缩短干成孔灌注桩高应变检测周期新方法

1、PAGE 缩短干成孔灌注桩高应变检测周期新方法单 位： 中铁建设集团有限公司 QC小组名称： 中铁建设集团黄山北站项目部QC小组 课 题 名 称： 缩短干成孔灌注桩高应变检测周期新方法 发 表 人： 刘鹏 陈永强 时 间： 2014年3月 第 页 共24页 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc398643564 一、工程概况 PAGEREF _Toc398643564 h 1 HYPERLINK l _Toc398643565 二、小组简介 PAGEREF _Toc398643565 h 2 HYPERLINK l _Toc398643566 三、选择课题 PAG

2、EREF _Toc398643566 h 3 HYPERLINK l _Toc398643567 4、设定目标 PAGEREF _Toc398643567 h 4 HYPERLINK l _Toc398643568 五、提出方案，并确定最佳方案 PAGEREF _Toc398643568 h 6 HYPERLINK l _Toc398643569 六、制定对策 PAGEREF _Toc398643569 h 12 HYPERLINK l _Toc398643570 七、按对策实施 PAGEREF _Toc398643570 h 13 HYPERLINK l _Toc398643571 八、检查

3、效果 PAGEREF _Toc398643571 h 21 HYPERLINK l _Toc398643572 九、制定巩固措施 PAGEREF _Toc398643572 h 24 HYPERLINK l _Toc398643573 十、总结和下一步打算 PAGEREF _Toc398643573 h 25一、工程概况1.1设计概况黄山北站设站房总建筑面积39582，其中站房面积37632，并入生产用房面积1950。建筑层数:主体三层，建筑总高度23.5m，其中地下一层为出站大厅及四电用房、地上一层为进站候车层，地上二层为候车层。黄山北站站房桩基560根、雨棚桩179根，桩基形式为混凝土灌注

4、桩，单桩竖向承载力特征值2500KN，竖向承载力检测要求：工程桩施工完成后应进行竖向承载力检测，即进行单桩竖向抗压静载荷试验和基桩高应变检测，其中单桩竖向抗压静载荷试验桩数不得少于同条件下总桩数的1%且不少于3根（本工程站房本次取5根，雨棚取3根）, 基桩高应变检测按同条件下总桩数的5%且不少于5根（本工程站房本次取28根，雨棚取9根）。经检验合格后方可进行上部结构施工。 站房站台工程桩情况见下表： 表1单体名称桩类型桩长（mm）砼强度等级桩端持力层单桩承载力特征值（kN）总桩数（根）备注站房800钻孔灌注桩12.117.6C403中风化泥质粉砂岩2500560工程桩站台800钻孔灌注桩141

5、700/1800/1900175工程桩制表人：陈永强 制表日期：2013年12月10日 1.2检测工作设计要求与内容工程桩承载力验收：采用高应变检测，按总桩数的5%且每单体不小于5组进行抽检。 表2站名单体名称桩基类型单位高应变静荷载试验黄山北站站房800钻孔灌注桩根285（5000kN）站台根83（5000kN）合计根368 制表人：陈永强 制表日期：2013年12月10日 图1 黄山北站效果图制图人： 刘鹏 制图时间：2013年12月10日二、小组简介本QC小组是由业务能力强，管理经验丰富的分公司及集团的技术质量方面负责人和项目部经历过大型站房施工技术人员组成的小组，通过技术人员同现场桩基

6、检测人员及实施的有效沟通，将QC小组活动成果落实到工程中去。QC小组概况 表3 小组名称中铁建设集团黄山北站项目部QC小组课题名称缩短干成孔灌注桩高应检测周期新方法注册编号TZ-2013-01课题登记号QC201301小组人数10活动次数8平均年龄32活动出勤率100%日平均活动时间8小时小组类型创新型课题活动起止时间2013年12月10日2013年12月25日序号组内职务姓 名年龄工作岗位文化程度职 称组内分工1组长刘鹏32总工本科工程师总体筹划、技术攻关2副组长张国平34项目经理本科高级工程师组内分工协调落实3指导韩锋37公司副总经理兼总工程师硕士教授级高工技术指导方案选择4指导杨大志30

