1、研创地下建筑泄水减压抗浮施工新技术中启胶建集团有限公司建筑七公司QC小组第一章 工程概况中国科学院声学研究所青岛研发及产业化基地（研发基地一期）项目位于青岛市高新区，为中国科学院声学研究所北海研究站科研办公用房，总建筑面积25206.3。其中2#楼为水声实验室，建筑面积1862.67，框架结构；地下一层为300试验水池，深8米，地上二层；工程整体为独立基础，试验水池下设抗浮锚杆，锚杆抗拔承载力特征值为270KN，端承于安山岩中风化带，锚入长度3米。结合以往地下室抗浮施工经验，为保证本工程施工质量及使用功能，我们小组决定对该工程地下建筑抗浮施工工艺进行创新研究。第二章 小组概况我公司在以往的施工2、过程中，通过开展全面质量管理活动，取得了良好的质量效果。为了进一步在本工程中激发员工的积极性及创造性，为建设优质工程提供保证献计献策，我建筑七公司于2000年3月在集团公司登记注册了本QC小组，致力于研究施工现场地基基础处理、建筑结构施工及标准化管理等课题，我们小组的活动宗旨是“加强管理，提高质量，降低成本，创建精品”。针对本工程施工地质情况复杂、工程使用功能要求等实际施工情况，我QC小组于2015年2月注册本研究课题，进行技术创新及改进。 QC小组概况表 表2-1小组名称中启胶建集团有限公司建筑七公司QC 小组课题名称研创地下建筑泄水减压抗浮施工新技术小组类型创新型组 长王法精小组成立时间23、000年1月20日课题注册时间2015年2月活动日期2015年2月-2015年12月小组注册号JJ-QC-20-02小组成员7人课题注册号JJ-15-12活动频次小组每周活动一次QC教育时间44课时小组荣誉我小组于2000年注册，成立后年年有活动，多次在全国、省、市QC小组成果交流会上获奖，并先后荣获2007年度、2009至2015年度“全国工程建设优秀质量管理小组”荣誉称号。姓名性别年龄文化程度职称职务组内分工王法精男50研究生高工公司副总技术指导、组织协调张雪伟男34大学本科工程师公司副经理技术顾问、现场负责张 甡男34大学本科工程师技术总工技术指导马庆元男40大学本科工程师项目经理项目实4、施王 鹏男38大学本科工程师执行经理制定对策、对策实施郑建国男27大学本科助工公司技术员收集数据、效果监测徐通田男49专科助工技术负责人收集数据、对策实施制表人：徐通田 制表时间：2015年2月2日 近五年QC小组活动及获奖情况 表2-2序号年度活动课题获奖情况12011年运用真空预压法确保软土地基固结度山东省优秀质量管理小组二等奖22012年加强施工管理确保工程质量标准化管理要求100%落实全国优秀质量管理小组二等奖32013年降低建筑工程厕浴间门口部位渗漏率全国优秀质量管理小组二等奖42015年运用计算机辅助技术提高厕卫间整体装饰观感质量优良率全国优秀质量管理小组二等奖制图人：郑建国 制图5、时间：2015年3月10日 图4-2 QC小组活动获奖奖状 活动进度计划及实施表 表2-3 说明：计划进度 实际进度 制表人：徐通田 制表时间：2015年2月6日第三章 选题选择1选题理由1甲方要求：本工程为科研用水声实验室，对于建筑的抗浮、防渗等使用功能要求极为严格。建设单位要求必须高效、高质量完成该试验水池，且必须保证该水池的使用功能良好。2公司要求：公司质量方针是质量第一、信誉第一，建满意工程、创名牌产品；工程是我公司在青岛高新区的承建的重点工程，质量管理目标是一次验收合格，确保“泰山杯”工程奖。3工程现状：该工程处于特殊的滨海浅滩地貌，场区大部分部为回填土，地质情况复杂。为确保本工程施6、工质量，工程地下水池施工必须高度重视，采取有效的抗浮措施。2确定课题针对该工程的实际情况，我QC小组成员多次会议进行研究分析，得出以下结论：首先，常规建筑抗浮措施是依据地质勘查报告设计使用抗浮锚杆或抗浮筏板，而地质勘查报告通常为理想状态下的数据，对于特殊情况如强降雨导致地下水位超高、回填土不均衡施工或施工时间不合理、抗浮措施施工不当等均可能造成施工过程中抗浮失效情况的发生。