灘涂圍墾吹填地區超大深基坑支護技術創新QC成果報告(12頁).pdf
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2024-07-11
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1、灘灘涂涂圍墾圍墾吹填地區超大深基坑吹填地區超大深基坑支支護護技技術創術創新新溫州經開區海洋科技創新園一期工程QC小組一、工程概況工程位于溫州經濟技術開發區未來的行政中心區域(金海園區濱海十七路),為開發區省重點工程,是集商務、辦公、金融、餐飲、產品展示、住宅等公共服務為一體的綜合性建筑群。本工程總建筑面積242359.04,框剪結構,地下1層,地上5-20層,建筑高度20.10m-79.15m,工程總造價9.05億元。工程質量目標為:確保本工程質量一次性驗收合格,爭創浙江省“錢江杯”優質工程。本工程地下建筑面積48434.12基坑南北向最長為223m,東西向最長約314m,近似呈矩形,基坑周長2、約為1180m,坑底面積約66103m2。該項目地塊為灘涂圍墾吹填區,地質情況復雜,不可預測情況較多。在該工程樁基施工階段,對周邊項目進行走訪的過程中發現不少深基坑均出現過不同程度的坍塌事故,因此如何做好該地區的超大深基坑的支護直接關系到整個地下室工程的施工質量乃至整個項目的施工安全。二、小組簡介(一)、小組情況小組名稱溫州經濟技術開發區海洋科技創新園一期BT項目QC小組成立時間2016年4月2日活動時間2016年4月2016年9月課 題灘涂圍墾吹填地區超大深基坑支護技術創新課題類型創新型課題注冊號小組注冊號姓 名性 別年 齡學 歷職 稱分工承擔工作備注男60本科高工組長組織決策男45大專工程3、師副組長制定實施計劃男36大專工程師組員方案實施男38本科工程師組員方案實施男48中專助工組員統計、記錄男29大專助工組員統計、記錄男27大專助工組員數據管理女38大專助工組員資料收集1、本QC小組成員參加TQC知識培訓,平均學時達49.8h;2、本次QC活動出勤率:98.7%。制表:覃桂英 日期:2016年4月2日(二)、進度計劃 制圖:徐鵬 復核人:周水良 日期:2016年4月5日三、選題理由(一)選題理由1、灘涂圍墾吹填地區的地質條件復雜,主要特征是上層細砂較多、含水量豐富,下層為厚層淤泥土,土性較差,這樣的地質環境下的深基坑施工對本項目部來說尚屬首次,從整個公司內部來講,可借鑒的類似施4、工技術經驗也較少,且周邊類似基坑均呈現不同程度的坍塌破壞。2、傳統的基坑支護設計與施工經驗對灘涂圍墾吹填地區的基坑參考性較少,特別是本工程基坑面積超大,坑底面積大,約66103m2,基坑施工工期較緊。在遵循“大基坑,小開挖”與“分區塊開挖”的總體思路下,必須進行技術創新,找一種合理創新的支護方案來確保基礎分部工程質量及縮短進度。3、在該工程樁基施工階段,對周邊項目進行走訪的過程中發現不少深基坑均出現過不同程度的坍塌事故,本工程圍護設計單位提供的支護方案中的南北向超長對撐缺少可靠的水平向約束且施工過程中整體平整度等質量控制較難,難以達到設計安全工況,無法確保本支護體系的安全、可靠。(二)確定課題5、綜合上述事由,小組成員通過多次研討,一致確定本次QC活動的課題為:灘涂圍墾吹填地區超大深基坑支護技術創新。四、設定目標(一)確定目標1、確保創新后的基坑支護方案安全可行、先進可靠。2、節約基坑支撐體系混凝土使用量2400m、節約鋼筋使用量200t,節約造價30萬元。3、縮短施工工期20日歷天。