7、铁路指挥部质量部质量主管本科工程师指导（QC诊断师）5组员陈永强28土建技术本科助理工程师活动实施及分析总结6组员王强31质量负责人本科助理工程师过程控制7组员江志远30土建技术本科助理工程师活动实施8组员李心杰30工长本科助理工程师活动实施9组员余振礁45桩基检测负责人本科工程师技术指导及活动实施10组员聂翠翠27预算员本科助理工程师成本分析制表人：陈永强 制表日期：2013年12月10日 三、选择课题图2缩短干成孔灌注桩高应变检测周期的新方法目标图 制图人： 刘鹏 制图时间：2013年12月10日3.1黄山北站施工工期紧张，要求四电用房（位于地下一层）在2014年5月30日前交付电气化局单

8、位使用，设计图纸中要求混凝土灌注桩进行高应变检测36根，检测前期准备时间长，影响地下一层施工时间。3.2高应变常规检测前准备工作桩头需要进行二次施工，对二次浇注桩头方案进行优化，为后续施工创造条件，达到优化工期的目的。3.3通过对干成孔灌注桩高应变检测周期的缩短，为承台基础梁施工赢取时间，能够进行流水作业，达到节约工期成本的目的。针对以上情况,为了工程进度的有序推进，对干成孔孔灌注桩高应变检测进行工期优化，特成立本QC小组。 4、设定目标 4.1、QC小组根据地勘报告黄山北站桩基属于干成孔施工，桩头顶部混凝土强度较高，小组成员将目标设定为：将干成孔灌注桩高应变检测周期缩短至31天。4.2、小组

9、成员有桩基检测方面的专家，以及小组成员都是经历过多个大型站房桩基施工的技术、管理人员组成，具有多年施工经验，比较熟悉QC活动程序。人员整体素质较高，同时项目及公司领导非常重视：项目部经理张国平，分公司副总经理兼总工程师是韩锋给予大力支持，鼓励技术创新，科技攻关，多做试验，多出成果，把黄山北站建设成合福铁路安徽段站房施工的标杆，为现场施工安排能够提供很多有便利条件。因此，我们相信在公司和项目全体人员的支持以及QC小组自身的坚持和努力下，完全能够实现既定的活动目标。图3 缩短干成孔灌注桩桩高应变检测的新方法目标设定柱状图制图人：韩锋 制图时间：2013年12月11日4.3目标分析：QC小组对桩基高

10、应变检测周期影响工期因素进行统计分析。表4序号检查项目(36根桩)频数用时（天）频率（%）累计频率（%）A桩头养护（二次）286565B桩头破除3772C桩头修整3779D桩头破除（二次）3786E桩头支模（二次）24.790.7F桩头混凝土浇注（二次）24.795.4G桩头钢筋网片加强（二次）12.397.7L桩头软弱层剔凿12.3100合计43100制表人：陈永强 时间：2013年12月11日 图4 影响施工周期因素排列图 制图人：陈永强 时间：2013年12月11日结论：从图表中可以看出，桩头混凝土二次施工后养护周期长是影响工期的主要因素，通过利用桩身与桩头一次施工，减少桩头二次施工养护

11、可有效缩短工期。五、提出方案，并确定最佳方案5.1方案提出：QC小组成员围绕“缩短干成孔灌注桩高应变检测周期”应用图表分析法展开专题讨论，集思广益提出了两种方案。 表5方案工序对比方案一方案二方案三1、混凝土桩应先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。2、桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合。3、 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上。4、 距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置钢筋网片23层，间距60100mm。5、 桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高12级，且不得低于C30

