降低冲孔灌注桩混凝土充盈系数

浙江大东吴集团建设有限公司湖州市城市规划展览馆QC小组

一、工程概况

本工程项目位于湖州市仁皇山分区，同心路南侧，龙山北路西侧。工程地上二层，地下一层，占地面积7135平方米，总建筑面积约15552.58平方米，其中地上建筑面积10518.49平方米，地下建筑面积5034.09平方米。工程上部分为A#楼、B#楼，中间连廊连通，为一个单体。A#楼的建筑高度为23.42m，B#楼的建筑高度为16.8m。桩基施工计划时间为2016年11月15日～2017年1月20日。

根据设计图纸，本工程工程桩290根，有效桩长均按设计桩长42米控制。同时地质勘查资料显示：黄标-26.21~-34.62以上为淤泥质粉质黏土和粉质黏土，-30.19~-32.76为碎石夹黏土，-34.37~-39.66为碎石土，-44.~-47.52为全风化砂岩。因此工程桩均需进入碎石层10米左右，为保证有效桩长达到设计要求，本工程均采用冲锤桩机施工。二、QC小组概况

表1 QC小组成员概况表

小组名称课题名称课题类型成立时间小组人数成员出勤率

现场型2016年11月

7人100%

湖州市城市规划展览馆QC小组降低冲孔灌注桩混凝土充盈系数

小组注册号课题注册号活动时间培训情况

DDWQC016-04DDWQC016-04

2016年11月10日～2017年2月25日各成员平均知识培训不少于72学

时

1）小组每周活动两次，每次时间不少于1h；

2）小组定期组织成员学习，提高自身水平及创新意识；

小组制度

3）注重科学活动，坚持按PDCA循环程序处理问题； 4）做好QC活动记录，积累原始资料；

1

5）小组全体成员出勤率达到100%。

成 员 简 介

序号1234567

姓名沈学城吴忠民茅建平沈永明杨健李明罡姚征伟

性别男男男男男男男

年龄35375127322935

学历本科

项目职务项目经理

岗位/技术职称组长/工程

师副组长/工程师组员/高级工程师组员/助工组员/工程

师组员/助工组员/工程

师

组内分工全面负责活动组织、技术

负责技术指导安全管理质量检查方案实施方案实施

本科项目技术负责人本科大专本科大专大专

技术顾问安全员质检员施工员施工员

制表人：杨健 制表时间：2016年11月11日三、选题理由

（1）综合考虑本工程地质情况、成本构成等因素及类似工程的施工完成情况，公司要求将本工程的冲孔灌注桩的充盈系数控制在1.30以下。

（2）根据试桩情况及以往的施工经验，冲孔桩成孔质量是桩基施工质量控制的难点和重点，提高成孔质量，减少混凝土用量，降低材料费用，为企业带来经济效益。

（3）本工程采用冲锤桩施工，而且施工场地临湖，地质条件较差，具有挑战性，公司给项目配备了足够的人力、物力，具备开展本课题的条件。四、现状调查

项目在工程桩大面积施工之前，积极准备，我们对本工程已完成的30根冲孔灌注桩充盈系数进行统计，结果见下表：

表2 充盈系数统计表

桩号

设计砼量实际砼量

充盈系数

桩号

设计砼量

2

实际砼量

充盈系数

桩号

设计砼量实际砼量

充盈系数

A22试B2A145A260A45A169A170A4A7A10

12.1516.12.1513.2012.1512.1512.1511.8711.8712.15

2422.5017.5020.518.0017.5017.5017.2117.6918.83

1.981.361.441.551.481.441.441.451.491.55

A92A93B7B15A110B17A112A115A119A125

12.0112.0117.0816.0812.2920.1012.1512.2912.2911.8716.3318.0223.0621.2318.5625.3317.5017.9417.8216.86

1.361.501.351.321.511.261.441.461.451.42

A178B24A188A1A192A221A227A236A280A281

12.0116.8312.1512.1512.1512.0111.8712.2911.8712.0115.4923.2315.9217.3717.8616.3315.7917.5716.3816.81

1.291.381.311.431.471.361.331.431.381.40

制表人：杨健 填表日期：2016年11月15日根据上述调查数据统计显示，平均充盈系数为1.40，28根桩的充盈系数超出了公司提出1.30以下的要求。平均充盈系数比项目部制定的目标要求多了0.10，无法满足项目部制定的充盈系数控制在1.30以下的要求。QC小组通过对充盈系数超出1.30的冲孔灌注桩进行调查，并按照影响冲孔灌注桩混凝土充盈系数的各因素整理如下：

