提高沉井下沉施工质量改.docx
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提高沉井下沉施工质量改
提高沉井下沉施工质量
大昌建设集团有限公司郑怀彬QC小组
一、课题简介
长峙岛CZ-C-8地块1号污水泵站，位于舟山市临城新区长峙岛内，西环二路、中心一街、东环一路交叉口的北面。
本工程的沉井形状不规则，可分解为一个圆形和一个矩形，圆形沉井内径12米，壁厚0.45米，方形沉井内径约为4.5×4.5米。
沉井刃脚底至设计地面高度为13.38m。
附图1：
施工中的沉井现场图
现场地地势比较平坦，地面高程为3.5~3.6米。
沉井下沉范围内土质以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主，刃脚最终坐落在粉质粘土层。
沉井基础主要含水层为浅层潜水含水层，水位标高为2.12m～2.18m，主要补给来源于大气降水，地表经流，受降水量、季节、气候等因素影响而变化。
对沉井下沉施工项目部通盘考虑，在施工组织设计中采用多次制作，一次下沉的施工方法。
二、小组简介
本QC小组由工程施工技术人员中的主要骨干组成.成立于2012年6月,项目负责人郑怀彬担任组长.本次课题活动时间为2012年6月--2012.9月,QC小组每月检查分析活动三次,共组织活动12次,每月的12日、24日定期组织QC小组学习讨论，提高QC小组活动意识，寻找存在的问题，制定解决问题的决策措施，积极地收集原始材料，用图表说话。
小组情况简介
小组名称
郑怀彬QC小组
类型
攻关型
成立时间
2012年6月2日
课题注册号
2012-16K
课题
提高沉井下沉施工质量
注册登记号
DCQC2012-16
活动时间：
2012.06.10~2012.09.20组员接受学习教育培训累计40h出勤率：
98.9%
QC小组成员概况一览表
姓名
职称
职务
小组职务
分工情况
郑怀彬
工程师
项目负责人
组长
全面指导
徐旭峰
工程师
项目经理
副组长
组织管理
洪军
工程师
项目技术负责人
副组长
技术指导
郑平刚
助工
质量员
成员
措施实施
张立勋
助工
施工员
成员
调查实施
姜峰燕
助工
资料员
成员
资料整理
夏铭
助工
安全员
成员
措施实施
韩宽兴
技术员
泥工班组长
成员
措施实施
谢存亮
技术员
木工班组长
成员
措施实施
制表人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
三、选题理由
工程实际情况：
本工程沉井形状不规则,下沉高度较大,土质较差，方、圆组合沉井下沉协调一致的难度大。
类似工程验收情况：
沉井下沉过程中，由于地下未知因素较多，对本公司施工过的沉井基础工程进行了调查，进行了统计，工程质量合格率仅为72%，达不到质量验收规范要求（GB50202－2002）。
合同约定情况：
业主要求必须确保该污水泵质量合格，施工过程中标高、轴线偏差应控制在规范允许范围内，一次性达到沉井工程验收规范要求。
为此选择课题：
提高沉井下沉施工质量。
四、现状调查
本小组结合长峙岛CZ-C-8地块1号污水泵站沉井的特点，对本公司以往施工过的沉井基础工程统计共计200个点,其中不合格点为50个,并进行了如下统计。
具体见附表4-1。
4.1统计表（附表4-1）
序号
项目
频数
累计频数
频率（%）
累计频率
1
沉井倾斜
19
19
38
38
2
超沉
17
36
34
72
3
下沉过快
3
39
6
78
4
筒体开裂
2
41
4
82
5
下沉搁置
1
42
2
84
6
沉井扭转
2
44
4
88
7
沉井位移
3
47
6
94
8
其他
3
50
6
100
制表人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
根据上述统计表，作如下质量问题排列图（附图4-3），用排列图寻找主要问题。
频数N=50
累计频率%
94%
88%
50
100
84%
82%
78%
72%
60
30
38%
19
40成本效益0
20
17
10
20
3
3
3
2
1
2
0
0
沉井倾斜超沉下沉过快筒体开裂下沉搁置沉井扭转沉井位移其他
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
由排列图可以看出，影响沉井不排水下沉施工质量的主要问题是沉井倾斜、沉井超沉，其累计频率达72%，成为解决问题的主要对象。
五、设定目标
