橋梁樁基施工護筒漏漿控制

三福項目部QC小組活動項目尤溪互通2#大橋深水樁基施工大橋水中橋梁樁基施工護筒漏漿QC活動成果1.工程概況1.1工程簡介尤溪互通2#大橋位于京福高速公路三明段，橫跨尤溪水庫，橋梁設(shè)計為分離式，左幅上部構(gòu)造采用4×30m+3×30m+6×30m（三聯(lián)）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，全長396.08m。右幅上部構(gòu)造采用4×30m+5×30m+3×30m（三聯(lián)）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，全長369.92m。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用Φ1.6m雙柱式圓形墩柱配Φ2.2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，左右幅相距38m，橋面設(shè)計高差約3m。該橋的左右幅4#~9#墩不同程度的位于水中，水深12m~18m不等，施工時水位87.00m，最大水深18米。橋梁水中樁總計300m，最大樁長42m。。1.2工程地質(zhì)該橋位處屬剝蝕丘陵夾溪谷地貌，地形高差較大；地下水主要賦存于沖積砂、卵石、坡殘積土層孔隙及基巖裂隙水中，為孔隙潛水及基巖裂隙水。主要受大氣降水補給。受庫區(qū)排蓄及季節(jié)影響，水位變化較大。尤溪互通2#大橋鉆孔樁穿過的地層為淤泥、砂質(zhì)粘土、砂土狀強風(fēng)化砂巖、卵石層、碎塊狀強風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖，其中淤泥、砂質(zhì)粘土層較薄。1.3施工工藝概述1.3.1施工方法施工采用鋼管樁支撐平臺進行深水樁施工，水中平臺設(shè)計由12根φ720mm的鋼管樁、兩根I40a工字鋼縱梁、四根I40工字鋼橫梁、角鋼斜撐若干根組成。平臺頂面高度高出庫區(qū)最高水位1.5m，管樁打完后，抄平切割樁頭，用∠10*10角鋼對相鄰管樁進行連接，連接形式如圖。每排外側(cè)兩根管樁頂面切割企口，安裝I40a工字鋼橫梁，縱向鋪12m長橋面梁，長度不夠焊接I40a工字鋼，分配梁留出護筒空檔，其余地方滿鋪5cm厚木板，周邊設(shè)鋼管樁欄桿。詳細布置見下圖：1.3.2施工過程1.3.2.1水中平臺的搭設(shè)首先是利用導(dǎo)向船進行定位，使用機動船將導(dǎo)向船推至設(shè)計樁位處加以錨定，然后開啟導(dǎo)向船上的四臺卷揚機（俗稱錨機），在測量指揮下，通過伸縮錨機將導(dǎo)向船大致定位。然后在導(dǎo)向船上根據(jù)每根鋼管樁的布設(shè)位置準(zhǔn)確放出每根鋼管樁的樁位，并依次安裝定位框架。打設(shè)鋼管樁。12根鋼管樁打設(shè)完畢后，根據(jù)水庫水位落差變化情況，確定平臺頂部標(biāo)高，使鋼管樁頂部齊平，在每排外側(cè)兩根頂面切割企口，安裝I40a工字鋼橫梁，縱向鋪12m長橋面I40a工字鋼，長度不夠時，焊接I40a工字鋼，橫向焊固工字鋼分配梁，并根據(jù)鉆孔樁樁位留出護筒位置。然后由浮吊配合進行平臺頂面布置及水下斜撐的連接。平臺搭設(shè)完成后，在工字鋼頂面滿鋪木板，周邊設(shè)置雙層鋼筋防護欄桿。1.3.2.2埋設(shè)鋼護筒首先按護筒精度要求經(jīng)過測量定出導(dǎo)向架位置，導(dǎo)向架是角鋼焊成的高4米，平面為2.6米見方的鋼框架。運輸船將護筒運至平臺前，在每大節(jié)護筒頂部對稱打孔，經(jīng)扁擔(dān)梁起吊，護筒穿過導(dǎo)向架，首先通過調(diào)整浮吊變幅和升降吊鉤調(diào)好鋼管樁垂直度，然后降鉤，靠自重緩緩下沉，穩(wěn)定后，同樣辦法起吊第二大節(jié)護筒，并對接焊在暫時固定的上一節(jié)護筒上。兩節(jié)護筒在外側(cè)采用單面焊接，焊完后，補好底節(jié)孔眼，將整個護筒吊起，護筒繼續(xù)下沉。