12、。6、 高应变法检测的桩头测点处截面积应与原桩身截面积相同。7、桩身、桩头自然养护28天。 8、高应变检测1、由于桩身混凝土强度C40，先进行模拟实验，对已经开挖的承台桩进行高应变检验，检查桩头是否开裂。2、如开裂，在桩基施工时立即进行桩头钢筋网片加强。 3、桩头表面及500mm以下聘请专业石匠进行剔凿修整桩头。 4、桩头500mm范围内围设直径800mm定制钢护筒与桩头之间缝隙用纯净砂子填充密实，保证桩头与护筒连接较好。 5、高应变检测。1、确定高应变桩基检测具体位置。2、距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设置

13、钢筋网片23层，间距60100mm。3、桩身浇注完成混凝土后，进行桩顶混凝土浇注，桩顶混凝土标号为C45。制表人：陈永强 制表日期：2013年12月12日 最佳方案时间周期分析对比表 表6项目技术特点工期对其他工序的影响结论方案一（建筑基桩检测技术规范）在桩基混凝土强度达到100%后，破除桩头后，进行桩头二次浇注，桩头强度设计要求，检测过程中桩头不容易开裂。施工周期长。开挖桩头二次浇注砼后养护不小于28天，冬季施工需要加强保温措施，养护周期需加长。桩身强度达到75%80%约15天+开挖后剔凿桩头(每天12根)3天，桩头支模浇注混凝土养护28天+桩头顶面处理1天=施工周期47天由于工期紧，对后序

14、承台及结构梁板施工影响大（业主要求2014年5月30日对地下一层四电用房移交电气化局单位进行设备安装调试）。能实现目标，但施工周期长，施工成本高。方案二桩头一次浇注，施工周期短，速度快，桩头标号没有按规范要求提高，在检测中可能出现桩头开裂现象。承台开挖后可以进行高应变检测。开挖后桩头修整后使用钢护筒加固后可立即进行高应变检测。修整桩头12根/天，高应变检测12根/天。三天内全部完成。周期28天3天=施工周期31天。无能够实现目标，由于桩基施工为干成孔法，需要进行模拟实验验证是否能满足高应变检测要求。方案三1、满足规范要求，桩头混凝土标号需要提高。承台开挖后可以进行高应变检测。开挖后桩头修整后使

15、用钢护筒加固后可立即进行高应变检测。修整桩头12根/天，高应变检测12根/天。三天内全部完成。周期28天3天=施工周期31天。无能够实现目标，且桩高应变检测质量有所保证、增加了36个桩头混凝土标号，比方案二增加材料成本。制表人：刘鹏 制表日期：2013年12月12日 图5 高应变检测施工方案对比图 制图人： 杨大志 制图时间：2013年12月12日图6高应变检测桩头处理方案一制图人： 陈永强 制图时间：2013年12月12日图7高应变检测桩头处理方案二制图人： 韩锋 制图时间：2013年12月12日图8 高应变检测桩头处理方案二制图人： 江志远 制图时间：2013年12月12日图9 高应变检测

16、桩头处理方案二、方案三对比制图人： 张国平 制图时间：2013年12月12日图10 高应变检测桩头处理方案一 三桩头感观图制图人： 王强 制图时间：2013年12月13日 1）方案一：桩身浇注完毕后，凿去原桩头软弱混凝土，针对水下混凝土灌注桩进行，桩头顶部浮浆多，干成孔桩桩头顶部浮浆较少。方案一：桩头需要进行二次桩头浇注，桩头浇注前使用钢护筒支模，浇注后护筒不能取出，检测完成后需进行二次破桩。方案三：桩头混凝土标高提高一个等级为C45增加施工成本3）QC小组成员确定的最佳方案为：（方案二）利用原有桩头进行高应变检测，对开挖后桩头进行修整后，施工长500mm定制钢护筒直径500mm抱箍后进行检测

