旋挖鉆孔樁垂直度控制

1、地鐵車站旋挖鉆灌注圍護樁垂直度控制,中國中鐵一局集團第四工程有限公司,地鐵車站旋挖鉆灌注樁垂直度控制QC小組,發(fā)表人：劉子齊,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,1、工程概況 鄭州大學站是鄭州市軌道交通1號線一期工程的一個中間車站，車站位于中原東路與興華北街T字交叉口。車站起點里程右CK15+714.968，終點

2、里程CK15+895.000，有效站臺中心里程右CK15+825.000，車站總長180m。主體結構為地下二層雙跨結構，采用明挖順作法施工，標準段基坑深度約16.66m，盾構段基坑深度約17.71m，采用鉆孔灌注樁+鋼管支撐支護，樁間設網(wǎng)噴混凝土。,地鐵車站旋挖鉆灌注圍護樁垂直度控制,1.1小組簡介,本小組由鄭州市軌道交通1號線02合同段項目經(jīng)理部組成，于2009年8月7日成立，組員共10人，平均年齡32歲，全部接受過48小時以上的TQ

3、C教育。詳細情況見下表：,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,小組詳細情況表,制表：劉子齊 復核：高楨,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制

4、 QC成果資料,制表：劉子齊 復核：高楨,,QC小組成員概況,1.2 QC小組成員,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2、選題理由,2.1現(xiàn)場要求,本車站地層以粉土、粉質(zhì)粘土為主，中間夾兩層粉砂，局部有強度達15Mpa的鈣質(zhì)結核。針對

5、車站地質(zhì)情況，我項目部采用旋挖鉆機進行鉆孔灌注樁施工，旋挖鉆機具有機動、靈活、效率高、電子檢測系統(tǒng)靈敏性好等特點，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，垂直度控制一直是地鐵車站鉆孔灌注樁施工技術控制的重點與難點，如果鉆孔樁垂直度控制不到位，可能會導致鉆孔樁侵入車站主體結構，造成后期的車站主體結構施工質(zhì)量隱患，同時增加噴射混凝土的材料與人工，為保證車站主體結構工程的質(zhì)量和圍護結構的安全，減少材料浪費，必須加強對圍護鉆孔灌注樁垂直度的控制。,QC成果資料

6、 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2.2選題理由,安全要求,成本要求,旋挖鉆設備發(fā)展要求,,,,如果垂直度控制不好，圍護樁與鋼圍檁不能很好的密貼而造成接觸應力集中。,如果垂直度控制不好，為了防止圍護樁侵限而必須加大外放量，這樣就增加了回填混凝土數(shù)量。,旋挖鉆成孔時，通過對垂直度控制研究，可以促進鉆機本身的設計進一步完善，

7、使設備更好的滿足施工需要。,課題選定,地鐵車站旋挖鉆灌注樁垂直度控制,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2.3現(xiàn)場調(diào)查,鄭州大學站圍護樁施工從2009年11月6日開始，小組成員從11月8日～11月13日對旋挖鉆機的所鉆成的孔進行了監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：,,,量測：彭江

8、 制表：劉子齊,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示最大垂直度偏差達8.6‰，最小為4.7‰，平均偏差為6.8‰，雖然未超出《建筑樁基技術規(guī)范》要求，但是已經(jīng)超出設計圖紙規(guī)定外放量15cm，圍護樁已經(jīng)侵入車站主體結構，而且不能滿足設計和《地下鐵道施工及驗收規(guī)范》要求，所以必須對旋挖鉆的垂直度進行嚴格控制。,監(jiān)測結果匯總表,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制

9、 QC成果資料,,,2.4確定目標,根據(jù)我公司在南京地鐵的經(jīng)驗，圍護樁垂直度能夠較好的控制在5‰以內(nèi)，本QC小組分析鄭州地鐵的地質(zhì)條件比南京要好，更有利于旋挖鉆施工，,因而確定的目標為：通過QC活動，使我們圍護樁垂直度控制≤3‰；,,制圖：劉子齊 統(tǒng)計：彭 江,,,垂直度(‰),QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制