下沉過程中，由全站儀觀測護筒垂直度，隨時調(diào)整。護筒依自重緩緩進入覆蓋層1.0m停止下沉，在護筒頂部焊接替打，加振動錘振動下沉，護筒繼續(xù)下沉反彈明顯時持續(xù)5min后停止下沉。1.3.2.3鉆孔樁施工護筒埋設(shè)好后，即可就位正循環(huán)沖擊鉆機進行鉆孔樁鉆孔施工了。與陸地鉆孔樁不同的是泥漿池是一個鋼板加工成的鋼箱，焊掛在平臺上，在護筒口加工一，泥漿槽就放置在平臺上。1.3.2.4清孔考慮水中樁直徑較大，采用常規(guī)的清孔辦法難以完成，因此清孔采用氣舉反循環(huán)法，將孔內(nèi)泥漿全部置換為清水。鉆孔底沉淀物厚度不得大于5cm。清孔徹底的標(biāo)志是反復(fù)清孔，再無任何泥漿、石塊噴出。根據(jù)孔深不同，一般3～5小時，可將孔內(nèi)泥漿全部換完，達到沉淀要求。清孔完成后準(zhǔn)確量測孔深，在灌注前（導(dǎo)管安裝完畢后）檢查孔內(nèi)沉淀情況，如果大于設(shè)計要求，可按相同辦法進行二次清孔，確保沉淀厚度小于規(guī)范要求值。1.3.2.5鋼筋、砼的運輸及灌注鋼筋籠在河岸上加工制作，利用運輸船及浮吊等設(shè)施進行水平、垂直運輸。混凝土采用拌和場集中拌制，由砼罐車運到臨時碼頭旁。在臨時碼頭處設(shè)滑槽一個，運輸船一艘，運輸船上裝有2.5m3料斗4個，砼由滑槽滑至運輸船料斗內(nèi)，由運輸船將料斗拖至墩旁，浮吊進行垂直運輸入孔。1.3.2.6平臺拆除樁基施工完畢，由上至下拆除平臺。橫縱梁、斜撐拆除后進行管樁拔除。浮吊起吊振動捶直接夾住管壁，啟動振動捶，邊振動邊緩緩起鉤，可將管樁拔除。因混凝土與基巖連接的管樁，潛水員下水割除。2.QC小組活動概述：“三福高速公路SA8項目部”自9月份剛一開工，就根據(jù)本標(biāo)段的項目特點，嚴格制定了《質(zhì)量保證體系》、《質(zhì)量監(jiān)控辦法》及《質(zhì)量計劃》，確定了本項目中的難點、重點項目，成立了相應(yīng)的TQC領(lǐng)導(dǎo)小組，針對我集團公司尚未涉及的深水樁基礎(chǔ)項目施工成立了專門的技術(shù)科研小組，積極的展開研究，進行技術(shù)攻關(guān)。同時針對運行中存在的護筒漏漿難題，成立了相應(yīng)的QC小組，查閱相關(guān)資料、組織技術(shù)討論，逐步的攻克難點，不斷的提高施工質(zhì)量，推廣使用新技術(shù)、新工藝，通過多次的PDCA循環(huán)，終于攻克了深水樁基施工中的“護筒漏漿”的施工難題，取得了明顯的經(jīng)濟效益及社會效益。1、QC小組活動時間，活動次數(shù)：6次，形成記錄：6次。2、小組成員的培訓(xùn)情況：認真貫徹以開展企業(yè)在新的施工領(lǐng)域的拓展，培養(yǎng)年輕的的企業(yè)技術(shù)干部的指導(dǎo)思想；以科技興企、以人為本的管理理念及開發(fā)新的施工工藝為指導(dǎo)目標(biāo)；以提高小組成員的質(zhì)量意識及水中作業(yè)的安全意識，提高施工中的應(yīng)變能力及業(yè)務(wù)水平為培訓(xùn)目的。在培訓(xùn)中明確以護筒漏漿為攻關(guān)課題，講授水中作業(yè)中護筒漏漿的相關(guān)常識及深水樁施工的基本常識。小組成員平均年齡28歲，小組成員都進行了不同程度的教材學(xué)習(xí)。3、小組成員小組成員表小組名稱中鐵一局二公司三三福項目部深水樁基施工QCC小組注冊日期課題名稱尤溪互通2#大橋橋深水樁基施工技術(shù)術(shù)注冊號課題起訖日期小組類型創(chuàng)新型序號姓名年齡性別職務(wù)文化程度組內(nèi)職務(wù)參加QC大綱學(xué)習(xí)時間（小小時）1馬成武男40項目經(jīng)理本科組長242王立男28項目總工本科副組長303趙樂剛男27技術(shù)負責(zé)人中專組員354趙齊男26技術(shù)負責(zé)人本科組員405李建波男26質(zhì)量負責(zé)人大專組員406張鵬男29現(xiàn)場負責(zé)人大專組員487付閩德男35機電負責(zé)人中專組員488彭剛男25資料員中專組員483.