1、地铁车站旋挖钻灌注围护桩垂直度控制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，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：小组详细情况表小组名称地铁车站旋挖钻灌注围护桩垂直度控制QC小组成立日期2009年8月7日格 言立足生产现场，解决实际问题，提高工程质量，给企业创造效益课题名称深基坑围护灌注桩垂直度控制课题类型现场型组 长孔凡强副组长李海生邹超活动日期2009.8.102009.12.31课题注册2009.8.8小组成员10人注册编号活动频次10次/月，出勤率100Q
2、C 教育时间48小时以上制表：刘子齐 复核：高桢序号姓 名性别文化程度年龄职 务岗 位职 称小组分工1孔凡强男大专35组 长项目经理 高级工程师QC方案策划2李海生男大专32副组长项目副经理工程师协助策划3邹 超男本科32副组长总工程师工程师协助策划4郑联伟男本科33组员车站工区主任工程师协助策划5胡正红男本科30组 员工程部长工程师协助策划6张 平男本科27组 员车站工区技术主管助 工方案实施7彭 江男大专34组 员测控队队长工程师方案实施8高 桢男大专31组 员安质部长工程师方案实施9刘子齐男本科27组 员质检工程师助 工方案实施10牛传松男中专35组 员钻机司机工 人方案实施制表：刘子齐
3、 复核：高桢QC小组成员概况1.2 QC1.2 QC小组成员小组成员2 2、选题理由、选题理由2.12.1现场要求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
4、对围护钻孔灌注桩垂直度的控制。2.22.2选题理由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2.32.3现场调查现场调查 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
5、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。监测结果汇总表监测结果汇总表序号桩号孔深最大偏移量计算垂直度1C525.6m21cm8.22C825.6m12cm4.73C1225.6m20cm7.84B226.8m21cm7.85B626.8m15cm5.66B1026.8m23cm8.67B1426.8m14cm5.22.42.4确定目标确定目标 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
6、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：通过通过QCQC活动，使我们围护桩垂直度控制活动，使我们围护桩垂直度控制33；制图：刘子齐 统计：彭 江垂直度()2.52.5可行性分析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
7、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。2.62.6原因分析原因分析 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
8、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2.72.7要因确认要因确认 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 施工人员培训项目部开展培训三
9、期，对现场控制进行了定期与不定期的巡查。序号巡查时间技术人员在岗情况存在问题备 注12009年11月8日，13：10在岗且进行了控制无不定期抽查22009年11月10日，0：30在岗且进行了控制无不定期抽查32009年11月14日，17：50在岗且进行了控制更换泥浆泵不定期抽查42009年11月20日，4：15在岗且进行了控制无不定期抽查52009年11月22日，8：45在岗且进行了控制钻机在保养不定期抽查62009年11月25日，10：30在岗且进行了控制无月度定期检查 确认结果：此条非要因确认结果：此条非要因 原因二：奖罚不明原因二：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
10、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：此条非要因确认结果：此条非要因原因三：设备本身缺乏鉴定周期标准原因三：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 项目垂直度（cm）电子检测系统（桅杆）经纬仪（桅杆）停止状态钻进状态停止
11、状态钻进状态最大最小最大最小最大最小最大最小2009.11.8313153932009.11.9212131522009.11.10102142632009.11.11213141732009.11.12102131522009.11.1311114263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
12、确认结果：此条是要因原因四：机械设备维修不及时原因四：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：序号日常保养维护要点1每班工作前要对钻杆提引器注润滑油2每班工作前要对钻杆随行器注润滑油3检查钢丝绳是否完好4检查油管、密封圈的破损情况5检查电路继电器是否老化6检查钻杆提引器轴承转动是否灵活7检查螺栓、销轴是否松动、磨损、断裂确认结果：此条非要因确认结果：此条非要因原因五：未配备相应地层的钻头原因五：未配备相应地
13、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：此条是要因确认结果：此条是要因原因六：泥浆拌制不合理原因六：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： 项目日期泥浆比重粘度（s）最大最小最大最小2009.11.81.111.0617152009.11.91.151
14、.0816152009.11.101.131.0717162009.11.111.151.0615142009.11.121.141.0716142009.11.131.131.061514 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：此条是要因确认结果：此条是要因原因七：不同地层未切换钻进方式原因七：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土层土质状况标准贯入度
15、（N值）转速（r/min）表层土010粘土类粉质粘土、淤泥质粉质土、淤泥质粉质粘土，粉质粘土夹粉砂、粉质粘土30020砂质粉质夹粉砂、粉土、粉砂、粉质粘土类30N50015粉细砂、粉砂、含砾，中粗砂5008确认结果：此条非要因确认结果：此条非要因原因八：钻进速度过快原因八：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：此条非要因确认结果：此条非要因原因九：钻机作业面未平整压实原因九：钻机作业面未平整压实 QC小组成员对现场
16、的旋挖钻机进行调查，宇通重工YTR200旋挖钻机本身是拓展式履带行走底盘，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 表序号主 要 原 因1设备本身缺乏鉴定周期标准2未配备相应地层的钻头3泥浆拌制不合理 制表：刘子齐 复核：高桢 测点号平整度压实度检测方法130mm92%灌砂法测压实度，3m直尺测平整度225mm91%328mm94%431mm90%2.82.8对策制定对策制定针对
17、以上主要原因，分别制定如下对策：序号要 因对 策目标措 施地点时间负责人1设备本身缺乏鉴定周期标准通过经纬仪对旋挖钻机全程监测，对电子检测系统每工作班都重新标定每个工作班技术人员用经纬仪扫钻杆1次，每累计钻进2000m，厂家标定1次通过经纬仪对旋挖钻机的桅杆进行全程监测，与电子检测系统形成双控，通知厂家和检测部门对检测系统重新标定。施工现场2009.11.262009.12.2张 平刘子齐彭 江2未配备相应地层的钻头对不同的地层采用不同的钻头配齐旋挖钻施工所有的3种钻头通过振动和负载判断当前地质情况，而采用多种钻斗相结合的钻进方式，及时更换钻头以适应地层。施工现场2009.11.262009.
