一、工程概况二、小组概况三、选择选题四、现状调查五、目标确定六、原因分析七、要因确定八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、巩固措施十二、总结及今后打算
控制深基坑施工
组名称成立日期小组人数活动情况
2、QC小组成员
杭政储出【2012】74号地块和杭政储出【2014】4号地块商业商务用
房项目部QC小组注册登记号2015年10月ZYJ-HF-QC-F1-2017-01小组类型现场型9人
课题注册号出勤率90%ZYJ-HF-QC-F1-2017-01
姓名
性别年龄
QC小组成员一览表 表2
职务职称组内职务QC教育时间
隧道的位移量铁近地对邻3、QC小组活动计划表
表3
制表人:何隆 时间:2010.8.5
三、选题理由
(1)本工程地下室面积为45212.9平方米,整体基坑开挖深度约10-13m。基坑整体平面不规则,呈狭长状,基坑东西长429m,南北向宽度约85m,周长约980m。周边有金沙湖公园、金沙大道、地铁出入口等设施,因此深基坑的施工的安全至关重要。
(2)之前地铁1号线附近工程深基坑施工导致地铁隧道位移超安全报警值,导致地铁1号线停止运营,社会影响大,因此地铁隧道的安全事关重大。
(3)依照《杭州市地铁建设管理暂行办法》规定,本工程北侧部分基坑边线距地铁1号线隧道距离在30m左右,属于规划控制区范围。且杭州地铁1号线已经运营,客流量较大。
(4)地铁隧道水平位移量报警值为±4mm,地铁隧道沉降量报警值为±8mm,地铁隧道收敛位移量报警值为±8mm。
基于上述理由,本次我们选择了控制深基坑施工对邻近地铁隧道的位移量作为本次活动的课题。
四、现状调查
为了进一步确保深基坑施工过程中地铁隧道的安全性,我QC小组决定以地铁隧道水平位移量<±3mm,地铁隧道沉降位移量<±5mm,地铁隧道收敛位移量<±5mm为本项目的控制值。
我QC小组成员及公司技术质量部和工程部相关专业人员通过第三方专业监测单位了解金沙大道地铁1号线附近相关工程深基坑施工时的地铁隧道监测数据,并对深基坑施工整个过程地铁隧道位移量数据进行了调查分析,并归纳整理,做出调查表:工程名称项目1项目2项目3项目4项目5 合计
邻近地铁隧道位量超控制值现状调查表 表4
检查监测值数超过控制值数超控制值率未超控制值率
量
2002010%90%1502416%84%1002020%80%1502013.3%86.7%2003618%82%80012015%85%
制表人:钱杭伟 时间:2015.8.10从以上调查表中可以看出,目前邻近地铁隧道位移量未超控制值率为85%。 综合上述各项目各施工阶段超控制值的数量得出以下深基坑施工各阶段地铁位移量超控制值频数统计表。 序号1
2345
邻近地铁隧道位移量超控制值频数统计表 表5检查项目频数累计频数频率(%)累计频率(%)基坑降水阶段363630%30%土方开挖阶段367230%60%支撑拆除阶段249620%80%围护桩施工阶段61025%85%支撑梁施工阶段61085%90%
67
地下结构施工阶段回填土阶段
661141205%5%95%100%
制表人:钱杭伟 时间:2015.8.10根据邻近地铁隧道位移量超控制值频数绘制排列图:
制图人:钱杭伟 时间:2015.8.10
同时通过调查统计表和排列图分析,深基坑施工中的基坑降水阶段、土方开挖阶段和支撑拆除阶段为我们需要解决的主要问题。
五、目标确定
由深基坑施工对邻近地铁隧道位量超控制值现状调查表可知QC小组活动前深基坑施工对地铁隧道位移量未超控制值率是680/800=85%。其中基坑降水阶段、土方开挖阶段和支撑拆除阶段是关键所在,只要全力解决这几个阶段地铁隧道的位移量,那么深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值率就能达到(800-120+96)/800×100%=97%。即使未超控制值率达到90%,那么深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值率也能达到(800-
