烟建集团-提高旋挖成孔灌注桩一次成孔率PPT（中建协）.ppt

烟建集团学院路西谭家泊桥梁工程项目部QC小组,提高海水环境及高水位易塌地质条件下 旋挖成孔灌注桩的一次成孔率,烟台市学院路西谭家泊桥梁工程位于烟台市西谭家泊村，桥梁总长82.12m，桥面宽度50m，为六孔标准跨径13m预应力混凝土空心板桥，上部结构为先张法预应力混凝土空心板、桥面连续，下部结构为1.8m高墩柱，上接1.2m高盖梁，基础采用直径1.2m，长24.2m的钻孔灌注桩，全桥共有84根桩基。 施工区域桥位横跨海水养殖场，原有地形地貌已经人工改造，场区地貌单元为冲击海积平原，受潮汐影响明显。,由地质钻探揭示，施工范围内地层沉积较有规律，现从上至下依次为： （1）中砂 （2）细砂 （3）淤泥质亚粘土 （4）亚粘土 （5）中砂 （6）亚粘土 （7）强风化,地质情况示意图,制表：于得水 制表时间：2010年9月30日,表 1,QC小组概况表,制表：于得水 制表时间：2010年10月2日,按照正常的旋挖钻施工工艺依次施工的前四根桩基中，有两根顺利成孔，其他两根在钻孔或清孔过程中发生塌孔，一次成孔率仅为50%，一次成孔率极低。,现状一次成孔率饼分图,成孔50%,塌孔50%,改进造浆方法，提高泥浆质量，加强过程控制， 将桩基一次成孔率由50%提高到100%。,绘图：于得水 绘图时间：2010年10月3日,绘图：于得水 绘图时间：2010年10月3日,人员,机械,材料,方法,环境,塌孔，一次成孔率低,工人责任心不强,奖罚制度不合理,旋挖斗下方泥浆产生相对负压,钻头下沉、提升速度过快,造浆材料选择不当,泥浆质量不合格,泥浆护壁效果差,孔内泥浆压力低于孔外水压力,孔内泥浆水头过低,孔内泥浆水头低于孔外水位,泥浆质量不合格,泥浆护壁效果差,孔外地下水渗入孔内,砂性和淤泥质土层易造成塌孔,潮汐运动引起孔外相对水头变化,泥浆护壁效果下降,未严格按照规范要求操作,沉淀、离析,护筒底部孔壁被泥浆反复冲刷,护筒长度不足,技术交底不详细,操作方法不正确,测量,钻进时旋挖斗触碰孔壁,钻杆不垂直对中,泥浆配比不适合实际施工需要,泥浆不循环,塌孔，一次成孔率低原因分析因果图,制表：于得水 制表时间：2010年10月6日,要因确认计划表,表 2,要因确认1：技术交底不详细,10月5日由邵泽杰、王璞负责对18名专业施工及管理人员进行钻孔灌注桩安全技术交底、工艺操作技能考核，成绩如下表：,要因确认2：奖罚制度不合理,10月5日，张峰组织召开会议，对奖罚制度进行讨论，并对18名管理及施工人员进行问卷调查，文件调查结果如右表：,确认方法：复查技术交底记录、技能考核,确认方法：会议讨论、问卷调查,要因确认3：钻头提升速度过快,10月5日，毛敬国、潘俊峰负责对每次钻头的提升情况进行现场检查，钻头在提升过程均能按要求缓慢下沉和提升，不产生较大的压力波动，不会在旋挖斗下孔内产生负压。,要因确认4：造浆材料选择不当,10月6日，由隋廷华、于得水负责检查现场造浆使用的膨润土合格证，并用淡水进行试验，检验造浆效果。根据现场水质和以往施工经验，应使用碱性的膨润土，现场使用的膨润土为钠质膨润土，满足要求，且用淡水造浆试验时，拌制的泥浆各项指标良好。,要因确认5：孔内泥浆水头过低,10月6日， 由于得水、毛敬国负责对桩基成孔过程中孔内泥浆水头控制情况进行检查，在钻进过程中，每次将旋挖斗内的钻渣提升出孔时造成孔内泥浆水头下降，虽然通过泥浆泵及时从泥浆池内抽取泥浆来保持孔内泥浆水头，但孔内泥浆面最低时，低于河内水位高度，这样容易造成孔外水压力大于孔内泥浆压力，造成塌孔。,确认方法：施工现场检查,确认方法：根据水质检测报告确定,确认方法：施工现场检查,要因确认6：泥浆不循环,10月6日，于得水、孙吉存经过现场观察以及检查，泥浆池中的泥浆利用一台泥浆泵时刻保持在泥浆池内循环，孔内泥浆由于钻头的反复提钻、下钻，基本上也始终处于循环状态，能够保证泥浆质量的均匀稳定。