改善混凝土長(zhǎng)距離泵送工藝防止水下混凝土灌注出現(xiàn)斷樁

1、改善混凝土長(zhǎng)距離泵送工藝防止水下混凝土灌注出現(xiàn)斷樁廣西冶金建設(shè)公司工業(yè)設(shè)備安裝工程公司一尿素改造工程新增造粒塔項(xiàng)目經(jīng)理部QC小組 一、專業(yè)術(shù)語(yǔ)介紹1 水下混凝土樁基礎(chǔ)是一種在橋梁樁孔后，因條件限制，無法（或不宜）將孔內(nèi)水（或反壓保護(hù)孔壁使其不塌孔的護(hù)壁泥漿）排干而采用水下混凝土灌注特殊方法形成的一種樁基礎(chǔ)，如水中樁基礎(chǔ)或陸上地下水豐富的樁基礎(chǔ)。2 水下混凝土灌注多用直升導(dǎo)管法?；炷涟韬狭贤ㄟ^由始于樁孔上方的分段連接并密封良好的長(zhǎng)直導(dǎo)管，從導(dǎo)管下口進(jìn)入到孔底及初期灌注的混凝土（作為隔水層）下面，頂托著初期砼及其上面的泥漿或水上升，直到混凝土的頂部高程到達(dá)樁頂。它利用混凝土拌合物密度比泥漿水大的

2、原理，由混凝土拌合物逐漸置換掉泥漿或水，是一種置換方法。由于在水下混凝土灌注中無法觀察到混凝土在孔內(nèi)的質(zhì)量情況，灌注施工的各個(gè)環(huán)節(jié)如果控制不好，則十分容易造成樁基質(zhì)量事故。其中一種易發(fā)的樁基質(zhì)量事故為斷樁3 混凝土泵送一種通過混凝土輸送泵將混凝土拌合料從始泵地點(diǎn)（如拌合物）通過輸送導(dǎo)管輸送到指定的灌注位置或高度的混凝土輸送方法。它與其他運(yùn)輸方法相結(jié)合，或在其它運(yùn)輸方法無法采用的情況下，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)混凝土長(zhǎng)距離和大高度（高差）的輸送，并具有較快的混凝土輸送速度。4 斷樁樁基水下混凝土灌過程中，由于從原材料選材，施工配合比控制、攪拌、輸送水下混凝土灌注的環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，造成水下混凝土未達(dá)到要求高度即中斷

3、（無法繼續(xù)）或由于混凝土輸送因故長(zhǎng)時(shí)間中斷等原因，樁孔內(nèi)的首批混凝土已凝結(jié)無法上升，導(dǎo)致后續(xù)混凝土灌注無法繼續(xù)；另一種情況是首批已初步凝結(jié)混凝土被后續(xù)上升的混凝土中部沖破繼續(xù)上升，灌注仍可繼續(xù)，但外環(huán)的不合格（夾泥的）混凝土扔留于原位的情況稱為斷樁。由于斷樁后，不合格混凝土尚位于水（泥漿）下，一般情況下可以清除，采用二次接樁也因?yàn)榭變?nèi)泥漿的存在，無法保證接縫的樁身的質(zhì)量。出現(xiàn)斷樁后，一般的處理方法都是將已灌注混凝土用沖擊鉆掉重新成孔，并重新灌注水下混凝土。樁基斷樁事故損失巨大，而且處理過程時(shí)間長(zhǎng)，往往會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的工期造成影響。二、工程概況本工程位于廣西河池化工第一尿素車間旁廠區(qū)，為廣西河池化

4、學(xué)工業(yè)股份有限公司第一尿素車間擴(kuò)能改造工程的新增尿素塔，上部為一內(nèi)直徑ø17米并附設(shè)有樓，電梯間的高聳構(gòu)筑物，在標(biāo)高14,235米設(shè)有一鋼漏斗，在標(biāo)高90.800米設(shè)有尿素噴頭。噴頭層及承水層的支撐大梁為型鋼-鋼筋混凝土組合梁，構(gòu)筑物總高度為102.05米?；A(chǔ)形式為墻下人工挖孔擴(kuò)底灌注樁（或機(jī)械沖孔樁）樁基基礎(chǔ)。共有樁基25根，樁深9.516米不等。三、QC小組簡(jiǎn)介小組名稱廣西河池化學(xué)工業(yè)股份有限公司第一尿素車間擴(kuò)能改造工程的新增尿素塔項(xiàng)目部QC小組課題名稱改善混凝土長(zhǎng)距離泵送工藝 防止水下混凝土灌注出現(xiàn)斷樁課題類型攻關(guān)類成立日期2011年10月25日小組登記號(hào)DD-B-11-20

