钻孔灌注桩质量控制QC课题.docx
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钻孔灌注桩质量控制QC课题
强化过程控制提高灌注桩优良品率
天水成纪大道孙家坪大桥项目QC小组
前言
天水成纪大道孙家坪大桥位于天水市秦州区以南，全长305m，上跨籍河主河道和天北高速，南侧通过引道和羲皇大道平交，北侧通过匝道与成纪大道相连，大桥采用双向四车道
级标准设计，上部结构采用25m+4×35m+4×35m先简支后连续预应力空心板梁和小箱梁，下部结构采用摩擦钻孔灌注桩基础，门式框架墩，0#台为重力式桥台，9#台为轻型桥台。
桥梁基础均为钻孔灌注桩基础，共有钻孔灌注桩69根，主要桩径有0.8m、1.0m、1.2m。
其中1#墩、2#墩位于天北高速公路路基边坡上，调查发现，天北高速路基填筑均为松散的砂砾，3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#均位于藉河河漫滩或河道中，地质结构复杂。
灌注桩基础施工过程可能会出现塌孔、缩径、钢筋笼上浮，导管堵塞等影响施工质量的现象。
由于桩基工程施工在保证整个工程质量因素里面占有至关重要的地位，桩基的施工速度和施工质量将制约整个项目的施工总进度和工程运行的安全。
为了工程施工顺利推进，防止在钻孔灌注桩施工过程中出现以上质量问题，确保整体工程质量，在项目部领导的牵头与带动下，特组建了钻孔灌注桩施工质量控制QC小组，选择“钻孔灌注桩施工质量控制”为活动课题，针对出现的问题，进行专门的现场调察、统计、分析与研究，及时发现问题，拿出切实有效的施工措施,提高桩基施工质量,为天水成纪大道孙家坪大桥工程施工赢得信誉，争创“飞天奖”。
一、小组概况
QC小组成员情况表
单位：
中铁二十局集团天水成纪大道孙家坪大桥工程项目经理部表1
小组名称：
钻孔灌注桩施工质量控制QC小组
全组人数：
13名
课题名称：
钻孔灌注桩施工质量控制
小组类型：
现场型
成立时间：
2012年7月10日
登记时间：
2012年7月12日
QC小组成员
姓名
性别
年龄
工作职务
技术职称
文化程度
工作单位
备注
林仰栋
男
58
组长
工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
芮国荣
男
34
副组长
工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
张国良
男
40
副组长
工程师
大专
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
魏殿山
男
49
副组长
工程师
大专
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
张俊禄
男
49
组员
工程师
大专
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
孙浩
男
27
组员
助理工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
白恒
男
29
组员
工程师
大专
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
包永胜
男
49
组员
工程师
大专
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
柳景文
男
25
组员
助理工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
李宏太
男
23
组员
助理工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
王俊
男
23
组员
助理工程师