其次，本工程为科研用实验水池，水池在未注水前自身重量小，构成“船”型构造，施工阶段处于青岛当地雨季，且地下水丰富、浮力大，这就要求必须采取有效措施确保工程抗浮效果。对于抗浮失效，传统做法通常采取预加荷载、排水泄压、填充加固或7、换填夯实等措施处理，费时费力且效果往往不理想。最后，本工程虽建设规模较小，但所处位置的地质情况在青岛高新区范围内极具代表性，如何处理好类似工程的地下建筑抗浮问题意义重大。最终，结合高新区当地地质条件及本工程使用功能要求，小组成员就“如何从设计及施工阶段保证抗浮效果，避免抗浮失效现象产生”展开讨论，打破传统思维，集思广益，决定对抗浮设计及方法创新。确定课题：地下建筑泄水减压抗浮技术创新。第四章 设定目标 1课题目标值的设定 根据以往施工经验结合现场实际情况，小组成员决定对地下室抗浮技术进行优化创新，选择最优使用方案并实施，以保证工程从设计到施工阶段保证抗浮效果，避免后期抗浮失效现象产生。确定课题8、目标值为：建筑整体不上浮、基础底板零渗漏，杜绝出现抗浮失效现象。2可行性分析 本工程所处位置地质情况辅助，不能确定指定位置的详细地质情况，即对于范围较大基础不能依据情况对应设计抗浮措施。不利因素涉及面广，涵盖对地质情况了解程度、抗浮设计理论知识、现场施工工序及管理、应急情况处理等，对小组成员素质、工程施工管理和专业技术储备要求高。我QC小组成员精通业务，专业素养高，在采用科学的质量控制方法上有着较为丰富的经验，且取得成果显著。有利因素项目部管理人员、作业人员有丰富施工经验，均为目标的实现奠定了坚实的基础；且集团公司各级领导及主管部门都十分重视该项目，在人力、物力、财力上均有强有力的支持。我公司9、有多年箱形基础、人防工程及滨海浅滩地质地基处理施工经验，通过理论及实际应用验证，只要针对该工程在传统施工技术上主动创新，积极采用新材料、新工艺、新设备，严格按要求完善相关施工工序，将会明显提高施工质量。图4-1 可行性分析图 制图人：郑建国 制图时间：2015年3月10日结论:通过以上分析我们可以得出，我QC小组是一支理论丰富、经验充足、业务素质过硬的团队，我们一直认为只要小组成员齐心协力，发挥有利条件，认真细致的展开工作，活动目标是一定能够实现。第五章 提出方案并确定最佳方案1方案提出QC小组成员通过调查学习，围绕课题召开专题会议，运用“头脑风暴法”打破传统思维，针对本工程试验水池抗浮措施集10、思广益，经过归纳总结，最终确定三种技术方案。方案一：设置抗浮锚杆依据设计方案加设抗浮锚杆，本工程试验水池底板850mm厚混凝土底板，水池底板下面做抗浮锚杆，锚杆抗拔承载力特征值为270KN，端承于安山岩中风化带，锚入长度3米，设计施工图如图5-1所示。图5-1 抗浮锚杆设计图 方案二：抗浮锚杆+换填黏土夯实依据以往工程案例分析，场地的松散杂填土层经基坑开挖的机械扰动，土层更加松软，当基坑形成后，大量的大气降水入坑、造成坑内、外的土层吸水后形成饱和。上层滞水在适宜的环境与地质环境条件下转化为孔隙潜水。而一般建筑基础土层是经过高强度夯实，属不透水土层，孔隙水只入不出、地下水量只加不减、地下水位只抬11、高不降低，将形成了孔隙潜水静压力、转化形成了承压水，造成基础抗浮失效现象。为防止地表水大量渗入基底，设计第二方案为对地下室周边进行换填粘土夯实，减少地表水的渗人从而达到减压减浮效果（施工原理如图5-2所示）。针对本工程需对整个建筑四周土进行换填。图5-2 室外换填土示意图 方案三：抗浮锚杆+泄水减压法抗浮失效通常情况下是由于地下水对建筑基础压力过大造成的。尤其是在施工阶段，回填土不均衡施工或施工时间不合理等，均可能造成施工过程中抗浮失效情况的发生。