5、10小組活動(dòng)時(shí)間2011年10月至2012年1月累計(jì)接受TQC教育時(shí)間316小時(shí)QC小組成員表序號(hào)性別姓名年齡文化程度小組職務(wù)職務(wù)職稱TQ C教育（小時(shí)）1男李少政43本科組長(zhǎng)項(xiàng)目經(jīng)理建造師316小時(shí)2男謝奎33本科副組長(zhǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人建造師316小時(shí)3男趙金強(qiáng)35大專副組長(zhǎng)項(xiàng)目副經(jīng)理建筑師316小時(shí)4男李東日26本科組員施工員助理工程師316小時(shí)5男隆富國(guó)25大專組員施工員技術(shù)員316小時(shí)6女韋瑩瑩23大專組員試驗(yàn)員技術(shù)員316小時(shí)7男韋江峰30大專組員質(zhì)檢員建造師316小時(shí)四、選題理由基礎(chǔ)的施工是本工程的主要控制工程，其中保證樁基施工的順利完成，并保證成樁質(zhì)量對(duì)能否按時(shí)完成施工時(shí)關(guān)鍵。新增造粒

6、塔20#樁采用機(jī)械沖孔樁施工，于2011年11月21日灌注樁基下混凝土，是本項(xiàng)目灌注的第一根樁基。在灌注至距樁頂10米時(shí)發(fā)生輸送泵導(dǎo)管堵管，處理過程約3小時(shí)，曾使用焊在鋼筋籠上吊耳嘗試取出鋼筋籠由于部分混凝土已初凝直至吊耳拉斷也無法取出鋼筋籠，后經(jīng)項(xiàng)目部商量決定改用用錨將鋼筋籠吊出樁孔，終于成功了。之后重新進(jìn)行沖孔，并從柳州市購(gòu)買緩凝劑增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)性及延長(zhǎng)初凝時(shí)間終于順完成樁的灌注，該樁經(jīng)大小應(yīng)變檢測(cè)合格。此次事件已造成已灌注部位樁基的二次施工，問題處理時(shí)間不長(zhǎng)，損失不大，實(shí)屬幸運(yùn)。由于已有長(zhǎng)期豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目參加樁基施工的管理人員，現(xiàn)場(chǎng)操作工人對(duì)樁基水下混凝土的灌注施工工藝師比較熟

7、練的，但在樁基灌注開始階段就出現(xiàn)問題，而且是由于輸送管堵塞引起的，造成施工十分被動(dòng)，這個(gè)情況立即受到了項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和QC小組成員的重視，防止混凝土在輸送過程中堵管，保證后續(xù)樁基施工不再出現(xiàn)類似事故，是我們要設(shè)法解決的問題，因此我們選擇了本課題。五、現(xiàn)狀調(diào)查混凝土拌合物由置于拌合場(chǎng)的輸送泵通過輸送導(dǎo)管輸送到各樁位。由于地形條件的限制，施工拌合場(chǎng)位于原造粒塔南面空地上，距離新造粒塔較遠(yuǎn)，混凝土最大泵送距離203米所以混拌凝土到作業(yè)部位需要時(shí)間較長(zhǎng)。拌合場(chǎng)地面和新造粒塔地面有一定高差且過輸送導(dǎo)管需跨過尿素運(yùn)輸?shù)钠C(jī)走廊（約15米高）。11月23日由樁基現(xiàn)場(chǎng)施工員，小組成員李東日統(tǒng)計(jì)查閱當(dāng)天對(duì)20#樁基

8、的施工記錄，對(duì)造成樁基灌注發(fā)生非正常停頓的問題和頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪出了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)表：統(tǒng)計(jì)表序號(hào)項(xiàng)目頻數(shù)頻率（%）累計(jì)頻率1輸送管堵管660602拌合機(jī)故障110103協(xié)助灌注打樁機(jī)故障220204外供電停電11010其中拌和機(jī)故障的問題，由于拌合站由兩臺(tái)拌和機(jī)組成，起到了保險(xiǎn)的作用。在11月21日的灌樁過程中，其中一臺(tái)發(fā)生故障，此時(shí)另一臺(tái)拌和機(jī)仍能繼續(xù)工作。發(fā)生故障的拌和機(jī)經(jīng)搶修后及時(shí)恢復(fù)工作。協(xié)助灌注打樁機(jī)發(fā)生故障問題小，處理時(shí)間短，影響不大，經(jīng)搶修后及時(shí)恢復(fù)了工作。外供電停電的問題，由于項(xiàng)目根據(jù)樁基施工的需要，已具備有足夠功率的自發(fā)電設(shè)備，自外供電至自發(fā)電設(shè)備恢復(fù)供電有一定的時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)