5.1目标设定
有效控制沉井下沉质量，沉井下沉就位允许偏差合格率85%以上。
5.2目标设定依据
1、本工程需然有很大的施工难度，和不可预见的因素较多，但是我们通过优化施工方案、科学管理，严格按要求施工是可以实现目标的。
2、QC小组成员对质量控制方法上有较为丰富的经验，且都有沉井施工的经历。
3、只要采取有效措施控制沉井倾斜、超沉合格率在85%以上，
（200-50+36×85%）/200=89.4%
所以将目标设定为“允许偏差合格率85%以上”。
六、原因分析
QC小组针对从排列图中得到的主要问题于2012年7月中旬进行了多次讨论，广泛听取现场职工、班组长、施工技术员的意见，相互启发、相互补充得出原因分析关联图（附图6—1）。
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
我们小组通过采取调查分析、现场试验、测量，对以上14末端原因进行了要因确认。
要因确认计划表
编号
末端因素
确认内容
确认方法
标准
责任人
1
制作场地土质软硬不均
查看制作场地土质
现场验证
刃脚底面高差＜30mm
郑平刚
徐旭峰
2
井内土体隆起
井内土体有无隆起
现场验证
土体没有隆起
徐旭峰
郑怀彬
3
缺少专项教育
对现场操作工人随机抽样调查
现场调查分析
考核成绩≥60分
郑平刚
谢存亮
4
奖惩制度不落实
查看项目部理档案
现场调查分析
明确的奖惩措施
张立勋
洪军
5
质量管理制度不健全
查看质量管理制度
现场调查分析
施工现场质量管理检查记录
张立勋
洪军
6
射水和抽泥配合不当
射水和抽泥配合
现场验证
配合良好
郑怀彬
韩宽兴
7
现场仪器误差
测量仪器
现场测试
送检校正合格
姜峰燕
夏铭
8
测量基准点改变
测量基准点
现场验证
测量基准点定期复核确保准确
张立勋
洪军
9
封底未对称进行
沉井封底施工是否对称进行
现场验证
筒体垂直度控制在80mm内
夏铭
洪军
10
沉井壁上留有较大孔洞，使重心偏移
沉井壁上孔洞在下沉前有没有封闭孔洞，内填配重，减少重心偏移
现场验证
筒体垂直度控制在80mm内
夏铭
徐旭峰
11
拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜
有无严重倾斜
现场验证
筒体垂直度控制在80mm内
郑怀彬
洪军
12
下沉接近设计深度，未放慢挖土和下沉速度
下沉接近设计深度，有没有放慢挖土和下沉速度
现场验证
每天沉井的下沉量控制在20cm
郑平刚
洪军
13
预留自沉深度过小
设计预留自沉深度是否满足现场实际施工
现场验证
沉井终沉误差控制在5cm内
张立勋
姜峰燕
14
除土方法选择不当
除土方法选择
现场验证
基底除土高度对称位置偏差≤40cm
夏铭
韩宽兴
要因确认一：
制作场地土质软硬不均
确认
方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
郑平刚
徐旭峰
完成时间
8月10日
实测
本工程沉井下部土质以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主,制作时刃脚部位在素填土层（厚度在40cm左右）,沉井制作前对地基进行清理压实,做了加固.沉井制作后测量得到刃脚底面高差＜30mm
结论
非要因
要因确认二：
井内土体隆起
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
徐旭峰
郑怀彬
完成时间
8月20日
实测
沉井的设计封底标高正处在淤泥质粉质粘土层,此层土灵敏度较高,抗剪强度较低,且原设计沉井刃脚长度不足以阻止井内土体隆起.
结论
要因
要因确认三：
缺少专项教育
确认方法
现场调查分析
验证地点
施工现场
确认人
郑平刚
谢存亮
完成时间
8月10日
实测
通过对现场40名操作工人随机抽样调查及部分人员进行考试,有60%工人作业
前都未进行针对性的专业培训,考试也达不到要求,缺少必要的培训,只有40%受过专业培训且培训时间达到60个小时
部分成绩说明表:
姓名
成绩
姓名
成绩
姓名
成绩
姓名
成绩
丁亮
71
袁浩
59
张琪
36
张凯
46
方婷
66
刘龙
55
胡小明
51
徐波
48
结论
要因
要因确认四：
奖惩制度不落实
确认方法
现场调查分析
验证地点
项目部办公室
确认人
张立勋
洪军
完成时间
8月10日
实测
查看项目部理档案,在项目部管理制度中的质量保障措施中制定了明确的奖惩措施,并在措施中指定了责任人为项目经理徐旭峰.
