QC--浅厚淤泥层PHC管桩挠度纠偏.ppt

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制图时间：05.10.21,一、课题介绍,对此为解决管桩挠度偏位问题，成立了本QC小组，全面介入挠度问题桩的纠偏处理，通过开展PDCA活动，共历时21天，成功解决了管桩挠度偏位问题。,小组概况表,表-1,制表人：,邹建宏,制表日期：,2005.8.20,小组,名称,中建七局三公司 基础（市政）分公司 胡行财 QC小组,小 组,类 型,攻 关 型,成立,时间,2005年8月22日,课题活,动时间,2005.10.21,2005.11.12,注册,号,ZQSJC：2005-003-003#,本课题注,册时间,2005年10月,19日,活动,课题,浅厚淤泥层PHC管桩 挠 度 纠 偏,QC小组,人数,8人,二、小组概况,对挠度桩倾斜偏位量情况进行调查，共有183根挠度偏位桩，其中类桩171根。,挠度 位移量,10,15cm,15,20cm,20,25cm,25,30cm,30,35cm,桩身 质量,类,类,类,类,类,类,类,类,类,类,桩数,75,1,52,2,21,4,15,3,8,2,所占 比例,41%,0.5%,28.5%,1%,11.5%,2%,8.5%,1.5%,4.5%,1%,制表人：邹建宏 时间2005.10.21,挠度位移偏位情况统计表 表-2,现状调查一,现状调查,P-计划阶段,对171根挠度偏位桩，桩四周是否有正常桩位在纠偏时提供反力支撑点进行调查,得出有135根具备有提供反力支撑点。,挠度位移量,10,15cm,15,20cm,20,25cm,25,30cm,30,35cm,类桩总桩数（根）,75,52,21,15,8,桩四周是否可提供反力支撑点,是,否,是,否,是,否,是,否,是,否,桩 数（根）,64,11,44,8,15,6,9,6,3,5,制表人：邹建宏 时间2005.10.21,挠度位移偏位情况统计表 表-3,现状调查二,对具备提供反力支撑点的135根桩地质情况进行调查，它们都有以下共性：淤泥层埋深浅（地表以下1.5,2.5m）且厚达15,18m，含水率高达85%,92%，流塑性强（塑性指标达32,46）。,现状调查三,对具备反力支撑点的135根挠度桩做垂直度检测，得出管桩在,20m,左右位置开始弯曲，这与淤泥层埋深相吻合，对在这种含水率高、流塑性强的淤泥层进,行PHC管桩,干预纠偏具有可操作性。,现状调查四,对管桩力学性能参数进行收集，见表-4。,制表人：邹建宏 时间2005.10.21,管桩力学性能参数对比表 表-4,管桩弹性 模 数,E,s,（N/mm,2,）,管桩抗裂,弯 矩,M,Z,（KNm）,砼抗拉强 度标准值,f,tk,（MPa）,砼有效 预压应力,pc（MPa）,400,500,400,500,400,500,400,500,管桩质保资料,4.210,4,58,105,3.36,4.0,4.3,省标图集(03SG409),3.810,4,52,99,3.11,3.6,3.9,力学参数,数据来源,现状调查五,在设计院陈高工的大力支持下对管桩挠度进行计算，计算时L按20m（垂直度检测导向仪卡住位置），力学性能参数按低指标省标执行，具体计算如下：,1、根据材料力学悬挑杆件挠度计算公式。,I,Z,=,D,4,(1-d,4,/D,4,)/64,(2),D:表示管桩的外径（m）;d:表示管桩的内径（m）,y,max(最大挠度),=,M,Z（抗裂弯矩）,L,2,（管桩长度）,/（3E,s,I,z,),.,(1),3、将调查表4有关参数代入公式(1)(2)计算得,y,max(最大挠度),=,15.7cm,（400-95-A型桩）,y,max(最大挠度),=,13.2cm （500-100-A型桩）,2、管桩横截面(圆环形截面)极惯性矩I,Z,计算。,现状调查六,考虑到地层的不均衡力以及管桩材质本身的不均性，实际纠偏时，纠偏量上限值为计算挠度量最大值的70%。,y,（纠偏挠度),=,15.7cm70%=11cm （400-95-A）；,y,（纠偏挠度）,=13.2cm70%=9cm （500-100-A）。