9、間間隔過長(zhǎng)同樣會(huì)引起樁基灌注中斷，但項(xiàng)目部在這個(gè)環(huán)節(jié)上組織得十分流暢，很快恢復(fù)了供電。11月21日在樁基灌注過程中，發(fā)生輸送泵導(dǎo)管堵管5次，其中管節(jié)局部堵管4次，每次經(jīng)短時(shí)間拆管疏通并重新接管恢復(fù)混凝土正常輸送。在樁基灌注接近完成時(shí)發(fā)生大范圍堵管，處理時(shí)間3小時(shí)，經(jīng)權(quán)衡后放棄繼續(xù)灌注。六、目標(biāo)確定從以上對(duì)現(xiàn)狀的描述和統(tǒng)計(jì)表，可以看得出，長(zhǎng)距離輸送導(dǎo)管的堵管是本項(xiàng)樁基施工遇到的主要問題，是導(dǎo)致先施工的樁基斷樁的決定性因素。從我們前期統(tǒng)計(jì)輸送泵導(dǎo)管堵管的次數(shù)來看，大部分并沒有影響到樁基灌注質(zhì)量，但這是事故統(tǒng)計(jì)出來的。由于混凝土在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是隱蔽的，每次堵管發(fā)生的范圍有多廣、處理時(shí)間要多長(zhǎng)，我們

10、無法對(duì)其進(jìn)行預(yù)判，因此每次堵管都有可能使混凝土供送中時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致樁基混凝土灌注事故。因此我們將目標(biāo)確定為：剩余樁基施工過程中不再出現(xiàn)堵管事故。七、可行性分析1.我們的工程施工采用項(xiàng)目法管理，QC小組雖然不是長(zhǎng)期固定的，但是QC小組大多數(shù)成員曾在以往的項(xiàng)目參與過QC活動(dòng)，對(duì)QC攻 關(guān)活動(dòng)有著較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，有決心實(shí)現(xiàn)本次活動(dòng)目標(biāo)。2.本項(xiàng)目由于地形條件的限制，輸送導(dǎo)管的長(zhǎng)度、坡度的加大而多次發(fā)生堵管，我們有過較多的泵送混凝土施工經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)存在問題，認(rèn)真分析原因，采取適當(dāng)措施，我們有信心最終解決堵管問題。A.經(jīng)過反思，我們?cè)阱X樁基施工中，由于為迎合業(yè)主的要求而倉(cāng)促施工，存在施工準(zhǔn)備、施工過程的管理

11、和施工工藝的控制上不足，尚有較大的提高。B.在混凝土的泵送過程中，大部分時(shí)間并沒有堵管并非是不可避免的。八、原因分析 我們利用因果圖對(duì)樁基水下混凝土灌注過程中混凝土堵管的原因進(jìn)行分析，共有10個(gè)末端因素，具體如下：1. 拌合站后場(chǎng)施工管理不嚴(yán)；2. 試驗(yàn)控制工作不嚴(yán)格；3. 輸送導(dǎo)管接頭密封圈漏設(shè)；4. 拌合站進(jìn)料系統(tǒng)偏差大、不穩(wěn)定；5. 拌合站供水系統(tǒng)受電壓影響不穩(wěn)定；6. 進(jìn)場(chǎng)沙石材料不符合原試配要求；7. 輸送泵導(dǎo)管距離長(zhǎng)；8. 輸送泵導(dǎo)管有較長(zhǎng)陡下坡段；九、要因確認(rèn)1.拌合站后場(chǎng)管理不嚴(yán)拌合站后場(chǎng)施工管理不嚴(yán)，會(huì)導(dǎo)致對(duì)混凝土配合比的控制失控，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土質(zhì)量不過關(guān)，包括混凝土的和易性