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
张博
男
22
组员
质检
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
吴晨昕
男
21
组员
质检
本科
中铁二十局集团天水成纪大道
孙家坪大桥工程项目部
QC小组活动计划表表2
天水成纪大道孙家坪大桥钻孔灌注桩施工质量控制
2012年7月10日～2012年11月25日
实施项目
2012年
6
7
8
9
10
11
12
选择课题
★
现状调查
★
确定目标
★
原因分析
★
制定对策
★
★
实施对策
★
★
★
效果检查
★
★
巩固措施
★
★
今后课题
★
二、选题理由及选择课题
天水成纪大道及防洪综合治理工程属于亚行贷款项目，质量要求标准高,为了保证施工质量，全面履约合同，项目部必须研究施工工艺，加强质量管理。
钻孔灌注桩的施工工序繁杂，技术含量高，影响因素多。
在施工过程中，容易出现桩位偏差大、孔底沉渣多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难，不能完全通过事后检查来判断存在的问题，如果过程控制出现漏洞，势必影响工程施工质量和进度，而且会加大返工量，增加施工成本。
业主质量目标和项目质量目标要求建设精品工程、争创飞天奖。
为此项目部指定课题“强化过程控制提高灌注桩优良品率”开展活动，确保优质高效的履约合同。
三、现状调查
QC小组成立之后，项目领导高度重视，我们积极组织小组成员对已施工完成的钻孔灌注桩施工整体情况进行了调查，将出现的影响钻孔灌注桩成桩质量的问题进行了统计，本次共抽查了15个承台的120个钻孔桩，发现存在质量缺陷的有40个，钻孔桩优良率为66.67%，如表3所示：
已施工的钻孔灌注桩调查统计表表3
序号
质量影响项目
频数
累计频数
累计频率（%）
1
孔底沉渣超标
11
11
27.5
2
钢笼制安不合格
8
19
47.5
3
钢笼上浮
6
25
62.5
4
堵管
5
30
75
5
泥浆超标
4
34
85
6
孔位偏差大
2
36
90
7
孔斜偏差大
2
38
95
8
桩身夹泥
1
39
97.5
9
其他
1
40
100
按照上表统计的数据，绘制出钻孔灌注桩施工质量缺陷影响因素的帕累托图（见图1）。
宁杭客专钻孔桩施工帕累托图（图1）
根据帕累托图分析结果显示，影响钻孔灌注桩施工质量的主要因素有：
孔底沉渣超标、钢筋笼制安不合格、钢筋笼上浮和堵管四个问题。
小组人员在进行钻孔桩施工现场统计调查（图2）
四、设定目标及可行性分析
1、设定目标：
根据合同文件要求和工程局质量目标要求，宁杭客运专线徐舍特大桥工程质量等级为优良，质量优良率要达到87.5℅，活动前水平与目标值
对比（见图3）。
2、可行性分析：
图4
由帕累托图可知，孔底沉渣超标，钢筋笼制安不规范，钢筋笼上浮，堵管占质量缺陷因素的75%，经计算，如果能解决这4个问题，将能达到本次活动的目标{设定优良率为h，有h=（1-66.7%）*80%+66.7%=93.34%，已知93.34%>87.5},所以从数据论证目标实现是可行性。
E、小组人员对控制好宁杭客运专线钻孔灌注桩施工质量充满信心，一致认为，只要加强施工过程中的各个环节的控制，所定目标值的实现是可行的。
五、原因分析
2.原因分析
课题选定后，根据现状调查及经过小组成员认真分析，运用因果分析树图，认为影响因素如下：
孔底沉渣
泥浆调配不合理
泥浆泵功率小
拌合楼内熟练操作工少，新手较多，操作水平低
二次清孔不够
施工人员缺乏质量意识
地下水丰富
渗透量大
泥浆池开挖较小
现场质量控制人员缺乏经验
质控人员责任心不强
生活不好有情绪
（图5）
电焊条选用不规范
钢筋笼制安不规范
钻机失修
钢筋锈蚀
拌合楼内熟练操作工少，新手较多，操作水平低
施工工艺不合理
钢筋加工场地简陋