18、11.29刘子齐张 平3泥浆拌制不合理配制满足设计要求的泥浆要求泥浆比重大于1.1小于1.25；泥浆粘度大于18s小于22s。采用科学合理的配合比，选用新技术和新材料进行泥浆拌制施工现场2009.11.262009.12.6刘子齐张 平制表：刘子齐 复核：高桢3 3、对策实施、对策实施3.13.1对策实施阶段对策实施阶段主要原因对策实施情况如下：【实施一实施一】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，效果检查：效果检查：自2009年11月26日至2009年12月2日检测结果如下： 检测结果汇总表检测结果汇总表序号检测人员检
19、测时间钻杆垂直度备注1张 平2009年11月26日，11：302每工作班检测2彭 江2009年11月27日，21：001.8每工作班检测3张 平2009年11月28日，14：302.1每工作班检测4彭 江2009年11月29日，23：302.3每工作班检测5张 平2009年11月30日，9：002.6每工作班检测6彭 江2009年12月1日，20：002.7每工作班检测7朱小兵2009年12月2日，11：002.9累计1800m，厂家检测制表：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。 【实施二实施二】未配备相应地层的钻头未配备相应地层的钻头 QC小组首
20、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：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。序号钻头形式到场时间适用地层备注1桶 钻2009年11月6日适用于软土，粉细砂地层2螺旋
21、钻2009年11月20日适用于硬土，砂卵地层3入岩钻2009年11月29日适用于强风化岩，钙质结核地层制表：刘子齐 统计：彭江 日期：2009-11-29【实施三实施三】泥浆拌制不合理泥浆拌制不合理 旋挖钻钻进速度较快，护壁泥浆泥皮形成时间较短，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
22、浆指标进行严格检查。 泥浆膨润土 高分子术 轻质纯碱效果检查：效果检查：2009年11月15日至2009年11月25日检测数据如下: 项目日期泥浆比重粘度（s）最大最小最大最小2009.11.261.171.1022202009.11.271.181.1323212009.11.281.161.1223212009.11.291.151.1022202009.11.301.181.0923212009.12.11.211.1024202009.12.21.181.1324202009.12.31.221.1222192009.12.41.181.1523202009.12.51.191.142
23、1202009.12.61.201.162223制表：张平 复核：郑联伟 日期：2009-12-6通过检测结果显示，配制泥浆能够达到规范要求。4 4、C C 阶段阶段4.14.1效果检查效果检查 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
24、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！我们的目标没有实现！ 针对找到的新要因，我们补充了相应的对策：序号要 因对 策目标措 施地点时间负责人1电子
25、检测系统接受信号缓慢，产生累计误差重新更换最先进的进口电子监测系统，提高反应速度，减少累计误差保证电子检测系统与实际情况反映时间不大于5s。通过经纬仪对旋挖钻机的桅杆进行在甩土回转过程进行监测，与电子检测系统形成双控。施工现场2009.12.132009.12.18牛传松刘子齐彭 江 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。效果检验：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：监测结果汇总表监测
26、结果汇总表项目垂直度（cm） 电子检测系统（桅杆）经纬仪（桅杆）停止状态钻进状态停止状态钻进状态最大最小最大最小最大最小最大最小2009.12.19212132212009.12.20111121322009.12.21212121312009.12.22101032312009.12.23212121322009.12.24101031212009.12.25212131222009.12.26212121312009.12.27213242212009.12.28202021312009.12.2910212131平均1.60.61.80.82.51.32.61.3制表：刘子齐 统计：张平
27、 日期：2009-12-29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。 垂直度()制图：刘子齐 统计：张平对策实施前后垂直度对比表012345678对策实施前目标值对策实施后6.832.24.24.2效益比较效益比较 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活动前后经济效益对照表项 目活动前（万元）活动后（万元）节约（万元）喷射混凝土损失（万元）32.161
28、0.9321.23人工损失 （万元）11.74.147.56其他（万元）3.81.222.58合计47.6616.2931.37 制表：胡正红 复核：邹超 4.34.3社会效益社会效益 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小组综合素质评价表序 号评价内容活动前（分）活动后（分）1团队精神608
29、02质量意识70953进取精神85904QC工具运用技巧65905工作热情和干劲80856改进意识6080制表：刘子齐 统计：张平 制图：刘子齐 统计：张平5 5 巩固措施巩固措施（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
30、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。20192019年年1 1月月1212日日1 1月月2525日监测结果汇总表日监测结果汇总表项目垂直度（cm）电子检测系统（桅杆）经纬仪（桅杆）停止状态钻进状态停止状态钻进状态最大最小最大最小最大最小最大最小2019.1.12212132312019.1.13111121322019.1.14212131422019.1.15103032312019.1.16212231422019.1.17102131422019.1.18213141422019.1.19212221422019.
31、1.20213242322019.1.21203121412019.1.22102131322019.1.23101221312019.1.24103131422019.1.2511211132平均1.50.572.21.22.711.213.51.7 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。6 6 总结和打算总结和打算 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。
