长螺旋钻孔压灌桩的施工质量控制

长螺旋钻孔压灌桩的施工质量控制山东景芝建设股份有限公司施工技术处QC小组一、工程概况安丘市人民医院综合办公楼（图1），建筑面积21800m2，筏板基础，框剪结构，地下一层，地上十四层，地上总高度49.85米，工程采用234支长螺旋钻孔压灌桩，直径为600mm，深度8-10m，单桩承载力1050KN（图2）。图1图2一、工程概况长螺旋钻孔压灌桩是利用长螺旋钻机钻孔至设计深度，在提钻的同时利用混凝土泵通过钻杆中心通道，以一定压力将混凝土圧至桩孔中，混凝土灌注到设定标高后，再借助专用振动设备将钢筋笼插入混凝土中至设计标高，形成的钢筋混凝土灌注桩。工艺流程如图3。图3小组名称山东景芝建设股份有限公司施工技术处QC小组课题类型攻关型成立时间1997.1.6注册编号SDJJ2010—12—07受教育时间80学时活动任务小组每周一次例会，分析、解决施工过程中遇到的问题小组活动时间2010.10.09—2010.12.17小组获奖情况2006至2010年度连续5年分别获得山东省一等奖和全国优秀成果奖。二、小组概况序号姓名年龄文化程度职务组内分工1孙江44本科总工组长2李洪宾38本科施工技术处处长副组长3付汝锋37本科质量管理处处长QC活动指导4张建华33本科项目经理组员5郝跃亮27本科技术员组员6高雨明27本科施工员组员7梁德东26本科质检员组员8赵立强28本科测量员组员9葛禄山32专科钻机班长组员10尹瑞荣35专科钢筋班长组员11韩立群27专科砼班长组员12李建全46专科指挥员组员13张永梅30本科技术资料员组员14李春艳26本科统计员组员制表：孙江时间：2010年10月9日小组成员一览表选题理由课题：长螺旋钻孔压灌桩的施工质量控制1.长螺旋钻孔压灌桩是建设部推广的2010版建筑业十项新技术之一。3.钻孔压灌桩适用于地下水位以下施工，具有施工过程无噪声、无排浆、无坍孔、成桩效率高，施工费用低等优点，今后必将得到广泛应用。三、选题理由及课题2.钻孔压灌桩是地基的重要组成部分，其承受上部结构的荷载并将其向下传递，操作不当，易产生质量问题，影响地基承载力。4.我公司首次采用此项新技术，无现成的施工经验可借鉴，无指导施工的技术规程和验收规范，需要积累经验形成工法。制图：李洪宾日期2010年10月10日四、开展PDCA循环P阶段P1：现状调查2010年10月11日QC小组通过联系设计院和质监站的专家，了解钻孔压灌桩的应用情况，并对曾采用此种技术的工程原始质量检查统计资料进行了调查分析，结果如下：调查分析表（1）制表：郝跃亮审核：李洪宾日期：2010年10月11日项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率（%）主控项目1钢筋笼主筋间距±10mm尺量126002钢筋笼长度±50mm尺量126003桩位－20mm尺量和全站仪量测126004孔深0、＋300mm测钻杆126005混凝土强度满足设计要求查验试件报告126006承载力满足设计要求按桩基检测技术规范3007桩身质量按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范4700项目序号质量缺陷允许偏差和允许值检查方法检查点数缺陷点数缺陷率（%）一般项目1螺旋箍筋间距±20mm尺量126542钢筋笼直径±10mm尺量12643.23钢筋笼安装深度±100mm尺量12621.64桩径0、＋50mm尺量126005垂直度不大于1%钻机水平尺126006桩顶标高＋30mm，－20mm水准仪测量126007钢筋保护层厚度±20mm尺量1262519.88混凝土坍落度160-220mm坍落度测量仪8009混凝土充盈系数1.0－1.3每根桩理论量与实灌量1262217.5调查分析表（2）制表：郝跃亮审核：李洪宾日期：2010年10月11日根据调查分表得出质量问题频数表:制表:李春艳审核：李洪宾日期:2010年10月11日序号项目名称频数（点）频率（%）频率累计（%）1钢筋保护层厚度超差2543.1043.102混凝土充盈系数不足2237.9381.033螺旋箍筋间距超差58.6289.654钢筋笼直径超差46.9096.555钢筋笼安装深度超差23.45100合计:58100频数N=58(点)频率(%)排列图605448423630241812601009080706050403020100钢筋保护层厚度超差43.10%81.03%89.65%A区B区C区根据表的数据，绘制出了质量问题排列图。