12、降低而導(dǎo)致泵送性能降低。在樁基灌注后，由組長(zhǎng)項(xiàng)目總工組織對(duì)拌合站后場(chǎng)的施工管理情況進(jìn)行了調(diào)查，確認(rèn)后場(chǎng)管理人員能堅(jiān)持按施工組織方案和技術(shù)交底要求進(jìn)行后場(chǎng)管理。結(jié)論：非要因。2.試驗(yàn)控制工作不嚴(yán)格 即使有良好的后場(chǎng)管理。還不能確保混凝土的拌合質(zhì)量百分之百的符合要求，有些偶然的、不可預(yù)料的因素，仍會(huì)導(dǎo)致個(gè)別盤次的混凝土拌合質(zhì)量產(chǎn)生變異，泵送性降低。應(yīng)采取嚴(yán)格的試驗(yàn)檢驗(yàn)手段對(duì)異常情況加以發(fā)現(xiàn)，防止泵送性能降低的混凝土進(jìn)入到輸送管道內(nèi)發(fā)生堵管。經(jīng)對(duì)這一環(huán)節(jié)的控制情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)管理人員尚能認(rèn)識(shí)到全過程進(jìn)行跟蹤控制的重要性，跟蹤控制不合格，甚至有換班時(shí)有較長(zhǎng)時(shí)間無人監(jiān)控情況，實(shí)際情況為在這根樁的灌注

13、時(shí)，在試驗(yàn)人員換班時(shí)均有堵管情況發(fā)生。結(jié)論:要因。3.輸送導(dǎo)管接頭密封圈漏設(shè)經(jīng)調(diào)查，接頭密封圈質(zhì)量及密封性良好，施工人員能堅(jiān)持在每個(gè)接頭都嚴(yán)格設(shè)置，無漏設(shè)情況。結(jié)論：非要因。4.拌合站進(jìn)料系統(tǒng)偏差大、不穩(wěn)定重新組織對(duì)拌合站進(jìn)料系統(tǒng)（不包括進(jìn)水系統(tǒng)）的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證、測(cè)驗(yàn)其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性均符合要求。結(jié)論：非要因。5.拌合站供水系統(tǒng)受電壓影響不穩(wěn)定項(xiàng)目地處山區(qū)，供電線路為廠區(qū)工業(yè)用電，電壓不是很穩(wěn)定。而拌合站的系統(tǒng)由水泵抽水，由時(shí)間繼電器通過抽水時(shí)間控制給水量，經(jīng)分析和測(cè)試，同樣的供水時(shí)間，在電壓起伏時(shí)實(shí)際給水量差別較大，從而導(dǎo)致了混凝土的泵送性能降低。結(jié)論：要因。6.進(jìn)場(chǎng)沙石材料不符合原

14、試配要求由材料管理人員和試驗(yàn)人員聯(lián)合對(duì)材料的進(jìn)場(chǎng)情況進(jìn)行復(fù)查：材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)控制較為嚴(yán)格，材料的各項(xiàng)參數(shù)能滿足規(guī)范和原試配的各項(xiàng)參數(shù)和要求。結(jié)論：非要因。7.輸送泵導(dǎo)管距離長(zhǎng)就本項(xiàng)目輸送泵導(dǎo)管的布置來說。導(dǎo)管長(zhǎng)度大，確實(shí)較常規(guī)情況導(dǎo)致泵送阻力增大，如果再加上其他環(huán)節(jié)控制不好造成阻力進(jìn)一步加大，就十分容易發(fā)生堵管。但經(jīng)我們對(duì)泵送過程中輸送泵的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查了解，在正常情況下，輸送泵的泵送壓力并未超其額定值，尚有一定的安全幅度。結(jié)論：非要因。8.輸送泵導(dǎo)管有較長(zhǎng)較陡下坡段經(jīng)過QC小組相關(guān)人員的統(tǒng)計(jì)，在第一根樁灌注過程共出現(xiàn)的8次堵管中，就有3次出現(xiàn)在輸送導(dǎo)管下坡段下端附近一定長(zhǎng)度范圍。這一情況引

15、起了小組成員的注意，小組召開了討論會(huì)進(jìn)行分析研究。會(huì)上小組成員、前場(chǎng)施工管理員李東日匯報(bào)了該部位管在堵管后作拆管清除管內(nèi)堵塞物（混凝土）時(shí)，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)粗料集中且干澀。小組進(jìn)行針對(duì)性的分析，一致認(rèn)為，在混凝土輸送因需停頓的過程中，下坡段混凝土中的粗料在其自然重力作用下繼續(xù)往下往前移動(dòng)，在下坡段下端附近形成離析段造成堵管。結(jié)論：要因。綜上所述。我們總結(jié)出造成輸送泵導(dǎo)管堵管的三個(gè)要因，列表如下：要因分析表序號(hào)要因內(nèi)容1要因一試驗(yàn)控制工作不嚴(yán)格2要因二拌合站供水系統(tǒng)受電壓影響不穩(wěn)定3要因三輸送導(dǎo)管有較長(zhǎng)陡下坡段十、制定對(duì)策針對(duì)確認(rèn)的要因，2011年11月21日晚7：30，由組長(zhǎng)鄧華組織全體成員召開專題會(huì)