现场质量控制人员缺乏责任心
施工便道不平整
施工人员缺乏质量意识
钢筋笼运输吊装不规范
（图6）
钢筋笼上浮
混凝土和易性差、坍落度小，凝固时间快
拌合楼内熟练操作工少，新手较多，操作水平低
泥浆不合格
施工人员缺少基本知识，缺乏专业经验
灌注速度不当
气温及砼温影响
施工人员缺乏质量意识
安装工艺不够合理
孔底沉渣没有清除干净
（图7）
泥浆不合格
（图8）
为了尽量避免发生以上问题，针对主要四个缺陷进行了因果分析，并将图中的34各末端因素分析归类为22个因素，并对归类的22个末端因素分析，确定主要原因（如表4所示）：
影响灌注桩质量因素分析及要因确认表4
影响因素
原因分析
是否要因
人
施工人员缺乏质量意识，
质控人员责任心不强
施工人员缺乏质量意识和责任心，根本无法保证施工过程受控，必将极大的影响钻孔灌注桩施工质量。
是
施工人员缺少基本知识，缺乏专业经验
缺乏钻孔桩施工的基本知识和施工经验导致无法准确掌握质量控制关键点
是
生活不好有情绪
项目上坚持以人为本的管理理念，职工情绪高涨，没有过大影响
否
机
钻机失修
加强设备的维护保养，保证设备的完好率，可以避免对施工质量的影响
否
拌合楼未及时维修、保养、校准
泥浆泵功率小
更换大功率泥浆泵，能够满足泥浆正常循环要求
否
料
电焊条选用不规范
钢筋笼接头焊接要求采用J502焊条，可以满足施工质量要求
否
钢筋锈蚀
原材料和半成品及时采取上盖下垫防雨通风措施，可以满足要求
否
泥浆质量不合格
泥浆质量和混凝土和易性对灌注桩的灌注质量影响较大，必须合理及时调制泥浆，优化混凝土配合比设计
是
混凝土和易性差
砂石级配不合理
把好进货质量关，加强进货验收可以满足
否
方法
孔底沉渣
二次清孔不够
二次清孔是混凝土灌注之前最为关键的一道工序，将直接影响灌注和成桩质量
是
钢筋制安不规范
制作、吊装、运输不规范
钢筋笼是钻孔桩的骨架，钢筋笼的制作安装质量对钻孔桩质量有直接影响借鉴类似项目工程施工经验，确定合理的施工工艺
是
施工工艺不合理
钢筋笼上浮
安装工艺不合理
加强过程控制，主要是施工工艺问题，需认真摸索，成分分析，制定合理的施工工艺
是
灌注速度不当
孔底沉渣清除不干净
堵管
混凝土泵操作不规范
施工操作人员缺乏施工经验，需要加强技术和质量意识培训
否
灌注速度不当
环境
地下水丰富，渗透量大
地下水对泥浆指标控制，水下混凝土灌注会产生一定的影响，但影响不大
否
施工便道不平整，钢筋加工场地简陋
便道的平整和场地的规划对钢筋的加工制作运输安装起到不可忽视的影响
是
气温及混凝土温度影响
环境气温和混凝土水化热对混凝土的和易性、坍落度有一定的影响，及时根据现场情况采取调控措施可以满足施工质量要求。
否
小组对造成灌注桩质量问题的影响因素通过表5的分析，确定主要因素为以下7个：
1.施工人员缺乏质量意识，质控人员责任心不强；
2.施工人员缺少基本知识，缺乏专业施工经验；
3.混凝土和易性差，泥浆质量不合格；
4.二次清孔不够；
5.钢筋制作、运输、安装不规范，施工工艺不合理；
6.水下砼浇筑过程控制不严，钢筋笼安装工艺不合理；
7.施工便道不平整，钢筋加工场地简陋。
六、制定措施
针对上述影响因素，经过现状及影响因素的分析，为保证灌注桩施工质量，通过小组成员对参考资料的分析和技术交底会议讨论，找出了难点，抓住了重点，制定了严格有效的施工措施，具体详见表5。
序号
要因
对策
目标
措施
地点
时间
负责人
1
施工人员缺乏质量意识，质控人员责任心不强
教育宣传
施工人员质量意识高，责任心强
每月进行一次现场教育，现场张挂质量宣传标语
施工现场
2009.07.15～2009.9.15
李福东罗文君
白建华
2
施工人员缺少基本知识，缺乏专业施工经验
培训
学习
掌握基本知识，积累施工经验
各部门每周进行一次集中培训学习
项目部会议室
2009.07.15～2009.09.15
罗文君
单益东代青军
