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1、研創地下建筑泄水減壓抗浮施工新技術中啟膠建集團有限公司建筑七公司QC小組第一章 工程概況中國科學院聲學研究所青島研發及產業化基地（研發基地一期）項目位于青島市高新區，為中國科學院聲學研究所北海研究站科研辦公用房，總建筑面積25206.3。其中2#樓為水聲實驗室，建筑面積1862.67，框架結構；地下一層為300試驗水池，深8米，地上二層；工程整體為獨立基礎，試驗水池下設抗浮錨桿，錨桿抗拔承載力特征值為270KN，端承于安山巖中風化帶，錨入長度3米。結合以往地下室抗浮施工經驗，為保證本工程施工質量及使用功能，我們小組決定對該工程地下建筑抗浮施工工藝進行創新研究。第二章 小組概況我公司在以往的施工2、過程中，通過開展全面質量管理活動，取得了良好的質量效果。為了進一步在本工程中激發員工的積極性及創造性，為建設優質工程提供保證獻計獻策，我建筑七公司于2000年3月在集團公司登記注冊了本QC小組，致力于研究施工現場地基基礎處理、建筑結構施工及標準化管理等課題，我們小組的活動宗旨是“加強管理，提高質量，降低成本，創建精品”。針對本工程施工地質情況復雜、工程使用功能要求等實際施工情況，我QC小組于2015年2月注冊本研究課題，進行技術創新及改進。 QC小組概況表 表2-1小組名稱中啟膠建集團有限公司建筑七公司QC 小組課題名稱研創地下建筑泄水減壓抗浮施工新技術小組類型創新型組 長王法精小組成立時間23、000年1月20日課題注冊時間2015年2月活動日期2015年2月-2015年12月小組注冊號JJ-QC-20-02小組成員7人課題注冊號JJ-15-12活動頻次小組每周活動一次QC教育時間44課時小組榮譽我小組于2000年注冊，成立后年年有活動，多次在全國、省、市QC小組成果交流會上獲獎，并先后榮獲2007年度、2009至2015年度“全國工程建設優秀質量管理小組”榮譽稱號。姓名性別年齡文化程度職稱職務組內分工王法精男50研究生高工公司副總技術指導、組織協調張雪偉男34大學本科工程師公司副經理技術顧問、現場負責張 甡男34大學本科工程師技術總工技術指導馬慶元男40大學本科工程師項目經理項目實4、施王 鵬男38大學本科工程師執行經理制定對策、對策實施鄭建國男27大學本科助工公司技術員收集數據、效果監測徐通田男49專科助工技術負責人收集數據、對策實施制表人：徐通田 制表時間：2015年2月2日 近五年QC小組活動及獲獎情況 表2-2序號年度活動課題獲獎情況12011年運用真空預壓法確保軟土地基固結度山東省優秀質量管理小組二等獎22012年加強施工管理確保工程質量標準化管理要求100%落實全國優秀質量管理小組二等獎32013年降低建筑工程廁浴間門口部位滲漏率全國優秀質量管理小組二等獎42015年運用計算機輔助技術提高廁衛間整體裝飾觀感質量優良率全國優秀質量管理小組二等獎制圖人：鄭建國 制圖5、時間：2015年3月10日 圖4-2 QC小組活動獲獎獎狀 活動進度計劃及實施表 表2-3 說明：計劃進度 實際進度 制表人：徐通田 制表時間：2015年2月6日第三章 選題選擇1選題理由1甲方要求：本工程為科研用水聲實驗室，對于建筑的抗浮、防滲等使用功能要求極為嚴格。建設單位要求必須高效、高質量完成該試驗水池，且必須保證該水池的使用功能良好。2公司要求：公司質量方針是質量第一、信譽第一，建滿意工程、創名牌產品；工程是我公司在青島高新區的承建的重點工程，質量管理目標是一次驗收合格，確保“泰山杯”工程獎。3工程現狀：該工程處于特殊的濱海淺灘地貌，場區大部分部為回填土，地質情況復雜。為確保本工程施6、工質量，工程地下水池施工必須高度重視，采取有效的抗浮措施。