QC成果大橋水中橋梁樁基施工技術

1、尤溪互通2#大橋水中橋梁樁基施工技術QC活動成果1.工程概況1.1 工工程簡介介北京至福州州國道主主干線福福三明際際口至福福州蘭圃圃高速公公路尤溪溪互通立立交位于于尤溪縣縣大排村村，橫跨跨尤溪水水庫，該該項目建建設對于于完善福福建公路路網(wǎng)絡、緩緩解山區(qū)區(qū)交通有有著重要要的意義義。尤溪互通22#大橋橋左右幅幅主線設設計橫跨跨尤溪水水庫，左左右線橋橋平面位位于R=11000m右右偏圓曲曲線上，左左線上部部構造采采用430mm+330mm+630mm（三聯(lián)聯(lián)）裝配配式預應應力混凝凝土T梁，全全長3966.088m。右線線上部構構造采用用430mm+530mm+330mm（三聯(lián)聯(lián)）裝配式式預應力力混凝

2、土土T梁，全全長3699.922m。下部部結(jié)構橋橋墩采用用雙柱式式圓形墩墩柱配鉆鉆孔灌注注樁基礎礎。左右右線相距距38m，高差差約3m；其中中左線、右右線4#9#墩位于于深水中中，水深深12mm188m不等。采采用1.66m圓形形墩柱配配2.22m鉆孔孔灌注樁樁基礎，其其間用兩兩道1.01.22m橫系系梁聯(lián)接接。本橋橋水中最最高墩柱柱高度為為25.7277m ，最最低墩柱柱高度為為17.1488m，設設計橋梁梁尾部位位于尤溪溪互通B、D匝道的的漸變加加寬段，因因此在左左幅的5、6、7#墩及右右幅的10、11、12#橋墩（臺臺）均采采用了加加寬處理理，蓋梁梁最大長長度達到到了14.7m。1.2

3、工工程地質(zhì)質(zhì)該橋位處屬屬剝蝕丘丘陵夾溪溪谷地貌貌，地形形高差較較大；地地下水主主要賦存存于沖積積砂、卵卵石、坡坡殘積土土層孔隙隙及基巖巖裂隙水水中，為為孔隙潛潛水及基基巖裂隙隙水。主主要受大大氣降水水補給。受受庫區(qū)排排蓄及季季節(jié)影響響，水位位變化較較大。尤溪互通22#大橋鉆孔孔樁穿過過的地層層為淤泥泥、砂質(zhì)質(zhì)粘土、砂砂土狀強強風化砂砂巖、碎碎塊狀強強風化砂砂巖、弱弱風化砂砂巖，其其中淤泥泥、砂質(zhì)質(zhì)粘土層層較薄。尤溪互通33#大橋鉆鉆孔樁穿穿過的地地層為坡坡積含碎碎石亞粘粘土、卵卵石層、弱弱風化細細砂巖及及微風化化細砂巖巖。施工時水位位87.000m，最最大水深深18米。2.QC小小組活動動概述

4、：“三福高速速公路SA8項目部”自20001年9月份剛剛一開工工，就根根據(jù)本標標段的項項目特點點，嚴格格制定了了質(zhì)量量保證體體系、質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控控辦法及及質(zhì)量量計劃，確確定了本本項目中中的難點點、重點點項目，成成立了相相應的TQC領導小小組，同同時針對對我集團團公司尚尚未涉及及的深水水樁基礎礎項目施施工成立立了相應應的QC技術攻攻關小組組，積極極的展開開課題研研究，進進行技術術攻關。針針對運行行中存在在的各種種難題，查查閱相關關資料、組組織技術術討論，逐逐步的攻攻克難點點，不斷斷的提高高施工質(zhì)質(zhì)量，推推廣使用用新技術術、新工工藝，通通過多次次的PDCCA循環(huán)，終終于攻克克了深水水樁基施施工的技技術