方案三是通过在原有设计基础上，将基坑开挖阶段的降水井进行创新性改善成为永久性泄水管，通过泄水管泄水来减小地下水压力，保证抗浮效果，改良泄水管原理如图12、5-3所示。图5-3 泄水减压法示意图 2确定最优方案针对本工程的以上三种抗浮技术方案，小组成员通过聘请5位相关行业专家、教授，对方案的有效性、经济性、操作可行性、安全可靠性及工期合理性等四要素进行论证分析并综合评价，以确定最优方案，以下为经小组整理的评价分析表。 活动进度计划及实施表 表5-1 评价值表示评价内容有效性非常有效有一定效果，但把握不大效果不好经济性费用低需一定费用，但尚能承担、筹措费用很高，很难承担操作可行性操作简单可行操作较困难，但能够解决操作困难安全可靠性安全可靠，彻底改造较为安全存在一定隐患工期合理性工期短，节约工期正常工期内可完成耗时长，会延长工期注：5分 3分 1分 13、权重值：有效性0.3；经济性0.1；操作可行性0.2；安全可靠性0.3；工期合理性0.1。制表人：徐通田 制表时间：2015年4月14日 方案一评价表 表5-2 方案一评价得分综合得分有效性（0.3）经济性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）专家一3.818.2专家二3.0专家三3.6专家四3.8专家五4.0制表人：徐通田 制表时间：2015年4月14日 方案二评价表 表5-3 方案二评价得分综合得分有效性（0.3）经济性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）专家一2.214.4专家二3.0专家三2.8专家四3.0专家五3.4制14、表人：徐通田 制表时间：2015年4月14日 方案三评价表 表5-4 方案三评价得分综合得分有效性（0.3）经济性（0.1）操作可行性（0.2）安全可靠性（0.3）工期合理性（0.1）专家一4.019.8专家二3.6专家三4.0专家四4.2专家五4.0制表人：徐通田 制表时间：2015年4月14日 评估结论：经过五位专家的综合分析，我们最终确定方案三为最优方案，即采用“泄水减压法”来保证地下室抗浮效果。第六章 问题设想与预测1、操作流程（图6-1）：图6-1 操作流程图制图人：郑建国 制图时间：2015年4月16日2、问题设想原因预测我们小组成员收集了历史案例资料、网络、杂志等，对施工工艺、装15、置制作安装过程中及使用后可能出现的问题进行了假设猜想，问题主要归纳如下： 可能存在的问题表 表6-1序号可能出现的问题1泄水井设置位置及数量是否合理，应如何布设2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保证不渗水或对底板造成破坏3泄水井泄出的水如何集中排出4如何判断地下水位过高，何时需要泄水减压5主体结构完工后，泄水井如何处理制表人：王鹏 制表时间：2015年4月16日3、存在问题确认计划我们针对5条可能出现的问题进行了问题确认计划。 要因确认表 表6-2序号末端因素确认内容确认方法标准负责人验证时间1泄水井设置位置及数量是否合理，应如何布设分析泄水井位置及数量对泄水效果的影响查阅资料研究分析要求16、保证泄水过程要使建筑均衡受力，地下水压力下降速度平稳。王鹏2015年4月20日2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保证不渗水或对底板造成破坏泄水井破坏底板造成渗水的影响。查阅资料研究分析因工程需要，不允许有底板渗漏及破坏建筑整体性的现象发生。王鹏马庆元2015年4月20日3泄水井泄出的水如何集中排出集中排水的方式及效果。查阅资料研究分析泄水井泄出水后可通过自吸泵或压力泵抽出水池，抽出方式不影响泄水效果。王鹏郑建国2015年4月20日4如何判断地下水位过高，何时需要泄水减压地下水在达到足够压力情况下能否自主开始泄水降压。