,要因确认7：泥浆配比不适合实际施工需要,10月6日，QC小组全体成员与桩基施工人员一起在现场检查泥浆指标情况，发现用膨润土和现场地下水拌制的泥浆在停止循环后，很快出现凝聚、离析分层现象，完全不能满足施工需要。,经调查，最初拌制泥浆是按照以往施工经验采用膨润土和现场地下水进行造浆，而本工程位于海边，地下水受海水侵入，海水中的离子成分对泥浆质量具有危害性，严重影响泥浆质量，不能发挥护壁作用。,确认方法：施工现场检查,确认方法：施工现场检查,要因确认8：护筒长度不足,10月7日，孙洪福、毛敬国负责在现场对筑岛顶标高、护筒顶标高、河底标高、护筒长度等数据的测量比较，发现当前使用的护筒（3m）埋设后，护筒穿过筑岛填土层后，护筒底恰好位于淤泥层（约1.4m厚）中，而淤泥层在水位线以下为最薄弱的土层，极易在淤泥层中造成塌孔。,要因确认9：海水潮汐影响孔内外相对水头,10月7日，隋廷华、毛敬国通过对海水大潮和退潮的实际水位高程及现场护筒顶高程等测量数据进行比较，海水退潮后水位高程为-0.5m左右，大潮高程为+1.8m左右，而护筒标高一般为+2.7m左右，护筒溢浆口高程为+2.2m左右，护筒溢浆口高程仅比海水大潮水位高40cm，孔内泥浆面高程在1.4 2.0m之间，有低于孔外海水面高程的危险，易造成塌孔。,确认方法：现场测量比较,确认方法：现场测量比较,要因确认10：砂性和淤泥性土层易造成塌孔,10月7日，孙洪福、宋修芹负责检查了现场钻进记录并对照地质勘查报告，砂性土和淤泥质亚粘土在水位线以下时，稳定性较差，经现场讨论，在钻孔过程中，保证泥浆护壁质量、放慢钻进和提升旋挖斗的速度，减少在泥浆流动速度等措施，可以预防塌孔的发生。,要因确认11：孔外地下水渗入孔内,10月7日，隋廷华、姜爱国、于得水、毛敬国经与施工人员讨论分析认为，如果拌制的泥浆质量合格，那么即使有孔外地下水渗入孔内，也可以通过及时补充和调整泥浆的方法解决这一问题，不会导致塌孔。,要因确认12：钻杆不垂直对中,10月5日，于得水、毛敬国负责对钻进过程中进行现场检查，根据旋挖钻机的机械操作原理，钻机在开钻时定位完成后，以后每次提钻、下钻均以钻机内机电一体化系统精确控制，钻头自动归位，能够保证钻进过程中钻杆垂直对中，旋挖斗不再触碰已成孔部分的孔壁。,确认方法：施工现场检查,确认方法：现场观察讨论,确认方法：施工现场检查,制表：于得水 制表时间：2010年10月8日,10月8号，QC小组按5W1H方法对已确认的4条要因制定了相应的对策措施。,对策措施表,表 3,通过水质检测及现场配比试验配制出符合施工要求的泥浆并应用于实际施工,1、10月8日，隋廷华、于得水对饮用水、外运淡水及孔内渗出的地下水分别取样送山东省水环境监测中心烟台分中心作水质检测。检测报告显示，外运淡水各项指标均接近于饮用水，而孔内渗出的地下水其氯离子、硫酸盐、总硬度、离子总量等几项指标都远远超过正常水质指标，对泥浆质量都具有较大的危害性。,2、10月9日，经过查阅以前相关资料、与施工人员交流，由于旋挖钻比传统的冲击钻、回旋钻成孔工艺对泥浆性能要求较高，尤其是水质不佳时，需配制高级泥浆，即用膨润土造浆或在泥浆中按照一定的比例加入增粘剂（聚丙烯酰胺、纤维素（CMC）或分散剂（火碱（NaOH）或纯碱（NaCO3）等化工原料，提高泥浆的相关指标，达到满足施工要求的效果。因此，现场决定，购买少量的各种化工原料到现场，就地取材利用现场地下水、外运淡水、膨润土等进行泥浆配比试验。,10月10日10月11日，QC小组成员与施工人员一起进行泥浆配比试验，根据水质检测报告和相关资料、经验等进行试配，根据试配出来的泥浆效果和实际施工条件再对配比进行微调，经过多次反复调整，最终得到的泥浆各项指标均满足规范要求。