120+96×90%)/800×100%=95.8%。因此,我QC小组的目标是:深基坑施工对邻近地铁隧道位移量未超控制值达到90%。
目标柱状图100%80%60%40%20%0%活动前目标值85%90%制图人:钱杭伟 时间:2015.8.15目标分析:通过QC小组努力将深基坑施工过程中的降水阶段、土方开挖阶段和支撑拆除阶段的地铁位移量未超控制值率达到90%。
六、原因分析
结合现状调查结果,我们围绕主要问题采用关联图进行分析
关联图
制图人:徐庆友 制图时间:2015年9月1日
七、要因确定
我QC小组在组长的主持下,召开了专题会议,通过“头脑风暴法”对关联图中的12条末梢原因进行逐一分析论证。
序号1
末端因素技术交底不到
位方案编制无针
对性
分析与论证
项目部在基坑降水前、土方开挖前和支撑拆除前采用ppt和三维模型的形似做好的技术交底工作,交底覆盖了100%,对员工进行交底考核,综合成绩达90以上。项目部深基坑土方开挖方案经过详细编制,且经过专家论证。基坑降水和支撑拆除均有编制单独的专项方案。
土方开挖施工的过程,是一个卸荷的过程。随着基坑的不断开挖,基坑内一侧的土体逐渐减少,土体内应力的变化导致周围土体向基坑内侧位移和滑移,可能间接影响地铁隧道在水平和平面位置产生位移。
本工程土方开挖深度约11m,而地铁1号线隧道埋深即在8~13m,开挖过程可能导致隧道上部和周围土体发生偏向基坑一侧的水平移动,同时也可能受到下部土体向上隆起的应力。土方开挖关键是控制最后一层土方开挖的施工顺序。
由于场地狭小,部分材料堆放于基坑周边,项目部对此十分重视,在基坑周边地面进行加强处理,并限制堆载重量和高度以及与基坑的距离。项目前期做好策划工作,合理设置临时道路、钢筋堆场、木工堆场、木工加工棚、钢筋钢筋棚等设施。
项目部为保证三轴水泥搅拌桩施工质量,本工程采用2台ZKD85-3三轴水泥搅拌桩机,同时派专人负责监督。
本工程基坑北侧靠近地铁侧,按间距10~15m设置控制降水井,设计降水深度-5.3m。由于基坑外在降水过程中会随水流带出部分细
验证方法现场验证
负责人余恒
结果非要因
2
方案审查钱树健非要因
3
土方开挖出土方式不合理
现场验证钱杭伟要因
4
基坑周边材料堆放超载
现场验证徐庆友非要因
5
止水帷幕施工质量不佳基坑外降水方式不合理
现场验证宋琪琪非要因
6
现场验证余锋要因
7
排水沟设置不
合理
微土粒,再加上降水后土体的含水量降低,使土壤产生固结,因而会引起周围地面的沉降,从而影响地铁隧道的安全。
经过前期策划,项目部在基坑一周设置排水沟,并且合理放坡确保排水顺畅。基坑周围(局部场地受限不设排水沟)地面上设400×400的排水沟,间隔20m设1000×500×500的沉淀池
挖土过程中应保持坑内降水,确保地下水在开挖面下0.5m。降水井时间须连续持续至顶板覆土完成。坑内离坡脚不小于4m处设临时性明沟排水,集水井方式排水。在基坑内部降水,项目部严格按设计要求控制滤管的埋设深度。坑内降水,确保地下水在开挖面下0.5m,控制坑内外水位高差的变化速率,减少对围护桩的侧向力,避免坑外土壤产生沉降,有效减少对地铁隧道位移的影响。
支撑拆除时的振动也可能对地铁隧道产生不利的影响。
本工程北侧支撑结构施工对于基坑的稳定具有正面作用,相应对于地铁的稳定也具有正面作用。但支撑结构拆除时,侧向支撑力的消除,会对基坑周边土体的稳定造成影响,从而影响地铁隧道的安全稳定。
项目部制定相关制度,责任分工明确,责任落实到人,专人负责对整个拆除支撑过程的监督。