3
混凝土和易性差，泥浆质量不合格
合理调配
砼和易性好，泥浆质量合格
加强实验选配现场监控及时调制
试验室
拌和站施工现场
2009.07.25～2009.10.15
靖三龙
吕雯
4
二次清空不够
延长清孔时间
符合终孔验标要求
加强终孔验收质量控制
现场
2009.07.25～2009.10.15
王伟韦建飞
5
钢筋制作、运输、吊装不规范，施工工艺不合理
加强过程控制，优化施工工艺
钢筋制安符合验标要求
按照图纸施工,加强工序检验和安装的过程控制
施工现场
2009.07.25～2009.10.15
吴天华朱春青
6
水下砼浇筑过程控制不严，钢筋笼安装工艺不合理
加强过程控制，优化施工工艺
防止钢笼上浮
做好防范措施，加强过程监控
施工现场
2009.07.25～2009.10.15
马志强雷军军
7
施工便道不平整，钢筋加工场地简陋
整平规划
便道平整，钢筋加工场地规范标准
进行合理规划，组织道路整平和钢筋加工场建设
施工现场
2009.07.05～2009.07.25
白建华
代青军
活动计划措施表表5
七、对策实施
实施一：
面对现场施工人员缺乏质量意识，责任心不强的问题，项目部编制了《钻孔灌注桩质量控制实施办法》，《钻孔灌注桩质量控制奖罚细则》，首先对现场质量控制人员进行了专门的培训和学习。
其次每周组织架子队人员进行一次质量交底会议，讲述和学习钻孔灌注桩施工质量控制内容，并在施工现场张挂施工质量宣传标语，时刻提醒施工人员，灌输质量重于生命，责任重于泰山的质量意识理念。
实施二：
针对本工程的具体情况，对于施工管理人员普遍缺少钻孔灌注桩基本知识，缺乏专业施工经验的现状，试验室、混凝土拌和站、现场施工架子队都分别组织员工参加了钻孔灌注桩施工技术学习班，在学习班期间，组织人员对施工工艺、施工措施和钻孔灌注桩施工现场控制要点、混凝土拌制生产工艺流程、钢筋笼加工制作安装、水下混凝土浇筑施工注意事项等问题进行了交流探讨。
学习过程中小组负责人组织人员到邻近施工工地进行现场观摩学习，对钻孔灌注桩施工技术与质量控制管理得到了很好的熟悉与掌握。
学习之后小组负责人员专门编写了《宁杭客专NHZQ-Ⅱ标桩基施工措施》在施工过程中，小组人员按照施工措施指导，全方位，全过程进行监督控制与管理，在理论和操作控制步骤上有了很大的提高，对钻孔灌注桩施工质量控制起到了一定的指导性作用。
实施三：
混凝土和易性的好坏主要在于配合比的控制，经过小组负责人员和试验室的多次试验最终确定水下混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率应在40%～50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，经常进行原材料检测，及时调整配比，才能保证水下灌注混凝土的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥，在灌注中出现的事故有很多都和混凝土质量有关，所以把好混凝土的质量关是保证钻孔灌注桩成桩质量的关键所在。
泥浆质量控制主要根据现场地质情况，采用泥浆测试仪多次进行测试调配，使泥浆比重、含砂率、稠度，PH值控制规范要求范围之内。
实施四：
清孔阶段的质量检查与控制是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。
应通过清孔尽可能使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力,规范要求沉渣量小于5cm。
为了达到规范要求，小组负责成员尽职尽责做到每一个钻孔桩终孔之后都将监督进行彻底清孔，经检查达到规范要求后方可进行钢筋笼焊接下放施工。
当钢筋笼下沉固定后，经小组人员再次复检孔深和沉渣厚度等。
若沉渣超标，要求再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准。
