深基坑桩锚支护体系钢绞线弯曲与锚头位移质量控制

深基坑桩锚支护体系钢绞线弯曲与锚头位移质量控制中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC一、基坑工程概况希顿国际广场（成都新中心地标性建筑）基坑周长约476.3m、开挖深度塔楼区23.95m、裙楼区22.35m。场地东侧为天府大道，其余三面为规划道路，场地周边无建筑物，开挖边线距红线很近，不具备放坡条件。天府大道一侧有规划的地铁一号线（二期工程），隧道埋深10m左右、采用明挖方案，该区域不允许设置锚索。中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC

针对基坑上述因素和场地条件特点结合公司基坑工程经验确定：基坑支护方案为东侧邻近天府大道及南北侧的东面采用排桩+内支撑；其余区域采用桩锚支护体系；基坑使用年限小于2年，按临时性锚索考虑。

详见图一：支护结构平面图中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC图一：支护结构平面图北东南西中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC二、小组简介表1、小组简介表：课题名称深基坑桩锚支护体系钢绞线弯曲与锚头位移质量控制课题类型攻关型小组名称质量控制QC小组小组成立时间2011年4月1日本课题活动时间2011年4月-年7月本课题注册编号HX-201103指导老师刘新玉名誉顾问张锐小组人数10人均TQC教育时间48小时小组活动次数17平均出勤率98%中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC二、小组简介表2、小组成员一览表：姓名年龄性别组内职务文化程度技术职称组内分工TQC培训任鹏程37男组长大学工程师方案策划合格曾宪忠48男副组长中专助理工程师全面协调合格龙绍章32男副组长本科工程师技术指导合格陈天尧28男组员本科助理工程师过程控制合格赵翔29男组员大专助理工程师过程控制合格周基刚56男组员初中助理工程师质量检查合格唐作凤33女组员本科工程师协助实施合格揭卫锋24男组员本科助理工程师协助实施合格蒋林峰25男组员本科助理工程师协助实施合格李林波26男组员本科助理工程师协助实施合格中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC二、小组简介表3、小组活动进度计划对比表：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC三、选题理由与课题确定3.1选题理由：1、基坑支护质量直接影响到工程安全质量，对整个工程有着

决定性的影响；2、为争优质、创鲁班等项目目标打下良好基础；3、地下施工技术是现在最活跃，发展最迅速，影响最广泛，渗透力最强的工程技术领域之一，是衡量一个工程单位技术实力的标志之一；4、采用打分表法对本工程须攻克重、难点进行分析对比，确定本时间段急需攻关课题。打分情况如下表（注：小组成员共10名，每人每格最高分为5分）：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC表4、2011年4月份项目重、难点综合评估表：表4、2011年4月份项目重、难点综合评估表：深基坑桩锚支护体系钢绞线弯曲与锚头位移质量控制型钢柱箍在希顿项目中的应用办公楼GBF现浇砼空心板质量控制希尔顿酒店型钢柱分叉定位控制力所能及43434545实效可量44473347需时适中5033817团队精神43414137综合收益47483733推广37453735总分264257201214攻关课题打分项目希顿国际广场2011年4月项目重、难点打分表3.2课题确定：

通过上述分析确定本阶段课题：“深基坑桩锚支护体系钢绞线弯曲与锚头位移质量控制”中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC四、现状调查

QC小组成员于2011年4月3日至6日依据《土层锚杆设计与施工规范》CECS22:89以及设计文件对基坑2-3月份已完成的预应力锚索抽取了557根进行自检验收，发现其中一次性通过验收合格468根，一次性合格率平均值为84%，通过对首次自检不合格锚索进行处理后最终合格率100%。首次不合格锚索存在质量缺陷情况如下图表：

调查方式：现场观察、预应力监测、预应力检测、

历史记录等

调查结果分析：见表5调查一：对已完成锚索进行自检验收中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC表5、存在质量缺陷锚索情况调查统计表：序号缺陷因素频数累计频数频率%累计频率%1钢绞线弯曲过大383842.7%42.7%2锚头位移偏大337137.1%79.8%3腰梁变形偏大8798.98%88.78%4土体外钢绞线机械损伤5845.61%94.39%5其他5895.61%100%总计89——100%——