(二)目標可行性分析1、本工程基坑南北向最長為223m,東西向最長約314m,近似呈矩形,基坑周長約為1180m,坑底面積約66103m2。在灘涂圍墾吹填地區施工如此超大深基坑(最深9.05m),在公司內部尚屬首次,也無類似工程經驗可借鑒,因此,公司領導十分重視,委派公司技術部的相關專家全程參與、指導本Q6、C小組活動,從技術力量上保障本目標的實現。2、編制專項施工方案,組織專家論證,得到了專家們的悉心指導與幫助,根據論證意見對方案進行修改完善,提升了方案的科學性、嚴謹性,現場嚴格按方案實施。3、請本工程圍護設計師對方案優化建議進行深入剖析探討,取得一致意見后重新出圖。4、切實做足做細技術交底工作,特別是進一步提高相關人員的安全意識;強化施工前的策劃工作,加強施工中的變形與監測控制,發現異常立即啟用應急措施,提前消除隱患,保證安全。五、提出方案與確定方案(一)提出多種方案針對本課題,QC小組全體成員運用創造性思維,借助“頭腦風暴法”,互相啟發、深入思考、暢所欲言,把可能解決本施工難題的各種方案都廣7、泛、充分地提了出來,對如何解決本工程灘涂圍墾吹填地區超大深基坑支護問題進行了充分的討論,經過整理共形成以下三種解決方案:方案一:不改變原基坑支護方案的前提下在基坑南北兩側新增水泥攪拌樁進行加固其示意圖如下所示:基坑支護平面示意圖方案二:局部優化創新方案不改變圍護樁及止水帷幕的樁型,取消原設計支撐體系中的大對撐,根據現場情況用雙排樁體系取代。方案三:對原方案全面優化本基坑采用鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕+鋼筋混凝土支撐的圍護形式。取消原設計支撐體系中的大對撐,局部采用雙排樁結合拉錨和混凝土斜拋撐結合拉錨的支護形式,同時將換撐帶施工提前,先于地下室底板進行澆筑。基坑支護平面示意圖基坑南側斜拋撐結8、合拉錨剖面示意圖(1-1)基坑北側雙排樁結合拉錨剖面示意圖(2-2)(二)方案分析評價序號方案形式優點缺點分析結論1原設計方案加強a、采用單一灌注樁圍護體系,施工工藝成熟,易于施工。b、圍護體系統一有序,整體觀感較好。a、中間大對撐自重荷載較大,且長度超過200m,缺少可靠的水平向約束,自身形變難以得到有效控制。b、中間對撐拆除工程量大,極大的影響了后續土方開挖的施工進度;對撐拆除預計產生建筑垃圾6913t,同時噪聲及揚塵污染較為嚴重,不符合綠色施工理念。c、中間對撐預計使用混凝土2780m,使用鋼筋241t,經濟性較低。無法保證施工安全與質量、進度較慢、成本高不合理不選2局部優化創新方案a、9、在保證圍護系統的可靠性的同時增強了圍護系統自身穩定性。b、雙排樁施工工藝較為簡便。c、取消中間對撐,節省了施工場地,為下一步土方開挖提供便利。a、基坑南側場地較小,雙排樁施工難度較大,且場地外側為在建道路,施工中極易相互干擾。b、取消對撐,采用單一形式的雙排樁支護,難以有效保證南北兩側基坑支護穩定性。無法保證施工安全與質量、進度較快、成本低不合理不選3全面優化創新方案a、減少基坑支護施工工程量,有效縮短施工周期,降低施工難度。b、節省材料使用量,預計減少混凝土使用量2400m、減少鋼筋使用量200t,有效節省造價,同時減少建筑垃圾產生量5960t,符合綠色施工理念。c、采用雙排樁結合拉錨及混凝10、土斜拋撐結合拉錨的支護形式有效保證了基坑的穩定性。d、最大限度的節省了施工場地,為現場后續施工創造了有利條件。e、換撐帶的提前澆筑可以加快換撐成形時間,使其在土方開挖階段就起到支護的效果。