5、難題題及施工工難題，取取得了明明顯的經(jīng)經(jīng)濟效益益及社會會效益。1、QC小小組活動動時間：小組成成立日期期：20002.111.220?；顒觿悠鹩檿r時間：20001.111220022.4；活動動次數(shù)：8次，形形成記錄錄：8次。2、小組成成員的培培訓情況況：小組組成員平平均年齡齡28歲，為為提高小小組成員員的質(zhì)量量意識及及水中作作業(yè)的安安全意識識，明確確水中作作業(yè)的重重點、難難點的注注意事項項，以開開展企業(yè)業(yè)在新的的施工領領域的拓拓展，培培養(yǎng)年輕輕的的企企業(yè)技術術干部為為指導思思想，利利用科技技興企、以以人為本本的管理理理念，開開發(fā)新的的施工工工藝為指指導目標標，我們們小組成成員都進進行了48小

6、時的的教材學學習，提提高施工工中的應應變能力力及業(yè)務務水平。3、小組成成員小組成員表表小組名稱中鐵一局二二公司三三福項目目部深水樁基施施工QC小組注冊日期2001.11.20課題名稱尤溪互通22#大橋深水樁基施施工技術術注冊號2001-1課題起訖日日期2001年年11月至20002年4月小組類型創(chuàng)新型序號姓名年齡性別職務文化程度組內(nèi)職務參加QC大大綱學習習時間（小小時）1男40項目經(jīng)理本科組長482男28項目總工本科副組長483男27技術負責人人中專組員484男26技術負責人人本科組員485男26質(zhì)量負責人人大專組員486男29現(xiàn)場負責人人大專組員487男35機電負責人人中專組員488男25資

7、料員中專組員483.選題理理由深水樁基礎礎施工工工藝難度度較大，對對設備、人人員要求求高，以以前施工工的經(jīng)驗驗均為14m以下水水深，對對18m水深的的樁基礎礎施工缺缺乏經(jīng)驗驗，尤溪溪互通2#大橋深深水樁基基施工的的成功與與否，直直接影響響到該座座橋上部部結(jié)構的的安全、質(zhì)質(zhì)量和進進度，影影響到我我集團公公司在福福建市場場的信譽譽問題。因因此該項項目在開開工初期期就引起起業(yè)主、集集團公司司、項目目部的高高度重視視。為了了能夠按按期、優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高高效的完完成該項項工程，我我們成立立了該項項目的QC技術攻攻關小組組，目的的是通過過我們的的課題研研究、技技術攻關關，給深深水樁基基礎施工工全過程程提供一一個

8、全面面的技術術保障，也也為以后后的深水水樁基礎礎施工總總結(jié)一點點經(jīng)驗及及技術指指導建議議。4.設定目目標我們總結(jié)以以往兄弟弟單位的的水中施施工經(jīng)驗驗，結(jié)合合尤溪水水庫的水水力、地地質(zhì)及互互通2#橋的設設計結(jié)構構，在保保證質(zhì)量量、安全全及工期期的前提提下，查查閱相關關資料，進進行方案案比選，最最終確定定采用鋼鋼管樁深深水平臺臺施工鉆鉆孔樁工工藝，以以便節(jié)約約成本，縮縮短工期期，及早早完成標標段的控控制工程程。5.目標的的可行性性分析6.施工方方案及問問題分析析、對應應策略6.1 鋼鋼管樁水水中平臺臺的設計計構成水中平臺設設計由12根7200mm的鋼管管樁、兩兩根I400a工字鋼鋼縱梁、四四根I4

9、0工字鋼鋼橫梁、角角鋼斜撐撐若干根根組成。根據(jù)樁位情情況，尤尤溪互通通2#大橋右右線橋幅幅寬12.00m，樁樁中心間間距6.0mm，左線線橋自4#墩開始始采用線線性和非非性加寬寬，基本本幅寬12.00m，最最寬16.0m，最寬寬處樁柱柱間距8.700m，每每個水中中墩要搭搭設一個個158.00m的作作業(yè)平臺臺，管樁樁按144m8m布置置，根據(jù)據(jù)不同樁樁間距調(diào)調(diào)整內(nèi)側(cè)側(cè)兩排管管樁間距距。平臺頂面高高度高出出庫區(qū)最最高水位位1.55m，管管樁打完完后，抄抄平切割割樁頭，用10*10角鋼對相鄰管樁進行連接，連接形式如圖。每排外側(cè)兩根管樁頂面切割企口，安裝I40a工字鋼橫梁，縱向鋪12m長橋面梁，長度