项目部,安排专人负责浇水养护,换撑浇水后采用毛毡覆盖,确保达到设计强度。
现场验证余恒非要因
8
基坑内排水设置不合理
现场验证徐庆友非要因
9
支撑拆除方式不合理支撑拆除顺序不合理项目管理部到
位
换撑养护不到
位
方案比选钱杭伟要因
10
现场验证余锋要因
1112
现场验证现场验证
宋琪琪钱树健
非要因非要因
制表人:余恒 制表时间:2015年10月5日
八、制定对策
制定4条要因,我QC小组按活动计划,根据工程实际情况开展活动,采用“5W1H”的方法,对每个要因进行分析研究,并制定了对策,明确了目标、措施、责任人及时间。
序号1
要因基坑外降水方式不合理
对策制定靠近地铁侧基坑外降水方式制定详细的土方开挖出土方案
目标
地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。
措施
1、土方开挖前进行试降水试验。
2、基坑北侧(靠近地铁侧)新增一道止水帷幕。
1、合理布置土方开挖顺序流程。
2、出土口位置应采取可靠的地铁保护措施。
3、土方分层分段开挖施工。4、土方开挖进行试开挖。1、收集类似工程相关的拆撑方式资料。
2、拆除方式的优化。
时间2015.10~2016.8
责任人钱杭伟
地点施工现场
2
土方开挖出土方式不合理
地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。
2015.11~2016.5
余锋施工现场
3
支撑拆除方式不合理的优化
4
支撑拆除顺序不合理
项目部经过比对选择合理的拆撑方式制定详细的拆撑顺序
地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。
2015.4~2016.8
徐庆友施工现场
地铁隧道位移量未超控制值率达到90%。
1、拆除顺序的合理布置2、做好支撑拆除前的准备工作。
2015.4~2016.8
余恒施工现场
方案
制表人:余恒 制表时间:2015年11月10日
九、对策实施
实施一 针对基坑外降水方式不合理
(1)土方开挖前,进行降水试验。从2015年
11月19日至2015年11月22日进行了基坑试降水工作。在试降水期间,基坑外试降水前水位平均标高为4.082,试降水后水位平均标高为4.096。(说明:靠近地铁侧水位孔为SW01~ SW12,选取19~20日平均值为降水前水位值,21~22日平均值为降水后水位值)
通过以上水位监测数据看,试降水期间,坑外水位数据没有较大突变,未发现渗漏现象,止水帷幕状况良好。
(2)项目部组织甲方、监理、基坑围护设计院和地铁隧道专家召开协调会,会后听取各方建议在基坑北侧(靠近地铁侧)新增一排封闭的三轴水泥搅拌桩,为保证地铁隧道的安全,坑外将不进行降水(两排三轴之间预留控制性降水井)。桩底进入3-1淤泥质粉质粘土2m。相应3-1层淤泥质土,渗透系数微小,能有效阻隔基坑内外水的联系。
基坑剖面示意图
我QC小组成员在基坑降水过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据:地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。实施二 针对土方开挖及出土方式不合理
(1)合理布置土方开挖顺序流程
基坑整体平面不规则,呈狭长状,尺寸较大,与基坑围护设计院共同讨论后确定如下土方开挖顺序的原则:土方开挖大区域按照后浇带划分,只有当相邻后浇带开挖大区块底板及传力带达到C25混凝土强度后才能开挖相邻区块。故在支撑梁以下几层土方开挖时,我方都遵循此原则进行,整体分从东西两端区块开始后退开挖直至中部区块。土方开挖的关键是最后一阶段的土方开挖和底板施工。
最后一阶段土方开挖和底板施工平面如下:
最后一阶段土方开挖施工具体施工三维模型顺序图如下:
