部件的磨损较为严重，QC小组在现场对旋挖钻机进行检查发现，旋挖钻施工班组在每天上午的7:309:30对钻机进行维护保养，并按照旋挖钻机的出场说明书要求，制订了维修保养要点检查记录：,确认结果：此条非要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,原因五：未配备相应地层的钻头,按照郑州大学站的地质情况，地层以粉土、粉质粘土为主，中间夹两层

11、粉砂QC小组对旋挖钻班组配备的钻斗进行了检查，旋挖钻班组在现场配备了捞碴钻斗和螺旋钻斗，但对于现场地层中出现的钙质结核层和含砂层，捞碴钻斗和螺旋钻斗在钻进过程中均磨损严重，无法有效的控制钻孔桩的垂直度。,确认结果：此条是要因,原因六：泥浆拌制不合理,现场配制泥浆采用泥浆膨润土、工业碳酸钠（纯碱），通过现场的搅拌，QC小组在11月8日11月13日对泥浆进行检测，检测数据如下：,根据监测数据发现泥浆泥浆比重和粘度均不能满足规范要求的1.11.25和1822s，孔壁经过泥浆冲刷，在穿越砂层时产生局部塌孔现象，继而造成偏孔。,确认结果：此条是要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,

12、原因七：不同地层未切换钻进方式,QC小组对现场钻进方式进行监控，对不同的土层，钻头的转速也进行了控制，在软土中可稍高，在砂土及钙质结核层中要适当放慢。,不同地层钻斗转速控制值,确认结果：此条非要因,原因八：钻进速度过快,由于施工现场的土层情况，采用旋挖钻机施工时施工速度较快，平均在2小时便可成孔，现场施工人员按照钻头的接触到地层反馈回电子检测系统的信息，及时控制浮动、加压、转速、以及钻进速度，可满足现场施工要求。,确认结果：此条非要因,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,原因九：钻机作业面未平整压实,QC小组成员对现场的旋挖钻机进行调查，宇通重工YTR200旋挖钻机本身是拓展

13、式履带行走底盘，是美国的CAT公司的进口产品，并按照欧洲标准加厚，本身的稳定性比较好，钻机在就位前已经对施工作业面进行平整压实处理，且压实度控制在90%以上。,确认结果：此条非要因,通过上述各末端因素的分析，我们QC小组最终确认以下三条因素为主要原因。,要 因 表,制表：刘子齐 复核：高桢,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2.8对策制定,针对以上主要原因，分别制定如下对策：,制表：刘子齐 复核：高桢,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,3、对策实施,3.1对策实施阶段,主要原因对策实施情况如下：,【实施一】设备本身缺乏鉴定周期标准,QC小组邀请厂方技术人

14、员对钻机进行重新标定，调整电子检测系统，充分分析以往的经验资料，确定按每个钻进班，技术人员用经纬仪扫钻杆1次，每累计钻进2000m，厂家来现场，从X-Y两个方向对钻机进行垂直度校正。,效果检查：自2009年11月26日至2009年12月2日检测结果如下：,检测结果汇总表,制表：刘子齐 统计：张平 日期：2009-12-2,根据检测数据，最大垂直度偏差为2.9。,分目标实现！,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,【实施二】未配备相应地层的钻头,QC小组首先是针对钻头的选择，通过现场验证，螺旋钻头就比捞碴钻斗能更好地预防偏孔，原因是螺旋钻头的钻进阻力小，但是螺旋钻斗在对孔径的保证

15、方面没有捞砂钻斗好，只能在钻孔中采用两种钻头配合使用；相对于硬度较大的钙质结核层，我们选取双层底门带合金头的圆筒形入岩钻头；同时改变钻进方式：相对于粉土，我们采用连续加压、高速切削式钻进、对于粉砂层采用油缸加压、低转速碾磨式钻进，对于钙质结核层采用破碎式和碾磨式钻进相结合的钻进方式。,效果检查：我们在2009年11月26日至11月30日，我们配备了旋挖钻施工所需的3种钻头。,制表：刘子齐 统计：彭江 日期：2009-11-29,分目标实现！,螺旋钻头,桶钻钻头,入岩钻头,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,【实施三】泥浆拌制不合理,旋挖钻钻进速度较快，护壁泥浆泥皮形成时间较短

16、，所以厚度较薄，旋挖筒在提升时，会在孔底形成负压区，在砂层中容易造成塌孔的事故，进而造成斜孔，故在砂层中钻进时，泥浆比重、胶体率的指标要求比较高。,QC小组通过现场监控，现场搅拌泥浆采用钻孔桩专用泥浆膨润土、工业碳酸钠(轻质纯碱)，并增加进口的高分子术，调整配合比为：膨润土：纯碱：高分子术 =1：0.04：0.02；在现场配置专门的检测工具，对配制好的泥浆指标进行严格检查。,泥浆膨润土,高分子术,轻质纯碱,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,效果检查：2009年11月15日至2009年11月25日检测数据如下:,制表：张平 复核：郑联伟 日期：2009-12-6,通过检测结果

