复杂条件下强夯路基施工质量控制

复杂条件下强夯路基施工质量控制

发布人：潘文义二○一四年十月复杂条件下强夯路基施工质量控制QC小组n目录中国建筑一、课题介绍二、小组简介三、选题理由四、现状调查五、确定小组活动目标六、原因分析七、要因确认八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、巩固措施及标准化十二、总结及下一步打算十三、附件n武夷新区市政项目（一）位于南平市武夷新区，场地现状为耕植农田和部分坑塘。经地勘报告分析，拟建道路地基承载力仅为50KPa，远低于设计要求值160KPa，现需进行软基处理。一、课题介绍拟建经二路项目？n挖淤换填法施工图强夯法施工图一、课题介绍建设单位委托我部进行软基处理施工。小组经过方案对比，决定采用挖淤换填结合强夯法施工。QC小组通过开展PDCA循环，保质保量完成了施工任务，积累了软基处理纯物理法施工经验，做到零排放、绿色施工。该工法四大优点：①绿色环保；②造价低、节约成本；③工期短、见效快；④施工方便、质量可控。n课题名称复杂条件下强夯路基施工质量控制成立时间2014-06-15登记号CSCECSC:2014-001-001#活动频数4次/月小组类型攻关型成员平均接受TQC教育64小时以上小组名称中建海峡建设发展有限公司市政交通工程公司潘文义QC小组小组人数8人小组概况一览表制表人：潘文义制表日期：2014.06.17二、小组简介n序号姓名职称小组分工年龄执行内容1潘文义助工组长27组织、策划、决策2李华工程师副组长43实施、统计、整理3曹刚工程师副组长40组织、调查、决策4庄文棋助工组员29方案实施，信息反馈5吴永荣助工组员30方案实施，信息反馈6鲁伟助工组员26方案实施，信息反馈7张钦工程师组员30方案实施，信息反馈8张友剑班组长组员50方案实施，信息反馈顾问王耀教授级高工首席信息官48技术指导，监督赖友华高级工程师分公司总经理42技术指导，监督小组成员分工情况表制表人：潘文义制表日期：2014.06.17二、小组简介n复杂条件下强夯路基施工质量控制施工难度大：①场地存在不良原状土层，②需解决作业面西侧沟谷汇水，③地下水丰富，影响作业进度。1施工工期紧：工程总工期要求紧迫，节点工期要求经二路段软基处理须在140天内完成。3影响力大：工程位于省级重点开发目标武夷新区，新区建设规模庞大，做好本项目有助于公司的知名度，进一步扩展闽北区域的市场。2三、选题理由质量要求高：场区属高填方路基范围，完成质量的高低决定道路的使用寿命.4学习意义大：采用的挖淤换填法结合强夯法，在福建省闽北山林地区还处于推广阶段，我司用此法进行软基处理无相关经验。5n制图人：潘文义制图日期：2014.06.20地质剖面图四、现状调查调查一（1）地质条件勘察表明场地内土层自上而下依次为：①中液限粘质土，平均厚度为1.7m，(为多年前农田地），主要为粘土和粉质粘土，属中等压缩性土，力学强度较好；②中风化长石石英砂岩，厚8.0～9.0m，平均厚度为8.5m，力学强度高。（2）地貌情况原始地貌类型主要由构造剥蚀低丘和丘间谷地组成，山体自然坡度大多约10～30°，局部较陡可达40°以上，海拔高程一般约181～204m，丘顶圆滑、丘脊平缓，地形呈波状起伏，植被发育，次级沟谷纵横交错。个别较低洼的沟谷地带见有少量地表水流出外，其余地段未见有其它池塘或溪流。n制表人：张钦制表日期：2014.06.24主要土层物理力学参数表四、现状调查结论：拟建场地表层以软质土为主，①中液限粘质土、②中风化长石石英砂岩土层承载力值小，远低于设计值160KPa，是本次软基处理的主要土层。