第一区块最后一阶段土方开挖和底板施工 第二区块最后一阶段土方开挖和底板施工
第二区块最后一阶段土方开挖和底板施工
第三区块最后一阶段土方开挖和底板施工 第四区块最后一阶段土方开挖和底板施工
第五区块最后一阶段土方开挖和底板施工(2)出土口采取可靠的地铁保护措施
基坑开挖的运土车辆靠金沙大道南侧道路行驶(靠近本工程侧),施工荷载不得超过40T,车辆行驶速不得大于道路所限速度的60%,并派专人负责指挥与监督。
出土口位置加强措施:出土口位置基坑外新增4颗φ900钻孔灌注桩;出土口位置新增10m×9m栈桥,使出土口位置再往南移10m,距离地铁隧道近40m,尽量减少车辆水平冲击力对地铁隧道的影响。
(3)土方分层分段开挖施工
为减少对于周边土体的应力变化,土方开挖时必须严格遵循分层分段开挖的要求。小分层规则:地面自然标高为-0.5m 各分层标高
大分层-0.5m~-2.5m-2.5~-4.9m-4.9~-10.45小分层-0.5~-2.5-2.5~-3.7-3.7~-4.9-4.90~-6.75-6.75~-8.60-8.60~-10.45备注大区分区规则:地下室开挖大区参照底板后浇带分区进行。
小区分区规则:北面靠近地铁一侧土方,支撑梁以上区域,以20×20m为一个区块,先行进行开挖。支撑梁下部以20m×20m为一个独立小区块,逐步开挖。其余部分分区参照底板后浇带进行。
各层施工工况图如下:
第一层土方开挖工况图
第二层土方开挖工况图
第三层土方开挖工况图
(4)土方开挖进行试开挖
支撑梁以上靠近北侧围护区域,支撑梁以上15m×10m为一个区域进行试开挖,支撑梁以下15m×10m为一个区域进行试开挖。试开挖后观察止水帷幕是否有渗漏,监测地铁隧道水平位移是否超过5mm。如止水帷幕无渗漏、地铁隧道水平位移小于5mm,方可继续进行分区分层开挖。
实施效果:我QC小组成员在土方开挖过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据:地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。
实施三 针对支撑方式不合理
(1)收集类似工程相关的拆撑方式资料
在支撑拆除之前,我QC小组和公司技术部人员首先了解公司之前类似工程的拆撑方式,收集相关资料。其次,联系相关地铁附近工程,了解此类工程的支撑拆除方式,为本工程支撑拆除方式的选择做好前期的准备工作。
(2)支撑拆除方式的优化
经过QC小组对拆除方案的对机械拆除、绳锯切割拆除、排孔切割拆除的对比,最终选择了绳锯切割方案。根据《杭州市地铁建设管理暂行办法》地铁隧道两侧各50m范围内属于控制区域,因此本工程对应北侧支撑区域如下图阴影部分属于地铁隧道控制区,我方经综合考虑,确定在地铁隧道50m控制范围内的支撑区采用绳锯切割拆除。
绳锯切割范围(阴影区域)
绳锯切割拆除的关键是在切割冠梁与支撑梁的位置,此过程是水平支撑系统与维护桩分离的过程。经过QC小组的调查了解,在拆撑速度合理范围内,切割冠梁与支撑梁的位置时切割距离每段应控制在8-10m均匀的距离(绳锯的穿孔距离),确保卸荷过程的均匀。
绳锯穿孔过程
绳锯切割实施过程
实施效果:我QC小组成员在支撑拆除过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据:地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。
(1)拆除顺序的合理布置
本工程支撑梁拆除总的顺序是,先拆除支撑梁体系中相对不重要(或相对受力较小)的支撑梁,再拆除相对较重要(或相对受力较大)的支撑梁。
总体支撑拆除顺序根据楼层及传力带施工进度,考虑对称拆除,先拆东西侧角撑,再拆除中间对撑。
支撑拆除时先拆除连杆,再拆主撑;支撑与围檩连接处应先给予切断,避免大面积拆除支撑时由于密集的振动对邻近环境产生不利影响。
