提高冲孔灌注桩施工效率

提高灌注桩型围护桩施工效率中建七局三公司市政(基础)工程公司刘建晖QC小组发布人：刘建晖一、课题介绍二、小组概况三、选题理由四、现状调查五、确定目标及可行性论证六、原因分析及要因确认七、制定对策八、对策实施九、效果检查十、巩固措施及标准化十一、遗留问题及今后打算十二、附表在21世纪的今天，建设一个个绿色环保的低碳城市是我们建筑人努力的方向。一课题介绍让我们忏悔下，在过去岁月里每完成一个作品城市都饱受伤害，土地污染了、空气污染了、周边环境污染了、还有刺耳的噪声笼罩城市，我们成了城市污染的主谋之一。房建项目最污染的无疑是地下部分施工阶段，桩基施工更是其中污染的主要来源。如何做到桩基施工阶段的环保工作，可以从两个方面入手。首先施工工艺上必须改进；其次就是加快施工速度，缩短施工工期，减短污染持续时间。摆在我们面前的灰炉村基坑支护项目，采用灌注桩加内支撑体系，共设计围护桩325根，桩长分别为23.7-33.7m等4种型号。桩基工程总工期仅为50天。我们知道灌注桩施工将会排放大量的泥浆和施工噪声，城市环保部门重点监控对象，同时工程施工难题不少，施工场地内还有大部分工作面尚未移交，将造成桩机开工率不足，仅进行分段施工，根据现场条件，前期最多可安排机械5台，将会给后期施工带来巨大工期压力。如何才能从施工组织上保证施工工期和环境保护要求，通过成立QC小组开展PDCA循环，力求改善施工环境按期完成顺利解决各项难题。改进课题名称提高灌注桩型围护桩施工效率成立时间2010-07-08登记号ZQS-016-016#活动频数4次/月小组类型现场型成员平均接受TQC教育64小时以上小组名称中建七局三公司市政(基础)工程公司刘建晖QC小组小组人数8人二QC小组介绍小组成员分工情况表序号姓名职务小组分工年龄执行内容1刘建晖技术负责人组长25全面决策，成果整理2吴维国项目经理副组长30数据处理、质量验收3林向忠项目副经理组员28信息收集、成果整理4郑武施工员组员23信息收集、信息反馈5王志伟质检员组员22数据整理、信息收集6林玉瑶桩机班组长组员42方案实施、信息反馈1黄业永分公司总工顾问38技术顾问2赖友华分公司书记33技术顾问3王耀公司副总工39技术顾问1)、经济效益：作为BT项目，要求项目降低经营成本，提高经济效益，实现盈利目标。4)、工期要求：施工工期紧，迫使需要合理配置资源，具有高效的施工效率。2)、施工难度：本工程采用灌注桩支护，城市昼夜施工限制多，施工组织难度大。3)、环保要求：泥浆护壁灌注桩施工需要排放泥浆，桩工机械作业噪声大，均为环保部门重点监控对象。三选题理由课题:提高围护灌注桩施工效率桩基工程设计为冲（钻）孔灌注桩，结合本工地的地质条件，小组成员对成孔机械的选型进行分析现状调查一为提高桩基施工效率，小组成员针对影响工期的成孔机械、成孔工艺两个关键因素及以往类似桩基工程施工效率进行广泛的调查。四现状调查设计桩长为30m。穿越土层主要为杂填土、粘土、淤泥、粉质粘土、淤泥质土、淤泥夹粉质粘土、残积砂质粘性土等土层。（如右图所示）在福州地区该种地质条件为常见现象，主要分布在福州城区范围内。类似工程施工经验丰富，可比性强。1、杂填土：1.00-3.33m2、粘土：3.33-5.12m3、淤泥：8.60-20.60m4、粉质粘土：1.10-18.2m5、淤泥质土：0.80-9.20m5-夹粉质粘土：4.0m6、粉土：0.50-9.3m7、残积砂质粘性土：0.80-8.0m8、全风化花岗岩：0.60-15.5m地质剖面图制图人：刘建晖制图日期：2010.08.02项目成孔机械操作性干扰因素（以及作业链条）施工效率出现故障及影响工艺先进性噪声/泥浆穿层性能是否采用钻孔桩机(正循环)简单少、配套设备少一般一般一般小/多差否车载反循环钻孔机简单少、配套设备少较快一般较好小/一般较好采用冲孔桩机简单一般、配套设备少快一般一般大/多强采用旋挖桩机复杂多、需配套挖掘机、吊车、土方工程·快严重好一般/少极强否结论：由于旋挖桩在施工组织方面难以保证工期，我们认为反循环钻孔桩机与冲孔桩机在关键性能上表现较好，综合以上各个性能，我们决定采用车载反循环钻孔灌注桩和冲孔桩机进行试桩比较。