【qc成果】大面积大方量土方回填质量控制_secret

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汶川县第**中学 工程自创新技术 (大面积大方量土方回填质量控制)

广东**建筑工程有限公司 二00九年二月 汶川县第**中学工程自创新技术 ——大面积大方量土方回填质量控制 一、工程概况 汶川县第**中学项目位于四川省汶川县,工程地处5.12地震重灾区。项目总建筑面积约68302m2。基础为天然基础,钢筋混凝土框架结构。本工程为灾后援建项目,该工程的成败与优劣,不仅涉及到能否按中央要求保证汶川县数千名学生如期回校复课的重大决策,而且蕴含着全国各族人民团结友爱、互帮互助的深厚情谊,是一项具有特殊意义的重建项目。本工程的质量目标为中国建设工程鲁班奖。

二、创新小组概况 本工程安全等级为二级,场地和地基等级均为二级,采用天然地基,独立柱基础,由于本场地紧邻地质断裂带,故基础工程的施工质量问题更加关键。为保证回填质量及实现工期目标,项目部于2009年2月10日成立了科研创新小组,选择了“提高大面积大方量土方回填密实度”这一活动课题。本小组共8人,组长李**,详见小组成员情况表。 小组概况表(表一) 课题名称 提高大面积大方量土方回填密实度 成立时间 2009-02-10 活动日期 2009-02-10~2009-03-25 小 组 成 员 姓名 性别 年龄 文化程度 职称(务) 组内职务 备注 男 59 大专 项目经理 组长 男 55 本科 工程师 副组长 男 38 专科 工程师 组员 男 49 专科 助理工程师 组员 男 45 高中 技术员 组员 男 36 专科 助理工程师 组员 制表:** 制表日期:2009.2.10 三、小组创新课题 (一)选题理由 本项目由于工期短,二十多个建筑单体必须全面开挖施工,土方工程规模较大,开挖面积为20662 m2,部分基础开挖深度达到4~5m,回填方量达到51451m3,设计要求回填压实系数为0.95,质量要求较高;土方回填位于上部主体结构施工关键线路上给工程进度造成严重阻碍,节点工期为4天,无类似工程施工经验可供借鉴。 采用传统的土方回填方法存在以下问题: 1、根据以往施工经验,采用传统方法进行人工回填,回填质量受人为因素影响较大,压实系数一般只能达到0.85~0.88,采用轻型压实机械进行人工夯实回填试验,检测结果显示压实系数仅为0.91,无法满足设计要求。 2、 由于结构间距不足,使用重大型机械进入回填夯压,容易给混凝土构件造成破坏,影响结构。 3、 工期紧迫,回填工程量达51451m3,完全采用传统的人工回填方法至少需要128天(一般400m3/天),每个单体要7天,时间上不允许完全采用人工回填,该部分土方回填位于上部主体结构施工关键线路上给工程进度造成严重阻碍。 4、 工程位于岷江河边,基础开挖深度将有较多区域低于地下水位,设计要求压实系数0.95,因此对土方回填质量需求较高,而采用传统方法回填在回填土自然沉降后会在结构垫层与回填土之间形成空隙,容易造成地面开裂及地下管道变形裂漏。 (二)课题确定 鉴于传统的土方回填方法存在大量制约性,无法满足工程质量、进度要求,本小组决定探索一种既能保证回填质量,又能降低成本,安全可靠,且能加快施工进度的土方回填技术。而土方回填密实度的控制,就是既保证回填土质量,又确保地面工程外观质量是否满足施工验收规范要求的关键。 本次小组创新课题为:提高大面积大方量土方回填密实度 五、设定课题目标 (一)目标 将土方回填分层压实系数由88%提高至95%以上,满足设计要求,保证在节点工期内完成全部土方回填任务,优质、高效完成该部分土方回填。 (二)目标可行性分析 1、设计要求回填土压实系数0.95,根据以往施工经验,石粉采用传统方法人工回填,压实系数只达到0.85~0.88;根据计算,只需要通过振冲、挤密桩等建筑行业比较成熟的地基处理技术将回填土压实系数提高0.07~0.10即可满足设计要求。 2、采用振冲或挤密桩等成熟的地基处理技术无需使用重大型机械进入回填区域,避免挤压混凝土龄期不够,强度不足的承台、地梁,保证混凝土质量的同时,更可缩短施工等待时间。 3、采用石粉代替砂子回填,既利于提高回填压实系数,又可节省人工(回填砂子按劳动定额4.05工日/10 m3,回填石粉3.69工日/10 m3,即每10 m3节省0.36工日;对于每个单体大约2450m3计算,每栋大约节省回填人工88.2工日),大大提高工作效率,并且石粉价格比砂子便宜8.70元/ m3,每栋大约节省回填材料费用2.13万元。 综合分析:无论从质量、工期、成本等方面考虑,本课题的实施均存在一定的有利条件,虽然项目实施的困难较大,但是小组通过详细策划和周密安排,小组成员一致认为目标能够实现。 六、提出方案并确定施工方法 (一)提出方案 A方案 采用小型号重型压实机械分层碾压 方案论述:在土方回填过程采用机械回填,压实过程采用小型号重型压实机械进行分层碾压。 优点: 1、土方回填采用重型压实机械压实,施工质量受人为因素影响小,大面积土方回填整体质量容易控制。 缺点: 1、结构间距仅有4~5m,回填时重型机械进入结构范围作业,将出现较大的震动荷载,容易对混凝土结构强度造成影响。 2、土方回填占用主体结构施工时间,采用重型压实机械分层碾压(0.5m/层),碾压次数,占用挖机等其他机械台班较多,工期较长。 3、承台等边角部位需用人工夯压,回填土压实度不均匀,后期沉降后与结构之间会形成空隙,造成质量缺陷。

