瓦日线铁路QC粉煤灰软基处理

提高粉煤灰软基处理水泥湿喷桩成桩合格率小组名称：中铁23局中南部铁中通道项目部QC小组发表时间：二○一四年十二月发表人：王平中铁二十三局集团第一工程有限公司目录一、工程概况 (1)二、QC小组概况 (2)三、选题理由 (4)四、现状调查 (5)五.设定目标 (7)六、原因分析 (8)七、原因确认 (10)八、制定对策 (16)九、对策实施 (17)十.效果检验 (20)十一、巩固措施 (24)十二、总结及下步打算 (25)一、工程概况山西中南部铁路通道日照南站DK1275+050～DK1275+950段路基经过日照华能电厂废弃粉煤灰区域，表层主要分布5～8m左右厚的黑色粉煤灰，下部分别为细砂（140Kp）、粗砂（350Kp）。

线路途经地表大部分属海水养殖区，多鱼塘、养殖大棚，水质具氯盐、硫酸盐、镁盐侵蚀性，地表水水质类型为Cl-Na+K和CO3Cl-CaNa,地下水水质类型为Cl-Na+K和HCO3.SO4-Ca。

制图：王平日期：2014年9月1日图一场地周边地理环境初步设计对该段粉煤灰进行换填，后经晋豫鲁铁路通道股份公司、中铁咨询设计院、中铁济南监理和项目部三方现场实地考查，粉煤是一种工业废弃物, 国家鼓励对其综合利用, 而且粉煤灰颗粒细小, 比表面积大, 易于与水泥充分拌和。

中铁咨询设计院结合各方意见，考虑工效、造价和环保等多方面因素，决定采用水泥搅拌桩对地基进行加固处理。

具体设计要求如下：桩直径为φ50cm，水泥采用P.042.5级矿渣水泥，掺灰量为12%～18%，无侧限抗压强度不小于 1.2Mpa，按正三角形布置，桩间距为1.2m，桩长5.5m～8.5m，要求进入持力层0.5m以上。

在水泥搅拌桩质量检测合格后，复合地基顶面设0.5m厚的碎石垫层内夹一层≥110kN/m单向土工格栅。

要求复合地基承载力不小于120Kpa。

二、QC小组概况（一）小组概况日照南站站场路基是中南通道的收尾工程，对日照华能电厂废弃粉煤灰区域的软基处里是制约日照南站如期开通的一个关键节点，且公司尚没有处理粉煤灰软基水泥湿喷桩的施工经验，项目部邀请公司中心试验室李主任加入项目部QC小组，根据试验数据结合该地区类似软基处理工程施工经验，该段软基处理效果需要进一步加强，为进一步控制水泥土搅拌桩软基处理施工质量，中铁二十三局中南部铁路中通道项目部QC小组开展QC活动。

本次活动由项目总工邹湘雄任组长，主持全面工作，公司试验室、项目部安质部和现场主要施工管理人员参与。

目的是运用全面的质量管理理论对水泥搅拌桩的施工质量进行监控，通过PDCA循环，在施工中及时发现质量隐患，并进行有效处理，减少软基的工后沉降。

本次活动的课题类型是攻关型。

表1 小组概况表（二）小组活动计划三、选题理由四、现状调查（一）现状调查根据现场实际情况和QC小组计划安排，我们QC小组在2014年9月至2014年12月开展了攻关活动。

试验室已在DK1275＋070附近现场取了粉煤灰样品，进行了水泥湿喷桩的配合比设计，粉煤灰的天然含水率Wt=45%，天然密度ρt=1.40g/cm³，最终确定水泥湿喷桩的掺灰量为15%。

制图：王平日期：2014年9月16日图二粉煤灰取样点为了提高粉煤灰软基处理水泥湿喷桩成桩合格率，小组成员于2014年9月24日至9月29日选取试验段上搅拌桩100根进行了质量调查，并归纳总结如下：表3 质量调查表（二）调查结果统计表4现场调查结果统计表为直观表示，根据统计表数据绘制排列图如下：由此排列图可见，水泥土搅拌桩施工质量缺陷主要是：搅拌不够均匀，喷浆量不足五.设定目标（一）设定目标目标值设定为：1、提高水泥湿喷桩搅拌均匀率，确保水泥湿喷桩成桩率92%.2、通过本次活动，确保全标段湿喷桩施工的工期。