制图：李春艳审核：李洪宾日期：2010年10月11日混凝土充盈系数不足螺旋箍筋间距超差钢筋笼直径超差钢筋笼安装深度超差96.55%由排列图可见，主要质量问题是：1、钢筋的保护层厚度超差。2、混凝土充盈系数不足。目标设定及论证钢筋的保护层厚度超差和混凝土的充盈系数不足，严重影响桩基工程的实体质量，因此必须采取措施进行控制，并将其缺陷率分别由原来的19.8%和17.5%降低到到5%。1、确定目标2、目标可行性论证钻孔压灌桩是建设部推广应用的2010版建筑业十项新技术之一，外部因素已经具备实现目标的条件。质量管理制度完善，责任落实到位，监督检查力度大。公司和建设、监理的领导都非常重视，并常到现场解决实际困难。课题目标一定能实现制图：李洪宾日期：2010年10月11日调查结果证明，钢筋的保护层厚度超差和混凝土的充盈系数不足，大部分桩基未发生，说明问题出在施工环节，缺陷能够避免。为完成这个课题的攻关，QC小组成员集中了各级质量和技术管理骨干，有较强的技术优势和多年的QC攻关经验。P2：原因分析根据调查结果，从“人、机、料、法、环、测量（5M1E）方面，对可能造成缺陷的原因，进行分析，得出了15个末端因素：混凝土的充盈系数不足1.施工人员经验少，技术水平低关联图2.质量管理和检查制度未落实到位钢筋的保护层厚度偏差13.提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时混凝土不密实、缩颈、断桩混凝土灌注压力不足钢筋保护层控制措施不到位钢筋笼变形6.钢筋插入时振捣力过大，导致保护层控制措施失效11.钻头阀门未能及时打开12.混凝土灌注面高于钻头不足1米.钢筋安装、振捣时时倾斜5.钢筋笼直径大于设计和规范要求8.钢筋插入时振捣器不垂直3.未设置可靠地钢筋保护层控制支架4.钢筋笼的刚度不能满足吊装的要求7.钢筋笼不垂直10.桩孔深度不足9.桩孔径小于设计14.坍落度过小或和易性差15.桩顶砼标高低于设计标高钢筋笼直径存在偏差.钢筋笼偏移.钢筋笼倾斜制图：李洪宾郝跃亮日期：2010年10月12日P3：要因确认10月12日，小组全体成员在工地现场通过讨论、分析、调查、测量、测试，对找出的15个末端原因逐一验证，确认要因。序末端因素要因确认确认方法确认结果1施工人员经验少、技术水平低未应用过此项新技术，在施工中无经验可循，易出现操作失误。讨论分析要因2质量管理和检查制度未落实到位质量管理和检查制度完善，落实到位，质量全程有效控制。调查分析非要因3未设置可靠的钢筋保护层控制支架未设置或设置的支架无效，钢筋保护层不能有效控制。研究分析要因4钢筋笼的刚度不能满足吊装的要求设计已经考虑了吊装问题，设置了Φ14@2000的加强钢筋，能够满足要求。调查分析非要因5钢筋插入时振捣装置振捣力过大，导致钢筋笼偏移振捣装置振捣力过大，破坏了保护层控制卡或孔壁，导致钢筋偏移，通过选择合适的振捣器即可避免。调查分析非要因要因确认表（一）要因确认表（二）序末端因素要因确认确认方法确认结果6钢筋笼直径大于设计和规范要求钢筋笼直径偏大，导致保护层厚度减小研究分析要因7钢筋笼不垂直钢筋笼插入时，产生倾斜现象，安装前对钢筋笼的垂直度进行校正，即可避免研究调查非要因8钢筋插入时振捣器不垂直钢筋插入前对振捣器和钢筋笼同时进行校正，即可避免。现场调查非要因9桩孔径小于设计钻孔前检查钻头的直径和磨损情况，不满足要求及时更换研究分析非要因10桩孔深度不足根据桩孔的深度在钻杆上做好标识，能够保证桩孔的钻入深度达到要求现场调查非要因制表：李洪宾日期：2009年8月12日要因确认表（三）序末端因素要因确认确认方法确认结果11钻头阀门未能及时打开钻头混凝土阀门不能及时打开，提钻时导致桩孔底部留有地下水或出现坍孔和空洞现象.