水中桩QC功效.docx
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水中桩QC功效
尤溪互通2#大桥水中桥梁桩基施工技术
QC活动功效
1.工程概况
工程简介
北京至福州国道骨干线福三明际口至福州兰圃高速公路尤溪互通立交位于尤溪县大排村，横跨尤溪水库，该项目建设对于完善福建公路网络、减缓山区交通有着重要的意义。
尤溪互通2#大桥左右幅主线设计横跨尤溪水库，左右线桥平面位于R=1100m右偏圆曲线上，左线上部构造采用4×30m+3×30m+6×30m（三联）装配式预应力混凝土T梁，全长。
右线上部构造采用4×30m+5×30m+3×30m（三联）装配式预应力混凝土T梁，全长。
下部结构桥墩采用双柱式圆形墩柱配钻孔灌注桩基础。
左右线相距38m，高差约3m；其中左线、右线4#~9#墩位于深水中，水深12m~18m不等。
采用Φ圆形墩柱配Φ钻孔灌注桩基础，其间用两道×横系梁联接。
本桥水中最高墩柱高度为，最低墩柱高度为，设计桥梁尾部位于尤溪互通B、D匝道的渐变加宽段，因此在左幅的五、六、7#墩及右幅的10、1一、12#桥墩（台）均采用了加宽处置，盖梁最大长度达到了。
工程地质
该桥位处属剥蚀丘陵夹溪谷地貌，地形高差较大；地下水主要赋存于冲积砂、卵石、坡残积土层孔隙及基岩裂隙水中，为孔隙潜水及基岩裂隙水。
主要受大气降水补给。
受库区排蓄及季节影响，水位转变较大。
尤溪互通2#大桥钻孔桩穿过的地层为淤泥、砂质粘土、砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂岩、弱风化砂岩，其中淤泥、砂质粘土层较薄。
尤溪互通3#大桥钻孔桩穿过的地层为坡积含碎石亚粘土、卵石层、弱风化细砂岩及轻风化细砂岩。
施工时水位，最大水深18米。
小组活动概述：
“三福高速公路SA8项目部”自2001年9月份刚一动工，就按照本标段的项目特点，严格制定了《质量保证体系》、《质量监控办法》及《质量计划》，肯定了本项目中的难点、重点项目，成立了相应的TQC领导小组，同时针对我集团公司尚未涉及的深水桩基础项目施工成立了相应的QC技术攻关小组，踊跃的展开课题研究，进行技术攻关。
针对运行中存在的各类难题，查阅相关资料、组织技术讨论，慢慢的攻克难点，不断的提高施工质量，推行利用新技术、新工艺，通过量次的PDCA循环，终于攻克了深水桩基施工的技术难题及施工难题，取得了明显的经济效益及社会效益。
一、QC小组活动时刻：
小组成立日期：
。
活动起讫时刻：
~；活动次数：
8次，形成记录：
8次。
二、小组成员的培训情形：
小组成员平均年龄28岁，为提高小组成员的质量意识及水中作业的安全意识，明确水中作业的重点、难点的注意事项，以开展企业在新的施工领域的拓展，培育年轻的的企业技术干部为指导思想，利用科技兴企、以人为本的管理理念，开发新的施工工艺为指导目标，咱们小组成员都进行了48小时的教材学习，提高施工中的应变能力及业务水平。
3、小组成员
小组成员表
小组名称
中铁一局二公司三福项目部
深水桩基施工QC小组
注册
日期
课题名称
尤溪互通2#大桥
深水桩基施工技术
注册号
2001-1
课题起讫日期
2001年11月至2002年4月
小组
类型
创新型
序号
姓名
年龄
性别
职务
文化
程度
组内
职务
参加QC大纲学习时间（小时）
1
男
40
项目经理
本科
组长
48
2
男
28
项目总工
本科
副组长
48
3
男
27
技术负责人
中专
组员
48
4
男
26
技术负责人
本科
组员
48
5
男
26
质量负责人
大专
组员
48
6
男
29
现场负责人
大专
组员
48
7
男
35
机电负责人
中专
组员
48
8
男
25
资料员
中专
组员
48
3.选题理由
深水桩基础施工工艺难度较大，对设备、人员要求高，以前施工的经验均为14m以下水深，对18m水深的桩基础施工缺乏经验，尤溪互通2#大桥深水桩基施工的成功与否，直接影响到该座桥上部结构的安全、质量和进度，影响到我集团公司在福建市场的信用问题。