在清孔结束前，将泥浆比重调整到规定范围，以保证水下混凝土的顺利灌注，同时保证成桩质量。
实施五：
为了保证钢筋笼在制作、运输、吊装过程中的质量控制小组负责人员从原材料开始进场进行控制，对进场的钢筋要求必须出具合格证或产品质量检验报告，同时还按现行钢筋检验标准取样试验，不符合质量要求的钢材严禁使用。
在成孔过程中及时组织钢筋笼的加工制作。
钢筋笼采用分节制作后搭接焊的方式，接头错开，在同一截面内，接头数不超过钢筋总数的50%进行控制。
运输过程中，钢筋笼一定要轻装轻放，运输途中尽量放慢运输速度减轻颠簸，防止焊点脱落。
起吊钢筋笼时，吊点准确，保证垂直度，然后对准孔位徐徐下放，吊装过程中，节与节之间进行焊接，必须保证焊接长度和质量，且要控制焊接时间不宜过长；混凝土垫块制作安装要符合规范和设计要求。
小组负责人员对其全部进行过程跟踪监控。
实施六：
1、水下砼的浇筑过程控制，经过小组研究从以下五点对每根桩进行实施控制
（1）在进行水下混凝土灌注之前要求对桩孔质量、回淤沉碴厚度、泥浆指标、桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。
（2）灌注水下混凝土的导管逐节拼接，导管直径为30cm，每节长度为1m～3m，以便调节高度。
拼接过程要认真检查密封圈的安装质量。
（3）混凝土的初存量应保证首次填充的混凝土入孔后，使导管埋入混凝土的深度大于1m，在灌注过程中，导管埋深应保证在2～6m间。
（4）每灌注一车混凝土后，用测锤测量混凝土面的上升高度，并作好记录。
（5）钻孔桩灌注混凝土过程应连续灌注一次完成。
2、水下混凝土灌注过程中防止钢筋笼上浮的质量控制
当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土自导管翻出由下而上的压力较大，托动了钢筋笼上浮；或由于混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
通过小组人员分析防止钢筋笼上浮应采取如下措施：
a.减少沉渣厚度：
沉渣过厚尤其块状粘土，在和混凝土一起上升的过程中，非常容易使钢筋笼上浮。
当钻进到设计孔深时，应冲孔1小时左右，并把钻头上携带的粘土块、孔底残留的粘土块搅碎，清干净。
b．混凝土一定要搅拌好：
当混凝土坍落度偏小或和易性差时钢筋笼易上浮，应严格控制混凝土配制、坍落度，坚决禁止使用不合格的混凝土。
c．导管埋深的影响：
混凝土灌注快到钢筋笼底部时，尽量减小埋深，减小对导管的冲力（有人认为导管埋深离钢笼越远对钢笼的冲力越小，但在实践施工中发现埋深越小笼子越不容易上浮）。
d．尽可能减少浇注时间：
减少灌注时间，争取在最短的时间灌注完混凝土，防止混凝土表面形成硬壳带动钢筋笼上浮。
e．当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料：
缓慢放料减少对钢筋笼的冲力，直到埋住钢筋笼并且导管口也在钢筋笼内时才可加大放料速度。
f．应考虑运输距离、气温影响：
在夏季或运输过程中时间较长时，应加混凝土缓凝剂，气温高、运距远，混凝土容易初凝，以至于在灌注时出现混凝土极易抱裹导管，提导管时带动笼子上浮，遇这种情况应经常活动导管，加快灌注。
g．导管的配置要好：
导管的配置要使混凝土灌注到钢筋笼底部时不拆导管，导管口距离钢筋笼底较远，拆除导管后导管口进入钢筋笼底部以上，不可配置成拆除导管后，导管口在钢筋笼底附近。
h．法兰盘导管注意挂笼子：
法兰盘导管容易挂住笼子，当导管提升有困难时，应旋转导管，不可硬提。
i．采用在主筋上焊"倒刺"的方法，来防止钢筋笼上浮，效果很好。
钢筋笼同一截面焊3～4个"倒刺"，每个笼子设两道即可。
j．加大吊筋直径，并在井口加配重，并可焊在护筒上。
