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1、提高深基坑提高深基坑圍護圍護體系體系綠綠色施工色施工評評價合格率價合格率一、工程概況“綠色基坑”施工技術作為綠色施工的一個細分領域，主要通過在基坑圍護體系設計及施工階段運用新工藝、新技術和新材料，從而達到節能、節水、節材、節地和保護環境的最終目的。杭政儲出201263號地塊商業金融業用房兼停車場工程為地下工程，無上部結構，地下結構三層，總建筑面積31082平方米。本項目基坑范圍呈不規則槍形布置，基坑周長820m，面積約1.7萬平方。開挖深度13.7m15.4m，為超深基坑，基坑周邊環境復雜，環境保護要求高，工程施工難度極大。招標基坑圍護設計方案采用傳統的鉆孔灌注樁擋土，兩排三軸水泥攪拌樁做止水2、帷幕，兩道鋼筋混凝土水平支撐共同作用的圍護體系，圍護鉆孔灌注樁采用1000（900）1100，樁長32.2米，水泥攪拌樁850600有效樁長22.6m。二、QC小組簡介表1、QC小組概況表小組名稱浙江耀廈控股集團有限公司創新QC小組課題名稱提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率成立時間2015年3月TQC教育均超過50學時注冊登記號YSQ201501活動時間15.3.16-16.1.25活動次數15課題類型問題解決型小組成員簡介序號姓名性別年齡學歷行政職務職稱組內分工1男43本科公司技術總監高工組長2男35本科技術中心副主任工程師副組長3男28本科項目技術負責人工程師技術分析4男36大專東通巖土3、項目經理工程師現場調查5男26本科施工負責助工現場調查6男26本科施工負責助工現場調查7男27本科工程部助工報告編寫8男33大專東通巖土專業班長現場實施9男28高中東通巖土專業組員現場實施制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2016.1.18三、選擇課題1、傳統的基坑支護技術(如鉆孔灌注樁、地下連續墻和鋼筋混凝土水平支撐)資源耗費大，占用地下空間大，污染環境，綠色施工評價低，無法確保本工程創“省級綠色施工示范工程”目標的實現。2、驗證綠色節能基坑支護技術，積累綠色施工經驗，以便在公司深基坑施工中推廣應用。因此我QC小組將“提高深基坑圍護體系綠色施工評價合格率”作為本次QC活動的課題。四、現狀調查4、依據GB/T 50640-2010建筑工程綠色施工評價標準規范要求，從環境保護、節材、節水、節能和節地五方面指標對公司在建采用傳統深基坑圍護體系綠色施工水平進行評價如下表2，共計檢查頻次為150次，其中不合格項頻數共54次，合格率為64.0%。表2、綠色施工標準評價問題統計表序號評價要素不合格頻數（次）頻率%累計頻率%1環境保護2037.037.02節材與材料資源利用1731.568.53節水與水資源利用713.081.54節能與能源利用611.192.65節地與施工用地保護47.41006合計54100/制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.4.8圖1、綠色施工標準評分問題頻數排列圖制5、圖：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.4.8五、設定目標通過排列圖分析，影響合格率的主要要素為“環境保護”和“節材和材料資源利用”，是QC小組主要解決的問題。通過QC活動，理想狀態下將兩個主要要素問題解決80%以上，則合格率可提高至1-（20+17）（100%-80%）+7+6+4/150=83.7%根據現狀調查和目標設計依據分析，我QC小組將本次活動的目標定為：深基坑圍護體系綠色施工評價合格率83.7%六、原因分析針對制定的活動目標，我QC小組于2015年4月11日在公司會議室召開針對“環境保護”和“節材與材料資源利用”不合格因素的原因分析會，進行了認真的分析和討論，并運用頭腦風暴法集思6、廣益，提出造成上述兩類問題的原因，整理后繪制關聯圖如下：環境保護噪音粉塵污染鋼筋砼水平支撐鑿除砼廢料大量生成建筑垃圾回收利用不足管理人員及工人意識不足材料非正常損耗未交底和培訓泥漿排放污染灌注樁施工造漿灌注樁工藝缺陷節材與材料資源利用圍護樁鋼筋無法回收鋼筋砼支撐工藝缺陷材料浪費臨時性砼結構無有效回收利用深井降水沒有效利用采用磚砌臨時設施地下水形態破壞基坑非封閉性降水地面沉降開裂坑外地下水流失圍護體系位移大施工車輛污染環境出場前沖洗不徹底設計止水帷幕深度不夠圖2、要因分析關聯圖制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.4.12混凝土用料不節材無減少水泥用量措施砼無粉煤灰、礦渣及外加劑添加七、確7、定要因表3、要因確認表序號末端原因確認過程負責人確認方法確認結果1灌注樁工藝缺陷傳統的鉆孔灌注樁采用鉆機成孔，泥漿護壁，期間需消耗大量的水資源制備泥漿，多余泥漿需不斷運出場地排放到指定地點，污染環境。