a、雙排樁結合拉錨及斜拋撐和錨索旋噴樁復合結構施工工序較多,對工人的專業技能要求較高。有效保證施工安全與質量、有效加快進度、節約成本合理選用制圖人:潘孝松 校對人:周水良 制圖日期:2016年4月18日(三)確定最佳方案 考慮到安全性、經濟性、施工進度、質量、成本等因素,通過對上述三種不同方案的多角度分析、比較可知,方案三各方面均具有較大優勢,故確定方案三為本QC課題的最佳方案,此方案經溫州地區專家論證后通過11、。(四)確定施工工藝流程 第階段場地平整測量放樣設備進場調試安裝材料進場檢測報驗資料報驗樁機就位第階段攪拌樁施工立柱樁施工圍護樁施工第階段土方分層開挖冠梁與支撐施工錨索及拋撐施工第階段土方分層開挖墊層澆筑人工修土制圖人:潘孝松 校對人:周水良 制圖日期:2016年4月20日(五)、方案實施后可能出現的問題方案預測出現的問題解決方案分析結論1、灘涂圍墾吹填地區灌注樁施工質量無法有效保證根據現場實際,有針對性的優化傳統灌注樁施工工藝灌注樁的施工質量直接關系基坑圍護體系的安全可靠,影響重大關鍵技術節點基坑總體采用鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕+鋼筋混凝土支撐圍護形式2、水泥攪拌樁總數達18431根,12、工程量大,工期較緊制定攪拌樁施工進度計劃,人員、機械配置到位合理的施工進度計劃安排及人員、機械配置可以有效保證攪拌樁保質、保量、保時完成施工非關鍵技術節點1、錨索旋噴樁施工經驗較少,施工質量無法有效保證向管理人員明確旋噴錨索施工工藝,聘請專業技術人員進行指導、管理旋噴錨索成形質量將直接影響基坑南北兩側支撐的安全性,影響重大關鍵技術節點基坑北側采用雙排樁與錨索旋噴樁復合結構取代原支護方案水平對撐2、雙排樁冠梁、連系梁與上蓋板需一次澆筑到位,木模板支模難度較大采用磚胎膜取代木模板進行支模施工磚胎膜在簡化支模施工的同時可以有效保證混凝土成形質量非關鍵技術節點1、基坑南側斜拋撐區塊地下室底板未設置后澆13、帶,導致留置土體較多后期施工難度加大合理設置施工縫,減少留置土體施工縫設置后,斜拋撐與底板連接部位的底板可以先行施工,降低斜拋撐施工難度非關鍵技術節點2、錨索旋噴樁錨入場地外在建道路下部土層,對在建道路施工存在一定影響,易引起糾紛。提前同市政主管部門及在建道路施工單位相關負責人說明情況,征得同意后方可施工經公司專家驗證錨索旋噴樁不會對在建道路安全造成影響,在征得相關各方同意后,可進行施工非關鍵技術節點基坑南側采用斜拋撐與錨索旋噴樁復合結構取代原支護方案中的水平對撐3、土方開挖先于斜拋撐施工,斜拋撐三角土留置區域易出現土體坍塌、流失等問題制定斜拋撐開挖前三角土留置區域土體保護方案留置土坍塌、流失14、將直接導致圍護樁內側土壓力減小,在斜拋撐未成形前風險較大關鍵技術節點制表人:覃桂英 復核人:潘孝松 制表日期:2016年4月25日六、對策制訂針對上述關鍵技術節點,制定相應對策,見下表:序號關鍵技術節點對策目標措施地點時間負責人1灘涂圍墾地區灌注樁施工質量結合灘涂圍墾地區現在實際制訂灌注樁施工優化方案確保圍護樁成形質量明確優化后的灌注樁施工流程及工藝,加強現場管理施工現場2016.4.25潘孝松何建華2錨索旋噴樁施工質量制訂錨索旋噴樁專項施工方案確保錨索旋噴樁施工質量明確錨索旋噴樁工藝流程,聘請專業技術人員現場指導施工施工現場2016.6.15余永志徐鵬3斜拋撐三角土留置區域土體保護制訂三角土15、土體保護方案確保留置三角土不出現坍塌、流失等問題在被動區增加水泥攪拌樁數量,土體表面硬化,在靠近底板一側施打松木樁施工現場2016.7.25周水良潘孝松邵亮 