主墩桩基施工QC.docx
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主墩桩基施工QC.docx
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主墩桩基施工QC
武合高速公路白果渡嘉陵江特大桥
如何在结构松散、透水性大的厚覆盖层上进行桩基施工
(QC成果发表材料)
发表人:
孟绥宝
中铁一局桥梁工程处
二零零四年一月
目录
一、工程概况………………………01
二、小组概况………………………01
三、选题及选题理由……………………01
四、对问题的分析与处理……………01
第一次PDCA循环………………01
第二次PDCA循环………………01
五、总体效果评价…………………01
六、巩固措施………………………01
七、努力方向………………………01
一、工程概况
白果渡嘉陵江大桥全长1433.78米,22个墩柱,桩基础,引桥40m简支T梁,最高墩身50m。
主桥为135+230+135m悬灌箱梁,单箱单室结构,是目前中铁一局在建及已建的跨度最大的三向预应力连续刚构桥梁,技术含量高,施工难度大,工期紧。
主桥桩基直径2.3米,长22米,桩底距地面33~35米,距主河道仅三十余米,主墩所处地面高出枯水位一米。
覆盖层7~10米,且经当地筛选卵石厂翻动过,结构极其松散,透水性大。
二、小组概况
1、小组基本情况见表1
小组名称
武合高速白果渡嘉陵江特大桥QC小组
登记编号
小组成立日期
2003年2月1日
小组登记日期
2003年2月5日
小组类型
现场攻关型
小组人数
10
本次课题
活动情况
活动时间
2003年2月5~2003年6月1日
活动次数
13次
接受TQC基
本知识教育
10人均接受48小时TQC课程教育
2、小组成员见表2
序号
姓名
性别
年龄
学历
职务(职称)
组内职务
1
李鸿
男
42
本科
项目经理
组长
2
陈作光
男
32
本科
项目副经理
副组长
3
孟绥宝
男
29
本科
工程部长
副组长
4
陈跃滨
女
32
中专
质检员
组员
5
穆秋胜
男
27
大专
技术员
组员
6
程晓刚
男
27
大专
技术员
组员
7
唐富学
男
30
大专
实验员
组员
8
胡青山
男
48
中专
物资主任
组员
9
乔乃生
男
50
中专
领工员
组员
10
王耀洲
男
50
中专
安全员
组员
11
李鹏辉
男
28
大专
机械工程师
组员
三、选题理由
四、对问题的分析与处理
由于该桥水中墩位于河漫滩中,砂卵石覆盖层7~10米,且经当地筛选卵石厂翻动过,结构极其松散,2003年2月1日开工,已过冬季枯水期,距洪水期6月中旬~10月仅4个多月,要完成桩基、承台及部分墩身,工期紧、任务重、难度大,我们小组经过努力攻关,进行了多项施工技术革新,终于取得了桩基施工难题的重大突破,在洪水期前完成了桩基、承台和部分墩身的施工任务,且质量优良。
其PDCA循环过程从总体上可分为两次。
第一次PDCA循环(时间:
2003.2.5~2003.3.1)
P——计划阶段
1、目标
选择出经济合理,即有利于施工又能保证质量、进度、安全和环境的桩基施工方法,探索出一套结合实际情况的施工方法。
2、现状调查
1白果渡嘉陵江特大桥是武合高速公路上的重要控制工程,桩基施工又是重中之重,如果在洪水期前桩基、承台不能完工,墩身出不了地面,工期将严重滞后,影响全线,造成极坏影响。
2我处曾在北碚嘉陵江特大桥引桥桩基施工中,穿过河漫滩约3米厚的卵石覆盖层,有可借鉴之处。
3我处通过ISO9000族标准认证已多年,具有完善的质量、安全保证体系和管理经验。
通过对现状的调查,我们认为有能力成功完成桩基的施工任务,使其达到验收要求,但要切实保证成孔质量,确保施工安全,就必须有一个充分的准备,首先找出各种不利因素,制定相应的对策,确定合理的施工方案和详细的施工工艺。
对影响桩基施工的主要不利因素分析见图2。
通过对人员、机械、材料、方法、环境五大方面重点分析,找出影响桩基在覆盖层施工的主要不利因素共计7条,并制定了相应对策,详见表3。
图2影响桩基施工的主要不利因素
表3主要不利因素及相应对策
序号
存在的问题
相应对策
执行人
完成时间
1
对此类结构松散厚砂卵石层的桩基施工是第一次,没有经验
对工人进行岗前培训、技术交底并现场加强技术指导
孟绥宝
