PDCA循环法在深基坑降水施工中的应用

在建筑工程施工中，降水工程是非常重要的分部分项工程。由于降水施工存在影响因素众多、难以直接控制等特点，往往难以达到预定效果，造成工程进度严重滞后，形成质量、安全隐患，造成巨大的投资浪费。笔者在基坑降水施工中探索运用PDCA循环法，成功地解决了大规模基坑在复杂地质条件下降水施工中的难题，开拓了QC活动在降水施工质量控制领域中的应用。

一、工程降水施工情况简介

某工程建筑面积约5万平方米，地下埋深6.2m，局部最大埋深8.7m.基坑长120m，宽45m，地下水丰富，基坑涌水量大，工程所处场地原为湖床，地质条件复杂，外水源补充丰富。降水施工自当年10月8日正式开始，但直至11月11日仍达不到土方开挖条件，造成工程进度的严重滞后。笔者根据现场实际情况，组织相关单位对该工程深基坑降水施工实行PDCA循环改进，应用具体过程简介如下。

二、PDCA循环过程（第一次）

（一）P阶段――计划阶段

1.现场调查

（1）轻型井点系统

现场共布置9套轻型井点系统共236根井点管，井点管平均间距1.6m局部存在间断点。埋置深度为滤管顶至地表下－7.1m，局部进入淤泥层。查验施工记录发现砂滤层填灌量小，砂粒径小。实际核查井点密封情况，合格井点为50%.水泵经实测真空度，合格6组。周边排水系统采用明沟排水，渗漏严重。周边下水道有水渗入。

（2）管井系统

沿基坑中部等间距共布置4眼直径400mm管井。深度为地表以下20m.渗水速率实测为24小时水位上升200mm.影响半径约为20m.

2.确定目标

将地下水位降至基底0.5m以下，保证土方开挖，推进整个工程的顺利开展。

3.主要原因确认

共分析出末端因素24个，经过分析确认主要因素10个。同时根据降水施工的特点，筛选可实施因素8个：

（1）管理有漏洞；人员技术水平不足；（2）轻型井点弯联管接口密封材料选用不当；（3）缺少外水源防治措施，存在滞水层；（4）基坑周边降水存在缺口；（5）井点管根部密闭不严；（6）井点管间距过大；（7）外来水源补充量大；（8）土壤液化流失。

4.制定对策

针对上述因素，制定对应的实施对策和预定达到的目标如下：

（1）明确分工，落实责任，实现措施落实率达到100%；（2）改用油膏密封，实现现场井点系统接口无漏气率达到100%；（3）使用排防相结合的方法，实现基坑外侧下水道、排水沟内水不进入基坑施工区域内，加速渗透；（4）按原有方案补插轻型井点，实现基坑降水形成的止水幕完整、连续；（5）逐个检查，重新密封，保证井点管根部不漏气；（6）进行井点加密，达到方案设计要求的1.2m；（7）局部补插浅井点，下部采用明沟排水，将大量明水在进入基坑前排出，少量渗水不进入施工区域；（8）采用引流、固化措施整治，保证集坑边坡安全。

（二）D阶段――执行阶段

实施一：对施工队下达施工任务书，完善各种检查记录制度，使各种措施落实到人，确保工程的每一个细节落实到位。

实施二：针对轻型井点密封材料问题，将原有的泥封及塑料薄膜包裹全部拆除，将接口清理干净后，用沥青油膏再次密封后，外部用塑料薄膜进行包裹。对井管孔口未封堵的，将其内部垃圾清除，采用粘土封闭1m～1.5m高，对底部因土层流失造成的漏气现象在实施时进行整改。

实施三：对于井点埋置于淤泥层中，且基底存在滞水层，造成明水水源不能得到有效控制。采用明沟排水，沿基坑四周开挖500mm×300mm排水沟，结合集水浅井将水由水泵抽出。局部外来水源丰富处，采用二级井点降水，确保外来水源不能进入基坑。同时在淤泥层集中部位采用局部渗渠法，加快渗排水速度。

实施四：针对基坑周边井点降水系统的缺口，按预定方案中要求的井点间距补插一排井点。结合机组的功率和集水距离，连在已有机组上，同时在基础底部设置集水井，将水汇集抽出，确保整个基坑形成封闭的降水幕。