k．当混凝土埋过钢筋笼底端3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
非通长配筋钢筋笼上浮的处理措施：
当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，可拆除导管时必须拆除后再进行浇注，上浮现象可能消除。
当钢筋笼已经上浮了，应准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，在导管提升的最大在限度内，快速提升，缓慢下放，反复几次，上升的钢筋笼可恢复原标高。
实施七：
小组负责人员在活动开展之后提前认真现场勘查现场，经讨论分析之后，对整个施工现场进行了整体规划，施工便道统一修整，路基采用建筑垃圾填筑振动碾碾压，表层铺设碎石，极大的提高了道路的平整度，降低了了钢筋在运输过程中损坏的可能性，加快了施工机械的运输速度，提升了工地的文明化施工。
四个标准钢筋加工场的建设，保证了原材料的存放和加工制作过程的有序可控。
八、实施效果检查：
1、质量情况：
通过施工质量控制措施的落实和小组成员的共同努力，我们对该时段施工的100根桩质量评定进行统计，桩基检测一次合格率100%，优良率91%。
灌注桩的质量有了很大的提高，取得了较好的成绩。
活动前后与质量目标的对比如表6、图10所示：
实施效果对比表表6
序号
名称
活动前
活动后
1
工序验收一次通过率
87%
100%
2
灌注桩单元工程优良率
66.67%
91%
3
桩基检测优良率
90%
100%
图10
2、经济及社会效益：
自小组开展活动以来，解决了影响钻孔灌注桩质量的主要影响因素，缩短了钻孔灌注时间，活动前每台钻机3天完成1根桩（桩长平均按40米考虑），活动后缩短到每台钻机2天完成1根桩，照此计算后来完成的984根桩：
a、提前工期984*3-984*2=984天/单机，提高工作效率缩短工期后，节约人工投入85元/m,设备占用40元/m,即活动后每根桩节约成本（85+40）*40=5000元，此次活动为项目部节约成本为：
492*5000=246万元，此次活动不但在经济上赢得了效益，节省了工期时间，还为第四施工局赢得了良好的信誉，社会各界对我局在钻孔灌注桩施工技术上有了进一步的认识，为以后的发展开拓了新的天地。
我们严格按照PDCA的科学方法进行工作，发挥人的巨大潜力，解决每一道难题，攻克每一个难关。
同时经过QC小组的运行，加强了施工作业人员的质量意识，质量观念深入人心，并进一步提高了施工工艺作风，带动了项目管理水平的总体提高，加快了企业无形资产的迅速增长。
3、无形效益
小组通过本次活动进行了自我评价（见表7），使项目部QC小组又得到了一次全面的锻炼和提高。
同时，该工程也得到了有关专家的好评，对开拓市场具有重要的意义，提高了我局的知名度。
自我评价表表7
序号
项目
活动前
活动后
1
质量意识
3
4
2
个人能力
4
4.5
3
发现问题
3
4
4
解决问题
3
4
5
团队精神
2
3
6
QC知识
2
3
无形效益分析对比图（图11）
通过对比发现（见图11），活动前比活动后有了较大的提高，通过计算，活动后的QC小组总体水平比活动前的水平提高了32.4%。
十、巩固措施
通过本次QC小组活动，取得了良好的效果。
为进一步加强宁杭客专徐舍特大桥工程质量控制，在下一步的工作中做的更好，我们制定了详细的《宁杭客专徐舍特大桥灌注桩质量控制措施》，一方面巩固得之不易的成果，另一方面为进一步提高做个良好的开端。
十一、总结和今后打算
在历时近九个月的灌注桩施工中，小组成员发挥团队协作的精神，群策群力，应用QC小组科学的活动程序和方法，充分发挥团体智慧。
使各工序施工井井有条,加快了施工进度,减少了返工次数，节约了资源;从而使工程从质量、进度、效益等各方面取得了良好的效果
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