3、总结出一套高粉煤灰软基处理水泥湿喷桩的施工工艺。

（二）目标可行性分析 1、技术可行性从统计图表可知最主要的影响因素为：搅拌不够均匀、喷浆量不足，如果能将两大主要问题解决,则“问题发生率”＝（129-42-36）/700＝7％,合格率为93%，目标可以实现。

2、组织保证75%80%85%90%95%100%活动前目标值82%92%图四活动目标柱状图制图：王平时间：2015年9月30日公司试验室和项目部领导大力支持我们开展该项工程QC活动，QC小组成员年轻，文化素质高，技术力量雄厚，热情高干劲足。

3、质量体系保证项目质量体系管理实力强，具备在建立质量体系保证的实力。

六、原因分析水泥湿喷桩是利用水泥和粉煤灰通过搅拌后，利用水泥和粉煤灰产生的一系列物理和化学反应，使粉煤灰与水泥硬结成优质复合地基。

为了使水泥粉煤灰保持足够的强度，一要有相应数量的水泥，二必须使水泥与粉煤灰充分搅拌均匀。

这两点为我们QC小组活动指明了方向，并召开了诸葛亮会对现场的主要缺陷进行了原因分析。

制图：王平日期：2014年10月3日图五QC小组诸葛亮会（一）主要原因分析通过检查情况统计表和检查结果排列图可以看出，“搅拌不均匀”是影响喷浆水泥搅拌桩的首要问题，其次为“喷浆量不足”。

造成“搅拌不均匀”、“喷浆量不足”的因素可以从人、料、机、法、环、测6个方面进行分析：1、人的因素主要包括：岗前培训不足交底未到位，缺乏工作经验，责任心差，奖罚制度不健全。

2、料的因素主要包括：水泥质量不合格，水泥堆放不当导致水泥有板结，水质不符合要求；3、机械设备的因素主要包括：电压不稳钻速不均匀，叶片和喷嘴设置不合理；4、施工方法的因素主要包括：水泥搅拌不均，喷浆顺序不合理，钻进速度过快，复搅不到位，高档提升和转速不匹配。

５、施工环境的因素主要包括：地下水位受潮汐影响。

６、施工计量的因素主要包括：机械上的计量设备不足，计量工具存在误差。

制图：王平2014年10月４日图六主要因素关联图（二）次要原因分析桩头下沉是由于在水泥搅拌桩初期，土体受扰动，水泥加固粉煤灰的强度承受不了水泥与粉煤灰桩体的自重力和负摩阻力的作用而发生桩头下沉。

本次水泥搅拌桩使用的是矿渣水泥，早期强度上得慢，可以考虑在泥浆液中加入适量的早强剂喷浆法施工可以解决喷粉法施工成桩初期水泥加固土的强度承受不了水泥加固土的自重力和负摩阻力发生桩头下沉问题。

七、原因确认1、因素分析通过上述关联图，共找到10项末端因素，统计如下表：表5 末端因素统计表2、要因确认小组针对前表统计出的10端因素于2014年10月4日对现场施工开展了现场调查、分项抽检、集体讨论等活动，进行了要因确认。

表6 要因确定表制表：王平日期：2014年10月4日八、制定对策表7 对策表制表：王平日期：2014年10月5日九、对策实施实施一：加强培训，重新对每个工人进行交底负责人：邹湘雄执行人：李冰王平实施过程：利用一周的时间，请有丰富经验工程师现场指导，组织一线施工人员及技术人员参加培训，认真学习技术交底。