结论
非要因
要因确认五：
质量管理制度不健全
确认方法
现场调查分析
验证地点
项目部办公室
确认人
张立勋
洪军
完成时间
8月10日
实测
经检查本工程有相应的施工技术标准,有健全的质量管理体系,符合施工现场质量管理检查记录A01表的相关规定,并且经总监审核合格.
结论
非要因
要因确认六：
射水和抽泥配合不当
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
郑怀彬
韩宽兴
完成时间
8月20日
实测
本工程采用高压水枪挖土,施工人员基本做到不让井筒内水深过高,没有出现沉井内冲挖成中部深锅底后,在抽水迫降办法,使井下沉.
结论
非要因
要因确认七：
现场仪器误差
确认方法
现场验证
验证地点
项目部仓库
确认人
姜峰燕
夏铭
完成时间
8月10日
实测
本工程所使用的水准仪、经纬仪、钢卷尺等测量仪器和工具合格证齐全，经送检测试合格，满足测量要求
结论
非要因
要因确认八：
测量基准点改变
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
张立勋
洪军
完成时间
9月10日
实测
现场测量基准点在观察期间有2名人员对以加以看管,在观测点附近设有警示标志防止破坏,并且定期复核.
结论
非要因
要因确认九：
封底未对称进行
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
夏铭
洪军
完成时间
9月10日
实测
经现场调查沉井分格、逐段对称进行封底
结论
非要因
要因确认十：
沉井壁上留有较大孔洞，使重心偏移
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
夏铭
徐旭峰
完成时间
8月1日
实测
本工程的沉井为污水处理泵,在沉井壁上留有较大孔洞,在下沉阶段采用孔洞封闭，内填配重来解决重心偏移的问题。
结论
非要因
要因确认十一：
拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
郑怀彬
洪军
完成时间
7月20日
实测
在沉井制作完毕后,拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜。
结论
要因
要因确认十二：
下沉接近设计深度，未放慢挖土和下沉速度
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
郑平刚
洪军
完成时间
9月10日
实测
沉井后期放缓速度、及时清理刃脚处的土体,同时控制抽泥量。
结论
非要因
要因确认十三：
预留自沉深度过小
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
张立勋
姜峰燕
完成时间
8月20日
实测
沉井在接近刃脚设计标高时,预留了15mm的深度,不能满足因沉井自沉引起的超沉
结论
要因
要因确认十四：
除土方法选择不当
确认方法
现场验证
验证地点
施工现场
确认人
夏铭
韩宽兴
完成时间
8月10日
实测
沉井除土方法选择不当,对沉井下沉产生影响大.
结论
要因
七、制定对策
QC小组针对上述要因进行专项研究，制定如下对策表（附表7—1）。
序号
要因
对策
目标
具体措施
地点
责任人
完成
时间
1
井内土体隆起
对该土层进行加固处理
避免发生土体隆起,确保封底顺利,控制沉井高程就位偏差≤20cm
沉井内及刃脚处打高压旋喷桩以加固土层,提高其承载力
现场
郑怀彬
8月20日
2
缺少专项教育
进行教育培训,做好技术交底
确保施工人员工作规范化
1、进行技术考察
2、做好技术交底
3、邀请总公司专家沉井施工工艺进行讲解、培训
4、通过多媒体方式进行岗位技术培训，并进行考核
现场及办公室
徐旭峰
8月10日
3
除土方法不正确
根据施工实际情况，制订正确的施工方案
基底除土高度对称，对称位置偏差≤40cm
根据土质采用合适的吸泥机，施工中采用高压水把土冲成泥浆后吸出沉井，定期检查，进行除土高程控制
办公室
郑平刚
8月10日
4
预留自沉深度过小
根据施工实际情况，设定预留自沉深度
确保沉井不发生因预留自沉深度过小发生的超沉
本工程预留50mm以应对因沉井自沉而引起的超沉
现场
夏铭
8月20日
5
拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜
拆除刃脚垫架时，对称拆除。
筒体垂直度控制在80mm内
1、预留沉井定位垫架2、用黄砂填塞刃脚踏面3、将沉井分为4个区,按1、3和2、4区对称以蚕食方式逐渐拆除定位垫块
现场