制表人:覃桂英 復核人:潘孝松 制表日期:2016年4月30日七、對策實施實施一:灘涂圍墾吹填地區灌注樁施工1 優化后灘涂圍墾吹填地區鉆孔灌注樁施工工藝流程如下:安放導管一次清孔施工準備樁機地基處理測量放線設置護筒鉆機就位鉆進成孔泥漿護壁終 孔鋼筋籠制作預埋聲波檢測管預埋后注漿管二次清孔混凝土澆筑檢 孔鋼筋籠安放后注漿(工程樁)樁基檢測2、優化后灘涂圍墾吹填地區鉆孔灌注樁施工工藝主要由樁機地基的處理、鉆孔灌注樁的成樁、樁端和樁側復合式后注16、漿(工程樁)、預埋聲波檢測管等工藝組成。樁機地基通過塘渣回填或木樁處理等方式提高地基承載力,確保樁機定位精準、方便施工;樁基采用樁端和樁側復式后注漿,提高基樁的豎向承載力;通過對護壁泥漿性能的檢測、改良和優化,保證鉆孔側壁土體的穩定,確保成樁質量;通過預埋聲波檢測管,采用聲波透射法檢測樁身完整性,解決低應變檢測法無法檢測超長鉆孔灌注樁樁身完整性的難點。鉆孔 預埋聲波檢測管 實施效果檢查:圍護樁施工完成后本小組成員、公司質量部人員會同第三方檢測機構對包含圍護樁、工程樁在內的灌注樁進行了抽查,共抽查了71根,對其進行了基樁聲波透射法的檢測,完整樁68根,為類樁,占聲測樁數的95.8%;基本完整樁317、根,為類樁,占聲測樁數的4.2%。本小組成員在對策實施前對周邊工地的成樁質量進行了前期調查,并在對策實施后與本項目進行了對比并繪制了對比圖。灌注樁檢測報告 實施前后成樁質量對比圖實施二:錨索旋噴樁施工聘請錨索旋噴樁專業技術人員在現場進行管理指導,制訂錨索旋噴樁施工方案,具體內容如下:錨索旋噴樁成孔采用專用鉆機,成孔直徑根據設計圖紙,錨筋施工應與開挖緊密配合,正式施工前應先開挖寬度為小于46米的溝槽工作面。施工示意圖如下圖。圖示 加筋水泥土錨樁鉆機溝槽內施工示意圖 1鋼絞線、2鉆桿(旋噴桿)、3鉆機施工錨索旋噴樁采用一次性成樁的方法,即:鉆進、攪拌、插筋一次完成。錨樁直徑為500mm,水平傾角218、0度、長度以設計圖紙為準。由鉆桿中空孔,向內旋噴水泥漿液,水灰比0.50.7,泵壓力值為2030Mpa,水泥用量為每立方米25%。通過上述鉆桿的中空通道,邊鉆進邊攪拌注漿,鉆進同時將鋼絞線及錨頭結構件帶入設計深度。錨筋采用2*15.2預應力鋼絞線制作,強度標準值為1720MPa,每根鋼絞線由7根鋼絲鉸合而成,樁外留700mm以便張拉。在施工澆搗壓頂梁前應先綁扎好套在鋼絞線上的PVC軟管,PVC軟管的下部應插入水泥土樁體內200mm;鋼鉸線露于模板外長度不小于700mm,鋼絞線要穿過圍檁的側面模板與其成90度角。要求在側面模板的相應位置開2、3個16mm的圓孔,將鋼鉸線從圓孔中引出。在壓頂梁及錨19、樁強度達設計強度75%后再用錨具鎖定鋼絞線。在開槽挖土方過程中要防止碰撞鋼絞線。錨索旋噴樁施工 錨索旋噴樁成形效果實施效果檢查:對策實施前項目部管理人員相對缺乏錨索旋噴樁的施工經驗,對旋噴樁成樁質量信心不足,在嚴格按對策實施后,錨索旋噴樁一次成形效果良好。施工期間,本小組成員每層抽取了三根錨樁進行施工質量抽查,抽查結果如下表所示:序號抽查項目平均偏差最大偏差允許偏差結論1定位偏差29mm40mm50mm符合要求2孔斜偏差233符合要求3樁徑偏差11mm16mm20mm符合要求制表:覃桂英 日期:2016年8月2日旋噴樁筋體待漿體養護達到設計強度的75%后,在鋼絞線上施加預應力后鎖定,錨索鎖定值20、均超過80KN,筋體與冠梁、錨具連接牢固。錨索旋噴樁施工完成后經錨樁抗拉拔承載力檢測均達到300KN以上,符合設計要求。