办公楼基坑围护设计优化

办公楼基坑围护设计优化
（二墙合一QC小组）

一、 小组概况
1、小组简介
表1-1 小组概况表
小组名称 二墙合一QC小组 注册日期
课题名称 办公楼基坑围护设计优化 课题注册号
活动时间 小组类型 攻关型
活动次数 8次 出勤率100% QC教育时间 36小时以上
序号 姓名 性别 年龄 文化程度 职称、职务 组内分工
1 男 大学本科 高级工程师 组长
2 男 大学本科 工程师 组员
3 男 大学本科 工程师 组员
4 女 大学本科 工程师 组员
平均年龄：35岁 开展一个PDCA循环

2、小组宗旨
团结、创新、求实
二、小组活动计划
2007年12月19日，本小组制定了“办公楼基坑围护设计”的活动计划，见下表2-1。
表2-1
时间
内容 2007.12.15~2008.7
12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月
选题、现状调查

制定目标

原因分析

要因确认

制定对策

对策实施

效果检查与巩固


三、选题理由
理由一
城市地下围护建设的趋势和需要
建造高水平的二墙合一地下围护结构，以适应我国城市发展的需要




理由二
业主经济性要求
二墙合一地下围护结构设计可有效缩短工期和降低造价



四、现状调查
1、与以往项目的比较
2007年12月到2008年1月间，本小组对我院近几年来同类深基坑设计项目的情况进行调查，各类深基坑虽然都采取了一定的加强措施，但仍然出现围护结构裂缝和渗漏等问题，且经济效益也不甚理想，调查情况见表4-1。

表4-1 调查表
调查项目 调查内容 现状 现状分析
**大剧院基坑围护 围护结构形式 设计中采用各设一道地下连续墙和地下室外墙 防裂抗渗效果较好但经济效果较差，施工周期较长
支撑系统材料 采用钢支撑 施工方便，可重复利用，经济效果好，但刚度较弱
土体加固措施 未采用加固措施 基坑开挖过程中围护体变形较大
施工 个别施工和安装人员的专业知识和责任心不强 施工质量较差，影响了设计的预期效果
**一期基坑支护工程 围护结构形式 设计中采用地下连续墙作为永久地下室外墙的二墙合一的形式 可降低造价，缩短施工周期，但防裂抗渗效果较差
支撑系统材料 采用钢筋混凝土支撑 支撑刚度较大，但经济效果差，不方便施工
土体加固措施 基坑内采用水泥搅拌桩加固土体 有效控制基坑开挖过程中围护体变形
施工 个别施工和安装人员的专业知识和责任心不强 施工质量较差，影响了设计的预期效果

2、本工程概况及现状
本工程占地面积为10376m2。该建筑地面以下为地下二层车库，地下室拟采用地下连续墙围护形式，基坑开挖深度为8.7m，地墙深至地面以下18m；基坑平面呈不规则长方形，长约82m，宽约54m，基坑面积为4565m2，基坑围护结构周长为290m。本工程基坑开挖深度内多为粉性土、砂性土，渗透系数较大。
3、结论
从对以往工程的比较及对本工程现状的分析可以看出，既要提高经济效益又要保证地下连续墙的设计质量，需综合考虑多方面的因素。
五、设定目标
2008年2月，本小组制定了“办公楼基坑围护设计”的活动目标。
1、目标设置依据
1）本院有同类工程基坑围护结构的设计经验； 2）QC小组成员协调配合，发扬团队精神，提高基坑围护设计的经济效益和设计质量。
2、预期目标值
在保证设计质量的前提下：
a、将工程相对造价降低10%
b、将工程相对周期缩短6%
c、基坑无裂缝、无渗漏现象
a


b

3、目标可行性
通过比较本院同类型深基坑围护工程在基坑围护设计中的优劣，分析本工程现状，综合考虑各种因素，总结经验、吸取教训，本小组能够达到上述目标。
六、原因分析
为了达上述的预期目标，2008年3月，本小组成员对提高经济效应这一因素从人员、材料、结构、环境等方面进行原因分析，画出因果分析图：















