QC小组标准化作业在工程质量提升中的应用

摘 要：以航道工程中钻孔灌注桩施工质量提升为例，发挥QC小组的作用，明确小组标准化活动步骤，在成立QC小组、明确选题后，通过现状调查、设定目标、原因分析、确定主要原因、制定对策、对策实施、效果检查、巩固措施、总结与下一步打算等步骤，对项目进行系统研究，在施工过程中进行应用，达到了提升工程质量的目的。本文采用的标准化作业流程，对其他项目的实施具有重要的指导作用，可以采取QC小组标准化作业的方式对重要工程技术和施工难点开展攻克。

关键词：标准化作业，质量问题，对策实施，质量提升

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.021

0 引 言

开展QC小组活动有利于提高人员素质，发挥参与质量管理活动积极性；有利于强化质量管理理论应用和活动开展，提升质量管理水平，使管理工作具有严密的科学性及规范性[1]。工程建设QC小组是由施工企业生产和管理等岗位员工为提升工程质量管控水平而组成的团队，围绕质量管理要求和现场实际问题，以提升工程质量、缩短施工周期、减少工程材料损耗、提高人员素质及经济效益为目的，以标准化管理活动流程，运用质量管理理论和方法开展工程质量管理活动[2]。

1 QC小组基本情况

以航道施工质量提升为例，针对航道工程施工中的钻孔灌注桩问题，按照调研论证、设定目标、制定对策等步骤，逐步解决长线型施工过程质量管控、复杂隐蔽工程工序报验、施工及监测数据管理等难题，实现航道施工建设数字化创新应用，提升施工质量和技术管理水平。

1.1 成立QC小组

根据工程量、技术问题难易程度等因素成立QC小组，明确小组名称、成立时间、小组人数、活动时间、人员情况等。以航道中型工程为例，确定小组名称为航道整治工程问题解决型QC小组，确定活动时间（5个月）、活动次数（15次）、小组人数（8人）。

1.2 选课理由

灌注桩作为工程构筑物的基础结构，具有承载力高、实用性强、强度刚度大、沉降均匀、沉降量小等优点。但是，作为隐蔽施工类工程，灌注桩现场连续施工时间较长，施工过程中质量较难监测和检测，一旦工程完工后发现质量缺陷，因修复难度高，会造成重大的经济损失和施工工期损失。为缩短钻孔灌注桩连续施工完成时间且提高施工过程质量管控，成立该问题解决型QC小组。

2 QC小组在质量提升中的标准化作业流程

2.1 现状调查

根据技术方案等资料，QC小组预先对部分点位灌注桩进行施工，并对影响施工效率的因素进行调查分析，发现主要存在5个方面问题。

2.1.1 传统放样方式耗时较长

工程采用全站仪结合GPS-RTK放样，全过程由测量人员通过全站仪和RTK监测钻杆的平面位置并通过计算得知钻杆的偏移情况，以保证桩机及钻杆位置不发生偏移。但是，这种放样方法需要在施工过程中不断地进行定位，且往往偏差较大后才能发现问题，这导致了前期灌注桩定位耗时较长，有时还会出现质量问题。

2.1.2 探孔器成孔检查耗时长

灌注桩成孔完成后需要进行成孔检测，原计划采用测绳及吊锤测量孔深，以吊锤触底作为孔深计算依据，以绳体瞬时手感触变作为判定依据。但测绳在泥浆和大气环境中切换使用时会因发生形变造成检测误差，孔深探测判定依据也容易产生人为误差，同时该检查方式的监测时长也较长。

2.1.3 泥浆监测耗时较长

工程拟采用泥浆三件套测定泥浆比重，需要试验检测人员及桩机操作人员配合实施，操作过程专业性要求高、耗时较长，且数据获取具有滞后性，难以及时调配泥浆比重。

2.1.4 混凝土管控效率低

混凝土质量溯源主要依赖施工过程存档资料等档案文件，一旦出现质量问题，只能人工查阅资料，且无法保证质量追溯的准确性与时效性，难以保证施工过程中施工原材料、现场施工、验收检测、行业监督等方面数据安全性和可追溯性，管理和实施效率低下。