10、 QC成果資料,,,2.5可行性分析,明確活動目標后，小組成員對目標的可行性進行了如下分析：,1、小組成員知識起點高，均接受48小時以上的TQC知識培訓；,2、領導重視，人力和物質(zhì)資源均可以得到保證；,3、施工現(xiàn)場有便利的施工條件；,4、小組成員經(jīng)驗豐富，2007年《減少遠距離泵送混凝土堵管頻率》QC小組獲得全國優(yōu)秀質(zhì)量管理小組獎勵； 2008年《冬期混凝土施工入模溫度控制》QC小組獲得國家級獎

11、勵。,5、旋挖鉆機廠家重視對垂直度的控制研究，還邀請我們參與垂直度控制研究技術合作。,6、可以借鑒南京地鐵一些好的經(jīng)驗。通過分析，大家對完成預定的目標充滿了信心，確認此目標可行。,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2.6原因分析,針對“地鐵車站旋挖鉆機灌注樁垂直度控制難度較大”的原因，小組成員集思廣益，并從人、機、料

12、、法、環(huán)五個方面進行了討論分析。,技術人員和施工人員控制不到位,,培訓不到位,,人,,,獎罰不明,責任心不強 作業(yè)不認真,,,機,,本身的電子檢測系統(tǒng)誤差較大,,缺乏鑒定周期標準,,機械設備磨損嚴重,,設備維修不及時,,料,,鉆斗選型不合理,,未配備相應地層的鉆頭,,泥漿護壁不足坍孔,,泥漿拌制不合理,,法,,鉆進方式單一,,不同地層未切換鉆進方法,,鉆進偏差控制不足,,鉆進速度過快,,旋挖鉆作業(yè)地面未平整壓實,

13、環(huán),,,地鐵車站旋挖鉆灌注樁垂直度控制,,,,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2.7要因確認,小組成員在2009年11月13日至2009年11月25日對因果圖中的9個末端因素進行了逐一確認，以下為要因確認情況：,原因一：培訓不到位,針對部分現(xiàn)場技術人員首次接觸地鐵圍護樁施工和旋挖鉆作業(yè)方

14、式，現(xiàn)場技術水平和經(jīng)驗不足，項目總工在11月6日組織舉辦了地鐵車站圍護樁首件工程施工前培訓，以幻燈片的形式演示了圍護樁施工的工藝流程、施工方法，垂直度控制的要點以及旋挖鉆施工與其他鉆機相比在施工中垂直度控制的優(yōu)越性，并編制圍護樁施工作業(yè)指導書下發(fā)至工區(qū)。,技術人員培訓,施工人員培訓,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資

15、料,項目部開展培訓三期，對現(xiàn)場控制進行了定期與不定期的巡查。,確認結果：此條非要因,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因二：獎罰不明,11月10日安質(zhì)部制定的旋挖鉆施工的質(zhì)量管理制度，明確施工人員的質(zhì)量職責，并每月對旋挖鉆施工班組進行考評，針對現(xiàn)場出現(xiàn)的質(zhì)量問題，制定相應的獎罰制度，在現(xiàn)場安放《旋挖鉆機安全操作規(guī)程

16、》，加強現(xiàn)場施工的質(zhì)量管理。,11月16日項目部召開首件工程總結會，根據(jù)考評得分情況，并對現(xiàn)場控制的兩名技術人員和4名技術工人進行了獎勵。,確認結果：此條非要因,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因三：設備本身缺乏鑒定周期標準,11月8日至11月13日QC小組成員派專人通過經(jīng)緯儀對旋挖鉆機的桅桿進行監(jiān)測，并把監(jiān)測數(shù)

