QC提高风积砂质粉土路基填筑压实度1.docx
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QC提高风积砂质粉土路基填筑压实度1
甘肃省营盘水至双塔高速公路YS6合同
提高风积砂质粉土路基填筑压实度
浙江交工路桥建设有限公司
徐建国QC小组
二○一二年三月
一、工程概况……………………………………………………………………1
二、小组简介……………………………………………………………………1
三、选题理由……………………………………………………………………2
四、课题目标……………………………………………………………………2
五、可行性分析…………………………………………………………………3
六、原因分析……………………………………………………………………3
七、要因确认……………………………………………………………………4
八、制定对策……………………………………………………………………10
九、对策实施……………………………………………………………………10
十、效果检查……………………………………………………………………12
十一、巩固措施…………………………………………………………………13
十二、总结………………………………………………………………………14
十三、附件………………………………………………………………………14
提高风积砂质粉土路基填筑压实度
浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组发表人:
徐建国
一、工程概况
营盘水~双塔高速公路是甘肃省境内首条进入沙漠地带修建的高速公路,其中由我公司承建的YS6合同段桩号为K397+000-K411+900,路基挖方307.6万方,下路堤利用填方199.5万方。
本合同段处于祁连山余脉长岭山的南麓与腾格里沙漠南缘,离目前的腾格里沙漠仅30Km,并位于青藏高原东北缘与陇西粉土高原北缘的交接部位。
全合同线路长14.7Km,其中山区段8.1Km,沙漠边缘区6.6Km,标头段海拔2282.5m,标尾段海拔1897.3m,高差达385.2m,属于独特的山区~沙漠过渡地区。
山区开挖利用段土方为风积砂质粉土。
该土质不同于风积砂,按照常规的工艺填筑,下路堤压实度不能满足规范值93%的要求。
如何合理地利用路基开挖方是本项目的重点工作之一。
名词解释:
风积砂质粉土属于独特的细粒土,对照土工试验规程,无法明确界定其分类。
如本工程土质按塑性指数和液限指标需判定为含砂低液限粉土,按颗粒成分又需判定为粉土质砂,(见附件一、颗粒分析试验数据表)。
其颗粒组成细且颗粒单一均匀,粉粘粒含量很少,比表面积很大,保水性差。
风积砂质粉土常年受风蚀作用,颗粒磨圆,不易形成整体,在外力作用下表面易产生位移,故风积砂质粉土填筑路基施工中存在着压实度难以控制等问题。
风积砂质粉土与普通黄土的比较照片如下:
图1土样照片图2土样浸水试验照片
说明:
图一左侧为现场土样,右侧为普通黄土;图二是(左侧)现场土样和(右侧)普通黄土浸水搅拌后,棉纸吸附泥浆情况对比。
二、小组简介
表1QC小组概况表
小组名称
浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组
课题名称
提高风积砂质粉土路基填筑压实度
注册日期
注册号
QC2011-1-3
课题类型
现场型
目标类型
指令性
课题注册号
ZJJTQC2011-1-3
活动时间
2011年4月~2011年12月
活动次数
13
小组培训情况
小组成员人均接受QC知识培训31课时
成员
姓名
性别
文化程度
职务
职称
组内分工
顾问
韩小华
男
本科
公司总经理
高级工程师
技术指导
组长
徐建国
男
本科
项目总工程师
高级工程师
组织策划
副组长
姚永强
男
本科
项目常务副经理
工程师
策划协调
组员
李小平
男
本科
质检负责人
工程师
现场实施
组员
陈叶刚
女
本科
试验技术负责人
高级工程师
实施检查
组员
李敏
男
专科
路基施工科长
助理工程师
现场实施
组员
崔庆稳
男
本科
试验检测员
工程师
试验检测
组员
湛守库
男
专科
机料负责人
助理工程师
机械调配
组员
王华强
男
本科
现场施工负责人
助理工程师