2.1.5 工序报验效率低下

前期，工序报验由施工人员现场填写纸质版报告，但对一次性连续浇筑的重要工序，存在报验滞后问题，严重影响工序报验的实时性、可溯性。

经调查总结分析，钻孔灌注桩施工过程中出现传统放样方式耗时较长、探孔器成孔检查耗时长、泥浆监测耗时较长、混凝土管控效率低、工序报验效率低下五个方面问题。经分析，导致五个方面问题的关键因素为信息化管理水平低下，若能结合数字化平台和新型物联网监测设备解决以上问题，则可以在灌注桩施工中推广应用[3]。

2.2 设定目标

QC小组对测放桩位、成孔检测、泥浆监测、混凝土管控、工序报验这五个施工工艺进行总结分析，通过现状调查分析和前期灌注桩施工时间估算，QC小组对各个操作所需时长进行了统计与分析。QC小组找到主要影响因素并进行认真分析、讨论，针对测放桩位、成孔检测、泥浆监测、混凝土管控、工序报验这五个施工工艺，确定小组活动的目标值是将钻孔灌注桩单桩施工时间从160 min优化到40 min。

2.3 原因分析

根据现状调查，QC小组召开研讨会，采用头脑风暴法，针对灌注桩施工效率低下和信息化水平不高的问题，重点分析测放桩位、成孔检测、泥浆监测、混凝土管控、工序报验5个施工工艺，绘制了原因分析鱼骨图[2，4]，如图1所示。

2.4 确定主要原因

根据鱼骨图，对造成灌注桩施工效率低的五个方面原因进行影响程度分析，并逐一進行主要原因确定。

（1）人员因素，针对工人质量安全意识差和未按要求施工问题，以教育记录方法，经质量安全教育培训及考核确认为非要因；针对工人未按要求施工，通过现场检查，经掌握施工工艺流程和施工过程中难点确认为非要因。

（2）设备因素方面，针对成孔监测设备落后、泥浆监测设备信息化水平不高等问题，通过现场检查方式，以确保现场机械设备满足强制性要求、保证成孔检测的效率和精确度、保证泥浆监测的效率和精度为标准，确定认为施工设备不符合要求为非要因，成孔监测设备落后、泥浆监测设备信息化水平不高为要因。

（3）材料方面，针对材料不符合要求、混凝土过程管控难度大等问题，经现场调研，确认过程管控难度大为要因，钢筋材料不符合要求为非要因。

（4）方法方面，针对施工技术交底不到位、打桩定位效率低、工序报验过程繁琐等问题，经交底记录、调查分析、现场检查等，确认施工技术交底不到位为非要因，确认打桩定位效率低、工序报验过程繁琐为要因。

（5）环境方面，针对安全生产环境不标准、周边地形环境复杂等问题，经现场调研确认为非要因。

通过对各因素进行确认分析，确定影响钻孔灌注桩施工效率低的主要原因为成孔检测设备落后、泥浆监测设备信息化水平不高、混凝土过程管控难度大、打桩定位效率低、工序报验过程繁琐[5]。

2.5 制定对策

针对打桩定位效率低，利用基于北斗定位系统的载波相位差分方法，实现对打桩位置的自动定位与导航，提高打桩效率，节省打桩人力，改进管理方式。同时将桩机施工中的数据通过物联网技术实时上传到智慧工地平台中进行展示，以提升施工信息化管理水平[2]。

针对泥浆监测设备信息化水平不高，对制备泥浆、钻孔等施工工序中泥浆比重的检测方法进行优化并采用智能化监测设备，同时考虑数据获取、传递和使用的实时性。

针对混凝土过程管控难度大，制定混凝土全过程动态管控流程，提升混凝土质量溯源能力，解决“最后一公里”数据断层问题，确保工程质量安全。

针对成孔检测设备落后问题，对比分析找到最優的检测仪器，形成合理的检测流程并实施布置和方法，同时将监测数据进行数字化体现，提高管理水平和工程信息化水平。

针对工序报验过程繁琐，通过智慧工地管理平台对报验流程、单元划分进行预先设置，并将BIM模型信息、BIM轻量化平台与智慧工地管理平台关联，利用APP在施工现场对隐蔽工程进行线上报验，实现施工信息在线上传，检测表格在线填写，报验位置自动记录等功能，实现报验全过程线上操作，提高施工信息化水平。