17、據(jù)與旋挖鉆本身的電子檢測系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)進行對照。,監(jiān)測數(shù)據(jù)對照表,,制表：劉子齊 復核：彭江 日期：2009-11-13,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)，旋挖鉆本身的檢測系統(tǒng)對垂直度的控制存在很大偏差，僅依靠機械本身的檢測系統(tǒng)無法滿足地鐵圍護樁垂直度的要求。通過與廠家進行聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)廠家在對機械本身的電子檢測系統(tǒng)標定方面沒有制定明確的鑒定周期標準，其他施工與機械規(guī)范也沒有電子系統(tǒng)定期鑒定的周期標準

18、。,確認結果：此條是要因,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因四：機械設備維修不及時,針對旋挖鉆機在施工過程中，各個部件的磨損較為嚴重，QC小組在現(xiàn)場對旋挖鉆機進行檢查發(fā)現(xiàn)，旋挖鉆施工班組在每天上午的7:30—9:30對鉆機進行維護保養(yǎng)，并按照旋挖鉆機的出場說明書要求，制訂了維修保養(yǎng)要點檢查記錄：,確認結果：此條非

19、要因,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因五：未配備相應地層的鉆頭,按照鄭州大學站的地質(zhì)情況，地層以粉土、粉質(zhì)粘土為主，中間夾兩層粉砂QC小組對旋挖鉆班組配備的鉆斗進行了檢查，旋挖鉆班組在現(xiàn)場配備了撈碴鉆斗和螺旋鉆斗，但對于現(xiàn)場地層中出現(xiàn)的鈣質(zhì)結核層和含砂層，撈碴鉆斗和螺旋鉆斗在鉆進過程中均磨損嚴重，無法有效的控制

20、鉆孔樁的垂直度。,確認結果：此條是要因,原因六：泥漿拌制不合理,現(xiàn)場配制泥漿采用泥漿膨潤土、工業(yè)碳酸鈉（純堿），通過現(xiàn)場的攪拌，QC小組在11月8日—11月13日對泥漿進行檢測，檢測數(shù)據(jù)如下：,,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)泥漿泥漿比重和粘度均不能滿足規(guī)范要求的1.1~1.25和18~22s，孔壁經(jīng)過泥漿沖刷，在穿越砂層時產(chǎn)生局部塌孔現(xiàn)象，繼而造成偏孔。,確認結果：此條是要因,QC成果資料

21、地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因七：不同地層未切換鉆進方式,QC小組對現(xiàn)場鉆進方式進行監(jiān)控，對不同的土層，鉆頭的轉(zhuǎn)速也進行了控制，在軟土中可稍高，在砂土及鈣質(zhì)結核層中要適當放慢。,不同地層鉆斗轉(zhuǎn)速控制值,確認結果：此條非要因,原因八：鉆進速度過快,由于施工現(xiàn)場的土層情況，采用旋挖鉆機施工時施工速度較快，平均在2小時便可成孔，現(xiàn)場施工人員按照鉆頭的接觸到地層反饋回電子檢測系統(tǒng)的信息，

22、及時控制浮動、加壓、轉(zhuǎn)速、以及鉆進速度，可滿足現(xiàn)場施工要求。,確認結果：此條非要因,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,原因九：鉆機作業(yè)面未平整壓實,QC小組成員對現(xiàn)場的旋挖鉆機進行調(diào)查，宇通重工YTR200旋挖鉆機本身是拓展式履帶行走底盤，是美國的CAT公司的進口產(chǎn)品，并按照歐洲標準加厚，本身的穩(wěn)定性比較好，鉆機在就

23、位前已經(jīng)對施工作業(yè)面進行平整壓實處理，且壓實度控制在90%以上。,確認結果：此條非要因,通過上述各末端因素的分析，我們QC小組最終確認以下三條因素為主要原因。,要 因 表,制表：劉子齊 復核：高楨,,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2

24、.8對策制定,針對以上主要原因，分別制定如下對策：,制表：劉子齊 復核：高楨,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,3、對策實施,3.1對策實施階段,主要原因?qū)Σ邔嵤┣闆r如下：,【實施一】設備本身缺乏鑒