用“黑框”者表示要因
七、要因确认
2008年4月，本小组召开QC小组会，进行要因确认。
1、要因论证
（1）、小组直接参加设计的专业人员设计经验尚不足，但专业基础理论知识丰富，为了在办公楼基坑围护设计中达到预期目标，还须向有丰富实践经验的专业人员讨教。非要因。
（2）、在以往的基坑围护设计施工中，由于施工人员技术水平及责任心不强，使施工质量达不到设计的要求，造成裂缝等质量问题。故因选择具有相当资质的专业队伍进行施工和监理，才能在技术上进行把关。非要因。
（3）、在以往的基坑围护设计施工中，由于机械设备陈旧老化而影响了施工质量，甚至延误工期，因此必须更新或加强设备的维护，保证硬件设施完善。非要因。
（4）、在**一期基坑设计中，支撑体系采用钢筋混凝土支撑，虽然钢筋混凝土支撑刚度较大，但造价较高，且施工工期长，因此，在保证刚度的条件下，应采取有效措施降低造价、缩短工期。是要因。
（5）在**大剧院基坑围护设计中，地下连续墙采用与地下室外墙分别设计的方法，这种方法虽然防裂抗渗效果较好，但经济效果较差，施工周期较长，因此必须选择更好的设计方法。是要因。
（6）在**大剧院基坑围护设计施工中，开挖过程中围护体变形较大，只能在施工过程中采取相应的加强措施，既影响了施工质量又延误了工期，因此必须采取措施。是要因。
（7）、在以往的基坑围护设计施工中，地下室外墙出现裂缝和渗漏情况，严重影响了施工质量，因此在地墙设计中必须采取措施。是要因。
（8）由于地处闹市，周边管线、建筑物众多地质情况复杂，施工阶段控制变形要求高，如控制不当，水管一旦发生断裂，将造成严重后果。由于是施工引起的质量问题，非要因。
（9）施工场地狭小，给施工造成了一定的困难，影响了施工质量，故须采取措施。由于是施工引起的质量问题，非要因。
2、确定要因四项
序号 末端因素 分析内容 分析结果
1 专业技术不过硬 加强学习，向专业人员求教 非要因
2 施工人员业务水平及责任心不强 选择专业施工队伍，加强监测 非要因
3 机械设备陈旧老化 更新或加强维护施工设备 非要因
4 支撑系统材料不可重复利用，施工工艺复杂 造成材料浪费 要因
5 地墙设计造价高、施工周期长 直接影响工程的经济性 要因
6 开挖过程中围护体变形较大 影响设计施工质量 要因
7 地下室外墙出现裂缝和渗漏情况 影响设计质量和使用效果 要因
8 地质情况复杂，对周边管线、建筑物影响较大 影响施工质量，对本院声誉有影响 非要因
9 场地狭小使施工质量难以保证 导致施工质量差，难以达到设计效果 非要因
八、制定对策
小组成员针对上述要因，确认分析中的四个要因，于2008年4月~5月，共同制定了对策，见对策表8-1。

表8-1
序号 要因 现状 目标 对策及措施 负责人 地点 时间
1 地墙设计造价高、施工周期长 未采取能降低造价、缩短工期的有效措施 降低造价、缩短工期 采用地下连续墙作为永久地下室外墙的两墙合一的形式 本院
2 支撑系统材料不可重复利用，施工工艺复杂 造成材料的浪费 使用可重复利用的材料，降低造价 采用钢支撑 本院
3 地下室外墙出现裂缝和渗漏情况 裂缝和渗漏严重影响了使用效果 提高地墙的抗裂防渗效果 在地墙内侧砌筑砖内衬墙 本院
4 开挖过程中围护体变形较大 施工中需采取加强措施 使基坑开挖过程中围护体的变形控制在设计范围内 在地墙内侧采用水泥土搅拌桩加固土体 本院

九、对策实施
1、根据在**一期基坑支护工程设计中，支撑体系采用不可重复利用的钢筋混凝土支撑的设计，造成了材料浪费的现象，在满足了支撑刚度的要求下，本次设计采用了直径为690mm的钢管支撑，既满足了结构要求，钢管支撑还可拆卸后重复利用，并且施工方便。
2、针对**大剧院基坑围护设计中，地下连续墙采用与地下室外墙分别设计造成工程造价高、施工工期长的现象， 本次基坑围护设计进行了改进，地下室围护结构采用地下连续墙作为永久地下室外墙的两墙合一的形式，在满足强度和刚度的条件下，采用600mm厚（局部800mm）的地下连续墙。
3、为了控制基坑开挖过程中围护体的变形，在坑内（地下连续墙内侧）采用水泥土搅拌桩加固土体，加固宽度为5.2m，格栅型布置，加固体与地下连续墙之间0.2m采用注浆法封闭；加固深度位于开挖面以下4.5m。
4、根据在**一期基坑支护工程设计中，地下连续墙即地下室外墙有潮湿渗漏及裂缝的情况，为了提高地墙的抗裂防渗效果，又保证经济性，本次设计采取了在距地墙内侧200mm处砌筑200mm厚内衬砌体墙，有效阻隔潮气、控制裂缝。
十、效果检查
1、对策实施前后效果比较
在保证地下连续墙结构的强度和刚度、满足抗渗防裂的效果下，由于采取了二墙合一的结构形式、采用可重复利用的钢管支撑、砌筑内衬砌体墙阻隔潮气、采用水泥土搅拌桩加固土体控制围护体变形，使本工程的造价降低了11%（目标值为10%），节省造价90万元，工期缩短了8%（目标值为6%），缩短工期19天，均达到并超过了预期目标；地下室外墙也未出现裂缝和渗漏现象。
2、总效益检查
分类 效 益
经济效益 采用二墙合一及钢管支撑的设计方法，有效降低了工程造价，缩短了施工工期。
技术效益 新方法的使用提高了设计的质量，提高了设计人员的技术水平，丰富了设计人员经验。
社会效益 为本院基坑围护设计起到了一定的指导作用
十一、回顾及下一步打算
通过这次活动，我们QC小组运用QC的理论知识和方法，处理了办公楼基坑围护设计中的质量和经济效益问题。以后的工作中，我们将把此理论和方法运用到处理其他问题中去。