2.6 对策实施

2.6.1 针对打桩定位效率低问题，实现打桩的自动定位与导航

利用中国北斗卫星导航系统，使用载波相位差对水平位置与高程进行定位，分别在施工区域设置基准站、在履带式旋挖钻机上设置工作站，通过北斗定位系统中基准站与工作站的坐标推算出打桩点坐标，并与设计坐标进行比对，使得定位精度控制在2～5 cm，并能够通过相关接口将桩机施工数据自动上传到管理平台中，提高了灌注桩钻孔效率，提升了施工信息化管理水平，实现了精准确认桩位。

2.6.2 针对泥浆监测设备信息化水平不高问题，实现泥浆比重动态监测

施工过程中采用GB-CMR在线浓度计进行现场泥浆比重监测，将仪表音叉直接插入泥浆池中，要求仪表必须始终水平安装，并适当定位音叉以使流体从音叉之间的空隙中流过，其泥浆比重便可实时显示，能够实时监测泥浆池中的泥浆比重，监测精度可达到±0.005 g/cm3。通过传感器将数据直接上传至智慧工地平台，实现了泥浆浓度实时查询、数据信息的可溯性。

2.6.3 针对混凝土过程管控难度大问题，实现混凝土全过程动态管控

在要因确认中，混凝土材料和拌和过程已实现通过智慧工地采集数据，上传云端、通过软件可视化展示，对质量进行实时监控，实现混凝土配合比数字化、精细化、智慧化管理。通过BIM模型、物联网技术、智慧管理平台的方式，对混凝土的接料、运输、浇筑进行数字化改进。

一是混凝土过程管控流程。对运输车辆安装监控数据采集设备，能够实时准确地监控运输车辆的当前位置和行驶路线轨迹等信息，对运输车辆进行身份识别、定位，实现对每一车混合料从拌合出站到现场浇筑全过程监测，为质量追溯提供相应的数据依据。二是混凝土接料管理。在混凝土料仓出料进出口处安装RFID阅读器，当罐车倒车进入和驶出卸料口时，分别记录接料起止时间，同时将混凝土拌合信息与之匹配，并将信息自动同步于后台。三是混凝土浇筑管理。在浇筑现场，施工现场通过手机小程序，扫描每辆到达浇筑现场的罐车，登记浇筑部位并实时上传，实现浇筑部位的质量管理。同时，平台自动保存上传时间并将其作为开始浇筑时间，实现每盘混合料的浇筑部位的追溯。

2.6.4 针对成孔检测设备落后问题，实现灌注桩三维成孔检测

在钻孔作业完成后，通过成孔检测技术进行成孔孔径、孔深、垂直度、沉渣等参数进行检测并实现数字化显示。采用接触式仪器组合法测量钻孔孔径，其中四个机械支臂安装有高精度倾斜角传感器，下放时分别由电磁铁强力吸住，在达到孔底时，可由程序控制自动将机械支臂张开，并随电缆提升而沿井壁作向上运动；孔壁直径的变化带动测量腿倾角的变化，由传感器监测和记录机械探头在成孔内每个深度下的扭动变化，由上方主机实时生成四个机械支臂的端点轨迹曲线，得到孔径和垂直度的监测数据。转动成孔探头底部的圆盘，使得圆盘上的开口对着机械支臂；然后将成孔探头放置成孔口的初始位置，再将成孔探头沿成孔往下放。在成孔探头下放过程中，注意观察电动绞车上的绞车电缆的松紧状态，如果绞车电缆刚刚变松，说明成孔探头正好到达成孔的底部此时显示的“孔深当前值”，即为成孔探头在成孔内的下放移动距离。

2.6.5 针对工序报验过程繁琐问题，实现施工工序线上报验

通过智慧工地管理平台对报验流程、单元划分进行预先设置，并将BIM模型信息与BIM轻量化平台和智慧工地管理平台关联，利用APP在施工现场对隐蔽工程进行线上报验，通过APP和管理平台协同报验，实现图片、视频在线上传，检测表格在线填写，报验位置自动记录等功能，报验全过程线上操作，提高了施工信息化水平。

2.7 效果检查

经过小组成员共同努力，按照标准化的作业流程对施工过程中测放桩位、成孔检查、泥浆监测、混凝土浇筑、工序报验等关键过程进行创新管控，取得以下效果。

（1）通过智能化定位设备，实现桩基的自动导航和实时定位，单桩测放桩位时间由30 min降低到5 min，时间减少了83.3%，并明显提高了定位的准确度和信息化水平。