25、定周期標準,QC小組邀請廠方技術人員對鉆機進行重新標定，調(diào)整電子檢測系統(tǒng)，充分分析以往的經(jīng)驗資料，確定按每個鉆進班，技術人員用經(jīng)緯儀掃鉆桿1次，每累計鉆進2000m，廠家來現(xiàn)場，從X-Y兩個方向?qū)︺@機進行垂直度校正。,效果檢查：自2009年11月26日至2009年12月2日檢測結果如下：,檢測結果匯總表,制表：劉子齊 統(tǒng)計：張平 日期：2009-12-2,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，最大垂直度偏差為2

26、.9‰。,,分目標實現(xiàn)！,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,【實施二】未配備相應地層的鉆頭,QC小組首先是針對鉆頭的選擇，通過現(xiàn)場驗證，螺旋鉆頭就比撈碴鉆斗能更好地預防偏孔，原因是螺旋鉆頭的鉆進阻力小，但是螺旋鉆斗在對孔徑的保證方面沒有撈砂鉆斗好，只能在鉆孔中采用兩種鉆頭配合使用；相對于硬度較大的鈣質(zhì)結核層，我們選取

27、雙層底門帶合金頭的圓筒形入巖鉆頭；同時改變鉆進方式：相對于粉土，我們采用連續(xù)加壓、高速切削式鉆進、對于粉砂層采用油缸加壓、低轉(zhuǎn)速碾磨式鉆進，對于鈣質(zhì)結核層采用破碎式和碾磨式鉆進相結合的鉆進方式。,效果檢查：我們在2009年11月26日至11月30日，我們配備了旋挖鉆施工所需的3種鉆頭。,制表：劉子齊 統(tǒng)計：彭江 日期：2009-11-29,分目標實現(xiàn)！,,,,螺旋鉆頭,桶鉆鉆頭,入

28、巖鉆頭,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,【實施三】泥漿拌制不合理,旋挖鉆鉆進速度較快，護壁泥漿泥皮形成時間較短，所以厚度較薄，旋挖筒在提升時，會在孔底形成負壓區(qū)，在砂層中容易造成塌孔的事故，進而造成斜孔，故在砂層中鉆進時，泥漿比重、膠體率的指標要求比較高。,QC小組通過現(xiàn)場監(jiān)控，現(xiàn)場攪拌泥漿采用鉆孔樁專用泥漿膨

29、潤土、工業(yè)碳酸鈉(輕質(zhì)純堿)，并增加進口的高分子術，調(diào)整配合比為：膨潤土：純堿：高分子術 =1：0.04：0.02；在現(xiàn)場配置專門的檢測工具，對配制好的泥漿指標進行嚴格檢查。,泥漿膨潤土,高分子術,輕質(zhì)純堿,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,效果檢查：2009年11月15日至2009年11月25日檢測數(shù)據(jù)如下:,,制

30、表：張平 復核：鄭聯(lián)偉 日期：2009-12-6,通過檢測結果顯示，配制泥漿能夠達到規(guī)范要求。,分目標實現(xiàn)！,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,4、C 階段,4.1效果檢查,我們繼續(xù)對后期圍護樁的垂直度進行跟蹤測量檢測，在12月8日至12月10日的檢測中，我們發(fā)現(xiàn)電子檢測系統(tǒng)的顯示數(shù)

31、據(jù)與經(jīng)緯儀檢測數(shù)值不能達到目標的同步，始終電子檢測系統(tǒng)的數(shù)值在歸零后，通過經(jīng)緯儀檢測數(shù)據(jù)仍有誤差，且偏差超過3‰，電子檢測系統(tǒng)剛剛經(jīng)過廠家鑒定和我們的復查，問題到底出在什么地方？QC小組成員決定再次邀請廠家技術人員同我們一起進行復查監(jiān)測。,通過對電子檢測系統(tǒng)的重新標定，仍不能解決此問題，廠家技術人員和我們決定對旋挖鉆其他部位進行檢查，在2009年12月11日至2009年12月13日的檢查中，我們終于找到問題的關鍵，原來是鉆機的電子檢測系