表3 冲孔灌注桩灌注量充盈系数调查表

比计划超出砼方量系数

检查项目

(N)

土质影响产生的坍塌

、扩径缺陷桩底标高控制不准

超灌过高其它合计

0.20.0740.0290.0080.4

影响频数（％）累计频数（％）

72.318.57.22.0100

72.390.8.0100

制表人：李明罡 填表日期：2016年11月20日根据充盈系数调查表绘制如下排列图：

3

影响冲孔灌注桩充盈系数排列图（图一）

制图人：李明罡 制图日期：2016年11月20日根据排列图可以看出，“土质影响产生的坍塌、扩径缺陷”频率达到72.3%，为关键的少数项，是造成冲孔灌注桩充盈系数过高的主要因素。因此，解决“土质影响产生的坍塌、扩径缺陷”问题，是降低冲孔灌注桩混凝土充盈系数的关键所在。五、目标设定

为了保证项目部制定目标能够得到实现，我们从以下3个方面对目标进行了论证：1、根据本工程已完工的冲孔灌注桩的混凝土充盈系数统计数据，只有2根桩的充盈系数是在1.30以下的，具体如下表：

表4 充盈系数统计表

桩号B17A178

设计砼量20.1012.01

实际砼量25.3315.49

充盈系数1.261.29

制表人：杨健 填表日期：2016年11月25日根据公司制定的要求及项目部成本控制计划，必须将充盈系数控制在1.30以下。

4

2、本小组成员由主管质量的管理人员、现场技术人员组成，均参加过多个类似工程的桩基础施工，具有丰富的现场施工经验及深厚的技术基础，能够解决碰到的技术问题。

3、由于本工程项目是湖州市重点工程，在本工程施工中开展本项活动能得到包括公司、业主、监理、设计等各方面的大力协助，有足够的人力、物力和技术上的支持。

鉴于上述情况，我们认为活动目标是能够实现的。

1.501.401.401.301.301.201.101.00现状值目标值活动目标值对比图（图二）

充盈系数制图人：沈学城 制图时间：2016年11月25日

六、原因分析

目标确定后，我们小组成员对现状调查排列图中的主要因素，即“土质影响产生的坍塌、扩径缺陷”，进行了全面分析和研究，运用“头脑风暴法”，绘制出下列系统图：

混凝土硬化速度慢对地质情况不掌土质影响产生的坍混凝土配合比不适合场地存在深厚淤泥淤泥触变性强、高压缩混凝土灌注压力大桩长较长，灌料压5泥浆制作不符合要求泥浆相对密度不够，未起到护壁充盈系数过高原因分析系统图（图三）

制图人：吴忠民 制图时间：2016年12月1日

七、要因确认

表5 要因确认表

序号

末端因素

1

混凝土配合比不适合淤泥触变性强、高压缩性桩长较长，灌料压力大泥浆相对密度不够，未起到护壁作用钢筋笼在桩成孔之后未完成制作

2

3

4

确认方法查阅资料查阅资料查阅资料现场调查现场调查

确认依据确认情况

负责人

确认时间

是否要因否

查阅配合比

记录

通过查阅商品混凝土配合比试验报告，符合要求。全场分布，层厚在12~20m，含水率在50%以上，高压

缩性，易触变。有效桩长在42m左右，桩长较长，但此类桩型在其他工程中已多次施工。泥浆比重和粘度不符合要

求人员配备齐全，现场制作的钢筋笼能够满足施工要

求

6

李明罡

2016.12

查阅地质勘察报告吴忠民

2016.12

是

查看设计图

纸对现场制作的泥浆进行

检测对钢筋笼现场制作情况进行现场检

查

吴忠民

2016.12

否

姚征伟

2016.12

是

5

姚征伟

2016.12

否

6

没有冲孔灌注桩成孔规程及交底冲击行程过高没有对吊机工进行技术交底

7

8

查阅资料现场调查现场调查

查阅交底记

录

交底记录齐全，相关人员

签字手续齐全

吴忠民

2016.12

否

现场打桩检

查

冲孔过程中，操作人员为省事，未按规定操作

姚征伟

2016.12

是

查阅交底记

录经现场调查，发现未对吊机工进行技术交底吴忠民

2016.12

是

制表人：茅建平 填表日期：2016年12月5日八、制定对策

在对要因的调查和分析过程中，小组成员分块将要因进行分解，分解之后根据各部分实际情况，采用提出对策、分析对策、比较对策、最终确认的过程，对各项对策进行可行性研究，最终确定了各项要因的解决办法。对策分析内容详见下表：

