广东特大桥水中长大钻孔灌注桩质量控制qc成果

PAGE17-XX集团有限公司QC小组成果发表会材料XX高速公路XX特大桥长大桩钻孔质量控制XX集团有限公司西南工程指挥部XX高速公路项目经理部XX高速公路XX特大桥长大桩钻孔质量控制一、工程概况XX高速公路XX特大桥跨越XX水道，全长1895m，主桥跨径为（125+230+125）m的三向预应力砼部分斜拉桥，引桥为30m预应力砼简支T梁和20m预应力砼空心板梁。主桥1#、2#主墩共计48根Φ1.8m钻孔灌注桩，其中1#主墩24根桩设计桩长为84m；2#墩24根桩设计桩长为88m。由于桩位填土筑岛，实际钻孔长度超过90m。钻孔桩位于XX水道滩涂处，淤泥层平均厚达20m，呈流塑状，地质复杂，岩层坚硬，平均每根桩进入弱风化岩层20m左右，清孔后沉渣不超过100㎜，钻孔受潮起潮落的影响，施工难度大。二、QC小组概况集团公司XX高速公路项目部XX特大桥长大桩钻孔施工QC小组成立，小组成员共9人，平均年龄33岁，平均接受TQC教育88个学时，具体情况见表1：表1QC小组概况小组名称XX高速公路XXX特大桥桥长大桩钻钻孔施工QC小组注册时间注册编号小组类型现场攻关型活动时间课题名称长大桩钻孔质量量控制序号姓名年龄性别文化程度职务组内职务TQC教育学时时备注135男大学项目经理组长100238男大学项目总工副组长100350男大学机械设备公司董董事长副组长100444男大专机械设备公司XXX项目经经理组员90530男大学工程部部长组员90628男大学安质部部长组员90724男大学助理工程师组员60824男大专机械设备公司XXX项目总总工组员80928男大专机械设备公司XXX项目工工程师组员80三、选题理由创优方针坚持标准、严格规范、依靠科技、强化管理、真抓实干、精益求精创优目标整体工程质量达国家优良工程等级、创精品工程、争创鲁班奖面临问题淤泥层厚、呈流塑状态下、地质复杂的长大桩施工是我局第一次施工，钻孔桩的质量是整个工程的施工重点创优方针坚持标准、严格规范、依靠科技、强化管理、真抓实干、精益求精创优目标整体工程质量达国家优良工程等级、创精品工程、争创鲁班奖面临问题淤泥层厚、呈流塑状态下、地质复杂的长大桩施工是我局第一次施工，钻孔桩的质量是整个工程的施工重点选定课题长大桩钻孔质量控制图1四、活动目标及目标可行性分析（一）活动目标48根钻孔桩成孔合格率100%，孔中心偏位控制在50㎜以内，倾斜度小于1%，孔深不低于设计深度，沉淀厚度小于100㎜，孔径不小于设计桩径。（二）目标可行性分析（1）XX特大桥是集团公司施工的第一座大跨度部分斜拉桥，该桥两主墩长达近百米的大直径钻孔桩也是全局首次施工，集团公司高度重视，将其列入创国优项目，并列入了集团公司科技发展计划中，在各个方面给予大力支持。（2）QC小组结构合理，年富力强、文化层次高、专业水平高，有很强的现场攻关能力。（3）制定了完善的创国优规则和质量保证体系和措施。五、施工技术及检验标准（1）《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003；（2）《基桩底应变动力检测规程》JGJ/T93-95；（3）《建筑基桩技术规范》JGJ94-94；（4）《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98。六、活动过程（一）前期准备小组自成立起，在组长朱伟的组织部署下，小组各成员分工协作。首先要求小组成员对地质资料进行研究，制定钻孔施工的实施性施工组织设计方案，同时制定了各种事故预防措施。在进行了PDCA循环中QC小组活动发挥了关键性作用。