2確定課題針對該工程的實際情況，我QC小組成員多次會議進行研究分析，得出以下結論：首先，常規建筑抗浮措施是依據地質勘查報告設計使用抗浮錨桿或抗浮筏板，而地質勘查報告通常為理想狀態下的數據，對于特殊情況如強降雨導致地下水位超高、回填土不均衡施工或施工時間不合理、抗浮措施施工不當等均可能造成施工過程中抗浮失效情況的發生。其次，本工程為科研用實驗水池，水池在未注水前自身重量小，構成“船”型構造，施工階段處于青島當地雨季，且地下水豐富、浮力大，這就要求必須采取有效措施確保工程抗浮效果。對于抗浮失效，傳統做法通常采取預加荷載、排水泄壓、填充加固或7、換填夯實等措施處理，費時費力且效果往往不理想。最后，本工程雖建設規模較小，但所處位置的地質情況在青島高新區范圍內極具代表性，如何處理好類似工程的地下建筑抗浮問題意義重大。最終，結合高新區當地地質條件及本工程使用功能要求，小組成員就“如何從設計及施工階段保證抗浮效果，避免抗浮失效現象產生”展開討論，打破傳統思維，集思廣益，決定對抗浮設計及方法創新。確定課題：地下建筑泄水減壓抗浮技術創新。第四章 設定目標 1課題目標值的設定 根據以往施工經驗結合現場實際情況，小組成員決定對地下室抗浮技術進行優化創新，選擇最優使用方案并實施，以保證工程從設計到施工階段保證抗浮效果，避免后期抗浮失效現象產生。確定課題8、目標值為：建筑整體不上浮、基礎底板零滲漏，杜絕出現抗浮失效現象。2可行性分析 本工程所處位置地質情況輔助，不能確定指定位置的詳細地質情況，即對于范圍較大基礎不能依據情況對應設計抗浮措施。不利因素涉及面廣，涵蓋對地質情況了解程度、抗浮設計理論知識、現場施工工序及管理、應急情況處理等，對小組成員素質、工程施工管理和專業技術儲備要求高。我QC小組成員精通業務，專業素養高，在采用科學的質量控制方法上有著較為豐富的經驗，且取得成果顯著。有利因素項目部管理人員、作業人員有豐富施工經驗，均為目標的實現奠定了堅實的基礎；且集團公司各級領導及主管部門都十分重視該項目，在人力、物力、財力上均有強有力的支持。我公司9、有多年箱形基礎、人防工程及濱海淺灘地質地基處理施工經驗，通過理論及實際應用驗證，只要針對該工程在傳統施工技術上主動創新，積極采用新材料、新工藝、新設備，嚴格按要求完善相關施工工序，將會明顯提高施工質量。圖4-1 可行性分析圖 制圖人：鄭建國 制圖時間：2015年3月10日結論:通過以上分析我們可以得出，我QC小組是一支理論豐富、經驗充足、業務素質過硬的團隊，我們一直認為只要小組成員齊心協力，發揮有利條件，認真細致的展開工作，活動目標是一定能夠實現。第五章 提出方案并確定最佳方案1方案提出QC小組成員通過調查學習，圍繞課題召開專題會議，運用“頭腦風暴法”打破傳統思維，針對本工程試驗水池抗浮措施集10、思廣益，經過歸納總結，最終確定三種技術方案。方案一：設置抗浮錨桿依據設計方案加設抗浮錨桿，本工程試驗水池底板850mm厚混凝土底板，水池底板下面做抗浮錨桿，錨桿抗拔承載力特征值為270KN，端承于安山巖中風化帶，錨入長度3米，設計施工圖如圖5-1所示。圖5-1 抗浮錨桿設計圖 方案二：抗浮錨桿+換填黏土夯實依據以往工程案例分析，場地的松散雜填土層經基坑開挖的機械擾動，土層更加松軟，當基坑形成后，大量的大氣降水入坑、造成坑內、外的土層吸水后形成飽和。上層滯水在適宜的環境與地質環境條件下轉化為孔隙潛水。而一般建筑基礎土層是經過高強度夯實，屬不透水土層，孔隙水只入不出、地下水量只加不減、地下水位只抬11、高不降低，將形成了孔隙潛水靜壓力、轉化形成了承壓水，造成基礎抗浮失效現象。為防止地表水大量滲入基底，設計第二方案為對地下室周邊進行換填粘土夯實，減少地表水的滲人從而達到減壓減浮效果（施工原理如圖5-2所示）。針對本工程需對整個建筑四周土進行換填。圖5-2 室外換填土示意圖 方案三：抗浮錨桿+泄水減壓法抗浮失效通常情況下是由于地下水對建筑基礎壓力過大造成的。尤其是在施工階段，回填土不均衡施工或施工時間不合理等，均可能造成施工過程中抗浮失效情況的發生。