2014年10月10日项目部总工邹湘雄、公司试验室主任李冰来工地对工班长及工人结合施工进行了指导，对工人提出的问题进行了详细解答。

10月12日和10月16日组织施工人员及技术人员进行了重新进行技术交底和培训。

内容主要包括水泥搅拌桩的特性、施工方法、以及施工注意事项，并且人手一份技术资料，加强理论学习。

实施效果：2014年10月18日对一、二、三队的60施工人员在施工现场进行实地技术考核，96％的工人能够掌握了施工关键技术指标和施工技巧。

制图：王平 2014年10月11日图七 QC 小组现场指导研究制图：王平 2014年10月16日图八 ＱＣ小组技术交底和培训实施二：结合施工现场健全奖罚制度，简单扼要，便于落实，调动工人积极性，增强工人的责任感。

负责人：王平 执行人：张力 张永强实施过程：10月15日安质部长王平、质检工程师张力、技术工程师孟德鑫和施工队长张永强根据项目部安全质量管理奖惩规定，结全水泥搅拌桩现场实际情况，编制了水泥搅拌桩施工奖罚办法，共20 条，简单扼要，工人容易理解和执行。

通过奖罚制度重新编制和宣讲，让制度深入一线工人的心中，增强了工人的责任心。

精编后的制度更有执行性，明确奖罚点和奖罚金额。

实施效果：一线操作工人和现场管理人员的责任心明显增强，项目部各项制度和技术措施能够得到有效的执行，施工中违规作业明显减少，为搅拌桩的质量打下了坚实的基础。

实施三：解决叶片和喷嘴设置不合理的问题负责人：张力执行人：孟德鑫张念涛实施过程：对2号、4号、8号和15号钻机的钻头进行了加工，增加一对叶片和喷嘴，调整叶片的角度，在距第一对叶片上50cm处增焊一对叶片，叶片与转轴成90度角，喷嘴位置与第一对一样。

实施效果：现场15台钻机钻头全部满足要求。

制图：王平2014年10月20日图九改良后的钻机钻头实施四：要求每台钻机配备一套正常运转的计量设备负责人：付磊执行人：黄知民张念涛实施过程：对检查发现的计量设备有问题的一队3台，二队2台，三队1台共6台钻机进行罚款，并要求立刻整改，否则清场。

实施效果：6台钻机统一采购并更换了合格的计量仪器，满足施工要求。

制图：王平2014年10月13日图十水泥电脑喷灌自动记录仪十.效果检验通过第一次现状调查，查找出了主因，制定了相应的对策，并加以实施，2014年10月9日至2014年11月24日，对策实施后，我们QC小组在DK1275+070附近又选择100根桩进行了跟踪调查，其检查结果如下表：表8 检查结果统计制表：王平日期：2014年12月1日QC小组经过两次对水泥湿喷桩成桩合格率攻关活动，水泥湿喷桩的成桩合格率大大提高，达到93.8%。

经过公司中心试验室3％的抽样检测，全部为合格桩，达到了QC小组制定的攻关目标，提高了施工质量。

制图：王平日期：2014年12月1日图十一水泥搅拌桩静载试验制图：王平日期：2014年12月1日图十二水泥搅拌桩取芯（一）有形效果经过采取以上措施，完成63645m２的粉煤灰软基理，累计完成50916根30.55万延米水泥搅拌桩的施工。

施工中大大降低了各要因的发生率，等量抽检显示，各对策实施项检测合格率均达92％以上。

集团公司中心试验室对单桩复合地基静载荷试验，沉降结果显示软基沉降稳定，有效的控制了软基的变形和保证了软基的强度，大大降低了软基的工后沉降，从而明显提高了不良软基处理效果。

（二）技术效益：总结出一套处理粉煤灰软基的施工工艺；提高了施工技术水平、规范了项目部的管理措施；锻炼了一批施工队伍，培养了 6 名施工技术人员，其中几个已被输送至公司青连、江西新中标的项目上，壮大公司的施工技术人才队伍。

（三）社会效益由于水泥土搅拌桩施工过程控制得当，沉降工后沉降很小，使得整个后续路面基层跟面层施工过程都非常顺利，确保了铁路总公司2015年底中南通道全线拉通的目标，晋豫鲁铁路通道公司、日照市政府及中铁济南监理对此给予了高度评价，肯定了我项目部的施工技术水平及管理水平，使得项目部在铁路总公司树立了良好的社会形象，同时也为23局继续拓展铁路市场打下了良好的基础。