17、。 六、制定对策 对策表 表7序号项目相应对策目标措施地点时间负责人1高应变桩基检测位置选择熟悉施工图纸和现场情况。不影响承台开挖位置。选择11-12轴线0A-F轴线，2/012/22轴线交OA轴线之间跨度24m，无基础承台连系梁，使用吊车进行高应变检测不影响承台开挖。施工现场2013.12.14韩锋2对一次成桩进行模拟实验对桩头顶部进行高应变测试实验检查验证桩头加强后，高应变测试结构。增加护筒防止桩头开裂。施工现场2013.12.15余振礁3一次成桩灌注施工，桩头网片加强处理。桩头箍筋进行加密，桩头顶部增加钢筋网片，确保桩头强度。桩基混凝土灌注后，桩头顶部有加强钢筋桩基钢筋笼顶部浇注完混凝土

18、后对制作的长钩子对钢筋笼顶部加强处理。施工现场2013.12.16陈永强4人员经验欠缺,未进行过类似检测，如果操作不当会引起返工对作业人员进行书面及现场交底，由桩基专业检测人员现场指导。培训4个小时以上，让其掌握桩头处理控制点。对工人进行培训，逐级落实交底情况。会议室现场2013.12.17刘鹏5利用原有桩头施工，需将桩头顶面剔凿的非常平整、对钢筋超过桩头混凝土部分进行割除。聘请专业石匠进行桩头顶部、侧边修整。对影响桩头顶部的钢筋进行割除处理。修整桩头后直径近似800mm。在桩基混凝土施工22天后聘请专业石匠进行修整施工现场2013.12.18王强6开挖后桩头桩径不圆，有凸凹不平 加强现场质量

19、控制修整桩头后直径近似800mm。聘请专业石匠进行修整施工现场2013.12.19王强7定制钢护筒加工钢结构焊工进行焊接制作钢护筒加工完成后可进行收紧调节。护筒设置成开口式增加两个螺栓法兰使用螺杆收紧能够调节护筒直径。施工现场2013.12.20陈永强8钢护筒是否与桩头连接紧密钢护筒与桩头之间用干净的砂填实护筒与桩头紧密连接。先将桩头下部螺栓收紧，填充纯净砂子，用小锤子敲击钢护筒砂子与护筒间缝隙灌实，然后将护筒上部螺栓收紧，检测护筒与桩头是否紧密结合。施工现场2013.12.20江志远9 利用原桩头进行检测施工制定桩顶部加强处理重锤在高应变检测后，桩头不出现开裂，高应变检测出桩身竖向承载力。桩

20、头顶部使用护筒加强处理。施工现场2013.12.20江志远制表人：张国平 制表时间：2013年12月14日七、按对策实施根据以上措施，本QC小组全体成员召开会议，认真研究制定一套详细的实施措施，于2013年12月14日开始实施。7.1高应变桩基检测位置选择选择11-12轴线0A-F轴线，2/012/22轴线交OA轴线之间跨度24m，无基础承台连系梁，使用吊车进行高应变检测不影响承台开挖图11 桩基高应变检测区域制图人：刘鹏 制图时间：2013年12月14日7.2对一次成桩进行模拟实验用重锤子对一次性成桩桩头进行模拟测试，在桩顶未经任何加固处理的情况下进行高应变试验，检验桩顶在锤击下是否开裂。经

21、检验结果，在第二锤锤击下桩侧出现两处开裂，立即展开对桩顶应该进行加固处理。图12方案二高应变检测模拟实验拍摄人：王强 拍摄时间：2013年12月15日7.3一次成桩灌注施工 在成桩过程中设计桩顶与桩基施工自然地面相差较小情况下，在灌注混凝土完成后，初凝前将两至三层钢筋网片用吊钩安防到桩顶混凝土以下（每层间距100mm，最上一层离桩顶5cm），安放完成后及时用盖板盖好桩洞口，以防桩周围土落入桩顶，造成桩顶混凝土夹泥，影响混凝土强度。图13方案二桩顶增加钢筋网片拍摄人：王强 拍摄时间：2013年12月16日7.4人员经验不足操作不当1) 加强对项目管理人员和现场施工人员的培训教育，着重对高应变桩基