方案三是通過在原有設計基礎上，將基坑開挖階段的降水井進行創新性改善成為永久性泄水管，通過泄水管泄水來減小地下水壓力，保證抗浮效果，改良泄水管原理如圖12、5-3所示。圖5-3 泄水減壓法示意圖 2確定最優方案針對本工程的以上三種抗浮技術方案，小組成員通過聘請5位相關行業專家、教授，對方案的有效性、經濟性、操作可行性、安全可靠性及工期合理性等四要素進行論證分析并綜合評價，以確定最優方案，以下為經小組整理的評價分析表。 活動進度計劃及實施表 表5-1 評價值表示評價內容有效性非常有效有一定效果，但把握不大效果不好經濟性費用低需一定費用，但尚能承擔、籌措費用很高，很難承擔操作可行性操作簡單可行操作較困難，但能夠解決操作困難安全可靠性安全可靠，徹底改造較為安全存在一定隱患工期合理性工期短，節約工期正常工期內可完成耗時長，會延長工期注：5分 3分 1分 13、權重值：有效性0.3；經濟性0.1；操作可行性0.2；安全可靠性0.3；工期合理性0.1。制表人：徐通田 制表時間：2015年4月14日 方案一評價表 表5-2 方案一評價得分綜合得分有效性（0.3）經濟性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）專家一3.818.2專家二3.0專家三3.6專家四3.8專家五4.0制表人：徐通田 制表時間：2015年4月14日 方案二評價表 表5-3 方案二評價得分綜合得分有效性（0.3）經濟性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）專家一2.214.4專家二3.0專家三2.8專家四3.0專家五3.4制14、表人：徐通田 制表時間：2015年4月14日 方案三評價表 表5-4 方案三評價得分綜合得分有效性（0.3）經濟性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）專家一4.019.8專家二3.6專家三4.0專家四4.2專家五4.0制表人：徐通田 制表時間：2015年4月14日 評估結論：經過五位專家的綜合分析，我們最終確定方案三為最優方案，即采用“泄水減壓法”來保證地下室抗浮效果。第六章 問題設想與預測1、操作流程（圖6-1）：圖6-1 操作流程圖制圖人：鄭建國 制圖時間：2015年4月16日2、問題設想原因預測我們小組成員收集了歷史案例資料、網絡、雜志等，對施工工藝、裝15、置制作安裝過程中及使用后可能出現的問題進行了假設猜想，問題主要歸納如下： 可能存在的問題表 表6-1序號可能出現的問題1泄水井設置位置及數量是否合理，應如何布設2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保證不滲水或對底板造成破壞3泄水井泄出的水如何集中排出4如何判斷地下水位過高，何時需要泄水減壓5主體結構完工后，泄水井如何處理制表人：王鵬 制表時間：2015年4月16日3、存在問題確認計劃我們針對5條可能出現的問題進行了問題確認計劃。 要因確認表 表6-2序號末端因素確認內容確認方法標準負責人驗證時間1泄水井設置位置及數量是否合理，應如何布設分析泄水井位置及數量對泄水效果的影響查閱資料研究分析要求16、保證泄水過程要使建筑均衡受力，地下水壓力下降速度平穩。王鵬2015年4月20日2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保證不滲水或對底板造成破壞泄水井破壞底板造成滲水的影響。查閱資料研究分析因工程需要，不允許有底板滲漏及破壞建筑整體性的現象發生。王鵬馬慶元2015年4月20日3泄水井泄出的水如何集中排出集中排水的方式及效果。查閱資料研究分析泄水井泄出水后可通過自吸泵或壓力泵抽出水池，抽出方式不影響泄水效果。王鵬鄭建國2015年4月20日4如何判斷地下水位過高，何時需要泄水減壓地下水在達到足夠壓力情況下能否自主開始泄水降壓。