现场调度
组员
游冬军
男
高中
机械操作工
中级工
机械操作
(续表)
制表人:
徐建国审核:
韩小华制表日期:
2011年4月10日
三、选题理由
1、业主要求:
由于本工程所处地理位置的特殊性,路基开挖的利用方风积砂质粉土有别于普通填料,按照常规的路基填筑施工工艺,经过业主、设计单位、驻地办和我项目部多次现场试验,平均压实度仅88.7%,无法达到国家行业标准《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)要求下路堤93%的压实度。
如废弃此填料,将导致本合同199.5万方填土全部须外借、同时增加199.5万方弃土成本的后果,涉及工程量达一千二百多万元,占本合同工程量的5%以上,变更难度非常大,因此建设单位要求我项目部尽最大可能采取各种措施提高路基压实度,确保符合规范要求,合理消化、利用路基开挖弃方,以降低工程造价。
2、工期要求:
本项目地处西北,常年冬季最低温度达-30℃,施工有效时间每年仅有6~7个月。
如果此弃方由于压实度达不到要求而不能利用,项目部坐等此变更批复,根据惯例,至少将耗费3个月时间,占一年工期的43%以上,势必影响项目部的整体施工计划,并将增大施工投入。
3、公司战略要求:
公司为打进甘肃公路建设市场,抽调了精兵强将和相应机械设备,要求项目部能攻克技术难题,提高路基压实度,树立公司品牌。
因此,我小组将“提高风积砂质粉土路基压实度”作为QC课题,使压实度符合路基施工技术规范要求,以降低工程造价,提高施工效益,树立“浙江交工”品牌。
四、课题目标
根据建设单位要求,我们希望通过一系列QC活动,达到国家行业标准《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)要求下路堤93%的压实度,确保挖方合理利用。
因此,我们将课题目标确定为:
风积砂质粉土路基压实度达到93%,并按指令性目标程序开展活动。
QC活动目标值设定图:
制图人:
徐建国制图日期:
2011年4月10日
五、可行性分析
1、目标值的可行性分析
为了研究风积砂质粉土作为路基利用填筑材料的情况,我们小组成员查阅了路基二组于4月1日~8日先后进行的3次路基填筑试验段施工记录和试验报告,共检测24个点,平均压实度为88.7%。
具体情况统计如下:
表2试验情况统计表
序号
取土位置
含水量
填筑位置
施工方法
最大压实度(%)
最小压实度(%)
平均压实度(%)
1
K406+550~650
深度5m
(天然)
8%
K405+220
-K405+420
静压1遍——轻振
2遍——重振3遍
90.2
83.8
86.8
2
K408+600~700
深度3m
(补水)12%
K408+320
-K408+520
静压2遍——重振
3遍——轻振2遍
92.4
86.5
88.5
3
K397+260~350
深度6m
(补水)13%
K400+780
-K401+000
静压1遍——轻振
2遍——重振7遍
93.0
86.4
90.7
制表人:
崔庆稳制表日期:
2011年4月10日
根据三次试验结果,我们发现随着填料含水量和施工方法等因素的改变,压实度能相应提高,试验报告中个别点甚至达到93%,因此我们认为,如果采取QC活动,压实度能达到《公路路基施工技术规范》(JTGF10-2006)要求的93%,确保挖方合理利用。
因此,我们认为此目标值可以实现!
2、活动开展的可行性分析
(1)技术方面:
公司技术中心将此内容列为2011年度课题,划拨专项资金121万元,并在研究、测试人员方面予以大力支持;建设单位也予以密切配合,积极支持QC小组为学习和测试、指导特殊地质填料的技术所采取的各项措施。
(2)人员方面:
本小组主要成员具有丰富的QC活动知识;组长徐建国同志曾主持的QC成果3次获得省、部级奖项;项目部派专人赴长安大学取经,并邀请长安大学对此领域颇有研究的周教授、甘肃交通设计研究院试验中心陈主任等专家来现场指导。
(3)机械设备方面:
项目部调配了基本涵盖西北地区公路施工方面的应用的机械设备,为QC活动的展开提供强有力的基础。
根据以上分析,我们有足够的信心,认为此QC活动能够顺利开展。
六、原因分析