土层厚度m天然含水量%压缩模量MPa渗透系数cm/s固结系数cm2/s承载力特征值KPa孔隙比e①中液限粘质土1.5~1.948.43.57.3×10-63.1×10-355-601.326②中风化长石石英砂岩8.0-9.013.67.0//90-1100.77调查一n制表人：鲁伟制表日期：2014.06.26强夯法施工质量检查分析表项目工程原地基承载力值KPa)工后承载力值(KPa)施工沉降量（cm）工后沉降量（cm）重庆奉云高速公路B9合同段40-5015158.410石武客运专线SZ-2标段40-5016155.79南安海天标准厂房一期工程40-6015557.412禄丰分输清管站地基处理工程接近于0155约6014四、现状调查结论：运用强夯工艺施工的上述工程中，地基承载力值改善显著，工后地基承载力均达到设计值以上，且工后沉降量小，最大为14cm。调查二n制表人：潘文义制表日期：2014.07.04结论：通过强夯法处理，试验区地基承载力改善显著，但工后地基承载力值在128KPa到162KPa之间波动。试验区施工质量检查分析表四、现状调查调查三为了进一步确定该工艺的可行性，QC小组对工地选取一块作为试验区：试验点编号A79点A95点A112点A135点试验前地基承载力（KPa）49504851试验前标高（m）175.442175.273175.357175.176试验后标高（m）174.862174.726174.801174.581第一遍沉降（cm）28.327.627.130.7第二遍沉降（cm）19.218.819.920.5第三遍沉降（cm）10.58.38.68.3总沉降（cm）58.054.755.659.5工后地基承载力（KPa）133145128162n小组针对可能影响工程施工风险的项目进行了调查，再将收集的情况进行分类、统计整理，共收集到89条信息。然后经过归纳，分别制成影响工后地基承载力因素统计表与排列图。序号项目频数(点)频率（%）累计频率(%)1强夯施工控制不当4550.650.62软弱下卧层强度低3033.784.33地下水影响89.093.34现场作业人员不作为44.597.85其它22.2100合计89100影响工后地基承载力因素统计表制表人：鲁伟日期：2014.07.10四、现状调查调查四n93.3%软弱下卧层土质影响30强夯施工控制不当45地下水影响884.3%50.6%累计频率（%）4现场作业人员不作为97.8%其他2影响工后地基承载力因素排列图制图人：潘文义制图日期：2014.07.16四、现状调查调查四-80%-100%40-89-0-20-60-80-N=89频数（点）-60%-40%-20%-0%结论：“强夯过程中的控制不当”与“软弱下卧层强度低”，是影响软基处理施工质量控制的关键点。n制图人：潘文义制图日期：2014.07.17活动前目标值≥160＜50五、确定小组活动目标确定目标：通过控制挖淤换填结合强夯法，实现工后地基承载力≥160KPan五、确定小组活动目标武夷新区为福建省第二个综合开发区，为保证工程质量，公司在资金、技术质量及外部协调上给予大力支持。依据一本工程选择的是具有丰富软基处理经验的施工班组，小组成员及施工班组成具有良好的团队协作及沟通精神。依据三山区高填方地基的加固已多采用分层强夯。强夯法有工艺简便、施工速度快、处理费用低、适用性广的特点、边坡抗滑性能突出。依据二目标可以实现n强夯施工控制不当软弱下卧层土质强度低★施工工艺不熟悉★工人责任心不强★夯击顺序选择不当★地表水渗流★回填粒料径较大★仪器未及时检定★土层含水率控制差★抽水系统故障★土体出现液化现象施工质量管理不到位人员素质低局部夯击不到位材料验收不合格水分滞留严重，排水不及时测量误差造成过夯现象六、原因分析影响工后地基承载力因素关联图制图人：潘文义制图日期：2014.07.21★停锤标准控制不严格机械操作不当n要因确认计划表序号末端因素确认依据及标准确认人确认时间1施工工艺不熟悉组织培训，施工人员对机械操作和工艺的熟悉率100%潘文义2014.07.24-07.252工人责任心不强技术交底和技能考试，考核成绩优良率达到90%以上。