支撑拆除顺序示意图
支撑拆除顺序示意图
(2)做好拆支撑前的准备工作
1)、每个区域支撑拆除前,需原基坑围护设计到现场确认是否可以拆除。2)、检查地下室底板或楼板的砼强度及传力带是否达到设计要求。
3)、拆除前由项目部技术负责人先向拆除人员进行技术交底和安全交底。技术交底主要包括拆除顺序、拆除方法等;安全交底主要包括拆除时的安全措施、拆除时的应急措施等。
实施效果:我QC小组成员在支撑拆除过程中对基坑周边情况进行了监测以及比对了第三方专业地铁隧道监测数据:地铁隧道的水平位移位移量、沉降位移量和收敛位移量都有了相应的减少。
十、效果检查
(一)目标完成情况
在整个深基坑施工完成后,小组对对浙江省工程勘测院专业地铁隧道监测数据进行了汇总分析,共选取了300天的监测数据进行了分析,其中位移量超控制值的数量为15,因此活动后本项目在深基坑施工过程中邻近地铁隧道位移量未超控制值率为95%,超出了预定90%的未超控制告率。
QC活动前后目标值对比图100%80%60%40%20%0%活动前目标值活动后85%90%95% 制表人:余恒 时间:2016.10.10
(二)经济效益
由于本次QC活动的开展,本项目的整个深基坑施工过程中,地铁隧道位移量不仅控制在报警值内而且位移量得到了有效的减少,确保了本工程±0.00节点按合同工期完成。
本QC活动增加栈桥费用为25万,新增止水帷幕费用为120万,其他费用2万。本工程影响范围内的隧道管片共计265环,按以往工程统计地铁隧道位移超报警值的风险系数为5%,地铁隧道盾构管片修补费用约为20万/环。则产生的经济效益为:265×20×0.05 -(120+25+2)=118万元。
(三)社会效益
通过开展本次QC活动,本项目在深基坑施工对邻近地铁隧道位移量得到了有效控制,确保了地铁1号线隧道的安全。
在G20停工期间本工程深基坑的第三方监测数据未出现报警,基坑安全得到了切实保障,为G20的安全保障做出了贡献,并获得了杭州市经济技术开发区建设工程峰会安全与环境质量保障工作先进单位。
(四)无形效益
通过开展本次QC活动,小组增强了开展QC小组活动的积极性,提高了分析问题,解决问题的能力,提升了整个团队实际解决问题的水平,增加了项目的凝聚力。
十一、巩固措施
1、成立地铁隧道附近深基坑施工前期指导小组,对公司后续在地铁隧道附近的项目施工开展进行前期培训和施工过程作业指导,将本次QC活动经验与成果扩展到地铁隧道附近深基坑施工的方方面面。
2、对本次QC活动行之有效的管理措施和技术措施、组织方法、施工经验在项目中予以全面推广。
十二、总结及今后打算
1、总结回顾
1)、通过此次小组活动,提高了对地铁附近深基坑施工的方法和管理上的认识,在确保地铁隧道安全的基础上,取得了较好的社会效益,也使小组成员得到了锻炼和提高,大家对自己创造出来的成果均感到自豪,对今后开展活动解决更多的问题,创造更大的效益充满信心。
2)在本次QC小组活动中,小组成员发扬开拓进取、群策群力、团队合作等优良作风。同时、通过一系列的活动,大大提高了全体成员的创新能力、技术水平、理论知识、解决问题的信心、团队精神,锻炼了队伍,同时也为今后更加有效的开展QC活动积累了经验。
QC活动自我评价
序号12345
评价内容参与活动意识质量创优意识个人能力团队精神QC知识2、下一步打算
活动前(分)7070757065
活动后(分)9590909290
项目部通过这次QC活动有效控制了地铁隧道附近深基坑施工对地铁隧道位移,取得了良好的经济效益和社会效益,也对项目部QC小组成员在这次活动中理论与实践也得到了锻炼提高。经过此次QC活动后,将形成企业级的绳锯切割拆撑工法,为后续工程做好指导。
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