实施五：采取引流、固化相结合的方法，将原有的混凝土护壁凿开，填入渗透性较好的砂石材料，并设置钢木挡墙。同时，外侧设置排水盲沟和排水井，将渗水排除，达到堵水、防止土体流失的效果。

（三）C阶段――检查阶段

经过一个循环的对策实施，现场检查，效果数据统计如下：

1.轻型井点出水情况共236个井点管，出水221根，合格率93.6%；

2.设置12个水位观察孔现场水位测量，11个观察孔水位降至土方开挖所需标高，合格率91.7%；

3.轻型井点连接口共516个，经检查无漏气现象，合格率100%；

4.降水的主要问题已得到控制，土方开挖工程大部分得以顺利完成。

（四）A阶段――总结阶段

通过以上数据和现场反映，各项措施在施工过程中取得了明显的效果，达到预定目标。但基坑中部电梯井及周边集水坑内仍存在积水现象，影响该部位垫层施工，于是开展第二个PDCA循环。

三、PDCA循环（第二次）

（一）P阶段――计划阶段

1.现状调查

经现场调查发现：基坑周边10个集水坑中有8个存在积水现象，平均积水50mm～80mm.西部两个电梯井基坑内部无积水，中部电梯井积水严重，水深120mm.基坑西侧、中部东南角及东北角护壁表面仍存在小流量渗水现象。

2.确定目标

使基坑加深部位达到无水状态，周边渗水应控制在垫层及基础底板砖模施工区域以外，满足加深部位垫层施工要求及后序地下室底板防水卷材施工作业条件。

3.原因分析

针对各类现象的认真分析，共确认末端因素10个，通过论证确认主要因素共7个：（1）周边盲沟至集水井处未截断；（2）基坑护壁表面渗水流入；（ 3）集水坑无降（排）水措施；（4）基底存在淤泥质土层；（5）电梯井处管井无砂滤层；（6）外部明水水源仍大量存在；（7）止水幕在锚杆处形成渗流通道。

4.主要原因确认

针对上述因素，根据降水施工的特点，对上述主要因素纠正执行的可能性进行鉴别，共筛选可实施因素4个。

（1）周边盲沟至集水井处未截断；（2）基坑护壁表面渗水流入；（3）集水坑加深部位无降（排）水措施；（4）基底存在淤泥质土层。

5.制定对策

针对上述因素，制定对应的实施对策和预定达到的目标如下：（1）将盲沟在集水坑两侧截断，将盲沟内水及时排出，使盲沟内渗水不再流入集水坑；（2）对基坑护壁表面渗水采用引、截、排相结合，使基坑护壁表面渗水控制在垫层施工区域以外；（3）对加深部位采取局部降水措施，使加深部位积水及壁内积水在渗透压的作用下汇集排出；（4）采用局部渗井、渗渠，提高加深部位土层透水能力，形成滞水层内存水的渗流通道，实现基底及护壁存水渗流至滞水层以下。

（二）D阶段――实施阶段

实施一：针对周边盲沟存水流入集水坑问题。

对伸至基坑两侧的盲沟端头采用混凝土封闭，并在两端点位置插设一两根轻型井点。同时，在盲沟内侧埋设多孔软管包棕丝，用砂石封埋，表面用粘土封实，将水与井点降水系统连接。

实施二：针对基坑护壁表面渗水流入集水坑问题。

对局部渗水点较多的部位，恢复因集水坑开挖破坏掉的盲沟，在集水井靠边的护壁上浇筑混凝土对其封堵。让水由盲沟排入集水坑，由水泵抽出基坑外。

实施三：针对加深部位无降（排）水措施。

在电梯井中部挖一个深1m左右的浅集水坑，插入一两根轻型井点，回填砂石，上面用黏土封闭。同时沿四周位置埋入多孔软管包棕丝，与中部集水坑连通，将水由轻型井点抽走。

实施四：针对加深部位基底存在淤泥土层问题。

采用在电梯井、集水坑部位挖集水坑局部将淤泥质不透水层挖出，回填渗透能力较强的砂石，对较严重的部位开挖渗渠，然后插入轻型井点将水抽走。

（三）C阶段――检查阶段

经过本次PDCA循环，基坑壁四周渗水全部由集水坑抽出，电梯井、集水坑等加深部位的明水问题全部解决。

（四）A阶段-总结阶段