查閱資料研究分析保證基底地下水壓力不超過限定值，即建筑物不上浮。馬慶元鄭建17、國2015年4月20日5主體結構完工后，泄水井如何處理泄水井在完成泄水降壓作用后如何處理。查閱資料研究分析封堵后泄水井周邊位置不滲不漏。張甡王鵬2015年4月20日確認結果：我QC小組成員通過對可能出現的五個問題的分析、確認，找出了對地下建筑抗浮效果影響較大的主要問題有以下3條：1泄水井設置位置及數量是否合理，應如何布設；2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保證不滲水或對底板造成破壞；3主體結構完工后，泄水井如何處理。第七章 制定對策通過上述問題假想預測所歸納的幾種問題，結合系統流程圖，從可行性、有效性、經濟性三方面綜合考慮根據“5W1H”的原則制定實施對策如表7-1所示。 對策措施表 表718、-1序號問題對策（what）目標（why）措施（how）地點（where）時間（when）責任人（who）1泄水井設置位置及數量是否合理，應如何布設通過論證布設泄水井位置及數量。泄水井能夠在排水泄壓同時保持建筑受力均衡。1.結合地質勘察報告及施工設計圖紙，組織勘察、設計、施工、建設、監理等單位主要負責人及相關專業專家進行分析論證，確定最優方案；2.考慮排水均衡情況，在底板四周及中間部位均勻布設泄水井；泄水井頂端采用彎頭連接到水池底板排水溝，分區泄水并集中排至集水井。施工現場及辦公室2015年5月28日至2015年9月30日徐通田鄭建國2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保證不滲水或對底板造成19、破壞確保泄水井材料強度并進行有效的封閉防水措施。泄水井與地下室底板形成整體，且不造成任何滲漏后破壞。1.泄水井管道采用高強防銹鋼管，有效避免銹蝕或受力損壞；2.完善泄水管封閉防水性能；在泄水管穿砼底板的上下面均做可靠防水措施，砼底板中泄水管設止水板，加強防滲及錨固作用。施工現場2015年4月20日至2015年9月30日徐通田張 甡3主體結構完工后，泄水井如何處理設計二次封堵方案。封閉泄水管，無管涌、滲漏及建筑上浮現場。1.拆除回收水彎頭法蘭；2.泄水管頂端采用防腐處理過的高強螺栓及法蘭板封堵。施工現場2015年4月20日至2015年9月28日徐通田馬慶元制表人：徐通田 制表時間：2015年4月20、22日第八章 對策實施對策實施是QC活動中需重點控制的步驟，也是我們實施的關鍵。我小組與項目部各班組成員根據制定的對策措施，在具體的施工過程中分工合作，精心組織實施，具體實施如下。實施一：通過論證布設泄水井位置及數量針對本工程試驗水池底板抗浮設計，我小組成員在圖紙會審階段便提出優化設計方案，加設永久性泄水管以滿足該工程的使用功能。小組成員于2015年6月3日召開會議專題討論，邀請勘察、設計、施工、建設、監理等單位主要技術負責人及相關專業專家進行分析論證，通過計算驗證泄水井位置及數量，最終選擇最優布置方案。圖8-1 專題論證會經過各單位主要負責人及相關專家的共同分析研究，確定利用基坑階段的降水井21、改造為減壓泄水井。降水井按照均衡原則布置在水池底板四周及中間部位，泄水井排布如圖8-2所示。圖8-2 泄水井布置圖圖8-3 彎頭法蘭管泄水示意圖實施驗證：通過以上措施的實施，試驗水池的抗浮設計方案得到了進一步的優化，該方案中泄水井排出的地下水均可通過排水溝排放到地下室四周的集水井里，然后通過泵機抽出；同時，可以通過控制泄水井法蘭開關閥控制泄水位置，保證建筑泄水程中受力均衡。方案合理，可實施性強。實施二：確保泄水井材料強度并進行有效的封閉防水措施1.為保證泄水管在長時間地下水中不受侵蝕，泄水井管道采用4mm厚DN150高強鍍鋅鋼管，有效避免銹蝕或受力損壞。2. 