,结论：从计算结果可知偏位在20cm范围内的桩均可通过干预纠偏至偏位符合规范要求（规范允许偏位量10cm），从调查,表-3中可知偏位在20cm范围内的桩有108根，占类挠度桩数135根的80%。,现状调查结论,活 动 目 标,挠度桩的纠偏率要达到80%,4.2小组活动目标,经过细致调查及理论计算，108根可纠偏桩为最保守计算值。,各方的积极配合，设计院结构设计主任陈高工亲临全程具体指导。,4.3目标可行性论证,目标一定,可以实现,纠偏外加反力操作容易实现，小组成员分工明确，充满信心。,小组针对影响挠度偏位桩纠偏的各种原因进行原因分析，见下鱼刺图。,五、原因分析,13条,末端因素,偏 位 纠偏难,法,不均衡土体侧挤压力,机,葫芦无法体现拉力,纠偏设备性能差,劣质产品,料,管桩材质不合格,接头质量不合格,人,操作不熟练,责任心不强,责任心不强,管理人员素质差,无纠偏经验,工人素质差,环,无现有施工工艺流程,力施加速度难确定,设备磨损管桩壁,出现反挠度,纠偏量过大,设备直接接触管桩壁,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,思想不重视，加强教育并制定相应的奖罚制度来提高责任心。,调 查,分 析,邹建宏,非要因,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,本纠偏施工工艺在本公司内属首次，无经验可循，小组成员能否掌握该纠偏施工工艺要领，直接关系到纠偏成败与否。,调 查,分 析,吴维国,六、要因确认,原因一：管理人员无纠偏经验,原因二：管理人员责任心不强,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,施工劳动强度不大，无须动用重体力活，只要加强思想教育并提高工资待遇能够解决。,调 查,分 析,蔡志强,非要因,原因三：工人责任心不强,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,普通葫芦无法直观体现拉力值，若在纠偏过程中麻木的施加反力，可能影响桩身质量，必须对普通葫芦进行改进，使其能直观的体现拉力值。,现 场,验 证,胡行财,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,对进场设备能够严格按照公司材料设备质量管理体系程序文件进行控制能解决。,现 场,验 证,邹建宏,非要因,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,本纠偏施工工艺虽为首次采用，但施工工艺流程单一，只要细致完成操作前交底及操作中检查就能够解决。,调 查,分 析,卜长辉,非要因,六、要因确认,原因五：工人操作不熟练,原因四：葫芦无法体现拉力,原因六：纠偏设备劣质产品,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,管桩材质严格按公司质量管理手册执行，所有成品桩材质质量均合格，不会影响纠偏效果。,调 查 分 析,蔡志强,非要因,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,焊接过程严格按公司质量管理手册执行，每个接头均经过各方验收合格，它不影响纠偏效果,调 查 分 析,涂家龙,非要因,原因八：管桩材质不合格,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,管桩受到不均衡土体侧挤压力，将削减较大部分纠偏外反力，从而降低了纠偏效果，因此它是影响纠偏效果好坏的一个要因,现 场,验 证,胡行财,原因七：,管桩受到不均衡土体侧挤压力,原因九：管桩接头质量不合格,六、要因确认,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,只要铁链与管桩壁之间垫上方木衬垫，隔离管桩壁与铁链直接接触，防止磨损管桩壁。,现 场,验 证,吴维国,非要因,原因十一：张拉铁链与管桩壁接触磨损管桩。