最后吊放鋼筋籠入孔，澆筑混凝土，地下室施工完畢即永久廢棄于地下，資源浪費嚴重。洪澤民查閱現場調查要因2圍護體系位移大通過檢查基坑監測記錄，基坑圍護水平位移累計值和日均變化速率均小于報警值，傳統的鉆孔灌注樁圍護和鋼筋砼水平支撐體系能滿足基坑安全施工的需求。潘文超現場調查非要因3設計止水帷幕深度不夠止水帷幕通常用來防止基坑開挖深度范圍側壁滲水，深度一般深入到坑底標高以下的隔水層，基坑處于非封閉性降水狀8、態，承壓水層的水通過坑內深井被抽取出來，從而導致地下水資源的破壞。胡德軍查閱調查要因4鋼筋混凝土支撐工藝缺陷鋼筋砼水平支撐作為臨時性的結構，施工時需耗費大量的人力和時間，從墊層、鋼筋綁扎、支模、澆筑混凝土到最終養護成型后方可發揮作用，隨著地下結構的施工，又需要耗費工時、臺班進行拆除，速度緩慢，期間伴隨的是噪音、粉塵和大量砼廢料的產生潘文超現場調查要因5深井降水沒有有效利用施工現場設置了3個大的集水箱，主要用來車輛沖洗、場內灑水降塵、部分生活用水等，深井降水得到了比較好的利用。聶磊現場調查非要因6采用磚砌臨時設施圍護施工階段現場臨時設施全部采用統一標準的定制化彩鋼板房，由專業廠家生產制作和專業隊9、伍進行安裝，可重復拆除回收和搭設。潘文超現場調查非要因7砼無粉煤灰、礦渣及外加劑添加根據設計要求，查閱混凝土供應配比單，鋼筋砼水平支撐所用混凝土采用了商品混凝土，坍落度120-160，外摻加1.7%減水劑和16.5%水泥重量的粉煤灰，間接減少了水泥用量。王帥查閱檢查非要因8出場前沖洗不徹底根據公司IC形象要求，施工現場大門必須設置專門的沖洗設備，施工車輛出場地之前派專人進行沖洗并檢查，確保車輛出場時干凈無泥漿泥土等附著，防止對市政道路造成污染。丁繼民現場調查非要因9未交底和培訓公司對項目部管理人員進行了針對性的培訓，使大家對綠色施工有一個比較清晰的認識。明確廢物回收利用的價值和必要性。項目部定10、期組織班組長進行交底，實行問責制，工人將現場鋼管、扣件、螺栓、廢舊模板等材料分類堆放，工完場清，避免了材料的非正常傅曉帆現場調查非要因損耗。制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.4.8-10.30八、制定對策小組成員集思廣益，運用“5W1H”的方法，即從對策、目標、實施人、地點、時間、措施等六方面著手制定出要因對策表，如下表：表4、要因對策表序號要因對策目標措施責任人地點活動時間1灌注樁圍護工藝缺陷選用TRD工法圍護體系減少泥漿排放，杜絕鋼筋材料浪費TRD工法圍護厚度850，采用專用機械施工，內插H7003001324型鋼芯材增加墻體剛性，地下室結構完成后，可對H型鋼進行回收后重復利用。11、杜絕了鋼筋材料的浪費。胡德軍現場4.10-4.222設計止水帷幕深度不夠增加止水帷幕深度使基坑內形成封閉式降水增加原有18m設計深止水帷幕至30m深，進入7-1全風化凝灰巖不透水層不小于1m。坑外地下承壓水無法進入坑內。使基坑內部形成一個封閉的降水環境，減少地下水的抽取。丁繼民現場4.10-4.223鋼筋混凝土支撐工藝缺陷選用預應力型鋼水平支撐體系減少砼廢料、噪音、粉塵的產生，節省人力資源和機械臺班的消耗將第一道和第三道局部以及第二道全部替換為預應力型鋼水平支撐。王帥現場4.10-5.20制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.4.8-10.30九、對策實施實施一、針對鉆孔灌注樁圍護自身工12、藝缺陷2015年4月初在確定中標該工程后，由公司技術中心總工程師兼QC小組組長胡德軍牽頭，聯合東通巖土公司兼小組成員丁繼民，召開了QC小組第一次討論會。在解決灌注樁圍護自身工藝缺陷導致的綠色施工評價不合格的問題上，小組成員一致認為最佳途徑就是選用更先進、更綠色的圍護體系。