因此该项目在动工初期就引发业主、集团公司、项目部的高度重视。
为了能够按期、优质、高效的完成该项工程，咱们成立了该项目的QC技术攻关小组，目的是通过咱们的课题研究、技术攻关，给深水桩基础施工全进程提供一个全面的技术保障，也为以后的深水桩基础施工总结一点经验及技术指导建议。
4.设定目标
咱们总结以往兄弟单位的水中施工经验，结合尤溪水库的水力、地质及互通2#桥的设计结构，在保证质量、安全及工期的前提下，查阅相关资料，进行方案比选，最终肯定采用钢管桩深水平台施工钻孔桩工艺，以便节约本钱，缩短工期，及早完成标段的控制工程。
5.目标的可行性分析
6.施工方案及问题分析、对应策略
钢管桩水中平台的设计组成
水中平台设计由12根φ720mm的钢管桩、两根I40a工字钢纵梁、四根I40工字钢横梁、角钢斜撑若干根组成。
按照桩位情形，尤溪互通2#大桥右线桥幅宽，桩中心间距，左线桥自4#墩开始采用线性和非性加宽，大体幅宽，最宽，最宽处桩柱间距，每一个水中墩要搭设一个15×的作业平台，管桩按14m×8m布置，按照不同桩间距调整内侧两排管桩间距。
平台顶面高度高出库区最高水位，管桩打完后，抄平切割桩头，用∠10*10角钢对相邻管桩进行连接，连接形式如图。
每排外侧两根管桩顶面切割企口，安装I40a工字钢横梁，纵向铺12m长桥面梁，长度不够焊接I40a工字钢，分派梁留出护筒空档，其余地方满铺5cm厚木板，周边设钢管桩栏杆。
详细布置见下图：
水中平台的搭设
第一利用浮吊将锚碇在距设计桩位60~100m处进行抛锚（锚碇为一块4立方大小的混凝土预制块，重约10t），并用浮筒做为标识。
导向船定位时，第一利用机动船将导向船推至设计桩位处加以锚定，然后利用导向船上的四台卷扬机（俗称锚机），在测量指挥下，通过伸缩锚机将导向船大致定位（这时，测量水深，按照水深计算出钢管的长度，焊接相应长度的钢管，钢管一般只有一节）。
然后在导向船上按照每根钢管桩的布设位置准确放出每根钢管桩的桩位，并依次安装定位框架。
如此，导向船即可做为打设钢管桩的导向架，也可做为搭设水中平台的工作平台。
导向船定位后，机动舟将焊接好的钢管桩钢管通过运输船运至墩位处，并将浮吊推至导向船一侧傍靠，用缆绳缆系固定在导向船上。
按照钢管桩的布置示用意，计算四个角上的钢管桩坐标，精准测设四点桩位。
钢管桩导向架顺桥向由两根I40工字钢搭在导向船上作为导向梁，据测设的钢管桩位置在导向梁上横向焊两根角钢（定位框架就是在I40a工字钢隔壁再固定两根工字钢，工字钢与I40a工字钢之间的间距为80cm，并在横桥方向间距85cm焊固两根角钢形成定位框架）。
按照测量水深及估计打入深度，一次焊接钢管桩长度，施工中采用长度在16~23m，这时，浮吊起吊钢管桩钢管，在钢管上做好长度标记，从定位框架中插入，按照钢管上的长度标记确认入河床后再检查垂直度，作纠偏处置，起吊电动振动锤，放在钢管顶卡在钢板上，开动振动锤对钢管桩进行振动下锤，直至钢管反弹，方能够为已进入风化岩，可停止振动下沉。
在打入进程中随时观测垂直度。
12根钢管桩打设完毕，按照水库水位落差转变较大的情形，肯定平台的标高为米，依照此标高切割钢管，使钢管桩顶部齐平，在每排外侧两根顶面切割企口，安装I40a工字钢横梁，纵向铺12m长桥面I40a工字钢，长度不够时，焊接I40a工字钢，横向焊固工字钢分派梁，并按照钻孔桩桩位留出护筒位置。
然后由浮吊配合进行平台顶面布置及水下斜撑的连接。
平台搭设完成后，在工字钢顶面满铺木板，周边设置双层钢筋防护栏杆。
埋设钢护筒
平台搭好后，按护筒精度要求通过测量定出导向架位置，导向架是角钢焊成的高4米，平面为米见方的钢框架，中间为米见方的空间（就互通2#桥而言，钢护筒内径米，外径为米，角钢为L10×10等边角钢）。