,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,本施工工艺初次采用，无现有施工工艺流程，需通过试纠偏来不断总结、完善，是我们控制要点。,现 场,验 证,胡行财,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,现场配备垂直度检测仪，纠偏过程中对垂直度跟踪检测，可避免纠偏量过大而出现反挠度现象。,现 场,验 证,江 津,非要因,原因十：无现有施工工艺流程,原因十二：纠偏量过大,六、要因确认,验 证 情 况,验证方法,验证人,结论,纠偏反力施加过快，可能导致桩身质量瞬间破坏，过慢影响纠偏效果，应重点解决。,调查分析,邹建宏,通过要因确认表共得到,5,条要因：,1）管理人员无纠偏经验；2）无现有施工工艺流程；,3）葫芦无法体现拉力；4）管桩受到不均土体侧挤力,5）纠偏力施加速度难确定。,原因十三：纠偏力施加速度难确定,六、要因确认,序号,要因,对策,目标,措施,地点,负责人,完成 时间,1,管理人员无纠偏经验,对管理人员岗前培训,管理人员能熟练掌握纠偏操作要领,1,、请设计院的结构设计师陈高工对小组成员进行纠偏原理讲解,2、到省图书馆查找有关管桩纠偏方面的资料。,3、请公司总工程师为技术顾问,施工现场,吴维国,邹建宏,涂家龙,05.10.22,05.10.24,2,无现有施工工艺流程,有针对性的分析本纠偏工艺原理,确保干预纠偏 顺利实施,1、通过分析纠偏施工工艺原理,确定控制要点。,2、对控制要点进行分析，确定相应的控制方法。,施工现场,胡行财,邹建宏,吴维国,05.10.22 05.10.24,制表人：胡行财 时间：2005.10.22,七、制定对策,序号,要因,对策,目标,措施,地点,负责人,完成 时间,3,葫芦无法体现拉力,对手动葫芦进行改进,使普通葫芦能直观反映出拉力值,1、根据纠偏反力理论计算以及试纠偏试验确定选用弹簧拉力计型号。,2、确定弹簧拉力计与葫芦连接位置以及连接方式。,施工现场,吴维国,涂家龙,卜长辉,05.10.22 05.10.25,4,受到不均土体侧挤压力,消除不均衡土体侧挤压力,使管桩挠度倾斜段土体侧挤压力处于较均衡状态,1、对基槽四周堆积土卸载。,2、对造成挠度倾斜桩倾斜的主动土体进行部分挖除，削减纠偏反抵抗力。,施工现场,蔡志强,江 津,郑 徐,05.10.25 05.11.12,5,纠偏力施加速度难确定,通过试纠偏确定纠偏力施加速度,制定出合理的纠偏力施加方案,1、选择不同桩型进行试纠偏；,2、确定纠偏反力施加速度；,施工现场,胡行财邹建宏郑 徐,05.10.25 05.11.12,七、制定对策,制表人：胡行财 时间：2005.10.22,实施一：提高管理人员施工熟练程度,八、对策实施,1)、,小组于2005年10月22日邀请设计院结构设计师陈国,栋高工举行有关纠偏原理知识讲座。,2)、,由邹建宏同志负责到省图书馆查找有关PHC管桩干预,纠偏方面的资料供小组成员参考，小组成员经过学,习基本熟悉了干预纠偏施工过程。,3)、,邀请公司总工吴平春同志为本工程干预纠偏施工技,术顾问，指导施工。,实施二：,无现有施工工艺流程,八、对策实施,(1)、纠偏原理,淤泥层含水率高,淤泥层埋深浅且厚,淤泥层流塑性强,开 挖,淤泥层 蠕动,不均土体侧挤压力,管桩挠度偏位,桩长较长,人为施加外反力,削减不均土体侧挤压力,管桩在自身弹性范围内回弹纠偏,图7 纠偏后的效果图,纠 偏 量,实施二：,无现有施工工艺流程,八、对策实施,(2)、根据纠偏原理,制定出合理的纠偏施工工艺流程,确定张拉作用点,安装张拉设备,对开挖段进行回填,验收合格,张拉设备进场,分级张拉,对倾斜段土方开挖,动测,挠度倾斜量测量,严禁张拉纠偏,类桩,类桩,定位,类桩,类桩,动 测,停止张拉,继续张拉,达到预定纠偏量,对纠偏后的桩进行卡固,拆除张拉设备,实施二：,无现有施工工艺流程,八、对策实施,(3)、根据纠偏施工工艺流程,确定纠偏过程关键控制点,序号,控,制,点,控,制,方,法,1,挠度倾斜量测量,用垂直度检测仪测出挠度倾斜段长度，通过挠度偏移量计算公式计算出挠度偏移量，确保纠偏量的准确性，防止纠偏量过大而出现反挠度现象。