選題理由深水樁基礎(chǔ)施工工藝難度較較大，對設(shè)備、人員要求相對較高，而在深水施工中的“護筒漏漿”問題往往制約著深水樁基施工的質(zhì)量及進度，直接影響到橋梁上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和進度，影響到我集團公司在福建市場的信譽問題。因此該項目在開工初期就引起業(yè)主、集團公司、項目部的高度重視。為了能夠按期、優(yōu)質(zhì)、高效的完成該項工程，我們成立了“護筒漏漿”的QC技術(shù)攻關(guān)小組，目的是通過我們的課題研究、技術(shù)攻關(guān)，給深水樁基礎(chǔ)施工全過程提供一個全面的技術(shù)保障，也為以后的深水樁基礎(chǔ)施工總結(jié)一點經(jīng)驗及技術(shù)指導(dǎo)建議。4.設(shè)定目標(biāo)5.目標(biāo)的可行性分析6.PDCA循環(huán)深水樁基的施工，護筒漏漿嚴重制約了平臺的倒用周期及鉆機的使用效率，直接影響該橋的上部施工工期，但是我們緊密圍繞課題，針對現(xiàn)場的實際情況，嚴格按照PDCA循環(huán)的方法，認真執(zhí)行“四階段、八步驟”，細致的作好每一個環(huán)節(jié)，分析各個環(huán)節(jié)存在的問題，不斷的進行技術(shù)攻關(guān)，總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化施工組織。（1）現(xiàn)場調(diào)查護筒漏漿，鉆機鉆孔的過程中孔內(nèi)泥漿水頭下降，在護筒腳處產(chǎn)生漏漿，無法繼續(xù)進行鉆進。左8-2鉆孔樁施工中，設(shè)計鉆孔深度28m，護筒進入弱風(fēng)化砂巖0.8m，水深14m，在鉆孔鉆至15.5m時，突然泥漿水頭下降，護筒四周冒出氣泡，既而周圍水變渾，停止鉆進。（3）原因分析（4）主要原因確認序號因素名稱確認方法確認情況是否要因參加人員1導(dǎo)向架長度過短現(xiàn)場調(diào)查護筒定位不準(zhǔn)確，垂垂直度較差，對對護筒的約束束力較差。否QC小組全體成員2留振時間過短現(xiàn)場調(diào)查使用振動捶留振時時間過短，造造成護筒入土土深度過小。是QC小組全體成員3地質(zhì)原因現(xiàn)場調(diào)查淤泥層較厚，粘土土層薄，護筒筒嵌入深度較較小。是QC小組全體成員4水頭高度較小現(xiàn)場調(diào)查沒有按照計算的水水頭差控制水水頭高度是QC小組全體成員5對深水施工認識不不足調(diào)查分析無深水施工經(jīng)驗，人人員培訓(xùn)及檢檢查落實不足足。否QC小組全體成員經(jīng)過QC小組全體成員討論一致認為主要原因為：a：護筒下沉?xí)r未按照規(guī)范操作，留振時間過短，造成護筒埋置深度不足。b：鉆孔時未按照計算的水頭差控制護筒內(nèi)的泥漿水頭高度。如在左幅5#墩樁基施工中，下護筒時估計水頭高度為1.5m，泥漿容重為r1，護筒外水容重為r2，則有r1h1=r2（h2+1.5）。設(shè)r1=1.2g/cm3，r2=1g/cm3當(dāng)h2=18m時，得h1=16.25m，可見護筒腳至庫區(qū)水面18m，泥漿容重為=1.2g/cm3時，為保持1.5m水頭高度，泥漿面應(yīng)低于庫區(qū)水面1.8m，而水頭高度又與每個孔的泥漿質(zhì)量、水文地質(zhì)條件、護筒的下沉深度等因素有關(guān)。c：地質(zhì)條件復(fù)雜，淤泥層約1m厚，而粘土層僅為0.2m厚，下部為強風(fēng)化砂巖，護筒嵌入深度較小。（5）制定對策序號主要原因目標(biāo)措施地點1留振時間過短消滅機械因素加長留振時間，確確保護筒嵌入入河床深度，預(yù)預(yù)備大功率振振動捶進行振振動護筒。