32、統(tǒng)中的桅桿調(diào)整指示，在鉆機加壓進行鉆進時，鉆斗前端接觸到土層面時，會出現(xiàn)鉆桿和桅桿會出現(xiàn)一些偏移，但在顯示屏上面無法及時的顯示出來，而且在那每次甩土回轉(zhuǎn)的過程中，回轉(zhuǎn)到樁位時，會自動歸零，回轉(zhuǎn)定位指示顯示的是初始設置的位置，而不是在鉆進過程中由于接觸土面形成偏差的位置，也就是說電子顯示系統(tǒng)反應速度過慢，導致垂直度偏差會超出3‰。,我們的目標沒有實現(xiàn)！,QC成果資料 地鐵車站圍護樁

33、垂直度控制 QC成果資料,針對找到的新要因，我們補充了相應的對策：,對策制定后，更換了新的電子監(jiān)測系統(tǒng)，在鉆機每次鉆孔前，需對鉆機的定位指示和回轉(zhuǎn)定位指示進行校核，準確的輸入指定位置點，架設經(jīng)緯儀對每次甩土回轉(zhuǎn)后的桅桿和鉆桿進行復核，減少累計誤差，并通過探孔器復核樁位垂直度。,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制

34、 QC成果資料,效果檢驗：在2009年12月19日至2009年12月29日檢測結果如下表所示：,監(jiān)測結果匯總表,,,制表：劉子齊 統(tǒng)計：張平 日期：2009-12-29,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，平均結果如表所示：在鉆進過

35、程中最大值2.6cm÷100÷12m=2.2‰。,我們的目標實現(xiàn)了！,,垂直度(‰),制圖：劉子齊 統(tǒng)計：張平,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,4.2效益比較,活動后，我們項目部鄭州大學站樁基施工從2009年11月6日開始至2009年12

36、月30日完成，共用55天，完成297根樁，灌注樁平均垂直度為2.4‰，減少了對侵限樁體部分的鑿除，減少了噴射混凝土的損失，具體經(jīng)濟效益見下表。,活動前后經(jīng)濟效益對照表,制表：胡正紅 復核：鄒超,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,4.3社會效益,本次活動成功的提

37、高樁基垂直度的控制，為工程質(zhì)量提供了保證，得到了業(yè)主和監(jiān)理的好評，為公司在以后的施工中積累了經(jīng)驗，真正提高了公司的施工實力。,通過本次活動，小組成員的問題意識、改進意識、參與意識都有了明顯的提高，增強了小組成員的個人能力，提高了解決問題的信心，團隊精神也得到了很大的增強，同時給項目部其他成員起到了模范作用。,小組綜合素質(zhì)評價表,制表：劉子齊 統(tǒng)計：張平,QC成果資料

38、 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,制圖：劉子齊 統(tǒng)計：張平,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,5 鞏固措施,（1）編制《深基坑圍護樁垂直度控制》作業(yè)指導書，下發(fā)至施工班組

39、，在接下來中原東路站710根圍護樁施工時嚴格執(zhí)行。,（2）結合鄭州市地質(zhì)和現(xiàn)場實際情況，組織施工班組學習掌握垂直度控制的要點和難點，現(xiàn)場技術人員加強控制意識。,（3）對施工中的鉆機要勤監(jiān)測、勤復核，對出現(xiàn)的異常情況，要組織分析和討論，總結經(jīng)驗教訓，為以后的施工質(zhì)量控制打下基礎。,（4）設置專人進行垂直度檢測作業(yè)，建立垂直度測量臺帳，對每天的檢測進行詳細記錄，作為寶貴的原始資料。,（5）小組設定了鞏固期，從2010年1月12日在中原東路站

40、旋挖鉆鉆孔樁作業(yè)中，跟蹤進行檢測和檢查。,QC成果資料 地鐵車站圍護樁垂直度控制 QC成果資料,2010年1月12日～1月25日監(jiān)測結果匯總表,,,平均垂直度：3.5cm÷100÷12m=2.9‰，從數(shù)據(jù)顯示，我們的活動結果可以得到有效的控制。,QC成果資料