潘文义2014.07.253夯击顺序选择不当夯坑周围不出现土体隆起，强夯面夯击均匀。鲁伟2014.07.26-07.274回填粒料不合格进场二片石等材料合格，满足设计要求。张钦2014.07.255排水系统故障保证抽水设备、电力线路正常运转率98%，降低排水设备故障率吴永荣2014.07.26-07.27七、要因确认制表人：潘文义制表日期：2014.08.31序号末端因素确认依据及标准确认人确认时间6土层含水率控制不佳合理在现场增设排水边沟、集水井曹刚2014.10.27-10.297仪器未及时检定施工前检定仪器，检定结果均合格，每6个月检定一次。庄文棋2014.10.278土体出现液化安排强夯试夯施工，确定击密参数，及时根据现场水位情况调整击密参数。潘文义2014.10.26-10.299地表水渗流沿山体布置截水沟，控制场地平整度及坡度，及时回填夯坑鲁伟2014.10.29-10.3010夯锤下落控制不严格施工过程中，停锤未严格按照双控（夯击次数和最后两击平均夯沉量）标准执行张钦2014.10.26-10.29n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉1.施工工艺不熟悉验证时间2014.07.24-07.25验证方法调查分析确认人潘文义验证情况强夯法软基处理在福建省内已处于广泛使用阶段，而我司用此法进行软基处理无相关经验。施工前，对8名管理人员和12名操作工人进行施工要点技术交底，最后进行考核，从考核饼图可以看出，考核成绩普遍达到优良。确认结论管理人员的自评对工人的考核非要因n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉2.工人责任心不强验证时间2014.07.25验证方法调查分析确认人潘文义验证情况只要现场管理到位，活动目标可以保证。项目部制定相应的奖罚制度，对达到优良的班组给予奖励1000元/次；对屡次出现操作不当的工人调换工作岗位或予以辞退，工人质量意识显著增强。确认结论非要因奖罚制度n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.07.26-07.27验证方法调查分析确认人鲁伟验证情况据地质报告揭示，施工段属山林地区，原状地面为2~4m不良淤质土，深度不一。本次设计仅考虑跳打施工，现场施工过程中，发现夯机移位后进行下一夯点点夯时，会对之前的夯坑产生破坏。确认结论3.夯击顺序选择不当夯坑隆起要因n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.07.25验证方法现场验证确认人张钦验证情况项目部建立原材料进场验收制度，同时，验收人员严格遵守本工程合同技术规范的规定以及设计要求，对二片石质量把关，避免不合格填料进场。同时，QC小组抽查了6个批次进场地的二片石进行取样送检，均符合要求。抽检次数123456外观合格合格合格合格合格合格确认结论非要因4.回填粒料不合格原材料进场验收制度原材料取样送检n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.07.26-07.27验证方法现场验证确认人吴永荣验证情况实时检查抽水设备、电力线路的运行情况，确保抽水机运转管路不堵塞不漏气，排水顺畅。确认结论非要因5.抽水系统故障抽水系统n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.07.27-07.29验证方法调查分析确认人曹刚验证情况在施工前试验区，场地平整度低且未设置横坡，场地排水效果不佳，沿山体布置截水沟，可缓解一定山体地表径流。表土层的水分滞留严重，影响后期的击密施工。