穆秋胜
程晓刚
2003.2.15
2
桩基施工机械、设备陈旧,数量也不足
购置新设备、更换损坏部件
李鸿
李鹏辉
2003.2.20
3
护壁所需钢筋、水泥、砂、石等原材料质量难以保证
加强供料方的调查和评审,择优选择
陈作光
胡青山
2003.2.10
4
常规施工方法在松散的卵石层无法开展,垮塌严重
打破常规构思提出多种方案进行比选、优化
孟绥宝
乔乃生
2003.2.20
5
在低温、水下的情况下,需要早强的护壁混凝土配合比难以确定
做多组配合比试验,择优选择
唐富学
2003.3.1
6
施工工艺及质量、安全保证措施不完善
制定详实、具可操作性的施工工艺,严格执行ISO9000标准,加强质量、安全控制
孟绥宝
陈跃滨
王耀洲
2003.2.15
7
处于河道边,地面仅高出枯水位一米,一但涨水,施工场地将
合理布置场地,设置小围堰,不必要的设备转移至高处,并加强与上游水文站联系
陈作光
孟绥宝
乔乃生
2003.2.20
D——组织实施
实施1桩基施工方案选定
通过查阅资料,结合以往的施工经验,共提出四种可行性方案:
方案1:
先采用剥除掉结构松散、透水性大的砂卵石覆盖层,设置隔水围堰,安装抽水设备,再基岩上进行人工挖孔。
方案2:
挖孔时在砂卵石覆盖层中采用δ10mm钢板卷制的钢护筒支护,防止孔壁塌陷。
方案3:
采用冲击钻,泥浆护壁穿越砂卵石覆盖层,最终水下灌注混凝土。
方案4:
在砂卵石覆盖层中先进行提前支护,在人工挖孔,边挖边使用喷射混凝土加强支护,每挖进1米左右时浇注护壁混凝土,达到设计强度后进行下一个循环直至穿过覆盖层。
就以上4种施工方案的主要优缺点、需要的设备和费用进行比较(见表4),
方
案
优点
缺点
所需主要设备
所需时间
费用(元)
说明
1
1、不用穿越砂卵石覆盖层
2、挖孔时施工难度小
3、技术含量低,质量易保证
1、开挖工程量大
2、所需抽水量大、时间长,费用高
挖掘机、自卸车
12天
64800
总挖方量约为16000m3
60台11KW水泵
30天
237600
隔水围堰
50000
人工、空压机
30天
150000
费用合计
42天
502400
2
1、穿越砂卵石覆盖层时不易引起坍塌
2、挖孔时施工难度较小
1、钢护筒费用大,混凝土浇注后不易拆除
δ10mm钢板、卷板机
544250
24台6KW水泵
40天
69120
人工、空压机
40天
200000
费用合计
40天
813370
3
1、施工人员劳动强度小
2、所需施工设备、人员数量少
1、施工时间过长,无法在洪水来前施工完基础工程
2、技术含量较高,易塌孔,质量不易保证
4台钻机
150天
420000
因场地限制,只能设置4台钻机
4台泥浆循环泵
150天
240000
人工
150天
108000
费用合计
150天
768000
4
1、穿越砂卵石覆盖层时不易引起坍塌
2、挖孔时施工难度较小
3、技术含量低,质量易保证,费用小
1、施工作业环境差
24台6KW水泵
45天
77760
人工、空压机
45天
225000
护壁混凝土
141300
费用合计
45天
444060
最终选定第4种方案为实施方案。
方案示意图见图3。
实施2护壁混凝土配合比选定
为保证在低温、水下的条件下获得混凝土的早期强度,保证施工安全,缩短施工周期,选用42.5R普硅水泥,通过十多组试验,最终选定一组,塌落度12cm,掺入0.7%的早强剂,并适量加入较大破口卵石。
实施3施工场地布置选定
为保障正常施工,防止涨水时造成不必要的损失,在场地安装两台60m3空压机,通过储压包、管道连接至各孔,每两个孔安装一个吊架,利用电动葫芦提升出渣。
实施4制定详细的施工工艺
确定施工顺序,鉴于覆盖层结构极其松散,透水性大,为保证施工人员安全,成孔质量,每节护壁施工时挖进20~30cm即用喷射混凝土固定四周卵石后在进行挖掘,循环2~3个周期后再立模浇注护壁混凝土,达到要求强度后进行下节护壁的施工。
C——检查阶段
通过上述措施,护壁支护牢固,施工安全度高,施工质量易保证,穿越覆盖层时孔壁坍塌现象少,施工进度较快,证明了该方案的施工工艺是可行的。
遗留问题:
⑴水流冲刷,护壁内侧容易造成空洞,造成安全隐患;
⑵挖掘时因无支护,容易造成小范围坍塌,造成施工困难;
⑶为防止坍塌,挖掘和喷射混凝土交叉施工频繁,影响施工进度;
⑷涨水后,因护壁与覆盖层摩擦力较小且无支撑,护壁有下滑现象。