洪军
7月20日
制表人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
八、对策实施
根据对策表中的措施，由相应责任人负责，组长、副组长监督执行，并在预定的日期内完成。
8.1实施一：
针对“井内土体隆起”的要因
本工程沉井设计封底标高正处在淤泥质粉质粘土层，此土层灵敏度较高，抗剪强度较低，如果不对该层加固处理，提高其承载力，沉井就有可能发生超沉现象。
沉井下沉计算：
式中，G为沉井的结构自重，Pfw为地下水的浮力，R为刃脚（刃脚宽0.45m）正面阻力；地基承载力fk=180kPa；Tf为沉井井壁外侧的总摩阻力，土层以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主，初步估算沉井外壁与土的单位面积摩阻力f=18kPa；Ks为最小下沉系数（对位于软弱土层中的沉井宜取1.05；对位于其它一般土层中的沉井宜取1.15）。
G=γV==6922kNPfw=gh=97kNR=S刃脚fk=0KNTf=S表f=4283kN
=1.2＞Ks=1.15
沉井实际下沉系数比沉井下沉所必须的最小下沉系数大，沉井下沉。
为采取正确的加固方法，QC小组在和设计人员及经验丰富的技术人员进行探讨最终决定采用沉井内和沉井刃脚部位打高压旋喷桩。
高压旋喷桩布置图
实施效果：
采用以上的施工方法进行施工，对该持力层进行了加固处理，至沉井封底结束，沉井内没有发生土体隆起的情况,封底顺利,沉井下沉高度与设计值偏差5cm,达到预定目标。
8.2实施二：
针对“缺少专项教育”的要因
本工程下沉深、施工难度大，不可预见的因素较多，故在工程实施过程前做好相关技术准备，培训工作做到周密，各项技术交底工作细致全面。
1、进行技术考察
工程制作开始前，公司及项目部技术人员带领各制作工序技术负责人前往浙江建工集团进行技术考察，学习相关的技术措施与施工工艺。
2、做好技术交底工作
编制制作及下沉方案，并以作业指导书、技术交底的形式向操作者进行深入贯彻，确保操作人员做到理解无误、操作无误。
3、邀请总公司专家沉井施工工艺进行讲解、培训
根据现场实际情况，项目负责人郑怀彬在2012年7月3日邀请集团公司总工和多位施工经验丰富的技术能手到现场为工人进行培训，他们结合实际情况对沉井施工中容的重难点进行了具体生动、详细的讲解。
4、通过多媒体方式进行岗位技术培训，并进行考核
项目部组织组织操作人员通过多媒体教学方式学习了《浙江省建筑施工工法汇编》中沉井施工工艺，并明确岗位人员职责与分工，明确各工序负责人，并做好制作记录。
在培训结束后，采取现场考试制度，对施工人员进行考核，合格后才能上岗。
实施效果：
通过对管理人员、操作工人进行培训并通过考核，明确了技术标准、提高了岗位技能。
8.3实施三：
针对“除土方法选择不当”的要因
为采取正确的除土方法，QC小组在施工前制定出专项施工方案，并请专家进行论证。
在施工机械的选择上：
一般情况下挖土可采用抓斗挖土或高压水枪挖土。
根据本工程的特点，我们采用高压水枪射水，吸泥机抽泥进行施。
施工顺序上：
采用先中央后四周的施工顺序，并沿刃脚留出土台，对称分层冲挖。
施工方法上：
高压水枪射水把沉井内的泥土冲成泥浆，冲出的泥浆用吸泥机抽至场外。
冲土在每一室从室中央开始，逐渐向周围扩展，使沉井内形成锅底状。
挖土不得冲空刃脚下的土层。
冲出的泥浆用吸泥机抽至场外。
在技术措施上：
除泥施工中要及时测量各对称点处的除泥深度，发现高底悬殊超过0.3米时及时进行调整，必要时，潜水员下去进行检查，指挥除泥。
在施工的过程中，我们严格进行过程控制，施工中要求施工人员严格按照方案进行施工，质量员现场每隔2小时对沉井的倾斜度进行检测，发现倾斜超出允许范围及时进行纠偏，确保沉井下沉的施工质量。
实施效果：
采用以上的施工方法进行施工，基底除土高度对称，对称位置除土高程偏差全过程没有超过30cm，比设定目标减少10cm。
沉井除泥施工现场。
8.4实施四：
针对“预留自沉深度过小”的要因
沉井下沉接近刃脚设计标高时,考虑到沉井在不挖土的情况下也会出现自沉。
而以往工程往往应没有考虑或设置预留不足引起超沉。
项目部派1名施工员对沉井进行监测，在沉井壁上每隔50cm处留下记号，以便观测，在终沉前5天停止水冲除泥，减缓沉井下沉速度。
以下是监测得到的沉井平均下沉值。
每日平均下沉监测值（单位cm/h）
天数
监测值
天数
监测值
1
0.15
11
2.61
2
0.23
12
2.31
3
0.49
13
2.11
4
1.14
14
1.97
5
1.89
15
1.56
6
2.11
16
1.05
7
2.13
17
0.67