2010年8月2日小组成员根据以往公司施工过的类似工程进行讨论分析：整理成分析表一现状调查一2010年8月5-10日，小组对反循环钻孔桩机、冲孔桩机施工方法进行了试桩施工，并对施工情况进行讨论分析:现状调查二整理成分析表二结论：我们认为在地质条件稳定的情况下，反循环钻孔桩机成孔作业稳定，成孔后后续施工便于衔接，易于组织施工，但本工程地质条件有所变化，反循环钻孔桩施工过程亦存在对便道要求高、机械化配合程度高等一系列问题。项目清孔方法成孔效率（关键性能）配套情况工艺先进性清渣能力（关键性能）经济性以往施工经验是否采用车载反循环钻孔桩较快齐全（泵随机配备）一般可不清渣、快成本低一般否冲孔桩机快分散（泵需要搬运、调节）一般一般成本高一般否项目方法桩基类型总桩数施工天数投入的桩机数量施工孔深施工效率备注福州大剧院钻孔桩19930528m1.5天/根自拌中旅城冲孔桩57245834m2天/根商混恒力金融中心冲孔桩24230432m1.7天/根商混福州宝龙城市广场钻孔桩35040925m1天/根自拌整理成分析表三结论：我司近年来所施工的4个类似地质的围护灌注桩平均施工效率为1.55天/根桩，最少为1天/根桩。现状调查三小组成员查阅了我司近年来所施工的福州城区4个类似地质的围护灌注桩施工效率进行分析：桩基施工总桩数325根，施工工期为50日历天，扣除机械维修、及场地分段施工影响等原因误工估计10天，因此桩基应在40天内完成。根据现场布置及所处位置，施工期间最多可安排5台钻孔桩机同时施工。由此可知：每台机完成一根桩的时间应≤40×5/325≤0.615天，即必须提高灌注桩施工效率才能满足工期要求。调查总结五确定目标及可行性论证确保每台桩机每天成孔2根围护桩活动目标目标一定可以实现我们认为2、通过对施工现场合理布置，科学安排桩基施工，最大限度的提高桩机的施工效率。1、本公司具有丰富的灌注桩施工经验，具有很强的攻关能力，现行钻孔桩施工工艺有许多需要改进的地方，通过改进有信心达到工期要求。3、各方的积极支持、配合，专家的具体指导。5.3达成理由必须对影响目标值的车载反循环钻孔桩的施工工艺及各项生产要素组织进行深入分析，查找解决方案。以实现旋每台桩机每天完成2根桩的的活动目标。提高灌注桩型围护桩施工效率难六原因分析及要因确认10条末端因素环法机人混凝土供应不及时施工机械完好率不高料钢筋笼下笼不及时商混供应时间限制泥浆不能及时清运钢筋采购不及时现场布置不合理粘土层钻头糊钻工艺要点不熟悉桩机开孔难砼面检测方法不合理检测仪器配备不齐全施工培训不到位场地移机困难工序衔接不合理桩机出故障吊装设备配备不足钻头选择不当成孔后停机等待浇注桩顶砼面控制难废浆外运限制多检测数据不足测工人人教不足序号末端因素确认调查确认方法结论1施工培训不到位施工开始前,对8名施工管理人员和32名操作机台工人进行培训，通过技术交底、专家培训以及对施工要点控制的现场操作讲解，可以解决施工培训不到位。调查分析非要因2吊装设备配备不足现场钢筋笼日制作数量在10个以上，现场已租赁1台25t的轮式吊车，在桩机开孔后，立即组织吊车将验收的钢筋笼吊放至桩位附近，且孔口接笼只有1处接头，操作时间仅需20分钟。现场验证非要因3施工机械完好率不高进场4台钻孔桩机均为新购设备，配套设施也全部采用全新设备。均通过了设备调试和验收，全部合格，能满足施工需要。现场测试非要因4现场布置不合理现场需要安排4台桩机，4个流动工作池、1个钢筋加工场、1个废浆池、以及备用池。同时施工时有多部砼运输车和泥浆运输槽罐车进出，必须保证施工现场道路畅通，施工现场的合理布置直接影响桩基的全面施工，至为重要。现场验证要因5工序衔接不合理本工程地质条件复杂，岩层中含有卵石、中风化核及陡岩，且强风化花岗岩厚度在15m以上，必须选择合适的成孔工艺才能保证工期。