运用QC方法提高储罐基础灌注桩成孔一次合格率

闫凤飞 刘恒 张焕杰

本课题获中国石油天然气管道局2014年度QC发布一等奖。

［摘要］用QC理论和方法分析影响钻孔灌注桩成孔一次合格率的要因,制定了相应对策措施并实施,取得了较好控制效果和经济效益。

［关键词］QC理论；灌注桩施工；合格率

［中图分类号］TU753［文献标识码］A［文章编号］1005-6432（2014）22-0042-02

1选题理由

本工程储罐基础采用灌注桩施工方式为临时变更,但业主要求工期不变。由于乍得当地自身条件限制,部分特需设备和部件必须从国内空运,同时施工材料很难有保障,再加上地下工程的不确定性,各种不确定风险会明显增加,增大了工期滞后的可能性,如果灌注桩施工无法按期完成,将影响后续储罐工艺安装,导致整条原油管道投产时间的延后。目前,中国石油天然气管道局储罐基础灌注桩成孔一次合格率仅为86%,后期不仅耗费大量人力、物力对不合格的钻孔进行处理,并且延长了施工时间,直接影响了项目的施工工期。因此中国石油天然气管道局QC小组将本次活动的课题确定为：“提高储罐基础灌注桩成孔一次合格率”。

2现状调查

QC小组对已完成的储罐基础灌注桩成孔合格情况进行统计和调查,共计钻孔366个,发现成孔存在问题的共55个,成孔一次合格率为86%,包括塌孔、沉渣过多、斜孔、缩径、扩径等具体如表1所示。

表1Kome末站灌注桩成孔情况调查表序号外观质量种类频次累计频次百分比累计百分比1塌孔212142 %42 %2沉渣过多173833%75%3斜孔84613%88%4缩径5518%96%5扩径4554%100%

由表1可以看出,在储罐基础灌注施工过程中,成孔一次合格率仅为86%,塌孔和沉渣过多是导致储罐基础灌注桩成孔一次合格率较低的主要原因。

3设定目标

31确定目标值

根据项目部对QC小组的要求,我们将储罐基础灌注桩成孔一次合格率的目标设定为93%。

32目标可行性分析

(1)调查结果表明,影响储罐基础灌注桩成孔一次合格率的主要因素是“塌孔”和“沉渣过多”。这两个问题解决以后可以提高成孔一次合格率9%,根据公式86%+(1-86%）×75%=965%>93%。

(2)小组成员具有多年从事质量管理方面的经验,掌握了一套有效的质量控制方法,具有较强的攻关能力。

(3)QC小组对国内主要灌注桩施工单位进行调研,调查的灌注桩成孔一次合格率如表2所示。

表2国内主要灌注桩施工企业成孔率调查统计表灌注桩施工企业灌注桩成孔一次合格率云南天化工建设集团公司96%大连海港建工有限公司94%南阳第二建筑分公司94%成都华阳建筑有限公司93%兰州建工集团95%

小组成员对五家国内主要灌注桩施工企业进行统计,发现成孔一次合格率为93%以上。综上所述,QC小组设定的目标值93%是可行的。

4原因分析

小组成员针对灌注桩钻孔过程中成孔一次合格率低的问题运用头脑风暴法,从多个方面对造成这一结果的各种原因反复进行了讨论,经汇总分类,总结关联图如下(见图1所示)。

图1储罐灌注桩钻成孔一次合格率较低原因关联图

5要因确认

小组成员根据原因调查关联图,采取现场调查、验证和分析等方法,对导致成孔一次合格率低的各末端因素进行逐个确认,并编制了要因确认表(见表3)。通过逐条确认,我们找到了三条主要原因,即清孔设备不合理,泥浆配比不当,清孔时间过短。

表3要因确认表末端因素确认内容确认方法标准地勘图不准确地堪图是否准确调查分析地勘图是否与地质情况相符钻机选型不当是否为反循环式灌装钻机现场调查是否为反循环式钻机清孔设备不合理清孔设备是否存在问题现场验证泥浆的流速是否大于5m/s,泥浆含砂率是否小于3%泥浆配比不当泥浆配比是否合理现场验证泥浆密度大于18,粘度大于32S员工缺少培训上岗员工是否经过培训现场调查员工培训是否合格清孔时间过短悬浮渣土是否过多现场调查渣土厚度是否小于10cm测量仪器不准测量仪器是否年检现场调查是否有检测证书

6对策实施

61改进清孔设备

为了清除悬浮在泥浆中的粉细砂,我们安装了旋流器。该设备是一种新型的泥沙过滤、分离设备,能有效地过滤分离泥浆中的粉细砂粒。同时增加泥浆过滤池及时对泥浆进行过滤,以提高泥浆性能。

实施效果：泥浆中含砂率小于3%,提前且有效地防止了砂粒沉淀到孔底,进而减少沉渣厚度。

62调整泥浆性能

根据现场地下水的渗入情况,QC小组进行了泥浆配合比试验,并通过计算机进行了系统仿真,将地下水的渗入量作为了一个重要参数进行考虑,结果将进浆比重调整19~21,粘度调整为36s。

实施效果：在现场施工中,调整后的泥浆发挥了作用,护壁能力和携渣能力大大增强。

63延长清孔时间

QC小组对清孔时间进行了调整,将原先单孔清孔时间由30 min延长至40min,并做好相应清孔记录。

实施效果：现场清孔40min后,测试底部渣土厚度小于10cm,静置10min后,底部渣土厚度小于10cm,满足建筑桩基技术规范(JGJ94—2008)要求。

7效果检查

71目标实现情况

经过小组成员的努力,灌注桩成孔一次合格率有了大幅度提高,共钻孔366个,成孔一次不合格的为18个,灌注桩成孔一次合格率提高到了95%,QC小组圆满完成了活动目标。

72经济效益

2013年11月,在乍得项目Kome末站灌注桩施工中,灌注桩成孔一次合格率提高9%,节省了大量人工费、材料费和设备租赁费处理不合格孔,因此本次活动经济效益525万元-43万元=482万元

73小组收益

通过本次活动,小组成员的团队精神、质量意识、进取精神、QC工具运用技巧、改进意识得到加强。小组于2013年11月召开了小组会议,对活动前后的各方面的能力进行了评价和对比,效果如图2所示。

图2小组成员活动前后各方面的能力评价与对比

8结论及今后的工作方向

通过这次活动,我们运用QC理论和方法,解决了储罐基础灌注桩成孔一次合格率较低的问题,改善了施工质量,并提高了项目部站场施工的综合能力。小组成员在QC活动过程中,掌握了利用实验验证的研究方法,提高了团队工作的能力,加强了团队凝聚力,为QC小组下一步积极应对站场施工领域出现的众多难题增强了勇气和信心。

根据项目部在储罐基础施工中遇到的问题,将下一次活动课题确定为“提高灌注桩混凝土浇筑质量”。

参考文献:

［1］中国质量管理协会盦C 小组基础教材［M］.北京:中国社会科学出版社,2008

［2］中国质量协会敝柿抗芾硇∽榛础知识［M］.北京:中国计量出版社,2011

［3］佟明文惫嘧⒆施工质量与事故预防［D］.北京:中国地质大学,2007