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提高防渗帷幕高压旋喷桩一次验收合格率（现场型）发布人：李长六湖北中南勘察基础工程有限公司五公司小组名称：温州杨府山垃圾填埋场地基处理工程QC小组温州市城市道路桥梁建设处拟建温州市杨府山垃圾填埋终场处置和生态恢复项目。杨府山垃圾填埋场原为地形低洼的海涂，填埋场属于简易的垃圾堆放场，该场于1994年投入使用，垃圾占地约130亩。垃圾堆放的平均堆高20m，总堆放量至2006年底垃圾方量估算116.7万方。为了阻止封场区内的渗沥液侧向渗漏，场区四周设置垂直防渗系统，并与下部天然隔水层形成封闭空间。防止封场后再次渗漏，污染周边环境。该场地地质条件复杂，整个场区有自北向南老河道存在，西侧另有一条断头河通过场地，局部地段存在较厚垃圾层。其主要分部工程——垃圾填埋场四周防渗帷幕高压旋喷桩，设计帷幕周长1209.8m，单桩成桩直径为600mm，咬合桩心距510mm；设计桩长18～20米，进入④层淤泥质粘土1米。高压旋转喷射注浆法经试桩确定工法及参数。一、工程简介温州杨府山垃圾填埋场地基处理工程QC小组二、小组概况成立时间：2009年1月25日登记注册时间：2009年3月10日小组名称课题类型:现场型有记录活动次数15次，完成一个PDCA循环小组平均接受QC教育时间：65h课题：提高防渗帷幕高压旋喷桩一次验收合格率活动时间：09年3月-09年9月本次课题活动情况出勤率：100%小组成员概况姓名：袁祥美33岁职称：工程师小组职务：副组长姓名：孙朝敏43岁职称：工程师小组职务：组员姓名：唐毅41岁职称：预算工程师小组职务：组员姓名：周剑32岁职称：助理工程师小组职务：组员姓名：贺建飞42岁职称：高级工程师小组职务：顾问姓名：刘天玉42岁职称：工程师小组职务：技术指导姓名：李长六31岁职称：工程师小组职务：组长三、选题理由提高防渗帷幕高压旋喷桩一次验收合格率09年3月10日检测单位对09年2月2日我项目部采用单管法在施工场地不同区段施工的30根高压旋喷试桩进行了取芯，30根试桩中就有15根试桩验收不合格，一次验收合格率仅为50%，远远低于项目质量目标要求，一次验收合格率成为急需解决的问题。项目质量目标本工程存在问题选定课题垃圾填埋场防渗帷幕高压旋喷桩一次验收合格率≥80%。四、目标值设定根据项目质量目标的要求将高压旋喷桩一次验收合格率达到80%作为本次QC小组活动的目标值。活动目标柱状图050100一次验收合格率（%）5080活动前目标值五、目标可行性分析1、现状分析(1)小组成员首先对一次验收不合格的试桩按质量缺陷在每根试桩中出现的次数进行了分类调查分析，调查结果见下表：桩体完整性差(次)桩位偏差过大(次)桩径偏小(次)其它1-2#10002-1#11012-3#10003-3#11004-1#10005-1#11005-3#10006-1#10006-2#10107-2#10008-1#10109-1#10009-2#10109-3#9-3#100010-3#1000合计15321质量缺陷项目不合格桩号根据调查表质量缺陷的各个项目进行统计，得出下列试桩质量缺陷频数统计表：结论:由上图可以看出,桩体完整性差是一次验收合格率低的主要症结。质量缺陷项目频数频率(%)累计频率(%)桩体完整性差1571.4371.43桩位偏差过大314.2985.72桩径偏小29.5295.24其它14.76100高压旋喷桩质量缺陷排列图N=212131571.4310085.7295.24036912151821桩体完整性差桩位偏差过大桩径偏小其它频数(次)0102030405060708090100累计频率(%)试1-3#芯样图填土层5.60～6.10m基本不成桩。10.00～13.65m段为细砂，基本不成桩。试3-2#芯样图6.28～7.4m段，水泥土胶结程度较差，芯样呈土夹水泥块。13.7～15m段为细砂夹淤泥，不均匀的见少量水泥硬块。试5-2#咬合部位芯样图13.7～15m段为细砂夹淤泥，不均匀的见少量水泥硬块，该段为防渗最差部位。(2)、桩体到底是哪部分完整性差呢？小组成员根据芯样对照地层情况进行了查看。场地填土层分布范围为0～10米，粉砂层分布范围为10～17米，从芯样图中可以看出填土层及粉砂层中桩体完整性差。结论地层剖面图粉砂层填土层3、工程经验我们对相同地质条件下同行业历史水平进行了调查，结果如下：根据现状分析结论,一次验收合格率低的主要症结在于桩体完整性差,占全部问题的71.43%,只要解决这个关键问题的85%,就可以超出目标值。项目名称一次验收合格率（%）长江干堤(湖南段)加固工程穿堤建筑物防渗处理项目65南宁高新区生物技术园地基处理工程77江苏宜兴抽水蓄能电站下水库工程852、可行性分析50%+(1-50%)×71.43%×85%=80.3680%从上表数据可以看出，江苏宜兴抽水蓄能电站下水库工程，一次验收合格率达到了85%，为本工程提供了可借鉴的经验，所以我们有信心有能力达到这个目标。六、原因分析对高压旋喷桩桩体完整性差的原因，小组成员采取头脑风暴法进行认真分析：桩体完整性差施工参数选择不当设计水泥用量过少填土层中注浆管提升速度与旋转速度配合不当设计水灰比过大砂层中浆液渗漏严重现场经验不足人员培训不到位砂层中注浆浆液设计配比不合理操作不熟练未按工艺要求施工浆液流量过小成孔护壁效果差成孔时塌孔冒浆未及时回灌施工过程控制不严原因分析关联图七、要因确认要因确认计划表序号末端因素确认内容确认方法标准负责人完成日期1浆液流量过小浆液流量是否过小现场验证，在现有浆液流量100L/min的基础上增大浆流量，看冒浆量的大小在现有浆液流量100L/min的基础上增大浆量，冒浆量不超过注浆量的20%唐毅周剑2009.4.102设计水泥用量过少设计水泥用量是否过少现场验证，在现有水泥用量240kg/m的基础上增加水泥用量，查看水泥浆的可喷性在现有水泥用量240kg/m的基础上增加水泥用量，水泥浆的可喷性差孙朝敏周剑2009.4.103砂层中注浆浆液设计配比不合理各种水灰比及增加速凝剂后浆液凝结时间有无较大变化现场试验，不同水灰比及增加速凝剂后浆液凝结时间变化较大不同水灰比返出浆液凝结时间差大于10min；不加速凝剂和加速凝剂后返出浆液凝结时间差大于30min李长六刘天玉2009.4.204人员培训不到位人员培训情况调查岗前培训、技术交底记录；现场测试考核1、岗前培训合格率100%2、岗位考核合格率100%周剑袁祥美2009.4.255成孔护壁效果差成孔时是否塌孔和缩径现象现场查看，采用优质膨润土泥浆进行护壁孔壁不坍塌，泥浆比重在1.06唐毅李长六2009.4.286冒浆未及时回灌注浆结束后浆液回灌情况现场调查，在注浆结束8小时后每隔一小时浆液回灌量桩头部位无凹穴袁祥美唐毅2009.4.307填土层中注浆管提升速度与旋转速度配合不当填土层中注浆管提升速度与旋转速度搭配问题在现有提升速度的基础上，变换旋转速度，看固结体完整性有无变化固结体完整性变化较大李长六贺建飞2009.4.30要因确认一：浆液流量过小浆液流量过小会造成浆液扩散范围小，桩体结构疏松，不成桩，浆液流量过大会造成冒浆量过大，引起浆液的大量浪费，小组成员进行了浆量试验，结果见下表：浆液流量(L/min)冒浆量备注9010%10015%现用浆量11020%12028%13036%结论：浆量流量过小非要因从上表中可以看出在现有浆液流量100L/min的基础上增加浆流量后冒浆量超过了20%。设计水泥用量过少，在提升速度一定的条件下势必会造成水灰比过大，水灰比过大会造成浆液的稳定性差；设计水泥用量过多，会造成水灰比过小，水灰比过小会造成浆液可喷性差，造成喷嘴及管道堵塞，同时易磨损高压泵。现用水泥用量为240kg/m，水灰比为1：1，增加水泥用量至260kg/m后，水灰比为0.9，高压注浆泵压力陡增至高限值，流量为零，停机后压力仍不变，小组成员通过检查发现，喷嘴堵塞，可喷性差。结论：设计水泥用量过少非要因要因确认二：设计水泥用量过少小组成员对试桩施工中的材料进行调查发现，三组试桩使用材料全部仅为水泥，水灰比为1：1，水泥浆液中未添加任何速凝剂。由于砂层中的水为流动水，单纯水泥浆或水灰比过大的水泥浆不能及时凝结，可能会被流动的水带走。水灰比及速凝剂对高喷桩水泥浆液凝结到底有何影响呢？小组成员对三种不同水灰比及不加速凝剂和加速凝剂后返出浆液凝结时间进行了实验对比。要因确认三：砂层中注浆浆液设计配比不合理不同水灰比返出浆液凝结时间调查表水灰比返出浆液凝结时间（min）1：1671.2：1881.5：1105从调查表看出不同水灰比返出浆液凝结时间差大于10min。水灰比1：1，未加入速凝剂的水泥浆液返出凝结情况见图：返出浆液66min凝结水灰比1：1，在浆液中按水泥浆体积比1：0.2加入水玻璃，试验室理论凝结时间为36min.水泥浆液返出凝结情况见图：返出浆液35min内凝结从以上实验结果对比:不加速凝剂和加速凝剂后返出浆液凝结时间差大于30min。结论：砂层中注浆浆液设计配比不合理是要因1、调查发现，项目部前期共有班组操作人员9人，岗前培训记录、技术交底内容详细且具有针对性，所有施工人员都是经过培训合格后上岗，岗前培训合格率100%。桩机施工人员中大多数人曾参加过多项大型防渗帷幕施工工程，大多经验丰富，技术熟练，熟悉各种不同地质条件下的桩基施工。2、2009年4月25日小组成员对施工班组全体成员进行岗位应知应会，操作能力考核，结果如下：要因确认四：人员培训不到位培训考核情况调查表考核项目考核人数（人）优秀（人）合格（人）不合格（人）合格率（%）岗位应知应会9630100操作能力9810100结论：人员培训不到位非要因要因确认五：成孔护壁效果差场地地层均为易塌孔或缩径地层，不护壁易造成填土层及砂层塌孔，淤泥质粘土层缩径，在注浆时易造成桩体浆量不够，从而影响桩体的完整性。通过现场查看，成孔时采用的是高压膨润土浆成孔工艺，边送浆边旋转直至下入孔底，小组成员4月28日分不同时段对泥浆比重进行了测量，测量结果见下表：泥浆比重调查表序号测量值(g/cm3)设计值(g/cm3)误差(g/cm3)序号测量值(g/cm3)设计值(g/cm3)误差(g/cm3)11.051.06-0.01131.071.060.0121.061.060.00141.081.060.0231.071.060.01151.061.060.0041.051.06-0.01161.071.060.0151.071.060.01171.081.060.0261.081.060.02181.061.060.0071.061.060.00191.051.06-0.0181.051.06-0.01201.041.06-0.0291.041.06-0.02211.071.060.01101.061.060.00221.081.060.02111.051.06-0.01231.061.060.00121.061.060.00241.051.06-0.01泥浆制备图经现场检测，膨润土泥浆比重范围为1.04～1.08，满足设计要求；在注浆过程中冒浆正常，不塌孔。结论：成孔护壁效果差非要因要因确认六：冒浆未及时回灌喷射注浆作业完毕8小时，由于浆液的析水作用，有收缩现象，不回灌易引起桩体及桩头疏松，胶结程度差，小组成员现场查看了施工班组在每根桩注浆完成后的补浆情况，现场查看发现每根桩注浆作业完毕后8-11小时都采用水灰比0.6的水泥浆液进行了补浆。并作出了补浆统计表，统计见右表:补浆统计表补浆时间浆液水灰比补浆量浆液面下沉8h0.610%15cm9h0.65%9cm10h0.62%6cm11h0.61%2cm随着补浆时间的增加，补浆量逐渐减少，浆液面下沉量逐渐减小，不存在较严重的收缩现象。对桩头进行开挖查看发现桩头并无凹穴。结论：冒浆未及时回灌非要因2-20桩芯样图2-26桩芯样图要因确认七：填土层中注浆管提升速度与旋转速度配合不当现用注浆管提升速度为18cm/min，