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
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
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。
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
「1
活动时间
2003年2月5〜2003年6月1日
活动情况
活动次数
13次
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。
大桥QC小组
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
活动时间
2003
年2月5〜2003年6月1日
活动情况活动次数
13次
在确保项目的质量.琪境及职业健康与婪全三个保证体系正常运行的昱础上,运用TQC知识、通过QC小组活动'使工程质1S进度和安全愛控*
武合高速是重庆审鳴卜时重庆-童点工程,白呆渡嘉陵江林大桥是我处开拓丙南的又一窗口]其跨度为我局同类型桥梁中最大,我怕必须以先进的技术.高水准的质量圖满完成工程,确保工程质量达国优d
主嫩桩基位于河漫淹中'紧靠主河道、2月初进场开工时已过冬李姑水期,24根桩基数量纟,且砂躬石覆盍层L9米,館构O,透水強竝工剔緊迫.
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IS09000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。
人员]一I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
机械桩基施工机械、设备陈旧,数量也不足
要不利因素
材料护壁所需钢筋、水泥、砂、石等原材料质量难以保证
常规施工方法在松散的卵石层无法开展,垮塌严重
方法在低温、水下的情况下,需要早强的护壁混凝土配合比难以确定
施工工艺及质量、安全保证措施不完善
环境一处于河道边,地面仅高出枯水位一米,一但涨水,施工场地将被淹没
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
L
对工人进行冈前培训、技术交底并现场加强技术指导
h1
孟绥宝
穆秋胜
程晓刚
r
2003.2.15
2
桩基施工机械、设备旧,数量也
不足
购置新设备、更换损坏部件
鸿
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
作光
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
做多组配合比试验,择优选择
唐富学
2003.3.1
强的护壁混凝土配合比难以确定
—
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
跃滨
王耀洲
」
2003.2.15
—…….....
7
处于河道边,地面仅咼出枯水位
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
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310mm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),
s.■■■!
1
方!
|!
所需||
!
优点!
缺点!
所需主要设备!
[费用(元)!
说明
案IiI[时间j|
、不用穿越砂卵石覆盖层
、挖孔时施工难度小
、技术含量低,质量易保
1、开挖工程量大
2、所需抽水量大、
I
时间长,费用高
挖掘机、自卸车
I■・■■・■■・■■・・■・・・・・H
60台11KW水泵
隔水围堰
人工、空压机
费用合计
310mm钢板、卷板机
1、穿越砂卵石覆盖层时不1、钢护筒费用大,
24台6KW水泵
2易引起坍塌
混凝土浇注后不易
人工、空压机
12天
■r■■・■■■■■
30天
s.baaa
30天
I
42天
40天
pmBW■■■■
40天
64800
237600总挖方量
■■JJLL■■jj
50000约为
15000016000m'
544250
502400
69120
200000
2、挖孔时施工难度较小拆除
、施工人员劳动强度小
、所需施工设备、人员数
1、穿越砂卵石覆盖层时不
易引起坍塌
42、挖孔时施工难度较小
3、技术含量低,质量易保
I
证,费用小
费用合计
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
!
4台泥浆循环泵
卜■亠■IBU・・4・・亠」I■Bil
人工
费用合计
40天
150天
f——[
150天240000因场地限
150天108000制,只能
P——I
Ii:
设置4台
150天768000钻机
813370
420000
24台6KW水泵
45天
77760
人工、空压机
45天
225000
护壁混凝土
j141300
费用合计
45天
444060
1、施工作业环境差
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:
2003.3.1〜200345)
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。
重miSilvia
人员
机械
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i相应对策
执行人
完成时间
1
水流冲刷,护壁侧容易造
I1
加强护壁特别是接缝处混凝土质量,以减少
1
穆秋胜
ii
2003.2.15
成空洞,造成安全隐患
i
水流进入造成冲刷。
并对已有空洞进行压浆
11
程晓刚
挖掘时因无支护,容易造
1
在孔壁四周外侧,间隔10〜20cm打入钢
孟绥宝!
2成小围坍塌,造成施工困
2003.2.20
难
管,深入至基岩,形成提前支护
乔乃生
为防止坍塌,挖掘和喷射
打入钢管后,可适量加深挖进深度,降低交
孟绥宝
I
3混凝土交叉施工频繁,影
叉施工次数,加快了施工速度
穆秋胜2003.2.10
?
响施工进度
青山
涨水后,因护壁与覆盖层
II
护壁加强竖向钢筋,并相临孔之间用砼横梁
GL
孟绥宝
4摩擦力较小且无支撑,护
连接,防止护壁错位、下滑
乔乃生2003.2.20
壁有下滑现象
青山
表6因果分析的改进措施
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。
A1
P1
C1
DlJ
一
/“一
//A2
1
P2■
\C2/'
D2
第二次PDCA循环:
P:
解块礼壁坍塌及水流冲刷形成空涓I的问題
D:
见第二次PDC.谢芟表
C;效杲良好,达到预期要求
A:
循珮终止
第一次PDCA循环:
P:
选择经济合理,能保证质歌进度、安全和环境的桩基施工方法
D:
见第一次PDCA对黄表
C;施工方案总体可行
A:
水況形成空泓坍塌彰响施工进度并造成安全隱患
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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