17、显示，配制泥浆能够达到规范要求。,分目标实现！,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,4、C 阶段,4.1效果检查,我们继续对后期围护桩的垂直度进行跟踪测量检测，在12月8日至12月10日的检测中，我们发现电子检测系统的显示数据与经纬仪检测数值不能达到目标的同步，始终电子检测系统的数值在归零后，通过经纬仪检测数据仍有误差，且偏差超过3，电子检测系统刚刚经过厂家鉴定和我们的复查，问题到底出在什么地方？QC小组成员决定再次邀请厂家技术人员同我们一起进行复查监测。,通过对电子检测系统的重新标定，仍不能解决此问题，厂家技术人员和我们决定对旋挖钻其他部位进行检查，在2009年12月11日

18、至2009年12月13日的检查中，我们终于找到问题的关键，原来是钻机的电子检测系统中的桅杆调整指示，在钻机加压进行钻进时，钻斗前端接触到土层面时，会出现钻杆和桅杆会出现一些偏移，但在显示屏上面无法及时的显示出来，而且在那每次甩土回转的过程中，回转到桩位时，会自动归零，回转定位指示显示的是初始设置的位置，而不是在钻进过程中由于接触土面形成偏差的位置，也就是说电子显示系统反应速度过慢，导致垂直度偏差会超出3。,我们的目标没有实现！,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,针对找到的新要因，我们补充了相应的对策：,对策制定后，更换了新的电子监测系统，在钻机每次钻孔前，需对钻机的定位指示

19、和回转定位指示进行校核，准确的输入指定位置点，架设经纬仪对每次甩土回转后的桅杆和钻杆进行复核，减少累计误差，并通过探孔器复核桩位垂直度。,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,效果检验：在2009年12月19日至2009年12月29日检测结果如下表所示：,监测结果汇总表,制表：刘子齐 统计：张平 日期：2009-12-29,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,根据检测数据，平均结果如表所示：在钻进过程中最大值2.6cm10012m=2.2。,我们的目标实现了！,垂直度(),制图：刘子齐 统计：张平,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,4.2效

20、益比较,活动后，我们项目部郑州大学站桩基施工从2009年11月6日开始至2009年12月30日完成，共用55天，完成297根桩，灌注桩平均垂直度为2.4，减少了对侵限桩体部分的凿除，减少了喷射混凝土的损失，具体经济效益见下表。,活动前后经济效益对照表,制表：胡正红 复核：邹超,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,4.3社会效益,本次活动成功的提高桩基垂直度的控制，为工程质量提供了保证，得到了业主和监理的好评，为公司在以后的施工中积累了经验，真正提高了公司的施工实力。,通过本次活动，小组成员的问题意识、改进意识、参与意识都有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题

21、的信心，团队精神也得到了很大的增强，同时给项目部其他成员起到了模范作用。,小组综合素质评价表,制表：刘子齐 统计：张平,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,制图：刘子齐 统计：张平,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,5 巩固措施,（1）编制深基坑围护桩垂直度控制作业指导书，下发至施工班组，在接下来中原东路站710根围护桩施工时严格执行。,（2）结合郑州市地质和现场实际情况，组织施工班组学习掌握垂直度控制的要点和难点，现场技术人员加强控制意识。,（3）对施工中的钻机要勤监测、勤复核，对出现的异常情况，要组织分析和讨论，总结经验教训，为以后的施工质量控制打下基

22、础。,（4）设置专人进行垂直度检测作业，建立垂直度测量台帐，对每天的检测进行详细记录，作为宝贵的原始资料。,（5）小组设定了巩固期，从2019年1月12日在中原东路站旋挖钻钻孔桩作业中，跟踪进行检测和检查。,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,2019年1月12日1月25日监测结果汇总表,平均垂直度：3.5cm10012m=2.9，从数据显示，我们的活动结果可以得到有效的控制。,QC成果资料 地铁车站围护桩垂直度控制 QC成果资料,6 总结和打算,我们活动小组在此次活动中成功的实现了预定目标,积累了宝贵的活动经验。而我们现在的QC小组已经积极的进入到了“大面积薄层混凝土施工冷缝控制”的新课题中，我们打算成立更多的小组，让更多的人参与活动小组，让更多的人了解和支持小组活动，同时为单位创造更多的有形财富和无形财富。,谢谢各位专家的评审,谢谢！,