22、检测前准备工作需要注意的细节及操作问题进行培训。2) 作业人员经过4小时总体培训后，由总工刘鹏做监考，考核施工人员培训效果情况。 3）邀请桩基检测单位负责人进行桩头处理施工注意事项及作业流程，要点一：桩顶必须平整且水平。要点二：桩侧修复圆顺。要点三：钢护筒制作,钢护筒板材厚度要求在35mm范围内，护筒制作圆顺，护筒可调节钢板焊接牢固。要点四:护筒安装先调整高度，固定位置，在桩侧与护筒之间的缝隙填加填充料，然后紧固调节螺栓（先收紧下部螺栓，将填充料振捣密实，再收紧上部螺栓使护筒范围桩侧施加较均匀的约束力），要点五：桩顶用2cm黄沙找平。图14方案二高应变检测桩头处理培训拍摄人： 李心杰 拍摄时间

23、：2013年12月17日7.5利用原有桩头进行高应变桩头处理需将桩头顶面剔凿的非常平整、对钢筋超过桩头混凝土部分进行割除。桩头处理平整以后，若桩头有残留钢筋，使用氧气乙炔予以割除，割除后的钢筋应与桩顶平齐，不得露出桩顶。图15 桩头侧边和顶部成型效果差，桩头钢筋超过桩头混凝土拍摄人：王强 拍摄时间：2013年12月18日图16 桩头及桩身处理（在桩混凝土施工20天后进行桩头修整）拍摄人：王强 拍摄时间：2013年12月19日 7.6开挖后桩头桩径不圆，有凸凹不平图17 桩头修正后成型照片拍摄人：王强 拍摄时间：2013年12月20日7.7定制钢护筒加工1）制作6个特制钢护筒，每天进行12根高应

24、变检测，高应变检测完成后立即周转至下一个桩头使用。图18桩头定制钢护筒制作顶部桩头与护筒间缝隙净砂填充拍摄人：江志远 拍摄时间：2013年12月20日7.8钢护筒是否与桩头连接紧密图19 高应变桩头护筒顶部净砂拍摄人：江志远 拍摄时间：2013年12月20日7.9高应变桩检测传感器对称安装，高低一致，传感器安装位置必须平整。落锤落距一般控制在0.8m1.5m。锤中心轴线与桩中心轴线保持一致。采用全站仪或经纬仪或吊锤从90两个方向两侧锤入桩的中心是否对准，以免产生偏心锤击，导致承载力检测精度影响及翻锤。图20 高应变感应器安装 拍摄人：江志远 拍摄时间：2013年12月21日图21高应变桩基检测

25、（桩混凝土到达龄期28天当天进行）拍摄人：江志远 拍摄时间：2013年12月22日八、检查效果 8.1直接效果图22 活动前后施工周期比较图制图人：刘鹏 制图时间：2013年12月23日图23 实测曲线拟合法分析成果图制图人：余振礁 制图时间：2013年12月23日图24 高应变桩基检测报告全部合格拍摄人：余振礁 拍摄时间：2013年12月24日8.2经济效益QC小组根据开工前施工的高应变桩基检测方案进行分析调查，共检测36根高应变桩，合格36根桩，合格率100%。根据方案二与方案一对比分析：方案一：3mm厚钢护筒36个=2*3.14*0.5*1*26.6*8*36=24054元，混凝土30m=30*400=12000元，二次剔凿桩头36根=36*200=7200元，施工成本共计：32454元。方案二：桩头修整36个施工成本：每天3人，每人200元，人工成本=3*3*200=1200元。3mm厚钢护筒6个：=2*3.14*0.5*0.5*26.6*8*6=2000元，施工成本共计：3200元。节约直接成本29254元。计算人：田清涛 计算时间：2013年12月24日8.3长远效益通过本次QC活动，黄山北站项目部的高应变检测节约基础承台施工19天时间，根据合福公司12月份下达产值目标4000万元要求，黄山