9软土基坑支护施工工艺研究与实施---房建一分技术QC小组1分PPT课件.ppt

发布单位：发布单位：发布单位：发布单位：青建集团股份公司青建集团股份公司青建集团股份公司青建集团股份公司小组名称：小组名称：小组名称：小组名称：技术技术技术技术QCQCQCQC小组小组小组小组发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：2011201120112011年年年年3 3 3 3月月月月软土基坑换填法支护工艺研究软土基坑换填法支护工艺研究公司简介：公司简介：青建集团股份公司是山东省首家获得房屋建筑施工总承包青建集团股份公司是山东省首家获得房屋建筑施工总承包特级资质的企业，致力于实施卓越绩效管理，凭借管理、技特级资质的企业，致力于实施卓越绩效管理，凭借管理、技术和人才等方面的优势，连续六年荣列中国企业术和人才等方面的优势，连续六年荣列中国企业500500强，被强，被评为中国建筑业企业评为中国建筑业企业1818强之一，连续入选强之一，连续入选“ENRENR全球最大全球最大225225强国际承包商强国际承包商”。20052005年获得年获得“全国质量管理奖全国质量管理奖”，并因连，并因连续三年被评为续三年被评为“全国质量效益型企业全国质量效益型企业”而获得而获得“全国实施卓全国实施卓越绩效模式先进企业特别奖越绩效模式先进企业特别奖”，20072007年被评为年被评为“创鲁班奖工创鲁班奖工程特别荣誉企业程特别荣誉企业”。前前 言言19991999年青岛大学科技楼单身公寓工程年青岛大学科技楼单身公寓工程确保基础支护防渗技术应用一次成功确保基础支护防渗技术应用一次成功荣获山东省质量管理二等奖。荣获山东省质量管理二等奖。20032003年年确保青岛家世界确保青岛家世界购物广场工程麦斯特耐磨地面一次成功购物广场工程麦斯特耐磨地面一次成功荣获青岛市荣获青岛市QCQC三等奖。三等奖。高新区创业中心工程高新区创业中心工程型钢混凝土转换桁架施工工艺研究与实施型钢混凝土转换桁架施工工艺研究与实施QCQC成果山东省一等奖、全国优秀质量管理小组称号成果山东省一等奖、全国优秀质量管理小组称号 小组概况小组概况 青建集团技术青建集团技术青建集团技术青建集团技术QCQCQCQC小组成立小组成立小组成立小组成立于于于于1999199919991999年，年，年，年，全体组员年接受全体组员年接受全体组员年接受全体组员年接受QCQCQCQC教育时间教育时间教育时间教育时间平均平均平均平均60606060学时。成果多次荣获全国、山东省、青岛市学时。成果多次荣获全国、山东省、青岛市学时。成果多次荣获全国、山东省、青岛市学时。成果多次荣获全国、山东省、青岛市QCQCQCQC成果荣誉证书。成果荣誉证书。成果荣誉证书。成果荣誉证书。小组名称小组名称房建一分技术房建一分技术QCQC小组小组小组登记编号小组登记编号CNQCFJYF002 CNQCFJYF002 课题类型课题类型创新型创新型课题名称课题名称软土基坑换填法支护软土基坑换填法支护工艺研究工艺研究小组人数小组人数7 7人人活动时间活动时间2010.6-2011.32010.6-2011.3课题注册编号课题注册编号CNQCFJYF.B CNQCFJYF.B 姓名姓名性别性别年龄年龄学历学历职称职称组内职务及分工组内职务及分工孙军利孙军利男男4242研究生研究生高级工程师高级工程师组长、全面组织组长、全面组织郭宗臣郭宗臣男男4242本科本科工程师工程师现场实施、资料整理现场实施、资料整理隋庆明隋庆明男男5757专科专科工程师工程师现场实施现场实施王志勇王志勇男男2828本科本科工程师工程师现场实施、采集数据现场实施、采集数据李赞李赞男男2929本科本科工程师工程师现场实施、采集数据现场实施、采集数据魏一祥魏一祥男男3232本科本科岩土工程师岩土工程师现场实施、采集数据现场实施、采集数据刘晓英刘晓英女女2424本科本科助理工程师助理工程师资料整理资料整理一、选择课题一、选择课题一、选择课题一、选择课题工工程程名名称称：中中科科院院光光电电院院青青岛岛研研发发基基地地工工程程基基 坑坑 长长：1 10 02 2m m，宽宽：9 91 1m m，开开 挖挖 深深 度度9 9.5 5m m。