通過本次錨索旋噴樁的施工,項目部技術人員增強了施工信心,也積累了錨索旋噴樁的時候經驗。實施三:斜拋撐三角土留置區域土體保護 在土方開挖前做好斜拋撐三角土留置區域的土體保護專項方案。在斜拋撐施工區域被動區施打水泥攪拌樁,攪拌樁標高-0.35-5.35,。土方開挖后,采用80厚C15素混凝土對留置三角土面層進行硬化,同時控制留置土體的放坡角度小于等于1:5.5,在三角土靠近地下室底板一側施打直徑12公分的松木樁,樁長4m,間距450mm。三角土土體保護措施示意圖實施效果檢查:由于21、本工程所在地區屬于灘涂圍墾吹填地區,土質條件差,土體中流砂含量較大,在前期走訪中,周邊項目中均或多或少發現了留置土體的流失、坍塌問題,造成了不同程度的經濟損失。本工程基坑施工過程中嚴格按照制定的土體留置保護措施進行施工,在土方開挖至斜拋撐施工期間未發生任何土體坍塌、流失等問題,確保了在斜拋撐施工成形前,土方開挖工程的順利進行。八、效果檢查1、目標完成情況:經統計分析,本次QC創新活動圓滿達成了本小組活動之初確立的三個目標,基坑支護體系做到了整體安全、可靠、先進、穩固的要求,混凝土使用量在目標值的基礎上節約了137.14m,鋼筋使用量在目標值的基礎上節約了14.55t,產生的經濟效益較目標值增加22、9.39萬元,由于取消對撐,有效實施分塊施工,最終縮短工期25日歷天。各項指標均超額完成指標。2、社會效益:從土方開挖至整個地下室底板砼澆筑完畢,均未發生任何由于支護不當而引發的質量、安全事故,整個支撐結構體系穩固、安全可靠。在基坑施工過程中,溫州經濟技術開發區建筑主管部門領導高度認可了寶業建設集團及本項目部的施工技術及力量。公司領導對本QC小組取得的成果表示贊賞,并在公司內部進行了推廣。3、環保效益:基坑支撐體系優化后減少建筑垃圾產生量6303.69t,有效控制了由于拆撐所產生的揚塵污染與噪聲污染,符合綠色施工理念。4、經濟效益:基坑支撐體系經優化后實際節約混凝土使用量2537.14m,減少23、鋼筋使用量214.55t,同時新增水泥攪拌樁4162根,新增錨索旋噴樁344根,經核算共產生經濟效益39.39萬元,得到了甲方、監理單位的一致好評。九、標準化通過創新方案的實施,成功驗證了錨索旋噴樁拉錨雙排樁及斜拋撐和錨索旋噴樁復合支護結構在灘涂圍墾地區深基坑圍護中的可行性,為類似工程提供了一種全新的安全、可靠、高性價比的支護形式,同時也為公司及項目部積累了灘涂圍墾地區深基坑支護施工的寶貴經驗。項目部總結后上報公司技術部編制了灘涂圍墾吹填地區超大深基坑支護技術作業指導書,同時,在本工程基坑施工中采用的錨索旋噴樁拉錨雙排樁的支護結構、斜拋撐和錨索旋噴樁復合的支護結構成功申報國家級實用新型專利,優24、化后的灘涂圍墾吹填地區鉆孔灌注樁施工工藝成功申報企業級工法,施工專利證書及企業工法文件附下:十、總結及今后打算本次QC小組活動使小組成員得到了很好的鍛煉,提高了分析問題的能力,增強了團隊意識,同時也圓滿的完成了制定的目標,達到了預期的效果。小組成員對活動前后,做出了自我評價表,并做了雷達圖:自我評價表 自我評價雷達圖制圖表人:覃桂英 日期:2016年9月28日今后我們將積極開展QC小組活動,不斷發展下去,嚴格執行TQC體系,實現PDCA循環,進一步提高產品質量,提高客戶滿意度,創造更多的精品工程,使公司成為同行業中的佼佼者。同時,我們計劃下一個課題為“利用BIM技術提高安裝綜合管線布置準確率”。序號項 目活動前活動后1質量意識80902團隊精神75853解決問題信心80904QC知識70855個人能力80906工作熱情和干勁8090