桥梁水中墩桩基施工护筒漏浆QC活动成果.pdf

1.工程概况 1.1.工程简介 某桥梁设计为分离式，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，水位变化较大该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 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，因此清孔采用气压反循环法，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： 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：**活动起讫时间：**；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 3.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因此该项目在开工初期就引起业主、上级管理单位、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，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.PDCA 循环 （1）现场调查 深水桩基的施工，护筒漏浆严重制约了平台的使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”，细致的做好每一个环节，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。

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 28m，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 （2）原因分析  （3）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 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 （4）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 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）针对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**年*月*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 （3）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。

及时满足了后续工程施工的需求学习了相关的技术规范及设计意图，并于*年*月*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也能达到要求 6.总体的施工效果 6.1 施工效果 从整体的施工情况来看，对于尤溪互通 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 6.2 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 6.3 社会效益 本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，多次受到业主和上级主管单位的称赞 7.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，为以后桥梁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。

8.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。