工工程程地地貌貌属属滨滨海海浅浅滩滩，后后经经人人工工回回填填改改造造。地地表表下下为为3 3.5 54 4m m厚厚素素填填杂杂土土，土土质质很很软软，素素填填土土下下为为1 11 1.5 5m m厚厚淤淤泥泥层层，基基坑坑为为软软土土基基坑坑。1 1、工程概况、工程概况2、工程施工条件：、工程施工条件：（1 1）原图纸无具体基坑支护形式设计，建设单位要求我施工承）原图纸无具体基坑支护形式设计，建设单位要求我施工承包方自行委托设计；包方自行委托设计；（2 2）工程地质条件差，地表为人工回填软土和淤泥层，深度约）工程地质条件差，地表为人工回填软土和淤泥层，深度约5m5m，内埋大量孤石，地基承载力差，重型施工机械无法进入场区，内埋大量孤石，地基承载力差，重型施工机械无法进入场区施工；施工；（3 3）基坑施工正值雨期，雨后场区泥泞，场区内施工机械难以）基坑施工正值雨期，雨后场区泥泞，场区内施工机械难以行走；行走；（4 4）工程总工期为一年，时间紧，且跨越冬、雨期施工，为确）工程总工期为一年，时间紧，且跨越冬、雨期施工，为确保工程按期完成，要求基坑施工时间不能超过保工程按期完成，要求基坑施工时间不能超过9090天；天；（5 5）工程总价为一次性包死，在保证工程质量、安全、工期条）工程总价为一次性包死，在保证工程质量、安全、工期条件下，追求低成本。件下，追求低成本。3、选择突破口 针对以上施工条件，应从何处入手解决软土基坑支护问题，小组运用“头脑风暴法”寻找突破口。为了启发大家的思路，确定最佳方案，决定召开“头脑风暴会议”。我们将头脑风暴会议的开会过程和会议内容，总结如下：Y开始确定会议时间邀请部分组外人员参会提前一周对参会者发布会议讨论议题让参会者收集会议材料.做好发言准备准备工作完成否开会组长宣布会议规则参会领导表态准备小礼品用来刺激发言参会者每人至少发表一条意见做好发言记录会议直到无人发言为止记录人宣读会议记录散会结束N记录制图人：郭宗臣 2010年7月 我们按“头脑风暴会议”流程进行了实施，会议取得了极大的成功，发言争先恐后，场面热烈。会议收集到了大量的信息资料，提出了本工程基坑支护可采取以下三个方案：方案1、灌注桩+粉喷桩+锚杆支护形式方案2、软土换填放坡+锚杆支护形式方案3、粉喷桩+锚杆支护形式小组对三个方案进行了分析、评估和选定，见下表。序号方案名称分析评估得分选用可实施性工期经济性预计有效性1灌注桩+粉喷桩+锚杆支护1.该支护形式较常用，有成熟的施工经验；2.施工现场土质软弱，难以承受施工机械的重量；3.预计费用310.9万元；4.预计工期105天。8不选用2软土换填+放坡+锚杆支护1.没有施工案例和经验，但小组有精通岩土的人才，理论计算可行，具备研究条件；2.换填采用推进式，施工机械在换填后的区域内施工；3.预计费用260.5万元；4.预计工期75天。16选用3粉喷桩+锚杆支护1.该支护形式较常用，有成熟的施工经验；2.施工现场土质软弱，难以承受施工机械的重量，土质中含有大量孤石，对机械损害大；3.预计费用295.8万元；4.预计工期90天。10不选用表中：表中：5 5分分 3 3分分 1 1分分制表人：郭宗臣 2010年7月分析表明，“软土换填+锚杆支护方法”，不论从经济上还是技术上，都是最优方案。确定小组课题：确定小组课题：软土基坑换填法支护工艺研究软土基坑换填法支护工艺研究二、设定目标二、设定目标根据现场工期要求和设计图纸内容，目标值设定为：根据现场工期要求和设计图纸内容，目标值设定为：1、编制软土基坑换填法支护施工方案；2、工期不超过75天；三、提出方案确定最佳方案三、提出方案确定最佳方案 （一）对策方案的提出 小组成员通过多种渠道查找资料，发现软土基坑换填支护方式的相关资料非常罕见，更无此类施工案例。