為保證泄水管封閉防水性能，在泄水管22、穿砼底板的下表面與墊層之間做3+4mmSBS防水卷材與水泥基防水涂料；泄水管在砼底板中間與下表面各焊一道6厚止水鋼板板，加強砼底板防滲作用及對泄水管的錨固作用。圖8-4 泄水管防水防滲做法實施效果：通過以上措施的實施，將泄水管與地下室底板形成了一個整體，不會因為泄水管穿砼底板而產生不良影響；截至工程整體施工完成，小組成員經對地下室底板檢測驗證，未發現任何因泄水管造成的滲漏或破壞現象。 實施三：對泄水管進行二次優化設計經過小組成員研究分析，對泄水管設計進行了二次優化，主要優化措施為：1.拆除回收水池內橫向泄水管；2.待泄水管內無地下水上涌后，采用防腐處理過的高強螺栓及法蘭板將泄水管封堵。圖8-523、 法蘭封堵示意圖 圖8-6 法蘭板封堵節點詳圖實施效果：按照改進后的泄水管施工后，可以直觀檢測出水池底部無地下水滲出，泄水管周邊無破損現場，結構整體無上浮現象。第九章 總體效果驗證通過以上對策的實施，小組成員于2015年10月28日對施工完成后的地下室試驗水池從進度、質量、安全三方面進行階段性的檢查，檢查結果如下。1.進度方面：水池底板施工時間在2015年5月26日開始6月20日結束，用時26天，比計劃時間提前5天完成；同時，減壓泄水井的施工過程未對水池底板的防水、鋼筋、模板、混凝土等關鍵線路工期造成影響。2.安全方面：試驗水池底板施工至基坑回填施工前所有基坑監測數據正常，水位變化數值在合理區24、間內。日常巡視過程中未發現基坑邊坡存在安全隱患。3.質量方面：減壓泄水井施工完成后，經小組成員多次階段性檢查及后期回訪調查，均未發現泄水管周邊有任何滲漏及開裂破損現象，所對應底板部位混凝土密實，觀感良好，建筑物沉降監測數據正常。水池各項使用功能良好，施工質量得到了建設單位的肯定。經綜合分析得出結論：完全符合設定目標！第十章 標準化本方案技術核心是泄水減壓，通過有組織的排放地下水而達到均衡平穩減壓的效果，杜絕抗浮失效現象的發生。經過此次QC小組活動，開拓了一種新的在施工階段的地下基礎抗浮方法，獲得業主及主管部門的一致好評。為使本次活動成果有效地保持和推廣應用，本小組制定了一系列的鞏固措施：1. 25、通過小組成員及項目全體管理人員共同努力，該項目已榮獲“山東省優質結構”工程獎，計劃申報“泰山杯”工程獎。 2. 按QC活動成果，進行技術交流會，總結經驗與不足，不斷完善該技術方案。規范施工管理，加強樣板領路制度，在今后類似工程施工中繼續跟蹤和驗證。3. 我們對本次QC活動中的一些成功做法進行了整理匯總，于2015年12月12日由組長王法精同志組織小組全員會議，進行技術交流。小組將活動期間的記錄、統計數據、成果分析進行整理、總結，并將活動成果列入企業創優精品做法圖集，以便類似工程推廣應用。圖11-1 企業級精品做法圖集4. QC小組把本QC活動總結整理成地下建筑泄水減壓法抗浮施工工法列入企業級工26、法，并擬申報2016年度省級施工工法。在今后類似工程施工中，繼續跟蹤和驗證，不斷完善施工工藝。圖11-2 企業級工法 第十一章 總結與打算1、總結：通過本次活動的開展，使廣大技術人員和管理人員的質量意識、個人能力、團隊精神、責任心無形中得到了很大程度的提高，增強了攻克技術難題的信心，為今后施工總結了經驗。同時也鍛煉出一個良好的QC隊伍，為以后解決其它質量難題創造了良好的環境。 小組自我評價表 表11-1評價內容活動前（分）活動后（分）質量意識79業務能力7.59團隊合作精神6.58.5進取精神6.58.5QC工具運用技巧68.5改進意識68 活動后活動前 圖11-1 小組自我評價雷達圖 制表人：徐通田 制表時間：2015年12月28日2、今后打算：本次活動解決了地下室抗浮失效問題。在今后的施工過程中，我們將繼續利用QC活動方式尋求解決建筑施工過程中遇到的各種質量問題的解決方法，提高工程施工質量，創建精品工程，樹立良好的企業形象。本著QC小組“小、實、活、新”的活動宗旨，我們準備下一活動課題為：“大截面傾斜型鋼砼柱施工方法的研究與應用”。