A——问题处理
将C阶段遗留问题放入第二次PDCA循环解决,对成功之处加以肯定并继续完善。
第二次PDCA循环(时间:
2003.3.1~2003.4.5)
P——计划阶段
1、目标
克服第一次循环存在的问题,形成更加完善的施工工艺,即要保证施工顺利进行,又要保证质量、安全和环境达标。
2、现状调查
由于准备工作充分细致,故第一次循环取得了很大的成绩,从总体上看,本工程采用的施工方法是切实可行的。
然而毕竟该方法是首次使用,所以第一次循环出现的问题较多,我们必须采取强有力措施,逐一克服,才能保障施工。
3、原因分析及对策
通过对现状的调查,我们认为第一次PDCA循环遗留问题中,属于施工方法不完善,问题的改进措施见表5。
对于由水流冲刷形成空洞,孔壁塌陷的影响因素很多,其因果分析见图4,改进措施见表6。
图4因果分析图
表5存在的问题改进措施
序号
存在的问题
相应对策
执行人
完成时间
1
水流冲刷,护壁内侧容易造成空洞,造成安全隐患
加强护壁特别是接缝处混凝土质量,以减少水流进入造成冲刷。
并对已有空洞进行压浆
穆秋胜
程晓刚
2003.2.15
2
挖掘时因无支护,容易造成小范围坍塌,造成施工困难
在孔壁四周外侧,间隔10~20cm打入钢管,深入至基岩,形成提前支护
孟绥宝
乔乃生
2003.2.20
3
为防止坍塌,挖掘和喷射混凝土交叉施工频繁,影响施工进度
打入钢管后,可适量加深挖进深度,降低交叉施工次数,加快了施工速度
孟绥宝
穆秋胜
胡青山
2003.2.10
4
涨水后,因护壁与覆盖层摩擦力较小且无支撑,护壁有下滑现象
护壁加强竖向钢筋,并相临孔之间用砼横梁连接,防止护壁错位、下滑
孟绥宝
乔乃生
胡青山
2003.2.20
表6因果分析的改进措施
因素
存在的问题
相应对策
执行人
完成时间
人
新工艺、无经验
对职工进行岗前培训、并详细交底
孟绥宝
施工前
重视不足,责任心不强
加强教育,落实责任
陈作光
施工前
机
砼喷射机陈旧,易出故障
更换故障部件
李鹏辉
施工前
法
工艺不健全
细化施工工艺
孟绥宝
施工前
配合比不当
调整配合比,延长搅拌时间
唐富学
施工前
振捣时间不当
控制振捣时间
穆秋胜
施工中
普通震动棒效果不好
更换为小型手提震动棒
胡青山
施工前
护壁尤其是接缝处砼质量较差
加强振捣,控制浇注方式
程晓刚
施工中
D——实施阶段
对原因分析中两大部分问题分别采用表5、表6组织实施。
C——检查阶段
由于对第一次PDCA循环中出现的问题分析全面深入,措施得力,故在第二次循环结束后,问题得到解决,桩基施工质量优良,安全受控,未造成环境污染,施工进度也得到了保证。
通过业主、监理及相关方的多次来工地参观、检查,肯定了该施工方案及桩基成孔质量。
混凝土灌注后,由重庆公路质检中心对所有桩基进行超声波检测,全部合格。
A——问题处理
1、总结成功经验,巩固各项措施,保证质量、安全控制实施的持续性。
两次PDCA循环见图5。
五、总体效果评价
1、该施工方案先进新颖,使用效果好,为今后在结构松散、透水性大的厚覆盖层上施工基础提供了一个新思路。
2、该方案在保证质量、安全和环境的前提下降低了施工难度,减少了工程投入,降低了施工成本。
3、此桩基施工的顺利结束,为今后类似工程积累了宝贵经验,锻炼了一批新人,为企业的发展奠定了坚实基础。
六、总体效果评价
1、将施工中所积累的经验编写成详细的施工工艺,用以指导今后类似工程的施工。
2、技术部门加强现场指导,确保全过程都严格按成功的施工工艺规范操作,质检和安全部门加强监督检查,保证质量和安全受控。
3、对机械设备加强保养维修,确保施工过程中运转正常。
4、严把原材料进场质量关,杜绝不合格材料进场,同时对已进场材料加强管理,分类堆放,防止污染。
七、努力方向
我们QC小组在本工程主墩桩基施工中,依靠集体智慧,勇于开拓,大胆创新,取得了第一阶段的胜利,在洪水来临前完成了桩基、承台及部分墩身,这极大地鼓舞了我们的信心。
我们将继续努力创新,扩大战果,并针对本桥其他的难点继续进行技术攻关,保证优质高效的完成白果渡嘉陵江大桥的施工任务,不断开阔视野,拓宽思路,力争在今后的施工中不断创新,以先进的技术、优良的质量、完善的服务赢得各方信誉,为企业争光,为我国的桥梁事业做出应有的贡献。
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