10、不夠焊接I40a工字鋼，分配梁留出護筒空檔，其余地方滿鋪5cm厚木板，周邊設鋼管樁欄桿。詳細布置見下圖：6.2水中中平臺的的搭設首先使用浮浮吊將錨錨碇在距距設計樁樁位601000m處進行行拋錨（錨錨碇為一一塊4立方大大小的混混凝土預預制塊，重重約10t），并并用浮筒筒做為標標識。導向船定位位時，首首先使用用機動船船將導向向船推至至設計樁樁位處加加以錨定定，然后后利用導導向船上上的四臺臺卷揚機機（俗稱稱錨機），在在測量指指揮下，通通過伸縮縮錨機將將導向船船大致定定位（這這時，測測量水深深，根據(jù)據(jù)水深計計算出鋼鋼管的長長度，焊焊接相應應長度的的鋼管，鋼鋼管一般般只有一一節(jié)）。然然后在導導向船上上根

11、據(jù)每每根鋼管管樁的布布設位置置準確放放出每根根鋼管樁樁的樁位位，并依依次安裝裝定位框框架。這這樣，導導向船即即可做為為打設鋼鋼管樁的的導向架架，也可可做為搭搭設水中中平臺的的工作平平臺。導向船定位位后，機機動舟將將焊接好好的鋼管管樁鋼管管通過運運輸船運運至墩位位處，并并將浮吊吊推至導導向船一一側(cè)傍靠靠，用纜纜繩纜系系固定在在導向船船上。根據(jù)鋼管樁樁的布置置示意圖圖，計算算四個角角上的鋼鋼管樁坐坐標，精精確測設設四點樁樁位。鋼鋼管樁導導向架順順橋向由由兩根I40工字鋼鋼搭在導導向船上上作為導導向梁，據(jù)據(jù)測設的的鋼管樁樁位置在在導向梁梁上橫向向焊兩根根角鋼（定定位框架架就是在在I400a工字鋼鋼旁

12、邊再再固定兩兩根工字字鋼，工工字鋼與與I400a工字鋼鋼之間的的間距為為80ccm，并在在橫橋方方向間距距85ccm焊固兩兩根角鋼鋼形成定定位框架架）。根據(jù)測量水水深及預預計打入入深度，一一次焊接接鋼管樁樁長度，施施工中采采用長度度在1623mm，這時時，浮吊吊起吊鋼鋼管樁鋼鋼管，在在鋼管上上做好長長度標記記，從定定位框架架中插入入，根據(jù)據(jù)鋼管上上的長度度標記確確認入河河床后再再檢查垂垂直度，作作糾偏處處理，起起吊電動動振動錘錘，放在在鋼管頂頂卡在鋼鋼板上，開開動振動動錘對鋼鋼管樁進進行振動動下錘，直直至鋼管管反彈，方方可認為為已進入入風化巖巖，可停停止振動動下沉。在在打入過過程中隨隨時觀測測

13、垂直度度。12根鋼管管樁打設設完畢，根根據(jù)水庫庫水位落落差變化化較大的的情況，確確定平臺臺的標高高為88.5米，按按照此標標高切割割鋼管，使使鋼管樁樁頂部齊齊平，在在每排外外側(cè)兩根根頂面切切割企口口，安裝裝I40aa工字鋼鋼橫梁，縱縱向鋪112m長長橋面I400a工字鋼鋼，長度度不夠時時，焊接接I400a工字字鋼，橫橫向焊固固工字鋼鋼分配梁梁，并根根據(jù)鉆孔孔樁樁位位留出護護筒位置置。然后后由浮吊吊配合進進行平臺臺頂面布布置及水水下斜撐撐的連接接。平臺臺搭設完完成后，在在工字鋼鋼頂面滿滿鋪木板板，周邊邊設置雙雙層鋼筋筋防護欄欄桿。6.3 埋埋設鋼護護筒平臺搭好后后，按護護筒精度度要求經(jīng)經(jīng)過測量量