针对本课题目标,本小组成员于4月22日在会议室,严格按“头脑风暴会议”流程图的程序实施,对影响利用方路基压实度的因素从人员、机械设备、填料品质、填筑方法和试验检测等五方面进入了深入分析和讨论,我们将可能影响压实度的原因绘成鱼刺形因果图:
现场检测偏差大
碾压遍数统计有误
试验数据无针对性
碾压遍数不足
检测精度差
基底路面干燥
土样试验频率过大
松铺厚度过大
碾压速度未控制
上料前基底未洒水
检测方法不适
未按方格布料砂质黄土路基压实度达到规范要求的93%。
布料
机械组合不配套
工艺操作不标准
未达到最佳含水量
现场补水不均匀
试验设备精度不足
未进行专项培训
闷料效果差
光轮压路机碾压效果差
闷料时间不足
仪器未校正
人员
人员
填料品质
人员
图3风积砂质粉土路基压实度低的因果分析图
制图人:
徐建国制图日期:
2011年4月22日
七、要因确认
根据影响路基压实度的因果图,共找出12个末端因素,并制订了要因确认计划表,对所有末端因素逐一进行调查和论证分析:
表3要因确认计划表
序号
末端因素
确认方法
确认内容
确认标准
负责人
计划完成时间
1
未进行专项培训
现场验证
考核工人操作技能
考核合格率≥90%
姚永强
11.5.6
2
光轮压路机碾压效果差
现场验证
光轮压路机碾压有效率
碾压有效率≥75%
徐建国
3
试验仪器未检定/校准
现场验证
校准记录
检定/校准率100%
陈叶刚
11.5.8
4
闷料时间不足
测试测量
土方的不同闷料时间的相应含水量
闷料时间充足、直至对含水量影响≤2%
崔庆稳
~5.5
5
现场补水不均匀
测试测量
多处土样含水量
土方含水均匀、与最佳含水量差值≤±2%
崔庆稳
11.5.5
6
上料前基底干燥
现场验证
上料前基底路面含水量
含水量≥最佳含水量
李小平
11.5.5
7
碾压遍数统计有误
现场验证
压路机碾压遍数
静压1遍——轻振2遍——重振7遍
龚秋平
11.5.5
8
未按方格布料
现场验证
每车填料布料情况
每一方格范围卸料、摊铺一车填料
李敏
11.5.5
9
碾压速度未控制
现场验证
压路机碾压速度
≤3500m/h
游冬军
11.5.5
10
土样试检频率过大
调查分析
土样试验检测频率
5000m3/次
崔庆稳
11
现场检测数据偏差大
现场验证
现场检测与标准条件下检测数据偏差
偏差≤±0.2%
陈叶刚
11.5.5
12
检测方法不适
测试测量
路基填筑压实度检测方法
比对检测结果偏差≤0.2%
陈叶刚
11.5.5
制表人:
徐建国制表日期:
2011年4月22日
要因确认一
末端因素:
人员未进行专项培训
确认标准:
考核合格率≥90%
实测:
2011年5月6日,姚永强带领其他成员在施工现场,通过逐个回答提问和实际操作考核的方法,对施工参与人员操作技能进行考核。
考核情况如表4。
表4施工参与人员技能考核统计表
工种
总人数
理论知识掌握人数
实际操作熟练人数
合格率
合格
不合格
合格
不合格
机械操作工
9
8
1
9
0
94.4%
现场质检员
4
4
0
4
0
100%
测量员
2
2
0
2
0
100%
试验员
5
4
1
5
0
90%
布料指挥员
5
4
1
5
0
90%
制表人:
姚永强制表日期:
2011年5月6日
从以上统计表可以看出,各工种人员合格率均大于90%,大家熟练掌握了施工方案和操作技能。
另据了解,大家至少有2年以上的施工经验。
确认结论:
非要因。
要因确认二
末端因素:
光轮压路机碾压效果差
确认标准:
碾压有效率≥75%
确认过程:
光轮压路机在碾压粘土类填料时,效果良好,但在本项目碾压风积砂质粉土时由于该填料粘性颗粒含量很少,效果不佳。
5月12日下午进行现场试验验证。
确认结果:
经反复对比、观察,压路机钢轮与路面土体摩阻力较小,发现震动碾压时,钢轮在竖直方向对土体有压迫作用,土体受挤压下沉。
在土体松铺厚度30cm、含水量接近最佳含水量时,下沉幅度5cm;同时钢轮对土体有横向推挤现象,钢轮前土体出现拥包,高度9cm。
图4钢轮碾压示意图图5碾压后开挖检验照片
制图:
徐建国日期:
2011年5月12日拍摄:
徐建国日期:
2011年5月12日
碾压时出现两种情况:
如果同向碾压,土体上部被逐次向同一方向推移;如果反向碾压,土体上部被反复搓揉。
这两种情况都导致了上部14cm土体松散。
碾压有效率η=[30-(5+9)/30]=53.3%<75%
确认结论:
要因!