施工現(xiàn)場2水頭高度較小規(guī)范現(xiàn)場操作根據(jù)每個樁基的不不同水深分別別作出水頭差差技術(shù)交底，現(xiàn)現(xiàn)場嚴格操作作。施工現(xiàn)場3地質(zhì)原因技術(shù)指導(dǎo)施工查閱地質(zhì)勘察報告告，嚴格交底底，對施工現(xiàn)現(xiàn)場提供第一一手技術(shù)資料料。施工現(xiàn)場實施一利用業(yè)余時間，組織技術(shù)人員對技術(shù)資料、設(shè)計文件、地質(zhì)勘察報告進行學(xué)習(xí)，并編制下發(fā)工序指導(dǎo)書、技術(shù)交底，組織對職工進行技術(shù)培訓(xùn)，學(xué)習(xí)各個工序的工藝要求，制定相應(yīng)的考核辦法，細化工藝要求及流程，嚴格實行獎懲機制，進行技術(shù)性能考核。實施二加長打入護筒的留振時間，使用振動捶通過護筒替打?qū)⒆o筒打至護筒不在下沉，通過地質(zhì)資料對比，確定護筒是否進入強風(fēng)化層，如若未進入，更換大功率振動捶進行振動下沉。實施三在受庫區(qū)發(fā)電影響，庫區(qū)水位落差約3m，因此在鉆進過程中隨時注意庫區(qū)水位的變化，護筒內(nèi)泥漿隨庫區(qū)水位變化往護筒內(nèi)加入或抽出泥漿。實施四加大了護筒留振時間和個別地質(zhì)條件特別復(fù)雜的情況，采取了以上措施仍不能解決護筒漏漿的問題的，我們采取以下措施進行施工：（1）、當(dāng)出現(xiàn)護筒外側(cè)冒出少量氣泡或渾水時，表示漏漿輕微，可適當(dāng)加入水泥以改善泥漿質(zhì)量，繼續(xù)鉆進。（2）、當(dāng)氣泡或泥漿大量涌出時，說明漏漿嚴重，要立即停止鉆進，重新放上護筒替打，使用振動捶加震護筒下沉；或采用回填粘土靜置后再重新鉆孔。針對我們在護筒漏漿檢查出來的問題和通過我們研究制定的對應(yīng)措施，我們在施工的同時，集中人員對所有參戰(zhàn)人員進行了質(zhì)量教育，學(xué)習(xí)了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范及設(shè)計意圖，并于12月25日結(jié)束，在后續(xù)大批的樁基施工中，護筒的漏漿率由以前的100%降低到20%，基本達到了攻關(guān)的要求，即使有個別樁基護筒漏漿，通過簡單的操作方法及時滿足了后續(xù)工程施工的需求。通過現(xiàn)場的整改效果，我們認真總結(jié)經(jīng)驗，制定完善護筒打設(shè)工藝標(biāo)準(zhǔn)，工藝流程，并且納入現(xiàn)場的工藝考核中，認真對照執(zhí)行，提高全體員工的質(zhì)量意識及企業(yè)的榮譽意識；施工過程中嚴格執(zhí)行“三檢”制，消滅一切違章操作；充分發(fā)揮技術(shù)龍頭的作用，進行科技鉆研，以龍頭帶動現(xiàn)場的操作，規(guī)范現(xiàn)場的施工管理。8.總體的施工效果8.1施工效果從整體的施工情況來看，對于尤溪互通2#橋跨度小，墩柱分散，利用設(shè)計結(jié)構(gòu)的自身特點，采用鋼管樁水中平臺的方案施工，充分發(fā)揮浮吊、運輸船的作用，即經(jīng)濟地解決了施工平臺的問題，又解決了砼及材料運輸?shù)膯栴}。8.1經(jīng)濟效益一個墩搭設(shè)一座平臺，一座平臺的費用在15萬左右，運輸船就是小浮箱的拼裝，只要有設(shè)備費用都不很高。而采用便橋法施工，搭設(shè)1延米6米寬的便橋需要1萬元左右，費用非常驚人，況且本橋設(shè)計的左右幅的寬度為24.5米，搭設(shè)便橋后仍然不能解決施工平臺的問題。8.2社會效益我項目部在同一標(biāo)段的其余橋梁水中樁基施工中，根據(jù)橋梁的地形，充分鋼管樁支撐施工工藝，從而保證了安全受控、質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)，按照合同工期完成了標(biāo)段的控制工程，多次受到業(yè)主的稱贊，并在2001年12月15日迎來了福建省委書記宋得福的蒞臨指導(dǎo)。