,2,安装张拉设备,张拉设备安装时要避免弹簧拉力计与管桩壁碰卡，同时环绕于头尾两根管桩壁上的铁拉链要用防滑链进行锁紧，防止张拉过程中发生滑脱现象。,3,纠偏力的施加,通过计算确定不同桩径的纠偏力大小。纠偏力施加过程分级施加，每施加一级均要停留一段时间直至无明显回弹再施加下一级。最后一级纠偏力施加不得大于计算最大弹性力。,4,确保桩身质量,对每施加一级拉力之前、之中、之后均要进行动测检测，对出现类桩的要及时停止张拉纠偏，并对该桩进行卡固，防止出现回弹现象。,实施三：,葫芦无法体现张拉力,八、对策实施,（1）对弹簧拉力计型号进行选择,根据管桩省标图集(03SG409)第5页的管桩抗裂弯矩计算公式，见公式（3）,根据材料力学非金属钢性体的弹力计算公式,见公式(4),F=E,S,W,0,.(4),将调查表-4中省标（低指标）有关参数代入公式(3)、（4）计算得：,考虑到管桩材质不均性，将管桩弹性力降低35%考虑，即实际纠偏所施加的外反力为：,F,纠偏力,294Kn65%=191Kn,(PHC400-95-A)；,F,纠偏力,560Kn65%=364Kn (PHC500-100-A)；,M,z,=(,pc,+f,tk,)W,0,(3),F=294 Kn(PHC400-95-A)；F=560 Kn(PHC500-100-A),实施三：,葫芦无法体现张拉力,八、对策实施,根据计算结果，经小组综合考虑选择,JK40型弹簧拉力计（量程为400Kn，最小刻度为10Kn，精度为5Kn）。,（2）,对普通手动葫芦进行改进。,将以上所选择的弹簧拉力计，连接到葫芦张拉铁链上，连接位置距离葫芦头1m，便于施加张拉力时能够在近视觉范围内随时掌握拉力值，葫芦改进示意图见图3所示,图3 手动葫芦改进示意图,制图人：涂家龙 时间：2005.10.25,JK40型弹簧拉力计 示意图,图11,实施四：管桩受到不均衡土体侧挤压力,八、对策实施,1）、对基坑四周堆积土卸载,由蔡志强同志负责对基坑四周堆积土体卸载技术交底工作，卸载从基坑四周同时进行，基坑每边配套一部小型挖掘,机和两部小型自卸斗渣土运输车，四周同时进行搬运，避免搬运不对称再一次形成不均土体侧挤压力。,实施四：管桩受到不均衡土体侧挤压力,八、对策实施,2）、,对影响纠偏效果的地表1.5m,2.5m厚的硬质土层进行人工,挖除，削减纠偏反抵抗力。,图,4,纠偏土方开挖剖面简图,制图人：卜长辉,时间：,2005.10.25,1.5,实施五：纠偏力施加速度难确定,八、对策实施,F,max,=191KN(PHC400-95-A)；F,max,=364KN(PHC500-100-A)；,1、根据公式（3）、（4）计算结果得出管桩纠偏,时所施加的最大纠偏力为：,2005年10月26日，小组对同一建筑单体同一地质条件下，对同一偏位量25cm的两种不同桩型的挠度偏位桩各选2根进行试纠偏处理，试纠偏过程纠偏力的施加分两种方案施加。具体纠偏效果见下表：,2、选择不同直径桩进行试纠偏,八、对策实施,桩径,桩号,纠偏力的施加情况,纠偏效果,400,39#,方案一,第一级：130Kn,历时2小时，累积纠偏量5cm。,第二级：190Kn,历时3小时，累积纠偏量9cm，此时,管桩质量由类桩转变为类桩，停止纠偏。未达到目标纠偏量11cm要求。,43#,方案二,第一级：110Kn,历时2小时，累积纠偏量4cm。,第二级：150Kn,历时3小时，累积纠偏量8cm。,第三级：190Kn,历时4小时，累计纠偏量11cm，,达到预期目标纠偏量11cm要求，停止纠偏，此时管桩质量仍为类桩。,500,26#,方案一,第一级：240Kn,历时3小时，累积纠偏量4cm。,第二级：360Kn,历时4小时，累积纠偏量8cm，此时,管桩质量由类桩转变为类桩，停止纠偏。未达目标纠偏量9cm要求。,9#,方案二,第一级：180Kn,历时2小时，累积纠偏量4cm。,第二级：270Kn,历时3小时，累积纠偏量7cm。,第三级：360Kn,历时4小时，累计纠偏量9cm，,达到预期目标纠偏量9cm要求，停止纠偏，此时管桩质量仍为类桩。