确认结论6.土层含水率控制不佳排水系统要因n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.08.27验证方法现场验证确认人庄文棋验证情况开工前已将所使用的经纬仪、全站仪、水准仪等送检，经检定均合格。仪器名称全站仪水准仪GPS接收机证书号ETTS2014-754L2014-531GPS2014-813确认结论仪器证书编号非要因7.仪器未及时检定n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.08.26-08.29验证方法调查分析确认人潘文义验证情况强夯法是信息化施工过程，根据地质条件调整的击密参数。同时，未及时收集现场停锤参数，使得夯击次数和间歇时间的设定受影响，严重影响每个夯点的夯实效果，甚至会出现土体液化现象。确认结论8.土体出现液化试夯段获取技术指标要因n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.08.29-08.30验证方法现场验证确认人鲁伟验证情况建阳市属中亚热带季风性气候，雨季集中，影响现场施工。项目部安排专人对施工未来三天的天气进行监控，以便组织工作。采取一定措施保证外围水不流入夯区。夯击施工结束后，及时对夯坑进行回填，防止积水。确认结论未来三天天气预报9.地表水渗流非要因n工人责任心不强夯击顺序选择不当回填粒料不合格抽水系统故障土层含水率控制不佳仪器未及时检定土体出现液化地表水渗流夯锤下落控制不严格施工工艺不熟悉验证时间2014.08.26-08.29验证方法现场验证确认人张钦验证情况强夯过程中，夯锤的起吊、下落要保证缓慢平稳，不能晃动过大。夯锤的停止状态，一方面影响到落锤高度，另一方面也会导致夯锤下落偏移或倾斜。夯锤未达到标定落距便停止，导致强夯能级不足，无法满足设计要求。确认结论10.夯锤下落控制不严格夯锤下落不稳造成夯坑底倾斜要因n要因分析通过要因确认共得到4条要因：1、夯击顺序选择不当2、土层含水率控制不佳3、土体出现液化4、夯锤下落控制不合理n对策表序号要因对策目标措施地点责任人执行日期1夯击顺序选择不当选择合理施工夯击顺序夯坑周围不出现土体隆起，强夯面夯击均匀1、在强夯试验区对强夯顺序进行改进。施工现场曹刚潘文义张钦2014.08.01-08.132土层含水率控制不合理布置土体控水系统含水率控制在-2%≤最佳含水率≤+3%1、增设含水率现场快速检测仪；2、合理设置排水沟、集水井。施工现场曹刚吴永荣庄文棋鲁伟2014.08.01-08.15制表人：潘文义制表日期：2014.09.13对要因确认表中的四个要因运用5W1H方法进行对策制定。八、制定对策序号要因对策目标措施地点责任人执行日期3强夯出现土体液化合理控制夯击次数最后两击平均夯沉量≤50mm1、组织专家对试夯参数进行论证2、施工期间按时收集现场参数施工现场吴永荣庄文棋李华张友剑2014.08.19-09.254夯锤下落控制不合理改进强夯机械达到标定落距，落锤下落中心偏位≤15cm1、在平衡支架处设置减震器，减少钢丝绳晃动2、改进自动脱钩装置施工现场潘文义鲁伟张钦2014.11.18-12.29n实施一、夯击顺序方案比选九、对策实施按照设计说明，每层强夯面共三遍夯击，第一遍、第二遍为点夯，第三遍为满夯。现场施工过程中，发现夯机移位后进行下一夯点点夯时，会对之前的夯坑产生破坏。措施①：在强夯试验区对强夯顺序进行改进制图人：曹刚、张钦制图日期：2014.08.02设计强夯夯击顺序示意图n实施一、夯击顺序方案比选九、对策实施根据现场实际情况，小组成员经过考据后更改夯击点布置顺序，采用跳打施工法。