根据表5：存在质量缺陷锚索情况调查统计表数据绘制锚索质量缺陷直观排列图，

如下图2：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC图2、锚索质量缺陷排列图图2、锚索质量缺陷排列图中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC

小组成员通过排列图分析后得出：钢绞线弯曲过大、锚头位移偏大占缺陷锚索比重的79.8%，因此确定二者是影响锚索质量的关键因素，腰梁变形偏大、土体外钢绞线机械损伤等则是次要因素。

为进一步了解2011年2-3月份深基坑预应力锚索施工质量状况及更科学合理的制定QC小组活动目标值，小组成员继续深入调查分析，具体内容如下：调查二：横向对比分析表6、希顿项目与兄弟项目锚索自检合格率对比表：项目希顿国际广场预应力锚索施工兄弟项目预应力锚索施工

数量月份抽检锚索数量一次性合格数一次性合格率平均合格率项目名称完成锚索数量(2011年2-3月份)一次性合格率平均合格率2011年2月27023085.2%84%中航城市广场49892.1%92%2011年3月28723882.8%长虹科技大厦51891.9%中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC调查三：纵向对比分析表7、历史水平调查统计表：通过表7绘制抽检一次性合格率直观图，如下：通过表7绘制抽检一次性合格率直观图，如下：现状调查结论：1、桩锚支护体系预应力锚索一次性通过验收合格率偏低；2、钢绞线弯曲与锚头位移偏大占缺陷锚索比重约80%，确定为主要因素。现状调查结论：

1、桩锚支护体系预应力锚索一次性通过验收合格率偏低；2、钢绞线弯曲与锚头位移偏大占缺陷锚索比重约80%，确定为主要因素。图3：历史水平统计图通过调查一、二、三得出结论：月份抽检锚索数量一次性合格数一次性合格率2011年1月25622989.5%2010年12月27323987.5%中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC五、目标设定和可行性分析5.1、目标设定：

根据现状调查结论与预应力锚索施工质量要求，小组成员通过研究讨论确定目标值如下：预应力锚索一次性合格率不小于95%，最终合格率100%。即经过钻孔、杆体的组装与安放、注浆、张拉与锁定后的锚索质量满足规范和设计要求。表8、目标设定表：目标类型目标标准目标值一次性合格率1、第一次张拉后预应力达到设计要求；2、张拉后48小时内预应力损失小于设计锁定力的5%；3、满足《土层锚杆设计与施工规范》CECS22:89验收标准。95%最终合格率张拉（包括补偿张拉）后预应力达到设计要求。100%

通过表8绘制目标确定直观柱形图，如下：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC图4：目标确定直观柱形图5.2、目标可行性分析：计算目标值=现状值+（100%-现状值）×重点改善比例×可控度=84%+（100%-84%）×79.8%×90%=95.5%＞95%（一次性合格率设定目标值）注：a.重点改善比例为钢绞线弯曲偏大与锚头移位偏大占缺陷锚

索比重b.可控度为假设解决问题的百分比结论：目标设定值合理中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC六、原因分析1、针对造成锚索质量问题主要原因，小组成员从人、机、料、环、法、测量等方面分析并绘制如右关联图：局部桩位移偏差大网喷面找平困难腰梁后不平整钢绞线弯曲偏大挖土机碰到锚头质量教育培训不够张拉程序不当锁定瞬间钢绞线回缩量大张拉顺序不当锚头位移偏大现场水量大，施工难度高图5：质量影响因素关联图主要因素末端因素技术交底脱离现场中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC七、要因确认通过质量影响因素关联图，我们共确定了五个末端因素，并制定要因确认计划表如下：表9、要因确认（一）要因确认计划表（a）序号末端因素确定方法确定内容确定标准确定地点确定人确定时间1技术交底脱离现场现场调查对比分析调查现场实际情况并与技术交底内容进行对比分析确保交底内容与现场实际情况偏差不超过10%施工现场揭卫锋2011年4月14日-15日2质量教育培训不够查看培训记录及考核文件小组成员参加教育培训时间是否均达48小时以上及是否通过培训考核每位小组成员参加教育培训达48小时以上，且技术水平和管理能力满足工作需要施工现场唐作凤2011年4月14日中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC七、要因确认续表9、要因确认（一）要因确认计划表（b）序号末端因素确定方法确定内容确定标准确定地点确定人确定时间3现场水量大，施工难度高查看工程地质报告与基坑降排水方案并进行现场调查现场环境是否能保证预应力锚索的正常施工现场降排水措施保证预应力锚索正常施工；现场水位不得超过10mm。施工现场曾宪忠、龙绍章2011年4月14日-16日4局部桩位移偏差大现场调查现场桩位偏差是否超允许偏差桩位偏差轴线和垂直轴线方向均不超过50mm,垂直度偏差不大于0.5%施工现场周基刚、陈天尧、赵翔2011年4月14日-17日5锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大现场调查是否因张拉锁定而导致预应力损失严重锚索张拉锁定后48小时内预应力损失值不超过5%施工现场蒋林峰、李林波2011年4月14日-17日中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC

根据要因确认计划表，小组成员对五个末端原因进行具体调查、分析、验证并逐一进行要因确认如下：表10、要因确认（二）要因确认表（a）序号末端因素确定方法确认情况是否达标结论1技术交底脱离现场现场调查分析对比1、技术交底内容本为项目团队经验总结，贴近现场；2、通过对现场实际情况的调查对比分析，再次确定技术交底针对性强。达标非要因2质量教育培训不够查看培训记录及考核文件个别组员参加教育培训时间虽达48小时，但现场施工经验缺乏，质量意识和基本专业技术水平有待提高。未达标是要因中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC续表10、要因确认（二）要因确认表（b）序号末端因素确定方法确认情况是否达标结论3现场水量大，施工难度高查看工程地质报告与基坑降排水方案并进行现场调查在此阶段进行预应力锚索施工时，因现场降水技术仅能将地下室降至基岩顶板以上2m左右，且抽、排水系统暂未完善，导致现场作业条件恶劣影响正常施工，水位达100mm。未达标是要因4局部桩位移偏差大现场调查现场桩位偏差超允许偏差情况严重，致使网喷面不平整，张拉时腰梁因没有与桩身或坡面贴实而造成腰梁整体位移不相等以及锚头偏移，从而导致预应力损失严重，预应力损失达20%以上。未达标是要因5锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大现场调查张拉程序完成以后，当张拉千斤顶卸载时，是靠工作锚板来锁定的。由于预应力锚索的外锚固采用夹片自锚体系，在千斤顶回油的瞬间，钢绞线不可避免地回缩，并带动夹片回缩，最终使得锚具、夹片和钢绞线之间互相卡牢而达到锁定目的，钢绞线回缩过程也使锚索的有效预应力降低，预应力损失达20%以上。未达标是要因中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC23

经过上述逐一的调查、分析和验证，确认造成钢绞线弯曲与锚头位移偏大的主要原因如下：质量教育培训不够1现场水量大，施工难度高2局部桩位移偏大3锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大4中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC八、制定对策表11、对策表

针对上述主要原因，小组成员通过讨论并根据5w1H原则制定了如下对策表：序号要因对策目标措施执行人地点完成时间1质量教育培训不够提高质量管理意思与技术水平确保成员综合能力满足工作需要；教育考核达80分以上。进行再教育培训唐作风会议室2011年4月22日2现场水量大，施工难度高制定临时性降排水方案并严格施工确保现场环境满足正常施工，水位控制在10mm以内。增设明沟排水并对降排水进行监控蒋林峰施工现场2011年4月22日3局部桩位移偏差大结合桩位偏差情况选择找平、补救措施确保腰梁与桩或坡面贴实，确保腰梁平整度偏差≤5mm1.增设横向钢筋定位；2.增加钢垫块找平赵翔施工现场2011年4月22日4锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大降低预应力损失值确保预应力损失值48小时内不超过5%1.采用补偿张拉法；2.采用压力灌浆后进行超张拉方法陈天尧施工现场2011年4月22日中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC实施一：解决质量教育培训不够因素1、由项目经理和技术负责人对部分小组成员进行质量管理培训；2、邀请专家针对预应力锚索施工技术教育培训，并组织考核。九、对策实施图6、培训教育图实施小结一：