表2小组成员分工一览表序号姓名职务组内分工备注1项目经理技术审定2项目总工技术牵头3机械设备公司董董事长技术顾问4机械设备公司XX项目经理现场指挥5工程部部长技术方案负责人人6安质部部长技术方案负责人人7助理工程师技术资料收集及及编制预防防措施8机械设备公司XX项目总工现场技术主管1#墩9机械设备公司XX项目工程师师现场技术主管2#墩（二）方案确定1、钢护筒选择及埋设本工程表层淤泥层厚达20m，根据广东地区类似工程经验，为防止钻孔过程中孔口上部坍孔和缩孔，我们经过小组研究讨论，决定采用Φ2.1m，壁厚12㎜，长22.5m的钢护筒，永久埋设，分节（约6～7.5m一节）埋设，穿过淤泥层，并嵌入粘土层。保证长大桩的成孔及灌注安全。采用YIZ90-6-W型振动桩锤沉埋护筒。(详见图2)以上单位均以m计，括弧内是2#墩相关数据。图2地质柱状图2、护筒的埋设（1）利用全站仪进行桩位坐标放线，并在桩位四周放出4个护桩，随时检查钢护筒及桩孔的位置。（2）使用YIZ90-6-W振动桩锤和16T吊车配合埋设护筒。（3）护筒总长为22.5m，分3节下埋，每节7.5m。（4）使用一台经纬仪，分别布置在护筒的东侧与南侧，在下放过程中通过观测来控制垂直度，并辅用2个锤球配合确保护筒的垂直度。(请参见图3)图3利用振动桩锤埋设钢护筒现场3、钻机设备根据桩径、桩长、地质状况，分别选用正反循环回转钻机和冲击钻机。钻机一览表见表3。表3钻机一览表序号钻机名称规格型号功率数量（台）备注1正反循环回旋钻钻机GPS-20HHA5512正反循环回旋钻钻机GW-205513全液压式回旋钻钻机GW-255514履带式回旋钻机机GW-405515冲击钻机JJK-8T554图4正反循环回旋钻机配备牙轮钻头4、泥浆根据现行施工规范，泥浆的各项技术性能指标规定如表4：表4泥浆技术性能指标钻孔方法地层情况相对密度粘度（s）含砂率（%）pH值失水率（mL//30miin）胶体率（%）泥膜厚度（mmm）反循环一般地层1.12~1..1616~20≤48~10≤20≥95≤3易坍地层1.26~1..3018~28≤48~10≤20≥95≤3泥浆采用外地优质粘土、膨润土、纯碱调制而成。根据需要可掺加外加剂改善泥浆性能指标。平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻进现场检查制作护筒钻孔记录清孔成孔检查钢筋笼制作平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻进现场检查制作护筒钻孔记录清孔成孔检查钢筋笼制作安设钢筋笼水密试验安设导管导管制作砼运输灌注水下砼灌注记录拔除护筒钻机移位破桩头桩检砼拌制试块制作试块检测图6钻孔桩施工工艺流程图4、施钻要点（1）钻机就位前，应对钻机各项准备工作检查完好，同时注意相邻钻机必须间隔一个桩位以上。（2）钻机就位处，应进行整平压实，用枕木垫平，确保在钻机钻进过程中不下陷。（3）钻机通过自走就位，并且进行调平，使用吊线锤检测转盘中心与桩中心或护筒拉线十字线垂直。（4）开钻时，使用正循环慢速转动，待钻头全部进入地层后，可加快进尺。在上面的淤泥及粘土层采用钻速较快的刮刀钻头。（5）钻至松散层或沙层时，采用正循环钻进，将泥浆比重调至1.20-1.30，保证护壁厚度。（6）遇到粘土层时，降低泥浆比重，采用反循环加速进尺。（7）钻至土层与岩层交界处，需减缓转速，减压钻进，在交界部位反复上下提动，以避免偏孔，待钻头完全进入岩层，方可正常钻进。（8）进入坚硬岩层则换用牙轮加压钻头。（9）每班钻进人员根据进尺快慢及深度，不定时的检测钻机水平及垂直度和泥浆比重，观察孔周围和机械有无异常变化，并做好记录。5、清孔（1）清孔方法清孔采用换浆法。终孔后，停止进尺，提升钻锥离孔底钻渣面10cm～30cm空转，并保持泥浆正常循环，以大泵量泵入符合清孔后性能指标的新泥浆，维持正循环4h以上，直到清除孔底沉渣、减薄孔壁泥皮、泥浆性能指标符合要求为止。