14、定出導導向架位位置，導導向架是是角鋼焊焊成的高高4米，平平面為2.6米見方方的鋼框框架，中中間為2.5米見方方的空間間（就互互通2#橋而言言，鋼護護筒內(nèi)徑徑2.446米，外外徑為2.5米，角角鋼為L100100等邊角角鋼）。運運輸船將將護筒運運至平臺臺前，在在每大節(jié)節(jié)護筒頂頂部對稱稱打孔，經(jīng)經(jīng)扁擔梁梁起吊，護護筒穿過過導向架架，首先先通過調(diào)調(diào)整浮吊吊變幅和和升降吊吊鉤調(diào)好好鋼管樁樁垂直度度，然后后降鉤，靠靠自重緩緩緩下沉沉，穩(wěn)定定后，同同樣辦法法起吊第第二大節(jié)節(jié)護筒，并并對接焊焊在暫時時固定的的上一節(jié)節(jié)護筒上上。兩節(jié)節(jié)護筒在在外側(cè)采采用單面面焊接，焊焊完后，補補好底節(jié)節(jié)孔眼，將將整個護護筒吊起

15、起，護筒筒繼續(xù)下下沉。下下沉過程程中，由由全站儀儀觀測護護筒垂直直度，隨隨時調(diào)整整。護筒筒依自重重緩緩進進入覆蓋蓋層1.0m停停止下沉沉，在護護筒頂部部焊接替替打，加加振動錘錘振動下下沉，護護筒繼續(xù)續(xù)下沉反反彈明顯顯時持續(xù)續(xù)5miin后停止止下沉。6.4 鉆鉆孔樁施施工護筒埋設好好后，即即可就位位鉆機進進行鉆孔孔樁鉆孔孔施工了了。與陸陸地鉆孔孔樁不同同的是泥泥漿池是是一個鋼鋼板加工工成的鋼鋼箱，焊焊掛在平平臺上，在在護筒口口加工一一，泥漿漿槽就放放置在平平臺上。6.5 清清孔考慮水中樁樁直徑較較大，采采用常規(guī)規(guī)的清孔孔辦法難難以完成成，因此此清孔采采用氣舉舉反循環(huán)環(huán)法，將將孔內(nèi)泥泥漿全部部換為

16、清清水。氣氣舉反循循環(huán)主要要設備為為9m33空壓機機一臺，20cm出漿鋼管一套及3cm射風軟管一套、泥漿泵2臺。在鋼管上距鋼管底口40cm處向上開一斜口，接射風軟管，清孔時，將出漿鋼管下至距孔底40cm，兩臺水泵往孔內(nèi)抽清水，啟動空壓機，待空壓機儲氣壓力達0.6mpa左右時，開始射風，利用反循環(huán)原理從出碴鋼管上口噴出。這時空壓機儲氣壓力下降，將壓力控制在0.4mpa進入正常循環(huán)，施工過程中要使泥漿泵不停，保證孔內(nèi)水頭在河面水位以上1.52.0m，以減小護筒壁所受外壓力。清孔應認真操作，鉆孔底沉淀物厚度不得大于5cm。清孔徹底的標志是反復清孔，再無任何泥漿、石塊噴出。根據(jù)孔深不同，一般35小時，