表6 对策表

序号

要因淤泥触变性强、高压缩

性泥浆相对密度不够，未起到护壁作

用冲击行程过

高没有对吊机工进行技术交底

对策目标

措施地点时间

实施负责人

1

改小桩锤直径

2

配置合适泥浆

3

4

采用低冲锤冲击对吊机工进行交底

选用适当的桩

通过多次试验调整，冲孔桩

锤直径，避免冲

锤直径比设计桩径改小80~1

孔直径超过设

00mm。

计桩径

通过多次试验，当泥浆的性

泥浆比重和泥能比重为1.3，粘度为22~25浆粘度符合要秒，含砂率6%以下时，桩径

的扩径最小，且不影响施工求

。

通过多次试验调整，在淤泥

选用合适的冲

层冲击冲程为0.75~1.5m最

击冲程

佳。使吊机工掌握吊装要求

对班组进行详细的技术交底

施工现场

2016.12

杨健

施工现场

2016.12

李明罡

施工现场项目部会议室

2016.122016.12

姚征伟

吴忠民

制表人：茅建平 填表日期：2017年12月10日九、实施对策

实施对策一：改小桩锤直径

7

桩锤的直径大小直接影响成孔孔径，选用合适的桩锤直径，避免成孔孔径超过设计桩径，是控制充盈系数的一个重要因素。由QC小组成员杨健主要负责，与施工现场的班组施工人员一起，经过多次试验调整，最终确定在深厚淤泥层中，冲孔桩机桩锤的直径比设计桩径改小80~100mm时，施工中钢筋笼下放顺利，所选用的钻头能有效的保证设计桩径，同时避免了孔径超大造成混凝土浪费，使得充盈系数过大。

实施效果：通过改小桩锤直径进行冲孔施工，现场桩孔质量控制较好，混凝土充盈系数得到了有效控制。

实施对策二：配置合适泥浆

泥浆稠度偏稀，使泥浆护壁厚度偏薄，而使成孔孔径相对加大，混凝土浇筑量相对增加；泥浆稠度偏密，比重偏大，再加上冲锤的冲击、压迫，会增加泥浆四周的压力，从而也会形成扩孔。因此由QC小组成员李明罡负责，与施工现场的班组施工人员一起，经过多次试验调整，最终确定在深厚淤泥层中施工冲孔灌注桩时，当泥浆的性能比重为1.3，粘度为22~25秒，含砂率6%以下时，桩径的扩径最小，且不影响施工。在现场施工时，利用淤泥自然造浆，向孔内送入清水，通过钻头振捣形成泥浆，当形成的泥浆粘性很大时，可边冲边向孔内投入适量的粗砂，当孔内泥浆粘度过大，比重过高时，在掏渣的同时，向孔内泵入清水。

泥浆比重检测（图四） 泥浆比重计量（图五）

实施效果：通过配置合适的泥浆，成孔泥浆护壁效果很好，混凝土充盈系数得到了有效控制。

实施对策三：采用低冲锤冲击

冲孔灌注桩在冲击成孔过程中，冲程过高会扰动孔壁而引起塌孔、扩孔，不但导致混凝土浪费，增大混凝土的充盈系数，同时会出现吸钻、卡钻事故，影响施工。因此，由QC小组成员姚征伟负责，与施工现场的班组施工人员一起，经过多次试验调整，最终确定冲击冲程为0.75~1.5m。在此区间内提升钻头时，速度均匀、平稳，可有效防止碰撞护筒和孔壁从而导致形成扩径。

8

实施效果：通过合适的冲击冲程，现场桩孔质量控制较好，混凝土充盈系数得到了有效控制。

实施对策四：对吊机工进行交底

1、在项目部会议室由QC小组成员吴忠民对吊机工进行技术交底，明确其工作的特点、内容、操作方法、质量要求等。

2、吊机工现场进行操作演练，技术负责人及班组长进行检查监督，指出不足之处，确保操作人员足够胜任工作为止。

项目部技术交底（图六）

实施效果：通过更符合实际要求的技术交底，操作人员更加明确了施工中的各个重点、要点，充分发挥技术交底的作用，解决了实际施工中的问题。十、效果检查

（1）在公司各部门的大力支持和小组成员的努力下，按照以上对策实施后，我们统计了所有桩基成桩混凝土用量，发现混凝土的充盈系数明显减小，我们统计了已完成的260根冲孔灌注桩充盈系数，随机抽查其中的30根，结果如下表：