要因确认三
末端因素:
试验仪器未检定/校准
确认标准:
检定/校准率100%
确认过程:
陈叶刚于5月8日对路基土方填筑工程所用的试验仪器全部进行检查。
确认结果:
发现所有路基压实度试验仪器全部经具有相应资质的甘肃省计量测试检定西部分中心检定、校准或自校,校正记录完备,且均在有效期内,因此,检定/校准率100%,见表5。
表5试验仪器检定/校准情况登记表
序号
仪器名称
型号规格
数量
检定/校准单位
检定/校准
日期
下次检定/校准日期
1
电动式击实仪
STDJ-3
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
2
圆孔土壤筛
圆孔
1套
营双高速六标工地试验室(自校)
3
光电式液塑限测定仪
STGD-3
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
4
顶击式震筛机
STSJ-4
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
5
灌砂筒
φ150
2套
营双高速六标工地试验室(自校)
6
CBR仪
STCBR-1
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
7
电子天平
YP50001
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
8
环刀
200m3
10套
营双高速六标工地试验室(自校)
9
恒温烘箱
101-1A
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
10
电子天平
200g/0.01
1台
甘肃省计量测试检定西部分中心
制表人:
陈叶刚制表日期:
2011年5月8日
确认结论:
非要因。
要因确认四
末端因素:
闷料时间不足
确认标准:
闷料时间充足、直至对含水量影响小于2%
确认过程:
为验证闷料时间对填料含水量的影响,QC小组于4月25日在1#取土坑(位置K405+600-700段)挖除7m表层土后,挖掘机实施闷料。
先挖松土方,再易地搅拌,中途视情况相应补水,最后又二次搅拌,发现有不均匀处,再补水,确保闷料均匀。
4月30日、5月2日、5月5日每天上午9时,由崔庆稳按相同方法、固定相同时间,测试闷料时间不同的填料含水量。
确认结果:
经现场检测,三次含水量分别为9.5%、11.7%、12.8%,闷料7天和10天的二次检测结果相差仅1.1%,而检测填料的最佳含水量为11.3%,因此判定目前的闷料7天的时间已充足,对含水量影响小于2%。
表6填料含水量检测记录表
日期
4月30日
5月2日
5月5日
闷料时间
5天
7天
10天
含水量平均值
9.5%
11.7%
12.8%
制表人:
崔庆稳制表日期:
2011年5月5日
确认结论:
非要因。
要因确认五
末端因素:
现场补水不均匀
确认标准:
土方含水均匀、与最佳含水量差值≤±2%
确认过程:
5月5日上午,填料从1#取土坑拉到3#试验填筑段(位置K405+340-410右侧),在碾压前,多处检测填料含水量。
确认结果:
压路机准备碾压前,陈叶刚测试8处土样含水量,与最佳含水量11.5%差值超过允许偏差值2%的有6点,见下图,因此土方含水不均匀,无法保证均匀的碾压效果。
制图人:
陈叶刚制图日期:
2011年5月5日
确认结论:
要因!
要因确认六
末端因素:
上料前基底干燥
确认标准:
下层路面或原地面含水量≥最佳含水量
确认过程:
在5月5日现场填筑试验时,由李小平现场监督。
确认结果:
自卸车卸料前,基底均由专人提前洒水,确保基底湿润。
经崔庆稳现场检测,表层含水量为14.3%,大于最佳含水量11.5%。
确认结论:
非要因。
要因确认七
末端因素:
碾压遍数统计有误
确认标准:
静压1遍——轻振2遍——重振7遍
确认过程:
在5月5日下午现场填筑试验时,由龚秋平现场复核压路机碾压遍数。
确认结果:
经详细统计,压路机在碾压时,先静压1遍,再轻振2遍,最后重振7遍,遍数符合方案要求。
确认结论:
非要因。
要因确认八
末端因素:
未按方格布料
确认标准:
每一方格范围卸料和摊铺一车填料
确认过程:
在5月5日上午3#试验填筑段填筑试验前,李敏实地检查,发现现场待填区域按要求洒有灰线网格,填筑施工时,自卸车有专人指挥卸料,装载机严格按方格摊铺。
确认结果:
每车料对应卸在一个方格内,装载机将每车料摊铺在一个方格范围内。
确认结论:
非要因。
要因确认九
末端因素:
碾压速度未控制
确认标准:
≤3500m/h
确认过程:
在5月5日下午现场填筑试验时,由游冬军现场复核压路机碾压速度。
确认结果:
70m碾压长度平均花费时间86s,计算碾压速度:
,符合≤3500m/h的方案要求。