查阅资料研究分析保证基底地下水压力不超过限定值，即建筑物不上浮。马庆元郑建17、国2015年4月20日5主体结构完工后，泄水井如何处理泄水井在完成泄水降压作用后如何处理。查阅资料研究分析封堵后泄水井周边位置不渗不漏。张甡王鹏2015年4月20日确认结果：我QC小组成员通过对可能出现的五个问题的分析、确认，找出了对地下建筑抗浮效果影响较大的主要问题有以下3条：1泄水井设置位置及数量是否合理，应如何布设；2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保证不渗水或对底板造成破坏；3主体结构完工后，泄水井如何处理。第七章 制定对策通过上述问题假想预测所归纳的几种问题，结合系统流程图，从可行性、有效性、经济性三方面综合考虑根据“5W1H”的原则制定实施对策如表7-1所示。 对策措施表 表718、-1序号问题对策（what）目标（why）措施（how）地点（where）时间（when）责任人（who）1泄水井设置位置及数量是否合理，应如何布设通过论证布设泄水井位置及数量。泄水井能够在排水泄压同时保持建筑受力均衡。1.结合地质勘察报告及施工设计图纸，组织勘察、设计、施工、建设、监理等单位主要负责人及相关专业专家进行分析论证，确定最优方案；2.考虑排水均衡情况，在底板四周及中间部位均匀布设泄水井；泄水井顶端采用弯头连接到水池底板排水沟，分区泄水并集中排至集水井。施工现场及办公室2015年5月28日至2015年9月30日徐通田郑建国2泄水井改造后直接穿透混凝土底板，如何保证不渗水或对底板造成19、破坏确保泄水井材料强度并进行有效的封闭防水措施。泄水井与地下室底板形成整体，且不造成任何渗漏后破坏。1.泄水井管道采用高强防锈钢管，有效避免锈蚀或受力损坏；2.完善泄水管封闭防水性能；在泄水管穿砼底板的上下面均做可靠防水措施，砼底板中泄水管设止水板，加强防渗及锚固作用。施工现场2015年4月20日至2015年9月30日徐通田张 甡3主体结构完工后，泄水井如何处理设计二次封堵方案。封闭泄水管，无管涌、渗漏及建筑上浮现场。1.拆除回收水弯头法兰；2.泄水管顶端采用防腐处理过的高强螺栓及法兰板封堵。施工现场2015年4月20日至2015年9月28日徐通田马庆元制表人：徐通田 制表时间：2015年4月20、22日第八章 对策实施对策实施是QC活动中需重点控制的步骤，也是我们实施的关键。我小组与项目部各班组成员根据制定的对策措施，在具体的施工过程中分工合作，精心组织实施，具体实施如下。实施一：通过论证布设泄水井位置及数量针对本工程试验水池底板抗浮设计，我小组成员在图纸会审阶段便提出优化设计方案，加设永久性泄水管以满足该工程的使用功能。小组成员于2015年6月3日召开会议专题讨论，邀请勘察、设计、施工、建设、监理等单位主要技术负责人及相关专业专家进行分析论证，通过计算验证泄水井位置及数量，最终选择最优布置方案。图8-1 专题论证会经过各单位主要负责人及相关专家的共同分析研究，确定利用基坑阶段的降水井21、改造为减压泄水井。降水井按照均衡原则布置在水池底板四周及中间部位，泄水井排布如图8-2所示。图8-2 泄水井布置图图8-3 弯头法兰管泄水示意图实施验证：通过以上措施的实施，试验水池的抗浮设计方案得到了进一步的优化，该方案中泄水井排出的地下水均可通过排水沟排放到地下室四周的集水井里，然后通过泵机抽出；同时，可以通过控制泄水井法兰开关阀控制泄水位置，保证建筑泄水程中受力均衡。方案合理，可实施性强。实施二：确保泄水井材料强度并进行有效的封闭防水措施1.为保证泄水管在长时间地下水中不受侵蚀，泄水井管道采用4mm厚DN150高强镀锌钢管，有效避免锈蚀或受力损坏。2. 为保证泄水管封闭防水性能，在泄水管22、穿砼底板的下表面与垫层之间做3+4mmSBS防水卷材与水泥基防水涂料；泄水管在砼底板中间与下表面各焊一道6厚止水钢板板，加强砼底板防渗作用及对泄水管的锚固作用。