8
2.23
18
0.22
9
2.45
19
0.11
10
2.58
20
0.08
制表人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
查看地质报告，并对沉井的实际开挖土体作对比，确认报告与现场土体一致。
根据下沉系数的大小和井内土面高低及土质强弱，结合现场施工人员经验，确定预留深度（一般为50-100mm），本工程预留50mm以应对因沉井自沉而引起的沉井超沉。
实施效果：
到沉井封底完成，沉井下沉16mm，小于预留的50mm，沉井没有发生超沉。
沉井施工下沉现场。
8.5实施五：
针对“拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜”的要因
沉井制作完成下沉前要拆除刃脚部的垫架，当垫架非对称同时拆除时，因为沉井自重大，刃脚部分受力不均，土体承载力有限等多种因素，产生倾斜，对沉井下沉产生不良影响。
项目部及时制定了以下措施来解决拆除刃脚垫架时，发生严重倾斜的问题。
1、沉井制作完成后预留沉井定位垫架，2、用黄砂填塞刃脚踏面，确保刃脚垫架拆除时，刃脚非悬空。
3、将沉井分为4个区,按1、3和2、4区对称以蚕食方式逐渐拆除定位垫块。
实施效果：
到沉井下沉时，沉井筒身仅倾斜16mm，小于筒体垂直度控制在80mm内的目标。
九、效果检查
9.1质量方面
通过严格的PDCA循环，使沉井下沉施工质量取得了高质量的效果，2012年8月25日我们对已完工的沉井工程进行全面检查，共得到质量信息60条，质量合格率为91.6%，达到并超过了计划目标。
实现了“有效控制沉井下沉质量，沉井下沉就位允许偏差合格率85%以上”的目标
序号
项目
频数
累计频数
频率（%）
累计频率
1
沉井超沉
2
2
3.33
3.33
2
沉井位移
1
3
1.67
5.0
3
其他
2
5
3.33
8.33
制表人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
附图9-1是PDCA循环前后的对比图。
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
9.2效益方面
1、经济效益
A、工期提前：
采用本施工工艺后，减少了原来挖土沉井的大量劳动力及机械与运输设备，同时也减少了外部环境对施工进度的影响，比老工艺提前10天完成。
B、成本效益
成本效益对比
项目
原费用
（元/m³）
新费用
（元/m³）
降低量
（元/m³）
降低率（%）
人工费
40
25
15
37.5
机械费
50
25
25
50
合计
16.4万元
9.1万元
7.3万元
44.5
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
C、其他：
1、采用此措施后，沉井外围四周土体沉陷面积减少，减少200m3土方涌入井内,约2万元。
2、减少施工中超沉及纠偏费用：
3.5万元。
3、确保了沉井下沉标高控制，保证了下沉的质量。
共计获得经济效益12.8万元。
2、社会效益
经过本QC小组开展的QC活动，达到了预期的质量目标，优质的施工质量受到了业主、监理，设计和总承包单位的好评和认可。
形成了整套的沉井下沉施工方案，为以后承接类似工程提供了技术保障。
9.3团队能力方面
我们QC小组成员通过本次活动的学习锻炼，提高了团队精神、解决问题能力、创优意识、QC知识和个人能力等。
QC小组自我评价见表9—1。
QC小组活动自我评价表表9—1
自我评价（分）
活动前
活动后
创优意识
69
88
个人能力
73
86
QC知识
68
87
解决问题的能力
73
88
团队精神
71
91
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
自我评价雷达图见图9—2：
制图人：
姜峰燕日期：
2012年09月24日
十、总结巩固
对沉井下沉质量控制，在目前的施工验收规范及施工标准上还没有很具体的条文。
我们QC小组通过本次活动，在这方面获得了一定的经验，我们把下沉施工方法形成指导书（DCJS作业指导011），并印发给集团分公司，将在后续施工中进行推广应用。
相信在以后的类似施工中，能起到很好的指导作用。
十一、今后打算
通过本次QC小组采用PDCA的方式对沉井下沉施工合格率提高，各成员在如何开展QC小组活动，如何利用质量控制的手段保证工程的施工质量方面取得了经验，增强了成员对质量管理的信心和决心。
我们将以此
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