圖3、TRD工法樁工藝簡圖通過對比地下連續墻、SMW工法樁和TRD工法圍護的綠色效益及經濟效益，小組成員最終決定采用TRD工法圍護替代傳統的灌注樁圍護。2015年4月15日，QC小組組長胡德軍正式提出更改方案，并與業主及基坑圍護設計單位進行溝通協商，并到采用該類型圍護的項目進行實地考察，查看實際應用效果。經各方最終確認后，由基13、坑圍護設計單位重新設計圍護體系。新的圍護體系采用850厚的TRD工法墻，內插H7003001324型鋼，間距600插一道。TRD工法采用P.O.42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于20%，水灰比1.02.0。實施效果：2015年6月-10月期間，QC小組成員洪澤民對TRD圍護體系進行檢查并記錄，圍護止水效果良好，整個基坑圍護無滲漏現象發生。施工無需使用和產生大量的泥漿，避免了大量的泥漿的排放，減少了對環境的污染和破壞，同時也間接的節約了拌制泥漿所需的水資源。基坑施工完畢后，TRD工法圍護體系作為芯材的H型鋼可進行回收并重復利用，而鉆孔灌注樁鋼筋籠則被永久遺棄在地下。QC小組通過對比鉆孔灌注14、樁圍護鋼筋消耗，并進行節材方面的評估，詳見下表：表5、原鉆孔灌注樁圍護鋼筋消耗統計表類別直徑（米）截面積（）總長度（米）鋼筋用量（t）鉆孔灌注樁0.90.636596259620.63675.66=286.89鉆孔灌注樁1.00.78510770107700.78593.12=787.28鉆孔灌注樁1.00.785499149910.78593.12=364.84合計1439.01制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2015.8.12由表1可知，采用可回收芯材的TRD工法圍護體系僅從材料的節約上即可減少1439.01t鋼筋材料的浪費。實施二、針對設計止水帷幕深度不夠的問題本工程基坑開挖范圍內土層15、以粉砂和砂質粉土為主，坑底下方約2m往下依次為6.1m厚的淤泥質粉質粘土，6m厚粉砂層和全風化的凝灰巖層。基坑降水采用深井降水，坑內布置59口，坑外布置50口，原止水帷幕深度約18m，深入5層淤泥質粉質粘土1m。為解決承壓水層的滲透補給問題，2015年4月16日，QC小組經過討論，擬采用增加TRD工法圍護深度的方法，底部直接切入巖層之中不小于1m的深度，樁長總長約28m。從而形成由TRD工法止水帷幕與基坑底部不透水的巖層圍成的一個閉合性降水環境，避免了坑外承壓水滲入坑內被抽取的可能，間接的減少了地下水的抽取。最終由組長提出修改意見，交于圍護設計單位復核。實施效果：2015年10月，QC小組對閉16、合性降水的節水性進行了大致評估：本基坑粉砂土的滲透性k=2.310-45.510-4c米/s之間，基坑總面積約S=30000；基坑總滲水量約Q=S.k=（2.310-45.510-4）363000024=5961.614256米/d采取基坑閉合性降水每天可減少地下水抽取量約5961.614256米2015年10-12月期間，在土方全部挖除，排除下雨天氣有外來水補充的情況，小組成員聶磊選取位于基坑圍護樁附件的深井進行觀測。坑內深井在水位平均下降至設計深度后，停止深井抽水，井內水位在24小時時間內基本保持不變。實施三、針對鋼筋砼水平支撐工藝缺陷問題針對鋼筋砼水平支撐工藝缺陷導致的問題，2015年417、月10日，QC小組經過討論，擬采用將所有的鋼筋砼水平支撐更換為預應力組合式型鋼支撐的方案，于當天與設計單位溝通，經復核后無法滿足要求。2015年4月15日，QC小組組長胡德軍與組員東通巖土丁繼民商討后提出局部替換型鋼支撐的方案。最終方案由東通巖土公司提供技術支持，交由基坑圍護設計單位設計并復核。方案采用三道水平支撐，第一道和第三道水平支撐在基坑的西南角角撐、中部的對撐、東南角角撐以及東北角一段狹長區域采用預應力型鋼組合支撐代替鋼筋砼水平支撐，其余較復雜的轉角及基坑重要區域等部位保留鋼筋砼水平支撐。而第二道支撐全部采用預應力型鋼組合支撐。組合支撐采用東通巖土科技（杭州）有限公司提供的預應力型鋼組18、合支撐。此類支撐采用H4004001321型鋼作為圍檁梁，采用H3503501219型鋼作為支撐間的拉梁。所有的構件均在工廠定制，各構件連接采用10.9級M248.0高強螺栓，施加預應力為250kN。實施效果：2015年5月-12月在基坑施工階段中，小組成員對基坑階段的監測報告進行檢查后發現，預應力型鋼組合支撐在基坑階段能夠很好的發揮作用，軸力監測值均穩定在報警值以下。