措施①：在强夯试验区对强夯顺序进行改进制图人：潘文义制图日期：2014.08.07调整后强夯夯击顺序示意图n九、对策实施实施一效果检查实施效果：通过合理改变强夯施工夯点实施顺序，提高了施工机械的移机效率，而且强夯完成面较平整，不会出现向一边倾斜的情况；起锤也比较容易，不产生粘锤。n九、对策实施实施二、布置土体控水系统在击密施工前埋设含水率现场快速检测仪监测管，在击密期间进行土体含水率监测。每个施工小区设2组监测管，强夯期间每天监测2次，早晚各1次。当含水率在最佳含水率的98%~103%左右，才可进行下一轮的击密，以避免形成弹簧土。措施①：增设含水率现场快速检测仪含水率监测管含水率快速检测仪制图人：鲁伟制图日期：2014.08.02n九、对策实施排水系统平面图制图人：吴永荣制图日期：2014.08.08措施②：合理设置排水沟、集水井①增设6个集水井从而将地表汇水抽至夯区以外范围，可以有效降低夯区填土层的地下水位。②截水沟采用临时设置，标准断面为0.8×1.0m（底×高）。场地坡度设计为0.623%实施二、布置土体控水系统截水沟设置图n九、对策实施实施二效果检查实施效果：通过合理设置排水系统，及时排出了软弱土中多余的水分，使得夯击时的软弱土中水分状况良好，施工全过程中，均没有弹簧土的形成。n现场夯沉量监测九、对策实施措施①：施工期间按时收集现场参数击密施工过程中，控制每遍击密的间歇时间，击密坑周围地面不应发生大的隆起；不因击密坑过深而发生提锤困难。实施三、合理控制夯击击数在击密过程中，量测夯坑沉降及坑外0.5m、1.0m、1.5m处坑边隆起，以动态了解土体加固效果和夯实情况，及时调整击密工艺和参数。n九、对策实施实施三、合理控制夯击击数设计中每层强夯面的两遍点夯能量均为3000KN·m，夯点间距为4m×4m，击数8~10击。最后进行满夯，能量为1000KN·m，击数4击，锤印相互搭接1/4锤印。为明确技术指标参数，QC小组选取K0+140~K0+160段划分作为试验区，并邀请相关专家对强夯法工艺进行研讨论证，制定出详细的强夯技术指标控制标准。措施②：组织专家对试夯参数进行论证试夯专题会议n强夯各区域地质剖面图与夯击次数制图人：庄文棋制图日期：2014.9.16九、对策实施实施三、合理控制夯击击数针对山林地貌，实际施工过程中，强夯面靠近山体处10~20m范围内填土厚度较小，若按照设计要求夯击8~10次，夯击点在4~5击后夯坑四周产生隆起，出现过夯现象，已经对四周的土基产生破坏。n考虑到施工的实际操作情况，降低夯击的落距可能达不到夯击的效果，并且减少夯击遍数也不可取。针对此问题，小组同专家组经过讨论，对填土高度不足2m区采用减小夯击次数的方法，经过试夯区试验，点夯次数更改为5击。九、对策实施强夯夯击技术参数调整一览表制图人：吴永荣制图日期：2014.09.13实施三、合理控制夯击击数序号项目设计值优化值标准区域填土高度不足2m区1点夯单击夯击能3000KN·m3075KN·m2500KN·m2落锤高度12m12.3m10m3每点夯次数8-10击9击5击4点夯遍数2遍2遍5满夯单击夯击能1000KN·m950KN·m6落锤高度4m3.8m7每满夯次数4击4击8满夯遍数1遍1遍n九、对策实施实施三效果检查实施效果：根据初步对夯击参数的合理化设置，提供合适的夯击能量，更有效地促进软基固结排水。施工结束后，对场地抽点进行土质力学性质检测，验证弹簧土存在可能。自检结果显示，工后地基无弹簧土形态。n九、对策实施实施四、改进强夯机械杭重QH3000强夯机小组成员分析了以往使用的强夯机械，发现较多夯锤偏位都是因为强夯机行走过程中稳定性能差，导致夯锤摇摆不稳定而造成的。措施①：在平衡支架处设置减震器强夯机钢门架减震器新型QH3000在行走过程中，利用门架的倾斜实现夯锤的摆动范围增大。减震器就是安装在门架的底部，可以避免机械在不平坦地段行走而造成夯锤过大的摆动，既保证了机械操作安全，又提高了机械工作效率。n脱钩装置采用电能固然有动作准确的优点，但需要有独立的控制系统，且成本较高。