,试纠偏统计表,制表人：涂家龙 制表时间：05.10.26,八、对策实施,纠偏分级施加张拉反力表 表5,制表人：蔡志强 时间：2005.10.26,张拉级数,一级张拉,二级张拉,三级张拉,桩 型,400,500,400,500,400,500,张拉力（KN）,110,180,150,270,190,360,张拉时间（小时）,2,2,3,3,4,4,（3）、通过试纠偏，小组采用方案二对纠偏力进行施加。即实际纠偏反力按3级进行施加，具体分级施加力大小按下表进行。,实施五：纠偏力施加速度难确定,实施五：纠偏力施加速度难确定,八、对策实施,3、确定纠偏反力施加方法。,（1）、对挠度倾斜桩周土体开挖部分用松散土重新回填，以,便和淤泥层形成相对较均衡的介质，从而消除开挖界,面在纠偏时对管桩产生应力集中。,（2）、安装施加反力设备。,图5 施加反力设备安装示意图,制图人：蔡志强 时间：2005.10.26,八、对策实施,（3）、纠偏过程中设计院陈高工亲临现场全程指导，同时还请福州市建筑科学研究所对桩身质量进行跟踪检测，对动测结果为类桩的则立刻停止纠偏。,（4）、纠偏结束后要用铁链与其它正常桩位卡紧，目的是为了防止该纠偏桩回弹。最后拆除张拉设备。,实施五：纠偏力施加速度难确定,1、实施效果,2005年9月11日，所有挠度桩纠偏工作结束，并对纠偏桩进行动测，动测结果显示均为类、类桩，无类桩出现。小组对全部挠度桩的纠偏效果进行统计，见统计表-6所示。,九、效果总检查,纠偏效果统计表 表6,1、实施效果,九、效果总检查,纠偏前桩偏位量（cm）,10,15,15,20,20,25,25,30,30,35,纠偏后桩偏位量（cm）,规范允许范围内（10cm）,10,15,15,20,20,25,纠偏前偏位桩数（根）,64,44,15,9,3,纠偏后偏位桩数（根）,0,0,12,9,3,纠偏率,100%,100%,20%,0,0,制表人：涂家龙 时间：2005.9.11,图7 纠偏后的效果图,类挠度桩数从135根下降到24根，纠偏率达到82.2%，超过了预期80%目标。,纠 偏 量,2、经济效益,九、效果总检查,本次活动，取得了明显的经济效应，具体计算如下：,（1）、偏位量在25,35cm范围内的采取对称补双桩补强处理，在这,一范围内的桩纠偏后从12根下降到0根，共节省补桩费用：,40m/根,（122）根125元/m=12万元,（桩长按40m/根计,算，综合单价按125元/m）；,（2）、对偏位在10,25cm范围内的桩进行承台加大、地梁加宽补,强处理。在这一范围内的桩纠偏后从123根下降到24根，,共节省补桩费用：400元/根,（123-24）根=3.9万元,（补,强费用按综合单价400元/根计算）。,（3）、本次纠偏活动共节省费用：12+3.9=15.9（万元）,巩固措施及标准化,锻炼思考问题能力，培养 团队精神，增强凝聚力,小组 成员,制定出完善的PHC管桩挠度纠偏施工工艺流程。,编制作业指导书浅厚淤泥层PHC管桩挠度位移纠偏作业指导书Q/ZQS 651201-2005,十、巩固措施与标准化,成果,成果,通过此次QC小组活动，为企业创造了良好的社会效益和经济效益。在今后的工作生活中，我们小组将继续开展QC活动，更好的体现我司“科学管理、文明施工、保质守约、用户满意”的质量方针。下次活动课题定为避免PHC管桩位于有软弱下卧层的厚砂层中接桩,十一、遗留问题及今后打算,附 录 一,该工程某单体基桩纠偏过程检测报告,跟踪检测 简易报告,纠偏后 最终检测报告,附 录 二,该工程某单体基桩纠偏后最终静载检测报告,纠偏后 最终静载检测报告,合理化建议一览表,附表1,序号,建议内容,建议人,是否 采纳,1,对手动葫芦进行改进,吴维国,采纳,2,纠偏过程中对邻桩采取保护措施,邹建宏,采纳,3,纠偏反力的加载分级进行,胡行财,采纳,4,对纠偏桩采取卡固措施防止反弹,林 丹,采纳,附 录 三,小组活动一览表,附表2,序号,日 期,活动内容,主持人,参加人数,1,2005.8.218.23,现状调查阶段,胡行财,7,2,2005.8.238.25,制定对策阶段,胡行财,8,3,2005.8.259.10,对策实施阶段,胡行财,8,4,2005.9.109.11,效果检查阶段,胡行财,7,附 录 四,我,的,发,谢,布,谢,完,大,毕,家,