确认结论:
非要因。
要因确认十
末端因素:
土样试检频率过大
确认标准:
土样试验检测频率5000m3/次
确认过程:
陈叶刚于4月26日仔细查看了以往土样试验的原始记录,发现全部按照每5000m3填料取样检测1次最大干密度和最佳含水量的试验;另据调查,填料均根据现场取土场面积和深度来控制数量。
确认结果:
我们试验检测按每5000m3填料取样检测1次的频率,符合规范要求。
确认结论:
非要因。
要因确认十一
末端因素:
现场检测数据偏差大
确认标准:
现场检测与标准条件下检测偏差≤±0.2%
确认过程:
填筑试验段处紧靠山边,纵向阵风较大,在路面上用燃烧法检测土样含量水量时,土样易受风吹而导致质量受损,因此含水量检测和质量称取等步骤均在静止的车内进行。
为防止出现偏差,在5月5日检测压实度时,我们将4组土样送到标准试验室内平行检测。
确认结果:
现场检测数据与标准条件下检测偏差±0.1%<±0.2%。
表7含水量检测比较表(单位:
%)
编号
1
2
3
4
现场测试值
10.2
10.5
11.4
11.8
标准条件测试值
10.2
10.4
11.5
11.7
偏差值
0
+0.1
-0.1
+0.1
制表人:
陈叶刚制表日期:
2011年5月5日
确认结论:
非要因。
要因确认十二
末端因素:
检测方法不适
确认标准:
比对检测结果偏差≤0.2%
确认过程:
经陈叶刚现场检查和查阅试验报告发现,目前我们均采用环刀法检测压实度。
另外,为防止由于试验方法不同而出现偏差,5月5日3#试验段填筑时,陈叶刚在现场分别采取环刀法和灌砂法比对检测压实度各3组,取样点相距1m、时间间隔10分钟。
图6环刀法检测照片图7灌砂法检测照片
拍摄:
李敏日期:
2011年5月5日拍摄:
李敏日期:
2011年5月5日
确认结果:
风积砂质粉土作为细粒土,可采用环刀法检测压实度,符合试验规程要求,而环刀法和灌砂法比对检测结果平均分别为91.6%和91.7%,相差仅0.1%<0.2%。
表8比对试验偏差统计表
序号
检测方法
检测值
偏差值
标准
1
环刀法
91.6%
0.1%
≤0.2%
2
灌砂法
91.7%
制表人:
陈叶刚制表日期:
2011年5月5日
确认结论:
非要因。
通过对12个末端因素进行要因确认,我们找出了影响风积砂质粉土路基压实度的2个主要原因是:
(1)压路机碾压效果差
(2)现场补水不均匀
八、制定对策
1、对策评价
本小组成员针对主要原因,在有关专家的指导下,根据实际情况,制定以下对策,并对所选对策方案进行了对比分析:
表9对策评价选择表
序号
主要原因
对策方案
评价
综合
得分
选择
方案
有效性
可操作性
经济性
可靠性
时间性
1
压路机碾压效果差
换用更大功率的压路机
7
8
5
9
6
35
采用凸块式羊足碾压路机
8
8
9
9
8
42
★
2
现场补水不均匀
旋耕机翻拌洒水车补水
8
9
8
9
7
41
★
平地机翻拌洒水车补水
7
8
7
8
9
39
挖掘机翻拌洒水车补水
7
6
8
7
9
37
制表人:
徐建国制表日期:
2011年5月13日
根据上表对比分析结果,我们择优选定“采用凸块式羊足碾压路机”和“旋耕机翻拌洒水车补水”为对策方案。
2、制定对策
根据对策方案,我们制定了对策措施:
表10对策措施表
序号
要因
对策
目标
措施
地点
执行时间
执行人
检查人
1
压路机碾压效果差
采用凸块式羊足碾压路机
碾压有效率≥75%
在光轮外加装凸块
机料库
~5.18
谌守库
游冬军
徐建国
2
现场补水不均匀
旋耕机翻拌洒水车补水
碾压前全部土方含水均匀、与最佳含水量差值≤2%
组织旋耕机进场、使用
填筑现场
~5.18
谌守库
姚永强
制表人:
徐建国制表日期:
2011年5月13日
九、对策实施
实施一:
采用凸块式羊足碾压路机
本工程采用柳工620A压路机,出厂时配套有凸块式碾压轮壳,5月14日下午,小组成员湛守库带领机械操作工从机料库取出凸块式碾压轮壳,并安装,至15日上午调试完毕。
经现场试用,运行正常。
效果确认:
2011年5月17日下午,在2#填筑试验段(K405+290-340)右侧,按75m长度分成
二块填筑区,在填料整平、含水量均匀达到12.6%(最佳含水量11.7%)时,分别采用光轮压轮机和羊足碾碾压进行对比试验。
1#区域光轮压轮机在静压1遍——轻振2遍——重振7遍后,表面比
较平整;2#区域先用光轮压轮机在静压1遍后,再用凸块式羊足碾压路机碾压时,钢轮前拥包基本消除,冲击力增大,路面出现了深度5~8cm左右的凹坑,经交替重振碾压5遍后,再用光轮压路机重振1遍、静压1遍收光。
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- 关 键 词:
- QC 提高 风积砂质粉 土路 基填筑压实度