（2）通过接触式仪器组合法实现孔深、孔径、垂直度、沉渣的检测，使得单桩成孔检测缩短到20 min，相较传统方法的40 min，检测时间压减了50%。

（3）采用谐振音叉式传感器实时监测泥浆比重，通过传感器将数据上传至智慧平台，管理人员可实时查询泥浆浓度，将单桩泥浆检测时间由30min降低到5 min，时间减少83.3%。

（4）通过物联网技术，将混凝土的接料、运输、浇筑全过程关联，提升混凝土浇筑的精细化、可溯性，消除文档填报时间，将单桩监测时间由45min缩短到10 min，减低幅度达到66.7%。

（5）采用线上方式进行灌注桩工序报验，将数据上传至管理平台进行整理，极大提升了检查审核效率，优化审批流程，将单桩报验过程从15 min可以减少到5 min，降低66.6%的时间。

经过QC小组活动，成孔检测、泥浆监测、混凝土管控、工序报验等施工工艺得到优化，钻孔灌注桩单桩施工时间从160 min优化到35 min，缩短了78%；比目標值40 min减少了5 min，极大提高了施工效率、数字化水平和施工精度。

2.8 巩固措施

（1）为巩固QC活动取得成果，优化钻孔灌注桩施工技术流程，实现灌注桩施工过程的智能化、数字化监测，QC小组汇总编写了钻孔灌注桩施工标准化作业流程，有效提升工程质量、提高施工效率、节约施工成本，为后续施工提供指导。

（2）为了巩固技术水平，活动完成后，将钻孔灌注桩施工操作固化，测放桩位、成孔检查、泥浆监测、混凝土浇筑、工序报验五个流程监测及检测时间基本稳定在30 min左右，本次QC小组成果应用有效提高了钻孔灌注桩施工效率。

（3）通过活动，QC小组成员对数字化相关技术和灌注桩施工工艺有了更加深入广泛的认识，拓宽了传统的项目研究思路，通过应用智能化设备可以有效提高施工效率和精度。

（4）QC小组成员得到了不同程度的锻炼，发挥了各自的专业特长，提高了分析解决问题的能力，以持续学习和钻研技术为出发点，继续对灌注桩施工工艺流程进行深入研究，并实时了解工程实际中遇到的新问题，提高成果生命力。

2.9 总结与下一步打算

按照QC活动小组的标准化作业流程，实现了既定的目标，提升了钻孔灌注桩施工效率和信息化管理水平，实现了工程质量提升。下一步将找到传统施工质量管理的痛点，制定相应对策，力争应用BIM、物联网、云计划、大数据等新技术提高施工质量管理效率，从而保证项目施工安全达标，缩短工期，创造更大价值。

3 结 语

因影响工程质量的因素众多，质量管理工作须采用系统的管理手段和标准化作业流程来控制和提升工程质量。QC小组活动按照设定的标准化操作流程，逐步逐项进行操作，形成系统的管理流程。本文通过航道工程中灌注桩的标准化操作，一是能解决实际产品质量问题，提升钻孔灌注桩施工效率，降低工程成本，创造更多的经济利益和社会效益；二是可以帮助工程管理者进一步完善工程内部质量管理体系和激励制度，发扬优秀的工程质量管理模式；三是可以有效提升参与员工的工作积极性、创造性、参与感、荣誉感，提升整体员工素质和实践操作水平[6]，为其他施工项目质量提升和质量管理提供参考。

参考文献

[1]徐遥.浅谈如何有效开展QC小组活动[J].铝加工，2022（2）：69-72.

[2]吴俊.QC小组活动在工程质量管理中的应用与成果编写[J].城市建设理论研究，2022（26）：28-30.

[3]王龙，舒艳丽，邬德宇，等.智能管控技术在钻孔灌注桩施工中的应用研究[J].中国水运（下半月），2022（10）：161-163.

[4]严小建.质量问题解决之标准定量分析模型[J].中国质量，2022（11）：123-127.

[5]赵建豪，邬德宇，李政，等.智能化安全管控在内河航道整治施工中的应用[J].水利水电技术，2022（S2）：463-468.

[6]覃颖.浅谈QC小组活动在企业质量管理过程中的开展和成效[J].大众科技，2021（5）：156-158.

作者简介

舒艳丽，硕士研究生，高级工程师，研究方向为质量管理和标准化研究。

（责任编辑：袁文静）