B方案 采用振冲挤密法进行回填 方案论述:在土方回填过程采用机械回填,压实过程采用振冲挤密法利用振动和水冲将回填土振密实。 优点: 1、振冲挤密法利用振动和水冲将回填土振密实,施工质量受人为因素影响小,压实系数能够达到0.95,回填质量可以得到保证。 2、本工程回填料石渣粉为砂性土,适用于振冲法,能够达到挤密效果。 3、振冲剂密法回填施工速度快,仅需4天,可缩短大量工期。 缺点: 1、振冲设备进出场费5万元,机械设备需投入15.3万元。 2、操作振冲器的起吊设备30t,施工时需停靠在基坑边坡位置,对基坑边坡稳定性影响大,存在重大安全隐患。

C方案 采用水夯法 方案论述:采用水夯法分层进行人工回填,基坑回填由原回填砂子改为回填石粉,回填石粉时,采用分层回填,分层厚度不大于400mm,石粉回填至基础梁梁底标高后用水淹泡,并用振动棒每500mm×500mm一点插振密实。在放水淹泡24小时,修正找平进行基础梁施工,待基础梁浇筑完成并有一定强度后,再回填石粉至原设计石粉稳定层底标高冲水振实。 优点: 1、采用水夯法分层回填操作简单,施工质量容易控制,压实系数能够达到0.95,可克服后期沉降,确保回填质量。 2、无大型机械进入结构范围,不会对混凝土结构造成破坏。 3、回填工序简单,施工速度快,3.69工日/10 m3,仅需2天,可缩短大量工期。 4、由于石粉比砂子密度高、粘结度好,易于压实,可节省工料成本。 缺点: 1、工艺流程具有不可逆转性,施工过程必须全程跟踪,监控到位。 (二)确定施工方法 2009年2月12日,我小组在项目部会议室召开会议,小组成员对三种回填方案进行了讨论,从质量、安全、经济、进度四个方面进行了综合对比分析。 方案可行性对比分析表(表三) 方案 回填质量 安全性 成本投入占40% 工程进度占60% 加权 平均 综合评价 A方案 整体可保障,细部有缺陷 可保证 机械费用较大,约13.5万元 5天 39.44 不采用 B方案 可保障 安全性 较差 15.3万元 4天 37.12 不采用 C方案 可保证 可保证 11.6万元 2天 23.44 采用 结论 小组成员一致认为C方案可行性最好,确定以C方案思路进行深化设计。 说明 回填质量、安全性有一项不符合不予采用,其余各项采用加权平均法进行计算。 制表:** 日期:2009年02年12日

经过反复论证,最终确定C方案(采用水夯法)被评为最佳方案。 八、最佳方案工艺流程及操作要点 (1)水夯法土方回填工艺流程 人工回填石粉工艺流程,如下所示: 基底土质检验 基坑底面清理 分层铺土、耙平 冲水插振密实 用水淹泡24小时 修正找平验收 混凝土基础梁施工 回填至稳定层底冲水振实 (2)操作要点 人工回填石粉操作要点,如下表所示: 工艺流程操作要点(表四) 序号 项 目 内 容 1 基底准备 填石粉前应将基坑底面的松散垃圾、淤泥、卵石等杂物清理干净

2 填土质量

检验回填石粉的质量有无杂物、卵石,粉质是否符合规定,以及含水量是否在

控制范围内

3 回填方法

1、回填石粉应分层铺摊。每层铺土厚度为300mm,铺摊后随之耙平。每层至少夯打三遍。打夯应一夯压半夯,夯夯相接,行行相连,纵横交叉。 2、深浅两基坑(槽)相连时,应先填夯深基础;填至浅基坑相同的标高时,再与浅基础一起填夯。如须分段填夯时,交接处应填成阶梯形,梯形的高度比一般为1:2。上下层错缝距离不小于1.0m。 3、基坑(槽)回填应在相对两侧或四周同时进行。回填房心及管沟时,为防止管道中心线位移或损坏管道,应用人工先在管子两侧填土夯实;并应由管道两侧同时进行,直至管顶0.5m以上时,在不损坏管道的情况下,方可采用蛙式打夯机夯实。在抹带接口处,防腐绝缘层或电缆周围,应回填细粒料。 4、回填至基础梁梁底标高后用水淹泡,并用振动棒每500mm×500mm一点插振密实。在放水淹泡24小时,然后进行表面拉线找平,凡超过标准高程的地方,及时依线铲平;凡低于标准高程的地方,应补土夯实。

4 冬、雨期施工

1、基坑(槽)或管沟的回填土应连续进行,尽快完成。施工中注意雨晴,雨前应及时夯完已填土层或将表面压光,并做成一定坡势,以利排除雨水 2、施工时应有防雨措施,要防止地面水流入基坑(槽)内,以免边坡塌方或基土遭到破坏 3、回填土施工应连续进行,防止基土或已填土层受冻,应及时采取冻措施 制表人:** 日期:2009年2月13日

九、制订对策 为了确保土方回填质量达到预期目标,经过小组成员集中研讨,对提高大面积大方量土方回填密实度的过程控制作为本次活动的控制要点,小组制定对策如下表: