工艺工法qc互通大桥水中桩基施工护筒漏浆治理qc成果

'xx互通2#大桥水中桥梁桩基施工护筒漏浆QC活动成果1.工程概况1.1工程简介xx互通2#大桥位于xx高速公路三明段，横跨xx水库，桥梁设计为分离式，左幅上部构造采用4×30m+3×30m+6×30m（三联）装配式预应力混凝土T梁，全长396.08m。右幅上部构造采用4×30m+5×30m+3×30m（三联）装配式预应力混凝土T梁，全长369.92m。下部结构桥墩采用Φ1.6m双柱式圆形墩柱配Φ2.2m钻孔灌注桩基础，左右幅相距38m，桥面设计高差约3m。该桥的左右幅4#~9#墩不同程度的位于水中，水深12m~18m不等，施工时水位87.00m，最大水深18米。桥梁水中桩总计300m，最大桩长42m。。1.2工程地质该桥位处属剥蚀丘陵夹溪谷地貌，地形高差较大；地下水主要赋存于冲积砂、卵石、坡残积土层孔隙及基岩裂隙水中，为孔隙潜水及基岩裂隙水。主要受大气降水补给。受库区排蓄及季节影响，水位变化较大。xx互通2#大桥钻孔桩穿过的地层为淤泥、砂质粘土、砂土状强风化砂岩、卵石层、碎块状强风化砂岩、弱风化砂岩，其中淤泥、砂质粘土层较薄。1.3施工工艺概述1.3.1施工方法施工采用钢管桩支撑平台进行深水桩施工，水中平台设计由12根φ720mm的钢管桩、两根I40a工字钢纵梁、四根I40工字钢横梁、角 钢斜撑若干根组成。平台顶面高度高出库区最高水位1.5m，管桩打完后，抄平切割桩头，用∠10*10角钢对相邻管桩进行连接，连接形式如图。每排外侧两根管桩顶面切割企口，安装I40a工字钢横梁，纵向铺12m长桥面梁，长度不够焊接I40a工字钢，分配梁留出护筒空档，其余地方满铺5cm厚木板，周边设钢管桩栏杆。详细布置见下图：1.3.2施工过程1.3.2.1水中平台的搭设首先是利用导向船进行定位，使用机动船将导向船推至设计桩位处加以锚定，然后开启导向船上的四台卷扬机（俗称锚机），在测量指挥下，通过伸缩锚机将导向船大致定位。然后在导向船上根据每根钢管桩的布设位置准确放出每根钢管桩的桩位，并依次安装定位框架。打设钢管桩。12根钢管桩打设完毕后，根据水库水位落差变化情况，确定平台顶部标高，使钢管桩顶部齐平，在每排外侧两根顶面切割企口，安装I40a工字钢横梁，纵向铺12m长桥面I40a工字钢，长度不够时，焊接I40a工字钢，横向焊固工字钢分配梁，并根据钻孔桩桩位留出护筒位置。然后由浮吊配合进行平台顶面布置及水下斜撑的连接。平台搭设 完成后，在工字钢顶面满铺木板，周边设置双层钢筋防护栏杆。1.3.2.2埋设钢护筒首先按护筒精度要求经过测量定出导向架位置，导向架是角钢焊成的高4米，平面为2.6米见方的钢框架。运输船将护筒运至平台前，在每大节护筒顶部对称打孔，经扁担梁起吊，护筒穿过导向架，首先通过调整浮吊变幅和升降吊钩调好钢管桩垂直度，然后降钩，靠自重缓缓下沉，稳定后，同样办法起吊第二大节护筒，并对接焊在暂时固定的上一节护筒上。两节护筒在外侧采用单面焊接，焊完后，补好底节孔眼，将整个护筒吊起，护筒继续下沉。下沉过程中，由全站仪观测护筒垂直度，随时调整。护筒依自重缓缓进入覆盖层1.0m停止下沉，在护筒顶部焊接替打，加振动锤振动下沉，护筒继续下沉反弹明显时持续5min后停止下沉。1.3.2.3钻孔桩施工护筒埋设好后，即可就位正循环冲击钻机进行钻孔桩钻孔施工了。与陆地钻孔桩不同的是泥浆池是一个钢板加工成的钢箱，焊挂在平台上，在护筒口加工一，泥浆槽就放置在平台上。1.3.2.4清孔考虑水中桩直径较大，采用常规的清孔办法难以完成，因此清孔采用气举反循环法，将孔内泥浆全部置换为清水。钻孔底沉淀物厚度不得大于5cm。清孔彻底的标志是反复清孔，再无任何泥浆、石块喷出。根据孔深不同，一般3～5小时，可将孔内泥浆全部换完，达到沉淀要求。清孔完成后准确量测孔深，在灌注前（导管安装完毕后）检查孔内沉淀情况，如果大于设计要求，可按相同办法进行二次清孔，确保沉淀厚度小于规范要求值。1.3.2.5钢筋、砼的运输及灌注钢筋笼在河岸上加工制作，利用运输船及浮吊等设施进行水平、垂直运输。混凝土采用拌和场集中拌制，由砼罐车运到临时码头旁。在临时码头处设滑槽一个，运输船一艘，运输船上装有2.5m3料斗4个，砼由滑槽滑至运输船料斗内，由运输船将料斗拖至墩旁，浮吊进行垂直运输入孔。1.3.2.6平台拆除 桩基施工完毕，由上至下拆除平台。横纵梁、斜撑拆除后进行管桩拔除。浮吊起吊振动捶直接夹住管壁，启动振动捶，边振动边缓缓起钩，可将管桩拔除。因混凝土与基岩连接的管桩，潜水员下水割除。2.QC小组活动概述：“xx高速公路SA8项目部”自2001年9月份刚一开工，就根据本标段的项目特点，严格制定了《质量保证体系》、《质量监控办法》及《质量计划》，确定了本项目中的难点、重点项目，成立了相应的TQC领导小组，针对我集团公司尚未涉及的深水桩基础项目施工成立了专门的技术科研小组，积极的展开研究，进行技术攻关。同时针对运行中存在的护筒漏浆难题，成立了相应的QC小组，查阅相关资料、组织技术讨论，逐步的攻克难点，不断的提高施工质量，推广使用新技术、新工艺，通过多次的PDCA循环，终于攻克了深水桩基施工中的“护筒漏浆”的施工难题，取得了明显的经济效益及社会效益。1、QC小组活动时间：小组成立日期：2002.11.20。活动起讫时间：2001.11~2002.4；活动次数：6次，形成记录：6次。2、小组成员的培训情况：认真贯彻以开展企业在新的施工领域的拓展，培养年轻的的企业技术干部的指导思想；以科技兴企、以人为本的管理理念及开发新的施工工艺为指导目标；以提高小组成员的质量意识及水中作业的安全意识，提高施工中的应变能力及业务水平为培训目的。在培训中明确以护筒漏浆为攻关课题，讲授水中作业中护筒漏浆的相关常识及深水桩施工的基本常识。小组成员平均年龄28岁，小组成员都进行了不同程度的教材学习。3、小组成员小组成员表 小组名称xx二公司xx项目部深水桩基施工QC小组注册日期2课题名称xx互通2#大桥深水桩基施工技术注册号课题起讫日期小组类型创新型序号姓名年龄性别职务文化程度组内职务参加QC大纲学习时间（小时）1男40项目经理本科组长242男28项目总工本科副组长303男27技术负责人中专组员354男26技术负责人本科组员405男26质量负责人大专组员406男29现场负责人大专组员487男35机电负责人中专组员488男25资料员中专组员483.选题理由 深水桩基础施工工艺难度较较大，对设备、人员要求相对较高，而在深水施工中的“护筒漏浆”问题往往制约着深水桩基施工的质量及进度，直接影响到桥梁上部结构的质量和进度，影响到我集团公司在福建市场的信誉问题。因此该项目在开工初期就引起业主、集团公司、项目部的高度重视。为了能够按期、优质、高效的完成该项工程，我们成立了“护筒漏浆”的QC技术攻关小组，目的是通过我们的课题研究、技术攻关，给深水桩基础施工全过程提供一个全面的技术保障，也为以后的深水桩基础施工总结一点经验及技术指导建议。4.设定目标5.目标的可行性分析 6.PDCA循环深水桩基的施工，护筒漏浆严重制约了平台的倒用周期及钻机的使用效率，直接影响该桥的上部施工工期，但是我们紧密围绕课题，针对现场的实际情况，严格按照PDCA循环的方法，认真执行“四阶段、八步骤”，细致的作好每一个环节，分析各个环节存在的问题，不断的进行技术攻关，总结经验，优化施工组织。（1）现场调查护筒漏浆，钻机钻孔的过程中孔内泥浆水头下降，在护筒脚处产生漏浆，无法继续进行钻进。左8-2钻孔桩施工中，设计钻孔深度28 m，护筒进入弱风化砂岩0.8m，水深14m，在钻孔钻至15.5m时，突然泥浆水头下降，护筒四周冒出气泡，既而周围水变浑，停止钻进。（3）原因分析（4）主要原因确认序号因素名称确认方法确认情况是否要因参加人员1导向架长度过短现场调查护筒定位不准确，垂直度较差，对护筒的约束力较差。否QC小组全体成员2留振时间过短现场调查使用振动捶留振时间过短，造成护筒入土深度过小。是QC小组全体成员3地质原因现场调查淤泥层较厚，粘土层薄，护筒嵌入深度较小。是QC小组全体成员4水头高度较小现场调查没有按照计算的水头差控制水头高度是QC小组全体成员5对深水施工认识不足调查分析无深水施工经验，人员培训及检查落实不足。否QC小组全体成员经过QC小组全体成员讨论一致认为主要原因为：a：护筒下沉时未按照规范操作，留振时间过短，造成护筒埋置深 度不足。b：钻孔时未按照计算的水头差控制护筒内的泥浆水头高度。如在左幅5#墩桩基施工中，下护筒时估计水头高度为1.5m，泥浆容重为r1，护筒外水容重为r2，则有r1h1=r2（h2+1.5）。设r1=1.2g/cm3，r2=1g/cm3当h2=18m时，得h1=16.25m，可见护筒脚至库区水面18m，泥浆容重为=1.2g/cm3时，为保持1.5m水头高度，泥浆面应低于库区水面1.8m，而水头高度又与每个孔的泥浆质量、水文地质条件、护筒的下沉深度等因素有关。c：地质条件复杂，淤泥层约1m厚，而粘土层仅为0.2m厚，下部为强风化砂岩，护筒嵌入深度较小。（5）制定对策序号主要原因目标措施地点完成时间1留振时间过短消灭机械因素加长留振时间，确保护筒嵌入河床深度，预备大功率振动捶进行振动护筒。施工现场2水头高度较小规范现场操作根据每个桩基的不同水深分别作出水头差技术交底，现场严格操作。施工现场3地质原因技术指导施工查阅地质勘察报告，严格交底，对施工现场提供第一手技术资料。施工现场实施一 利用业余时间，组织技术人员对技术资料、设计文件、地质勘察报告进行学习，并编制下发工序指导书、技术交底，组织对职工进行技术培训，学习各个工序的工艺要求，制定相应的考核办法，细化工艺要求及流程，严格实行奖惩机制，进行技术性能考核。实施二加长打入护筒的留振时间，使用振动捶通过护筒替打将护筒打至护筒不在下沉，通过地质资料对比，确定护筒是否进入强风化层，如若未进入，更换大功率振动捶进行振动下沉。实施三在受库区发电影响，库区水位落差约3m，因此在钻进过程中随时注意库区水位的变化，护筒内泥浆随库区水位变化往护筒内加入或抽出泥浆。实施四加大了护筒留振时间和个别地质条件特别复杂的情况，采取了以上措施仍不能解决护筒漏浆的问题的，我们采取以下措施进行施工：（1）、当出现护筒外侧冒出少量气泡或浑水时，表示漏浆轻微，可适当加入水泥以改善泥浆质量，继续钻进。（2）、当气泡或泥浆大量涌出时，说明漏浆严重，要立即停止钻进，重新放上护筒替打，使用振动捶加震护筒下沉；或采用回填粘土静置后再重新钻孔。 针对我们在护筒漏浆检查出来的问题和通过我们研究制定的对应措施，我们在施工的同时，集中人员对所有参战人员进行了质量教育，学习了相关的技术规范及设计意图，并于2001年12月25日结束，在后续大批的桩基施工中，护筒的漏浆率由以前的100%降低到20%，基本达到了攻关的要求，即使有个别桩基护筒漏浆，通过简单的操作方法及时满足了后续工程施工的需求。通过现场的整改效果，我们认真总结经验，制定完善护筒打设工艺标准，工艺流程，并且纳入现场的工艺考核中，认真对照执行，提高全体员工的质量意识及企业的荣誉意识；施工过程中严格执行“三检”制，消灭一切违章操作；充分发挥技术龙头的作用，进行科技钻研，以龙头带动现场的操作，规范现场的施工管理。8.总体的施工效果8.1施工效果从整体的施工情况来看，对于xx互通2#桥跨度小，墩柱分散，利用设计结构的自身特点，采用钢管桩水中平台的方案施工，充分发挥浮吊、运输船的作用，即经济地解决了施工平台的问题，又解决了砼及材料运输的问题。8.1经济效益一个墩搭设一座平台，一座平台的费用在15万左右，运输船就是小浮箱的拼装，只要有设备费用都不很高。而采用便桥法施工，搭设1延米6米宽的便桥需要1万元左右，费用非常惊人，况且本桥设计的左右幅的宽度为24.5米，搭设便桥后仍然不能解决施工平台的问题。8.2社会效益我项目部在同一标段的其余桥梁水中桩基施工中，根据桥梁的地 形，充分钢管桩支撑施工工艺，从而保证了安全受控、质量创优，按照合同工期完成了标段的控制工程，多次受到业主的称赞，并在2001年12月15日迎来了福建省委书记宋得福的莅临指导。9．巩固措施对钢管桩支撑深水桩施工工艺认真进行总结，编写施工工艺，总结施工流程，完善各个工序的安全质量措施，形成一种规章制度，为xx互通3#桥的施工提供有力的技术参数；施工过程中认真执行“三检”制度，分工序实行“工序流程卡”制度，作好工序的交接检查。10.今后打算广泛开展QC小组技术攻关活动，不断的总结山区高速公路施工过程中的宝贵经验，提高全体员工的质量意识和企业的创新荣誉感，强化员工的安全质量意识，力争将企业建设成为一个高科技的企业，发扬我局的“开拓进取，争创一流“的老传统，贯彻”以人为本、科技兴企、与时俱进、敢为人先”管理理念。我们选择的下一个课题是：《水中墩的施工技术》'