为此，小组成员针对“软土基坑换填”提出以下三个换填支护具体方案：方案1、3:7灰土换填放坡+锚杆支护形式方案2、级配砂石换填放坡+锚杆支护形式方案3、（风化砂+石渣）换填放坡+锚杆支护形式 （二）各对策方案的可行性分析及评估 为更好地体现小组活动的“民主性”，由每个小组成员对三个对策方案进行评估打分，结果见下表。序号对策方案可行性分析评估得分是否选用组员项目孙军利郭宗臣隋庆明于航王志勇李赞魏一祥13:7灰土换填放坡+锚杆支护1.操作工序多2.预计费用281.3万元3.预计工期75天4.材料购买困难难易度经济性需用时间预计效果68不选用2级配砂石换填放坡+锚杆支护1.操作工序多2.预计费用250.5万元3.预计工期72天4.材料易购买难易度经济性需用时间预计效果52不选用3（风化砂+石渣）换填放坡+锚杆支护1.操作工序少2.预计费用212.6万元3.预计工期65天4.材料基本为废弃料（环保），货源充足难易度经济性需用时间预计效果98选用表中：表中：5 5分分 3 3分分 1 1分分制表人：郭宗臣 2010年7月 通过评估，小组决定采用“（风化砂+石渣）换填放坡+锚杆支护”作为本工程基坑支护体系，并对其施工工艺用树图进行如下分解：制图人：郭宗臣 2010年7月软土基坑换填施工工艺设计方面影响方案设计方案设计委托有设计资质的单位设计委托有设计资质的单位设计方案确认方案确认由原设计单位确认由原设计单位确认设计图纸审学设计图纸审学设计方案专家论证设计方案专家论证设计具体做法设计具体做法施工方面影响换填所用材料换填所用材料材料品种材料品种质量要求质量要求取样检测取样检测换填试验换填试验取一段取一段1515米长基坑换填试验米长基坑换填试验砼喷面、锚杆施工砼喷面、锚杆施工钢筋网铺设钢筋网铺设砼搅拌、喷射砼搅拌、喷射锚杆制作锚杆制作预应力张拉预应力张拉基坑监测基坑监测委托第三方对基坑监测委托第三方对基坑监测四、制订对策表四、制订对策表 小组对（风化砂+石渣）换填放坡+锚杆支护施工工艺绘制了流程图，如下：制图人：郭宗臣 2010年7月支护方案设计支护方案设计审学图纸审学图纸换填试验换填试验换填土级配换填土级配压实压实开挖放坡开挖放坡否否大面积换填大面积换填分层分段开挖放坡分层分段开挖放坡降排水降排水喷面支护施工喷面支护施工锚杆支护施工锚杆支护施工土方分层分段开挖土方分层分段开挖基坑监测基坑监测开始开始完成完成合格合格 小组成员在认真审学图纸的基础上，根据施工工艺流程以及“头脑风暴会议”中提出的问题，充分利用我们的专业技术知识和施工经验，对每条要因评价分析，确定出最有价值的对策写入对策表。序号项目对策目标措施负责人完成地点完成时间1缺少同类工程施工经验 1认真审学图纸 2征求专家意见结合施工，深化设计方案，制定切实可行的施工方案1、借鉴换填土施工案例；2、深化设计内容孙军利工地会议室10年 7月2换填试验1严格控制进场材料2严格控制施工过程符合设计要求和施工质量验收规范规定1、委托相关检测单位进行检测2、严格执行材料质量验收程序郭 宗 臣李赞工地现场10年 7月3分段换填 1正确选用机械 2保证材料质量 3分层压实 保证换填土的质量，保证顺利施工。1、查阅选用机械性能资料 2、委托相关单位检测 郭宗臣 王志勇 工地现场10年8月 4边坡开挖、喷护 1制定边坡喷护方案 2做好喷面砼配比 保证喷面支护顺利进行，确保喷面质量。1、做好喷面机械保养，保证机械正常运转 2、调整好施工配比 李赞刘晓英办公室和工地现场10年8月 制表人：郭宗臣 2010年7月序号项目对策目标措施负责人完成地点完成时间5锚杆施工 1正确选用机械 2制定锚杆施工方案 3做好注浆配比 保证锚杆施工顺利进行。