,经过多次反复尝试，最终确定的泥浆拌制方案为：利用外运淡水在泥浆池内拌制泥浆，泥浆中加入一定比例的化工原料，使泥浆各项指标略高，在实际钻孔过程中，对从孔内循环出来的泥浆根据实际情况再次在泥浆池中进行调整，始终保持泥浆指标满足实际施工需要。通过以上措施的落实，较好的解决了泥浆质量问题，为提高钻孔桩一次成孔率和施工质量做了保证。,3、10月12日，将泥浆池中原有的不合格泥浆排除后，重新外运淡水，在泥浆池中按照已得到的泥浆配比进行拌制，并对泥浆的各项指标进行检验、调整。满足施工需要后，开始应用于实际施工。,将现有钢护筒加长至5m长，护筒埋设时减少对原状土层的扰动,1、10月8日，孙洪福通知桩基施工队伍，将现有钢护筒（3m）焊接加长至5m。这样，可以保证护筒穿过河底淤泥层，防止在淤泥层位置发生塌孔。,这一措施的落实，解决了在护筒底淤泥层中发生塌孔的隐患。,2、10月11日，于得水指导护筒埋设，最后11.5m借助钻机将护筒压入原状土层，护筒外围用粘性土回填压实，这样做减少了对原状土层的扰动，保证了护筒周围土体稳定。,护筒加长示意图,及时补充孔内泥浆，保持孔内泥浆面高度符合施工要求,10月11日，由于得水负责对施工队伍进行交底通知，要求施工队伍在埋设护筒时抬高护筒高度，并在钻孔过程中及时补充孔内泥浆，要求孔内泥浆面始终高于孔外大潮水位2m以上，在钻孔过程中，项目部也加大了这一问题的检查频率，以督促该措施的有效落实。,采取上述控制措施后，始终保持孔内泥浆水头高度比大潮时孔外水位高2m以上。需要注意的是涨潮过程中应加强控制，根据现场实际测量，潮汐前后水位浮动范围达到2.3m，为防止水位变化对施工的影响，我们要求，护筒埋置后，溢浆口高程最低不得小于大潮水位2m，在涨潮过程中，必须保证泥浆面始终达到溢浆口高度，这一措施的落实，解决了泥浆水头和潮汐运动对施工的影响。,2010年12月2日，桩基施工全部结束，除了在小组活动前钻孔出现过3次塌孔外， 小组活动后未出现过任何塌孔，桩基一次成孔率达到100%，QC活动效果非常明显，实现小组活动目标。, 通过QC活动的开展，影响灌注桩一次成孔率的根源问题得到彻底解决，随着具体措施的落实，其他方面的质量问题也得到明显改善； 灌注桩完成后经烟台市建设工程质量检测站对桩基进行小应变和超声波检测，所有桩基全部合格。,（1）旋挖钻成孔工艺成功取代原计划中的回旋钻成孔，每延长米桩基节约工程造价： 回旋钻成孔单价-旋挖钻成孔单价=681.51元/延米-566.18元/延米=115.33元/延米 本工程2077.92m桩基，共节省成本：115.332077.92=23964.51元=23.965万元 （2）由于使用旋挖钻成孔工艺，实际工期比计划工期提前了至少15天，工期成本明显节约，按照每天1工程造价计算，共节约工期成本151367.8万1=21.517万元 （3）施工过程中增加化工原料费用约2.6万元 （4）本次QC活动成本约4500元。,QC活动费用表,旋挖钻施工时旋挖出的钻渣基本是相应地层的原状土，可以用装载机及时的铲运出场，不存在泥浆污染环境问题，保证了现场文明施工和环境保护。,海水环境及高水位易塌地层条件下旋挖钻机成孔工艺的成功实施再一次证明了旋挖钻机的优势，得到了业主和监理的认可，施工质量和进度得到一致好评。,自我评价表,图 5 自我评价雷达图,制表人：于得水 制表时间：2010年12月8日,表 4,在这次活动中，小组成员不仅增强了攻克难关的自信心，提高了解决问题的能力，而且加强了集体的团队协作精神。更深深的体会到了QC活动对工程的重要性和意义，纷纷表示，在以后的工作中，将更加深入的继续开展QC活动。,（1）本次QC小组活动，较好的确保了旋挖钻机在海水环境及高水位易塌地