运输船将护筒运至平台前，在每大节护筒顶部对称打孔，经扁担梁起吊，护筒穿过导向架，第一通过调整浮吊变幅和起落吊钩调好钢管桩垂直度，然后降钩，靠自重缓缓下沉，稳固后，一样办法起吊第二大节护筒，并对接焊在暂时固定的上一节护筒上。
两节护筒在外侧采用单面焊接，焊完后，补好底节孔眼，将整个护筒吊起，护筒继续下沉。
下沉进程中，由全站仪观测护筒垂直度，随时调整。
护筒依自重缓缓进入覆盖层停止下沉，在护筒顶部焊代替打，加振动锤振动下沉，护筒继续下沉反弹明显时持续5min后停止下沉。
钻孔桩施工
护筒埋设好后，即可就位钻机进行钻孔桩钻孔施工了。
与陆地钻孔桩不同的是泥浆池是一个钢板加工成的钢箱，焊挂在平台上，在护筒口加工一，泥浆槽就放置在平台上。
清孔
考虑水中桩直径较大，采用常规的清孔办法难以完成，因此清孔采用气举反循环法，将孔内泥浆全数换为清水。
气举反循环主要设备为9m3空压机一台，20cm出浆钢管一套及3cm射风软管一套、泥浆泵2台。
在钢管上距钢管底口40cm处向上开一斜口，接射风软管，清孔时，将出浆钢管下至距孔底40cm，两台水泵往孔内抽清水，启动空压机，待空压机储气压力达左右时，开始射风，利用反循环原理从出碴钢管上口喷出。
这时空压机储气压力下降，将压力控制在进入正常循环，施工进程中要使泥浆泵不断，保证孔内水头在河面水位以上～，以减小护筒壁所受外压力。
清孔应认真操作，钻孔底沉淀物厚度不得大于5cm。
清孔完全的标志是反复清孔，再无任何泥浆、石块喷出。
按照孔深不同，一般3～5小时，可将孔内泥浆全数换完，达到沉淀要求。
清孔完成后准确量测孔深，孔深应比设计超深不小于5cm。
在灌注前（导管安装完毕后）检查孔内沉淀情形，若是大于设计要求，可按相同办法进行二次清孔，确保沉淀厚度小于规范要求值。
砼的运输及灌注
钢筋笼施做
钢筋笼在岸上进行加工，在成孔后用浮吊运至孔边，一般为15－18米为一节进行吊装，在第一次清孔结束后下钢筋笼，在钢筋笼焊接完毕后，注意钢筋的搭接长度，钢筋笼的垂直度，为避免钢筋笼偏位，在钢筋笼侧面加垫块。
混凝土灌注
钻孔桩所用混凝土采用拌和场集中拌制，由砼罐车运到临时码头旁。
在临时码头处设滑槽一个，运输船一艘，运输船上装有料斗4个，砼由滑槽滑至运输船料斗内，由运输船将料斗拖至墩旁，浮吊吊灌。
水下砼浇筑采用内径30cm的导管，导管接头为法兰式，在导管接头内安装有密封垫圈，并将接头接牢，以避免接头处漏水或漏气，导管安装完成后安装漏斗和挡板，挡板采用钢板切割成比管径稍大尺寸的圆板，上面焊接提环，挂于起吊勾上，挡板下在导管内放球塞，封孔料斗加工成容量，储满后由浮吊吊起一个运料斗（）吊于大料斗之上，提升挡板，砼下落的同时，开启运料斗阀门，砼下落至大料斗，保证第一次砼持续灌入，导管一般埋深为4～5米，以确保砼的密实度，在砼的灌注进程中要注意砼的坍落度，而且保证砼的持续性。
不能距离时刻太长。
利用一艘运输船，在整个砼的浇筑进程中，大体能保证40～45分钟一个循环（每循环为运输船运一趟混凝土，每趟10m3）。
平台拆除
桩基施工完毕，由上至下拆除平台。
横纵梁、斜撑拆除后进行管桩拔除。
浮吊起吊振动捶直接夹住管壁，启动振动捶，边振动边缓缓起钩，可将管桩拔除。
因混凝土与基岩连接的管桩，潜水员下水割除。
7.施工问题及相应的解决办法
初涉深水桩基的施工，不免在施工进程中碰到新问题，可是咱们紧密围绕课题，针对现场的实际情形，严格依照PDCA循环的方式，认真执行“四阶段、八步骤”，细致的作好每一个环节，分析各个环节存在的问题，不断的进行技术攻关，总结经验，优化施工组织。
护筒漏浆的PDCA循环
计划阶段（P）
（1）现场调查
护筒漏浆，钻机钻孔的进程中孔内泥浆水头下降，在护筒脚处产生漏浆，无法继续进行钻进。
左8-2钻孔桩施工中，设计钻孔深度28m，护筒进入弱风化砂岩，水深14m，在钻孔钻至时，突然泥浆水头下降，护筒周围冒出气泡，既而周围水变浑，
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