相比鋼筋砼支撐，組合支撐安裝和拆卸時方便快捷，且無任何噪音、粉塵和廢料產生，并且可以重復利用，綠色效應非常顯著。在東通科技公司的協助下，QC小組對其綠色效益進行了評估如下：1、節材評估（1）傳統工藝方案的材料消耗圖6、第二道內支19、撐水平布置圖圖5、第一道和第三道內支撐水平布置圖混凝土總量：6157.5 m3。鋼筋總量：742.4 t。（2）型鋼支撐方案的材料消耗混凝土總量：3507 m3。鋼筋總量：240.8 t。（3）材料節省分析混凝土節約量：2650.5 m3，節約比43%。鋼筋節約量：501.6 t，節約比67.5%。2、節能評估（1）傳統工藝方案的能耗742.4t*34.83GJ/t+6157.5m3*1.75GJ/m3=36633.4 GJ=1465.3 tce（2）型鋼支撐工藝的能耗240.8t*34.83GJ/t+3507m3*1.75GJ/m3=14524.3 GJ=581.0 tce（3）節能分析采用20、型鋼支撐工藝共節能：36633.4-14524.3=22109.1 GJ=884.3 tce。節能比例：60.4%。3、節水評估（1）傳統工藝方案的水消耗量2hm02.535.0310922.22.84.7425.6157282.1100/51rwmc）（）（EF（2）型鋼支撐工藝的水消耗量23rwmchm86.035.010922.22.88.3063507282.1100/51）（）（EF（3）節水分析采用型鋼支撐工藝共節水：5.02-0.86=4.16 hm2。節水比例：82.9%。4、減排評估（1）傳統工藝方案的碳排放量 t8.23194.7423.15.615722.0鋼筋混凝土CC21、C（2）型鋼支撐工藝的碳排放量 t4.11708.3063.1350722.0鋼筋混凝土CCC（3）減排分析采用型鋼支撐工藝共減排：2319.8-1170.4=1149.4 t。減排比例：49.5%。十、效果檢查2015年12月-2016年1月期間，由公司生產副總兼QC小組技術顧問胡德軍組織全體QC小組成員到現場進行檢查，結果繪制成表格如下：表6、綠色施工標準評價效果檢查統計表序號評價要素不合格頻數（次）總頻數（次）1環境保護4302節材與材料資源利用3303節水與水資源利用5304節能與能源利用6305節地與施工用地保護430制表：潘文超 審核：胡德軍 日期：2016.1.30綠色施工評價合22、格率為1-（4+3+5+6+4/150=1-0.147=85.3%目標實現！64.0%83.7%85.3%活動前目標值活動后100806040 制圖：潘文超 審核：胡德軍 日期：2016.1.30超過了設定目標，本次QC活動取得了圓滿的成功。十一、效益分析1、社會效益首先新工藝和新技術，在確保圍護體系安全的同時，大大提升了工程的綠色施工技術水平和技術含量，節約了工期，減少了廢物的產生，對基坑周邊環境的影響降低到最小，而且相比鉆孔灌注樁和混凝土支撐體系計劃工期提前了60日歷天，得到本工程業主和監督單位以及周邊居民和單位的一致好評。其次QC小組成員通過活動，對新的圍護體系相關的綠色施工新技術有了一23、定了解，豐富了閱歷，增長了知識，是不可多得的一次提高的機會；最后通過此次活動，公司對新技術、新工藝和新材料在提高圍護體系綠色施工水平的效果有了更深入的了解，同時也收集到很多寶貴的信息和資料，為今后在其他項目進行推廣奠定了基礎。2、經濟效益通過QC小組活動，新技術、新工藝和新材料的應用節省了混凝土用量約2700m，鋼材節約約500噸，減少地下水排放約50000m。按照鋼材平均價格2600元/t，C30商品砼平均價格380元/m，每1m抽水消耗0.2度電，每度電按1.2元計算：共節約費用S=2600500+2700380+500000.21.2=233.8萬元十二、標準化及鞏固措施1、總結QC活動經驗，編制關于TRD工法圍護體系和“綠色基坑施工技術”的企業工法；2、已申請“一種新型的基坑圍護體系”的專利；3、撰寫了“綠色基坑技術的應用總結”論文，并在三月份“建筑施工”期刊進行發表；十三、總結與打算由于本工程基坑環境復雜，開挖深度深，施工難度較高，基坑圍護水平支撐體系并沒有全部采用組合式型鋼支撐，故并沒有完全體現出新型的圍護體系在綠色施工上的巨大優勢，下一步我們QC小組打算在減少預應力型鋼組合支撐拆撐階段的變形上開展新一輪的QC活動。