因此，QC小组选择了机械式的自动脱钩装置，应用动能与势能相互转换的原理，完成脱钩动作。夯锤吊到设计高度时，与脱钩连接的钢丝绳拉紧，脱钩打开使夯锤自由落地。脱钩器若是作用不及时，会造成夯锤下落时产生偏位或者倾斜夯坑的现象。九、对策实施强夯机脱钩器装置措施②：改进自动脱钩装置实施四、改进强夯机械脱钩器构件组合图nn九、对策实施实施四效果检查强夯机械使用效果统计表制表人：潘文义制图日期：2014.09.20自检结果显示，采用改进后的强夯机械，不仅提高了机械施工效率，同时也减小了夯锤下落偏差。参数改进前改进后完成一个夯点用时（min）点夯1510满夯86夯锤偏位（≤15cm）181112193131292295174111658710131661114101668121086合格率68.8%87.5%备注：夯锤下落偏差合格率达85%以上，满足施工要求。n活动前65KPa160KPa目标值活动后190KPa十、效果检查技术效益活动前后地基承载力对比图制图人：潘文义制图日期：2014.10.10n十、效果检查经济效益通过QC小组活动，总工期125天，比计划节约了15天，既缩短了工期，又保证了工程质量，节约成本13.1万元。支出集水井等约3.4万元节约成本节约人工费用5.2万元节约机械费用11.3万元13.1万元n十、效果检查环保效益水泥搅拌桩强夯法采用强夯法处理特殊路基，相对于化学法软基处理，对山林地区环境零污染。纯物理方法环保零排放n十、效果检查社会效益活动得到了建设单位和监理单位的充分肯定，提高了我司的社会知名度，彰显企业技术优势，为进一步拓宽我司在武夷新区的市场打下良好的基础。n十一：巩固措施及标准化巩固期效果：该QC成果软基处理施工技术，由小组成员进行了经验总结，并由公司相关部门向类似项目推广使用，取得了良好的效果。编制出《强夯法软基处理施工技术作业指导书》（Z/ZQS554358-2014）n通过此次活动，我们将活动前后的状态进行了对比和自我评价，并做出雷达图。十二：总结及下一步打算小组成员综合素质评价表评价内容活动前活动后个人能力34团队精神45工作热情45QC知识水平34质量改进意识34客户满意程度35制表人：潘文义制表日期：2014.10.24质量改进意识客户满意程度工作能力团队精神工作热情QC知识水平454544314333活动后活动前雷达图n通过本次QC小组活动，强夯法软基处理质量得到了有效控制，但在市政场平工程中（复杂地质条件下），强夯法尚无相关经验，本小组将继续学习，不断总结完善。小组拟定市政道路项目——《高填方强夯置换法软基处理质量控制》，作为下一次QC活动的课题。下一步打算：十二：总结及下一步打算n合理化建议一览表序号建议内容建议人是否采纳1在强夯机钢门架底部设置减震器潘文义采纳2合理提高换填深度、范围曹刚采纳3增设集水井，降低强夯面地下水位庄文棋采纳4施工期间按时收集参数张钦采纳十三：附件制表人：潘文义制表日期：2014.10.28n小组活动一览表序号活动内容负责人时间参加人数1选择课题潘文义2014.06.18～2014.06.2072QC小组的成立及人员分工潘文义2014.06.21～2014.06.2283设定目标潘文义2014.06.23～2014.07.1684目标可行性分析曹刚2014.07.17～2014.07.2085确定主要原因李华2014.07.21～2014.07.2886制定对策吴永荣2014.07.29～2014.07.3187对策实施庄文棋鲁伟张钦张友剑2014.08.01～2014.09.2988检查效果曹刚吴永荣2014.09.30～2014.10.1569制定巩固措施曹刚2014.10.16～2014.10.20510总结与下步打算潘文义2014.10.21～2014.10.308制表人：张钦制表日期：2014.10.30n