在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，待符合要求后方可灌注水下混凝土。（2）清孔的质量要求和检验方法①清孔后，孔底沉淀土的厚度小于100mm。②清孔后的泥浆性能指标。相对密度：1.03~1.10；粘度：17~20Pa.s；含砂率：＜2%；胶体率：＞98%。（3）沉淀土厚度的检测方法沉淀土厚度采用测锤法，使用测量水下混凝土灌注深度的测锤，慢慢的沉入孔内，凭人的手感探测沉渣顶面的位置，施工孔深和测量孔深之差，即为沉淀土厚度。七、面临的问题在其中2根桩的灌注过程中，出现了砼一直灌注，而孔内砼标高不上升或上升慢等异常现象，这是QC小组活动中发现的新问题，针对此问题，我们发现此问题的出现是钻孔时有塌孔、扩孔现象。我们在2004年4月份将前5个月所施工的Φ1.8m钻孔桩的有关数据进行了统计，如下表5：表5钻孔事故检查分析表序号项目检查点数超出规范点频数累计频数累计百分比%1钻机扩孔钻杆143315683掉钻头142217774转速及钻进方式式103320905塌孔142222100图7钻孔事故排列图由排列图可知，钻孔过程中，钻进方式及钻孔速度不好，则容易出现断钻杆、掉钻头、塌孔等事故，旋转钻机在钻孔时扩孔率太大，导致砼方量超出设计量过大。钻孔直接影响到成桩质量，所以，我们将旋转钻机的钻孔施工作为这次QC小组活动的重点。八、PDCA循环活动时间：4月20日～5月20日。1、原因分析从QC小组活动开始，1#主墩共施工20根桩，其中旋转钻机钻孔14根。在这期间施工过程中，因设计图纸地质资料与实际情况不符，提前进入弱风化层，导致成孔时间过长，在旋转钻钻每根桩的施工过程中，全部存在扩孔率大，且钻孔事故频率大，经QC小组检查分析讨论后，总结原因如下：1)地层条件复杂，进入弱风化层较深，钻机磨损率大，机械疲劳，事故发生率高。2)液压钻机设备老化，钻大直径（3.0m以上）孔的机械，用于Φ1.8m深88m的钻孔桩施工中，机械型号不配套。3)钻进过程中为求进度，盲目加大钻速，导致扩孔率严重，甚至出现断钻杆、掉钻头的现象。4)操作人员在钻机操作时，机械操作不当，责任心不强，盲目钻进。2、原因确认针对以上几个方面的原因，QC小组制定了相应的对策，责任到人，跟班作业，确保每一根桩顺利成功，扩孔率降至最低。表6解决钻孔中的问题对策表机大率三的查更螺补式法采的钻经泥不机更于m钻心底行教握技3、具体实施按照制定的对策表，由机械设备工程有限公司制定详细的钻孔技术交底，机械设备工程有限公司的技术骨干贾启伦、张卫华、周学堂跟班作业，认真检查每一个孔的钻进，及时提取钻渣样品，分析地质情况，调整施工方案，并开展劳动竞赛，制定奖罚措施，经常教育和培训施工人员，确保每根桩成孔质量。4、检查效果小组成员对这次PDCA循环中完成的10根Φ1.8m钻孔桩进行了检查，结果为：除扩孔率还时常超标外，断钻杆、掉钻头、塌孔现象不存在，成孔由原来25天左右也提高了15天左右，成孔质量好，泥浆指标、含砂率等都符合规范要求。检查结果表明，XX特大桥主桥Φ1.8m钻孔桩施工质量已达到小组制定的目标。九、巩固阶段1、将这次PDCCA循环中采采取的措施施，进行系系统的分析析整理，继继续用于指指导剩余Φ1.8m钻孔桩施施工。2、加强现场管理理，严格操操作程序，坚坚持技术人人员跟班作作业，对每每一个孔的的钻进及砼砼灌注跟班班记录，不不断总结经经验。十、效益分析1、质量效益分析析通过开展QC小小组活动，在在主桥48根Φ1.8m钻孔桩全全部施工完完毕，桩基基经过超声声波、小应应变、钻孔孔取芯联合合检测，ⅠⅠ类桩43根，Ⅱ类桩5根，全部部达到设计计及规范要要求。2、经济效益分析析通过开展QC活活动，运用用QC成果，工工程质量、进进度都达到到了预期的的目标，没没出现安全全、质量事事故，为争争创国优工工程迈出