极其重要。现场验证要因序号末端因素确认调查确认方法结论6钻头选择不当根据地质报告描述，土层中以淤泥土层、粘土层为主，粘土层深厚易造成糊钻，糊钻处理需花费较长时间。现场验证要因7砼面检测方法不合理围护桩桩顶标高距自然地面1.6m，超灌1m后距自然地面仅0.6m，凭肉眼可直接判定。现场验证非要因8检测仪器配备不齐全围护桩检测项目以桩长、桩径控制为主、沉渣控制要求为150mm,因此，桩长、沉渣以测绳量测，桩径以孔径仪测量，现场均有配备。现场验证非要因9商混供应时间限制市区混凝土供应为规定时间，分为两个时段，9:00-16:00，21:00-次日7:00；该规定为硬性规定，只能避开时限。调查分析非要因10地面清障不及时开工前对原地下障碍物进行了清障，基本排除了地下障碍物。调查分析要因1、工序搭接不合理2、废浆外运限制多3、现场布置不合理4、钻头选择不当通过要因确认表共得到4条要因：七制定对策对要因确认表中确定的四个要因进行对策制定：序号要因对策目标措施地点责任人执行日期1工序搭接不合理改进钻孔桩施工工艺流程理论上保证每天每台桩机成桩2根。1、形成吊车与桩机流水作业。2、成孔后钻机自行走机、快速就位施工现场刘建晖吴维国2010.8.23～8.302现场布置不合理提升机械化程度，合理规划施工平面避免因场地安排不合理造成桩机停工，做到施工现场有序施工。1、划分每台桩机的作业范围，以桩机作业范围作为施工段划分。施工现场刘建晖范定雄2010.8.23～9.253钻头选择不当确保快速穿层不出现堵钻杆，提钻处理，一次穿层成孔。1、改进钻头刀片切削土体。2、调配泥浆及正反循环结合防治堵管。施工现场林玉瑶刘建晖2010.8.25～10.064废浆外运限制多改良泥浆制成渣土废浆治理，置换渣土外运。1、废浆脱水，制成渣土场内翻晒；2、渣土外运节约成本。施工现场范定雄林玉瑶2010.8.25～10.06八对策实施实施一改进钻孔桩施工工艺流程1、传统钻孔桩施工工艺为：桩位定位桩机就位钻进成孔取样第一次清孔测孔深安放钢筋笼下导管第二次清孔制作钢筋笼不合格合格测孔底沉渣安放隔水塞灌注砼成桩桩机移位拌制砼泥浆处理泥浆循环制作砼护壁注入新泥浆排出泥浆泥浆外运废泥排放泥浆沉淀池排出泥浆2、传统施工特点：（1）、将以上主要桩机施工阶段与作业时间的相关性进行分析如下图：（2）、从传统工艺可以看出，桩机从成孔、下笼、下导管、清渣、灌注砼，均有参与作业，该施工组织方法为依次施工，上个工序没有完成不来不能施工下个工序，工序相互影响较大。（3）、传统工艺注重使用桩机作为吊装工具，机械化程度低，效率低。时间不确定性时间不确定性就位对中钻进成孔下钢筋笼浇注砼桩机机械全程陪同施工行走钻孔吊装吊装工序功能桩机视同闲置阶段传统工艺中的桩机功能图改进后：1）改进后的桩机与吊车功能图：2）改进后实现桩机负责就位成孔，吊车负责下笼和浇灌混凝土，有了明确分工。3）钻孔桩机成孔工序可以流水施工，是为影响工期的关键工作。而受生产组织影响大，干扰因素较多的，下钢筋笼和灌注混凝土工作已成为非关键工作，可在一天内安排予以灌注施工。就位对中钻进成孔下钢筋笼浇注砼行走钻孔吊装吊装工序功能采用吊车吊装桩机机械施工改进工艺后桩机与吊车功能图实施效果检查：1）按照新工艺绘制桩基流水施工图从网络图中可以看出，施工每天可成桩2根，总用时是15小时。而单天关键线路长度为12小时，因此理论上每天成桩可以达到：2*16/12=2.67根。因此，理论上保证每天每台桩机成桩2根的目标达到要求。就位对中B#桩B#桩B#桩下笼A#桩A#桩A#桩浇注下笼钻进成孔就位对中12346A#桩57浇注89B#桩钻进成孔AB...n#桩时间（h）12345678910111213141516桩机与吊车流水施工网络图2、钻孔桩机在成孔后移至下一根桩施工，后续的钢筋笼安装由吊车完成，混凝土灌注由吊车施工。从而确保成孔能够连续施工，流