现场调查要因12混凝土灌注面高于钻头不足1米拔罐灌注过程中钻头未处在灌注面一米以下，则混凝土的压力变小，使混凝土的充盈系数减小，甚至出现缩颈或断桩现象.现场调查要因13提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时泵送混凝土供应不及时，会导致混凝土压力不足，产生缩颈、断桩或不密实，使混凝土的充盈系数变小，严重影响桩基的工程质量.调查分析要因14坍落度过小或和易性差严格按照配合比进行计量和搅拌，每次浇筑前均做坍落度试验，能够保证其坍落度和和易性。调查分析非要因15桩顶混凝土标高低于设计标高灌注过程中对桩顶标高做好标识，及时检查，不会出现此类现象.现场调查非要因制表：李洪宾日期：2010年10月12日最后确认导致钢筋保护层厚度超差和混凝土充盈系数不足的要因有6个：最后确认导致钢筋保护层厚度超差和混凝土充盈系数不足的要因有6个：（1）操作人员经验少，技术水平低（2）未设置可靠的钢筋保护层控制支架（3）钢筋笼直径大于设计和规范要求（4）钻头阀门未能及时打开（5）混凝土灌注面高于钻头不足1米（6）提钻速度过快或泵送混凝土供应不及时P4：制定对策小组成员针对6个要因，广泛地提出对策方案，并且应用打分法，对提出的对策进行有效性、可行性、经济性和时间性的分析评价，确定了要因对策，并制定了相应措施。对策表如下：序要因对策目标措施地点时间负责人1操作人员经验少，技术水平低进行技术培训使操作人员掌握施工的要点和工艺操作规程，考核合格率达到95%。请有经验的工程师进行技术培训，使桩基参建人员充分了解此项新技术的施工要点工地办公室2010.10.15孙江2未设置可靠的钢筋保护层控制支架设置可靠的钢筋保护层控制支架支架设置合格率达到95%。设计、计算和实验工地办公室2010.10.15李洪宾序要因对策目标措施地点时间负责人3钢筋笼直径大于设计和规范要求修整钢筋笼直径的允许偏差范围，严格控制钢筋笼的制作使钢筋笼直径均在－10mm，＋5mm范围以内将钢筋笼直径的允许偏差范围由±10mm改为－10mm，＋5mm。严格控制箍筋直径的制作，按照2000mm间距设置直径准确的临时控制圆形箍筋，然后再绑扎螺旋箍筋，边绑扎边量测，边拆除临时箍筋施工现场钢筋笼制作过程郝跃亮尹瑞荣4钻头阀门未能及时打开采取措施确保钻头阀门顺利打开钻头阀门打开率达到100%每次钻孔前，保证钻头清理干净，避免混凝土在钻头部位凝固；灌注前将钻头提升200-300mm，以免阀门顶在孔底，无法打开阀门施工现场钻孔前和灌注砼前高雨明葛禄山序要因对策目标措施地点时间负责人5混凝土灌注面高于钻头不足1米采取措施保证混凝土灌注面高于钻头1米使钻头始终处在灌注混凝土面1米以下阀门打开后，暂不提钻头，而在混凝土灌注面高于钻头1米后，再边提钻边灌注施工现场混凝土灌注过程高雨明梁德东6泵送混凝土供应不及时保证混凝土的及时供应使每根桩灌注都能做到及时供应通过计算每根桩的混凝土实际需求量和混凝土泵的泵送量，确定提钻速度。根据每根桩的浇筑和提钻速度，选择合适的搅拌和泵送设备，保证混凝土的连续及时供应施工现场混凝土灌注过程高雨明韩立群制表：李洪宾日期：2010年10月12日实施对策D阶段D一：进行技术培训10月13日，QC小组成员在现状调查的基础上，由组长联系，聘请有经验的工程师进行为期一天的上岗培训，主要讲解钻孔压灌桩的工艺原理、质量要求和容易发生的质量问题等。时间：2010年10月13日参加人员：QC小组成员、项目管理人员、钻机班长、钢筋班长、砼班长等主要操作骨干以及技术人员共37人地点：会议室学习内容及课时安排内容(上午):详细讲解长螺旋压灌桩的工艺原理、施工过程中容易发生的质量问题和质量要求。内容(下午):对培训内容进行考试。培训内容一览表：实施效果：通过培训，使操作骨干对这项施工技术有了充分的了解，并掌握了施工的要领和技巧，考试合格率达98％，所有参训人员均达到上岗要求。D阶段