表7 充盈系数统计表

桩号设计实际充盈

桩号设计

9

实际

充盈

桩号设计实际

充盈

砼量A2B3A5A8A9A15A16A28A29A37

12.1516.12.1511.8712.1513.2012.1511.8712.2912.15

砼量14.7021.0114.8215.3114.9416.6315.0714.4815.4914.82

系数1.211.271.221.291.231.261.241.221.261.22

A81A91A95A103A116B13A153A1A155A156

砼量12.0112.1512.0111.8712.2917.0812.1512.2912.2911.87

砼量14.4114.9415.1315.0914.9921.5215.5515.3615.2414.76

系数1.201.231.261.271.221.261.281.251.241.26

A172B17A195A196A199A234A246A249A278A286

砼量12.0116.8312.1512.2912.1512.0111.8712.2911.8712.01

砼量14.7922.2115.1915.4914.6814.6515.1915.3614.3614.

系数1.231.321.251.261.211.221.281.251.211.24

制表人：杨健 填表日期：2017年1月10日如上表所示，实施对策后的平均充盈系数为1.25，比计划值还低了0.05，冲孔灌注桩的充盈系数得到了很好的控制。

表8 充盈系数统计表

序号123合计

充盈系数n1.20～1.241.25～1.291.30～1.35

桩（根）1514130

频率%5046.73.33100

累计频率%5096.7100

制表人：杨健 填表日期：2017年1月10日如上表所示，实施对策后的桩充盈系数在1.30以下的比例达到了96.7%，冲孔灌注桩的充盈系数得到了很好的控制。

（2）其他收获

1、技术目标：QC小组通过本项目冲锤桩机施工过程中的实践及得到的成果认真总结，编制形成了《冲孔灌注桩淤泥层处理作业指导书》，并在公司其他项目推广实施。

10

2、工期目标：通过桩机施工的连续性，使得桩基施工的总体进度提前了10天。

3、效益目标：通过本次QC活动，使得充盈系数原本在1.40左右降低至1.30以下，为本项目节约了约15万元的资金。

1.501.401.301.201.101.00活动前目标值活动后目标对比图（图七）

1.401.301.25充盈系数活动后制图人：吴忠民 制图时间：2017年1月12日

结论：QC活动后，经抽查30根桩，充盈系数在1.30以下的有29根，平均充盈系数为1.25，比计划值还低了0.05，达到了预期的效果，冲孔灌注桩的充盈系数得到了很好的控制。十一、巩固措施

1、加强与搅拌站的供料协调，确保砼供应及时。

2、严格实施灌注速度及坍落度的控制，必要时采取钢护筒护壁等措施，降低因淤泥土质的影响而出现的扩径、坍塌现象。

3、将本次活动的取得的技术经验提炼为我公司内部桩基础施工作业指导书《冲孔灌注桩淤泥层处理作业指导书》。

4、坚决执行质量管理和检查制度，保证施工过程的技术指导及跟踪检查。

5、完善施工各方沟通协调机制，做到有问题马上反馈，收到反馈马上处理，不产生遗留问题，杜绝质量隐患。十二、总结和今后打算

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1、在本次QC活动中，小组不仅取得了可喜的经济效果，也取得了良好的技术经验，管理人员的管理水平及技术水平都得到了不同程度的提高，但在关键技术处理还有待进一步提高。QC小组成员均能遵循QC小组活动程序，恰当使用工具方法，成了活动目标，各成员综合素质也得到了不同程度的提高。

表9 综合素质评价表

序号12345

评价内容团队精神质量意识进取精神QC工具运用技巧

改进意识

活动前8482838684

活动后9597969695

制表人：杨健 日期：2017年1月15日

综合素质雷达图（图八）

制图人：吴忠民 制图时间：2017年1月15日

2、通过本次QC活动，我们深刻认识到在工程施工中进行全面质量管理，开展QC活动是提高工程质量的有效办法。我们今后将继续深入开展QC活动，并不断总结、提高，力求使工程质量达到更高的、更好的水平。

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