小组成员综合考核水平均达80分以上，质量管理意识与专业技术水平均得到很大提高，满足现场工作需要。中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC实施二：解决现场水量大，施工难度高问题根据现场基坑施工实际情况，增设明沟排水并派专人对现场降排水情况做好记录。实施小结二：

增设明沟排水使现场施工环境得到很大改善，满足正常施工；专人对现场降排水情况的跟踪监控，确保了现场良好施工环境的可持续发展。图7：活动前后现场施工环境及明沟排水图中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC实施三：解决局部桩位及坡面平整度偏大问题A、利用横向钢筋定位加强对网喷面平整度的控制；B、由于桩位偏差过大导致网喷难找平的问题，

在桩与腰梁间用钢垫块垫实。示意图见下图：图8、横向钢筋布置图9、钢垫块找平实施小结三：

横向钢筋的定位与钢垫块的增设初步解决了因局部桩位移偏差大而导致预应力损失严重的问题。中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC

实施四：解决张拉锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大造成预应力损失问题。方案1、对预应力锚索进行补偿张拉，下面取部分锚索补偿张拉前后情况进行对比：表12、锚索补偿张拉前后对比表：锚索编号锁定值（KN）补偿张拉前损失值（KN）补偿张拉前损失率（%）补偿张拉后损失值（KN）补偿张拉后损失率（%）93#-234537.9511%5.521.6%94#234531.059%4.141.2%152#-236823.926.5%4.781.3%155#-236842.3211.5%9.932.7%167#-236819.875.4%5.521.5%从上表可以看出，预应力锚索进行补偿张拉后，锚索预应力损失大大减小，达到设计要求48小时内预应力损失不超过5%。另外，小组成员还对具有代表性的锚索预应力进行跟踪监控，得出预应力初期变化的时间关系曲线如下：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC从上图看出，锚索锁定在15天左右预应力呈下降状态，之后趋于稳定，所以对预应力损失较大的锚索进行补偿张拉，最好的时间为锁定后15天左右。图10：预应力初期变化应力值与时间关系图中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC方案2、通过压力灌浆扩孔提高锚索的锚固力，对锚索采用超张拉方法使锚索锚固力满足设计要求。现场对压力灌浆扩孔提高极限抗拔强度进行试验，数据如下表：表13、试验数据分析表：锚索编号设计应力值KN压浆扩孔后极限抗拔强度KN92#-2703915154#-2711938133#-2702934114#-2499663中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC图11、压浆扩孔后极限抗拔强度与设计值比较图通过对上表数据分析得出：压力灌浆扩孔后，锚索极限抗拔力比设计应力值提高33%左右，因此，锚索锁定值提高10%时，锚索安全系数仍然能够保证1.8。施工图见下图：小组成员通过极限抗拔强度试验数据绘制直观柱形图如下：中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC实施小结四：

上述方案的实施均能解决张拉锁定瞬间钢绞线弹性位移回缩量偏大造成预应力损失问题，但从施工进度方面考虑，压浆扩孔更高效，因此在此后锚索施工阶段，我们都采用此方法；此外为减小顺序张拉预应力锚索产生群锚效应特增加一套张拉系统，两套张拉系统同时张拉，张拉效率是以前的两倍以上，这样既保证了锚索质量，也提高工作效率。图12、超张拉施工图图13、压浆扩孔施工图中国华西企业有限公司希顿国际广场项目部ChinaHuashiEnterprisesCompanyLimited希顿国际广场深基坑桩锚支护QC十、效果检查1、目标检查QC小组在活动过程中实行“全程动态追踪法”控制质量，2011年7月2日至2011年7月6日对对策实施期间（即消除锚头位移偏大、钢绞线弯曲2大质量缺陷因素）576根锚索中抽取了460根进行了自检调查，验收标准为满足设计要求和验收规范对锚头位移以及锚索总弹性位移的要求，其中一次合格442根，一次性合格率96%左右，最终合格率100%，达到设定目标。

对策实施前后，质量自检合格率对比：图14：攻关前后质量合格率柱形图中国华西企业有限公司