图8-4 泄水管防水防渗做法实施效果：通过以上措施的实施，将泄水管与地下室底板形成了一个整体，不会因为泄水管穿砼底板而产生不良影响；截至工程整体施工完成，小组成员经对地下室底板检测验证，未发现任何因泄水管造成的渗漏或破坏现象。 实施三：对泄水管进行二次优化设计经过小组成员研究分析，对泄水管设计进行了二次优化，主要优化措施为：1.拆除回收水池内横向泄水管；2.待泄水管内无地下水上涌后，采用防腐处理过的高强螺栓及法兰板将泄水管封堵。图8-523、 法兰封堵示意图 图8-6 法兰板封堵节点详图实施效果：按照改进后的泄水管施工后，可以直观检测出水池底部无地下水渗出，泄水管周边无破损现场，结构整体无上浮现象。第九章 总体效果验证通过以上对策的实施，小组成员于2015年10月28日对施工完成后的地下室试验水池从进度、质量、安全三方面进行阶段性的检查，检查结果如下。1.进度方面：水池底板施工时间在2015年5月26日开始6月20日结束，用时26天，比计划时间提前5天完成；同时，减压泄水井的施工过程未对水池底板的防水、钢筋、模板、混凝土等关键线路工期造成影响。2.安全方面：试验水池底板施工至基坑回填施工前所有基坑监测数据正常，水位变化数值在合理区24、间内。日常巡视过程中未发现基坑边坡存在安全隐患。3.质量方面：减压泄水井施工完成后，经小组成员多次阶段性检查及后期回访调查，均未发现泄水管周边有任何渗漏及开裂破损现象，所对应底板部位混凝土密实，观感良好，建筑物沉降监测数据正常。水池各项使用功能良好，施工质量得到了建设单位的肯定。经综合分析得出结论：完全符合设定目标！第十章 标准化本方案技术核心是泄水减压，通过有组织的排放地下水而达到均衡平稳减压的效果，杜绝抗浮失效现象的发生。经过此次QC小组活动，开拓了一种新的在施工阶段的地下基础抗浮方法，获得业主及主管部门的一致好评。为使本次活动成果有效地保持和推广应用，本小组制定了一系列的巩固措施：1. 25、通过小组成员及项目全体管理人员共同努力，该项目已荣获“山东省优质结构”工程奖，计划申报“泰山杯”工程奖。 2. 按QC活动成果，进行技术交流会，总结经验与不足，不断完善该技术方案。规范施工管理，加强样板领路制度，在今后类似工程施工中继续跟踪和验证。3. 我们对本次QC活动中的一些成功做法进行了整理汇总，于2015年12月12日由组长王法精同志组织小组全员会议，进行技术交流。小组将活动期间的记录、统计数据、成果分析进行整理、总结，并将活动成果列入企业创优精品做法图集，以便类似工程推广应用。图11-1 企业级精品做法图集4. QC小组把本QC活动总结整理成地下建筑泄水减压法抗浮施工工法列入企业级工26、法，并拟申报2016年度省级施工工法。在今后类似工程施工中，继续跟踪和验证，不断完善施工工艺。图11-2 企业级工法 第十一章 总结与打算1、总结：通过本次活动的开展，使广大技术人员和管理人员的质量意识、个人能力、团队精神、责任心无形中得到了很大程度的提高，增强了攻克技术难题的信心，为今后施工总结了经验。同时也锻炼出一个良好的QC队伍，为以后解决其它质量难题创造了良好的环境。 小组自我评价表 表11-1评价内容活动前（分）活动后（分）质量意识79业务能力7.59团队合作精神6.58.5进取精神6.58.5QC工具运用技巧68.5改进意识68 活动后活动前 图11-1 小组自我评价雷达图 制表人：徐通田 制表时间：2015年12月28日2、今后打算：本次活动解决了地下室抗浮失效问题。在今后的施工过程中，我们将继续利用QC活动方式寻求解决建筑施工过程中遇到的各种质量问题的解决方法，提高工程施工质量，创建精品工程，树立良好的企业形象。本着QC小组“小、实、活、新”的活动宗旨，我们准备下一活动课题为：“大截面倾斜型钢砼柱施工方法的研究与应用”。