1、委托第三方对材料检测 2、查阅选用机械性能资料 魏一祥王志勇 办 公室 和工 地现场10年8月 6基坑土方开挖 1正确选用机械 2制定土方开挖方案 保证土方开挖顺利进行 1、查阅选用机械性能资料 2、分层分段开挖 3、做好降排水措施 王志勇 办 公室 和工 地现场10年8月 7基坑监测制定基坑监测方案保证基坑稳定性委托第三方监测隋庆明李赞办 公室 和工 地现场10年8月锚杆锚杆编号编号锚杆倾角锚杆倾角（度）（度）锚杆长度锚杆长度杆体用料杆体用料规格规格钻孔直径钻孔直径（mm）注浆注浆材料材料设计承载力设计承载力P（KN）锁定拉力锁定拉力P（KN）自由长度（m）锚固长度（m）总长度（m）MG1205.07.012.02S15.2130纯水泥浆P.C32.5矿渣硅酸盐水泥水灰比0.50280140280140MG2205.07.012.02S15.2130/MG320/6.06.0125130实施一：缺少同类工程施工经验实施一：缺少同类工程施工经验五、按对策表实施五、按对策表实施 20102010年年7 7月，小组成员认真审学图纸，借鉴换填土施工案例，深化设月，小组成员认真审学图纸，借鉴换填土施工案例，深化设计内容并邀请专家对基坑换填施工方面做具体指导。计内容并邀请专家对基坑换填施工方面做具体指导。主要设计参数，如下主要设计参数，如下制表人：郭宗臣 2010年7月锚杆设计参数：锚杆设计参数：土钉设计参数：土钉设计参数：土钉土钉编号编号类型类型杆体材料杆体材料（mm）长度长度（m）水平间距水平间距（m）钻孔倾角钻孔倾角（度）（度）钻孔直径钻孔直径（mm）TD1击入式1251.52.090/TD2击入式1251.52.090/TD3击入式1251.52.090/TD4击入式1251.52.090/TD5击入式1251.52.09050TD6击入式1251.52.09050TD7击入式1251.52.09050 通过技术数据整理，查询大量相关资料及类似技术信息。邀请集团总工程师现场指导，深化了设计方案并确定施工工艺。评审意见施工方案对策目标完成实施二：换填试验实施二：换填试验 在施工现场换填区域使用挖掘机，挖出一倒梯形换填区域进行换填试验，换换填填试试验验区区域域长15米，下下底底宽宽4.04.0米米，上上口口宽宽12.012.0米米，挖挖至至强强风风化化岩岩，深深度度约约5 5米米，内内填填级级配配良良好好的的风风化化砂砂+石石渣渣，分分层层用用挖挖掘掘机机压压实实。第第二二天天对对换换填填的的部部位位进进行行开开挖挖，按按设设计计规规定定1:0.81:0.8放放坡坡，开挖后经观察，基坑边坡成型质量良好，达到预先设定的目标。开挖后经观察，基坑边坡成型质量良好，达到预先设定的目标。制图人：郭宗臣 2010年7月对策目标完成对策目标完成实施三：分段换填实施三：分段换填 换填试验成功后，进行整个区域分段换填。按照事先做好的方案，换填试验成功后，进行整个区域分段换填。按照事先做好的方案，由两组机械从基坑东侧中部相背向两侧分头换填，至西部会合，每段换由两组机械从基坑东侧中部相背向两侧分头换填，至西部会合，每段换填长度不超过填长度不超过15.015.0米，分层米，分层回填压实。回填压实。开始开始制图人：郭宗臣 2010年7月N N对策目标完成对策目标完成对策目标完成对策目标完成制图人：郭宗臣 2010年8月实施四：边坡开挖、喷护实施四：边坡开挖、喷护 每每 次次 开开 挖挖 边边 坡坡 深深 度度2 2 米米；按按 设设 计计 规规 定定 边边 坡坡 放放 坡坡；边边坡坡及及时时修修正正、清清理理、喷喷面面护护坡坡。实施五：锚杆施工实施五：锚杆施工注浆锚杆施工流程：放线钻孔插杆注浆（张拉）。1、布孔：根据布置图进行放线布孔，孔位误差10cm以内；2、成孔：采用履带式钻机钻进成孔；3、插杆：人工插杆，杆体放入角度与钻孔倾角一致；4、注浆：注浆材料为水灰比0.5纯水泥浆，一次，注浆压力2MPa；二次注浆压力3MPa。5、张拉：浆体强度达到设计强度的70%后进行张拉锁定。对策目标完成对策目标完成实施六：基坑土方开挖实施六：基坑土方开挖实施六：基坑土方开挖实施六：基坑土方开挖 第一层土方一次性开挖至强风化岩，深度约5米，周边留出支护工作面约6米。第二层土石方边坡修正、清理、喷护。第二层土石方开挖深度约1.5米，周边留出支护工作面。第一层土方边坡修正、清理、喷护。