16、議，逐一研討制定了相應(yīng)的對(duì)策。對(duì)策表序號(hào)要因目標(biāo)措施對(duì)策負(fù)責(zé)人時(shí)限1試驗(yàn)控制工作不嚴(yán)格通過嚴(yán)格的試驗(yàn)監(jiān)控手段確保樁基灌注過程中每盤混凝土拌合質(zhì)量合格，不堵管嚴(yán)格試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)值班紀(jì)律，并做好交接班的銜接，確保全過程不失控加大砼拌合物的隨機(jī)抽樣頻率，并全過程對(duì)其拌合質(zhì)量目測(cè)監(jiān)控，防止不合格的拌合物進(jìn)入到輸送泵受料斗韋江峰韋瑩瑩11月23日后施工時(shí)輪班控制2拌合站供水系統(tǒng)受電壓影響不穩(wěn)定保證每盤混凝土用水準(zhǔn)確，供水系統(tǒng)穩(wěn)定改良供水系統(tǒng)供水系統(tǒng)改良為準(zhǔn)確的自動(dòng)稱量投放系統(tǒng)李少政謝奎11月26日改裝完成3輸送泵導(dǎo)管有較長(zhǎng)陡下坡段找到混凝土拌合物在下坡段發(fā)生離析的有效方法召開QC小組專題研究會(huì)，研究對(duì)策在

17、導(dǎo)管下坡段增設(shè)閘閥，泵送恢復(fù)前開通閘閥并投放緩凝劑，防止管內(nèi)砼拌合物自然離析趙金強(qiáng)李東日11月23日后施工時(shí)輪班控制十一、對(duì)策實(shí)施對(duì)策實(shí)施一11月22日8:00，項(xiàng)目部召集負(fù)責(zé)樁基灌注施工的管理人員召開樁基灌注工作整改會(huì)議 。組長(zhǎng)李少政管導(dǎo)致樁灌注事故的調(diào)查結(jié)論向成員進(jìn)行通報(bào)，在原因分析中，樁基的灌注過程均跨越午餐時(shí)間，均出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員返回經(jīng)理部食堂就餐，在試驗(yàn)人員離開現(xiàn)場(chǎng)至重新返回現(xiàn)場(chǎng)的過程中，均有出現(xiàn)堵管。QC小組成員、項(xiàng)目副理趙金強(qiáng)再次重申了樁基灌注的前后場(chǎng)值班工作紀(jì)律。在樁基灌注過程跨越就餐時(shí)間時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人向后勤人員做好通報(bào)，統(tǒng)一就餐，現(xiàn)場(chǎng)管理人員及作業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)就餐，取消就餐對(duì)

18、工作的影響。針對(duì)試驗(yàn)控制工作，由試驗(yàn)負(fù)責(zé)人鐘冬梅負(fù)責(zé)，明確現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員的值班分工、工作要求和值班紀(jì)律，做好交接班的銜接。并加大混凝土拌合物的隨機(jī)抽查頻度，全過程對(duì)其拌合質(zhì)量目測(cè)監(jiān)控，防止不合格的拌合物進(jìn)入到輸送泵料斗。會(huì)后，鐘冬梅對(duì)有關(guān)要求進(jìn)行了認(rèn)真的落實(shí)，試驗(yàn)控制工作的嚴(yán)格性得到了加強(qiáng)。對(duì)策實(shí)施二根據(jù)QC小組制定的對(duì)策，11月22日，由項(xiàng)目經(jīng)理李少政司設(shè)備物資科維修站聯(lián)系，確認(rèn)供水系統(tǒng)改良方案可行，并請(qǐng)維修站人員幫忙購(gòu)買有關(guān)改裝配件，并向項(xiàng)目派出維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行改裝，25日，供水系統(tǒng)改裝完成。項(xiàng)目部也事先與有關(guān)法定計(jì)量檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)取得聯(lián)系，于11月26日對(duì)拌合站的各計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重新檢驗(yàn)和標(biāo)定。從之后的混凝土的拌合施工情況來看，由于消除了電壓不穩(wěn)定的影響，用水量的穩(wěn)定，混凝土的拌合質(zhì)量得到了明顯的改善，和易性，泵送性能良好，拌合質(zhì)量穩(wěn)定。對(duì)策實(shí)施三11月21日晚的QC小組專題研討會(huì)上，針對(duì)長(zhǎng)距離輸送導(dǎo)管下坡段在泵送中停時(shí)混凝土發(fā)生離析的問題，小組成員趙金強(qiáng)下坡