17、可將孔內(nèi)泥漿全部換完，達到沉淀要求。清孔完成后準確量測孔深，孔深應比設計超深不小于5cm。在灌注前（導管安裝完畢后）檢查孔內(nèi)沉淀情況，如果大于設計要求，可按相同辦法進行二次清孔，確保沉淀厚度小于規(guī)范要求值。6.6 砼砼的運輸輸及灌注注6.6.11鋼筋籠籠施做鋼筋籠在岸岸上進行行加工，在在成孔后后用浮吊吊運至孔孔邊，一一般為11518米為為一節(jié)進進行吊裝裝，在第第一次清清孔結(jié)束束后下鋼鋼筋籠，在在鋼筋籠籠焊接完完畢后，注注意鋼筋筋的搭接接長度，鋼鋼筋籠的的垂直度度，為防防止鋼筋筋籠偏位位，在鋼鋼筋籠側(cè)側(cè)面加墊墊塊。6.6.22混凝土土灌注鉆孔樁所用用混凝土土采用拌拌和場集集中拌制制，由砼砼罐車運

18、運到臨時時碼頭旁旁。在臨臨時碼頭頭處設滑滑槽一個個，運輸輸船一艘艘，運輸輸船上裝裝有2.5m33料斗4個，砼砼由滑槽槽滑至運運輸船料料斗內(nèi)，由由運輸船船將料斗斗拖至墩墩旁，浮浮吊吊灌灌。水下下砼澆筑筑采用內(nèi)內(nèi)徑300cm的導管管，導管管接頭為為法蘭式式，在導導管接頭頭內(nèi)安裝裝有密封封墊圈，并并將接頭頭接牢，以以避免接接頭處漏漏水或漏漏氣，導導管安裝裝完成后后安裝漏漏斗和擋擋板，擋擋板采用用鋼板切切割成比比管徑稍稍大尺寸寸的圓板板，上面面焊接提提環(huán)，掛掛于起吊吊勾上，擋擋板下在在導管內(nèi)內(nèi)放球塞塞，封孔孔料斗加加工成6.55m3容量，儲儲滿后由由浮吊吊吊起一個個運料斗斗（2.55m3）吊于于大料斗

19、斗之上，提提升擋板板，砼下下落的同同時，開開啟運料料斗閥門門，砼下下落至大大料斗，保保證首次次9.00m3砼連續(xù)續(xù)灌入，導導管一般般埋深為為45米，以以確保砼砼的密實實度，在在砼的灌灌注過程程中要注注意砼的的坍落度度，而且且保證砼砼的連續(xù)續(xù)性。不不能間隔隔時間過過長。使使用一艘艘運輸船船，在整整個砼的的澆筑過過程中，基基本能保保證40045分鐘鐘一個循循環(huán)（每每循環(huán)為為運輸船船運一趟趟混凝土土，每趟趟10mm3）。6.7平臺臺拆除樁基施工完完畢，由由上至下下拆除平平臺。橫橫縱梁、斜斜撐拆除除后進行行管樁拔拔除。浮浮吊起吊吊振動捶捶直接夾夾住管壁壁，啟動動振動捶捶，邊振振動邊緩緩緩起鉤鉤，可將將

20、管樁拔拔除。因因混凝土土與基巖巖連接的的管樁，潛潛水員下下水割除除。7.施工問問題及相相應的解解決措施施初涉深水樁樁基的施施工，難難免在施施工過程程中遇到到新問題題，但是是我們緊緊密圍繞繞課題，針針對現(xiàn)場場的實際際情況，嚴嚴格按照照PDCCA循環(huán)的的方法，認認真執(zhí)行行“四階段段、八步步驟”，細致致的作好好每一個個環(huán)節(jié)，分分析各個個環(huán)節(jié)存存在的問問題，不不斷的進進行技術術攻關，總總結(jié)經(jīng)驗驗，優(yōu)化化施工組組織。7.1護筒筒漏漿的的PDCCA循環(huán)計劃階段（P）計劃階段（P）（1）現(xiàn)場場調(diào)查護筒漏漿，鉆鉆機鉆孔孔的過程程中孔內(nèi)內(nèi)泥漿水水頭下降降，在護護筒腳處處產(chǎn)生漏漏漿，無無法繼續(xù)續(xù)進行鉆鉆進。左左8