第三层土石方开挖深度约1.5米，周边留出支护工作面。第三层土石方边坡修正、清理、喷护。第四层土石方开挖基坑底，周边留出支护工作面。第四层土石方边坡修正、清理、喷护。开挖完成。完成对策目标完成对策目标!基坑开挖结束后，经设计、勘察、施工、建设、监理、检测单位共同验 收，全部一次验收合格。实施七：基坑监测实施七：基坑监测实施七：基坑监测实施七：基坑监测 为了有效的控制基坑的稳为了有效的控制基坑的稳定性，委托了第三方对基坑坡定性，委托了第三方对基坑坡顶水平位移和沉降进行了监测。顶水平位移和沉降进行了监测。在基坑周围布置监测点共在基坑周围布置监测点共2020个个(见右图见右图)。在基坑开挖施工阶。在基坑开挖施工阶段监测频次段监测频次1 1次次/1/1天，在使用阶天，在使用阶段段1 1次次/2/2天，基础施工完成至基天，基础施工完成至基坑回填前坑回填前1 1次次/7/7天。天。活动完成后，本工程软土基坑换填施工达到QC小组预定目标要求，编制完成了软土基坑换填施工方案并经批准实施，指导现场施工。六、确认效果六、确认效果1.1.1.1.质量、安全效果：质量、安全效果：质量、安全效果：质量、安全效果：本工程基坑施工通过合理选择设计方案，加强施工过程控制，施工措施到位，基坑完成后，经建设监理、施工、设计单位四方共同验收满足设计及规范要求。使用期内符合设计要求，安全可靠。2.2.2.2.工期效果：工期效果：工期效果：工期效果：工程合理选用软土基坑换填方案大大缩短了基坑施工工期，工程合理选用软土基坑换填方案大大缩短了基坑施工工期，实际工期实际工期4040天，比预定工期提前天，比预定工期提前3535天，保证了工程整体进度，天，保证了工程整体进度，工程主体提前工程主体提前3030天封顶。天封顶。3.3.3.3.经济效果：经济效果：经济效果：经济效果：工程采用换填方案不仅缩短了工期，而且经济效果明工程采用换填方案不仅缩短了工期，而且经济效果明显，施工完成后，基坑支护施工实际结算费用为显，施工完成后，基坑支护施工实际结算费用为215.3215.3万元，万元，与采取灌注桩方案施工相比预计节约费用约与采取灌注桩方案施工相比预计节约费用约95.695.6万元，与万元，与采取粉喷桩方案施工相比预计节约费用约采取粉喷桩方案施工相比预计节约费用约80.280.2万元。万元。4.4.推广情况推广情况推广情况推广情况 小组正在编写的小组正在编写的软土基坑换填法支护施工工艺软土基坑换填法支护施工工艺拟拟在集团内部组织了技术交流会，推广本次成果。在集团内部组织了技术交流会，推广本次成果。六、确认效果六、确认效果小组本次活动目标完成！七、标准化七、标准化（1）本小组正在编写的软土基坑换填法施工工法已经集团总工室批准，纳入公司施工工法。（2）软土基坑换填施工的相关资料均已装订归档。经过以上技术措施的实施，小组成员及工程施工人经过以上技术措施的实施，小组成员及工程施工人员在专业技术上有员在专业技术上有4 4条收获：条收获：1.1.充分认识到设计对施工目标控制的重要性。充分认识到设计对施工目标控制的重要性。2.2.提高了技术研究创新意识。提高了技术研究创新意识。3.3.增强深化设计内容的意识。增强深化设计内容的意识。4.4.掌握施工工期的有效控制。掌握施工工期的有效控制。八、总结和下一步打算八、总结和下一步打算 活动完成后，小组成员从质量意识、参与意识、个人能力的提高、学习热情、统计技术的应用、解决问题的信心、团队精神的增加7个方面进行了充分的自我评价，并作出了雷达图。如下：项目自我评价活动前（分）活动后（分）质量意识24参与意识23个人能力24学习热情34技术创新能力25解决问题的信心24团队精神35从雷达图分析来看：小组成员统计技术的应用活动后较活动前有了很大的提高，这是我们本次活动最大的收获。技术创新能力、解决问题的信心、个人能力、质量意识和团队精神活动后也有了明显的提高。下一步打算 在公司支持下，根据工程难题，合理选择QC小组活动控制点，继续开展不同地质条件下深基坑支护施工技术研究QC小组活动。