21、-2鉆孔樁樁施工中中，設計計鉆孔深深度288m，護筒筒進入弱弱風化砂砂巖0.88m，水深14m，在鉆鉆孔鉆至至15.5m時，突突然泥漿漿水頭下下降，護護筒四周周冒出氣氣泡，既既而周圍圍水變渾渾，停止止鉆進。（2）目標標確定根據(jù)出現(xiàn)的的此種情情況，在在陸地常常規(guī)鉆孔孔樁施工工中極為為少見，為為了能夠夠盡快的的恢復生生產(chǎn)，提提高平臺臺的使用用效率，QC小組確確定為攻攻關難點點，查找找原因，制制定防范范措施，保保證后續(xù)續(xù)的樁基基施工順順利進行行，提高高平臺的的使用效效率。（3）原因因分析（4）主要要原因確確認序號因素名稱確認方法確認情況是否要因參加人員1導向架長度度過短現(xiàn)場調(diào)查護筒定位不不準確，垂垂

22、直度較較差，對對護筒的的約束力力較差。否QC小組全體成員2留振時間過過短現(xiàn)場調(diào)查使用振動捶捶留振時時間過短短，造成成護筒入入土深度度過小。是QC小組全體成員3地質(zhì)原因現(xiàn)場調(diào)查淤泥層較厚厚，粘土土層薄，護護筒嵌入入深度較較小。是QC小組全體成員4水頭高度較較小現(xiàn)場調(diào)查沒有按照計計算的水水頭差控控制水頭頭高度是QC小組全體成員5對深水施工工認識不不足調(diào)查分析無深水施工工經(jīng)驗，人人員培訓訓及檢查查落實不不足。否QC小組全體成員經(jīng)過QC小小組全體體成員討討論一致致認為主主要原因因為：a：護筒下下沉時未未按照規(guī)規(guī)范操作作，留振振時間過過短，造造成護筒筒埋置深深度不足足。b：鉆孔時時未按照照計算的的水頭差

23、差控制護護筒內(nèi)的的泥漿水水頭高度度。如在左幅55#墩樁基基施工中中，下護護筒時估估計水頭頭高度為為1.55m，泥漿漿容重為為r1，護筒筒外水容容重為r2，則有r1h1=r2（h2+1.5）。設r1=11.2gg/cmm3，r2=1gg/cmm3當h2=118m時，得h1=166.255m，可見見護筒腳腳至庫區(qū)區(qū)水面18m，泥漿漿容重為為=1.2g/cm33時，為為保持1.55m水頭高高度，泥泥漿面應應低于庫庫區(qū)水面面1.88m，而水水頭高度度又與每每個孔的的泥漿質(zhì)質(zhì)量、水水文地質(zhì)質(zhì)條件、護護筒的下下沉深度度等因素素有關。c：地質(zhì)條條件復雜雜，淤泥泥層約1m厚，而而粘土層層僅為0.22m厚，下下

24、部為強強風化砂砂巖，護護筒嵌入入深度較較小。（5）制定定對策序號主要原因目標措施地點完成時間1留振時間過過短消滅機械因因素加長留振時時間，確確保護筒筒嵌入河河床深度度，預備備大功率率振動捶捶進行振振動護筒筒。施工現(xiàn)場2001.12.152水頭高度較較小規(guī)范現(xiàn)場操操作根據(jù)每個樁樁基的不不同水深深分別作作出水頭頭差技術術交底，現(xiàn)現(xiàn)場嚴格格操作。施工現(xiàn)場2001.12.253地質(zhì)原因技術指導施施工查閱地質(zhì)勘勘察報告告，嚴格格交底，對對施工現(xiàn)現(xiàn)場提供供第一手手技術資資料。施工現(xiàn)場2001.12.10實施階段（D）實施階段（D）實施一利用業(yè)余時時間，組組織技術術人員對對技術資資料、設設計文件件、地質(zhì)質(zhì)勘