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中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 1 一 工程概况一 工程概况 秋涛路站系杭州地铁一号线试验段第一个车站 位于杭州市秋涛路和婺江路相交处 车站设计为地下两层单排柱列 2 跨钢筋混凝土箱形框架结构 全长 259 6 米 标准段净空 17 5 米 最大开挖深度为 18 米 共设 2 个风道和 6 个出入口 工程地质条件差 质量要求高 施工干扰大 环境保护标准高 2003 年 12 月 26 日开 工 总工期 24 个月 该工程主体围护结构采用钻孔咬合桩 桩径 1 0m 桩中心距 0 75m 咬合 25cm 桩深 约 33m A 序桩采用 C15 水下采用 C20 素砼 B 序桩采用 C30 水下采用 C35 钢筋砼 共计 914 根 钢筋砼桩 素砼桩各 457 根 其中桩长 33m 的 521 根 桩长 35m 的 207 根 桩长 28m 的 186 根 二 二 QCQC小组简介小组简介 我经理部于 2004 年 1 月 1 日成立了钻孔咬和桩成孔质量控制 QC 小组 其成员情况 如下表 1 所示 小组名称 钻孔咬和桩成孔 质量控制 QC 小组 成立日期2004 年 1 月 1 日 课题注册 时 间 2004 年 1 月 6 日注册号2004 02 小组类型攻关型 课题活动 时 间 2004 2 2004 8 活 动 次 数 8 次 序 号 姓 名性别年龄 文化 程度 职 称 接受教育 时 间 组内职务 1 1 李宇周男 24 大专技术员 48 组长 2 2 潘兴良男 33 大学工程师 48 组员 3 3 齐文朝男 35 大学工程师 48 组员 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 2 4 4 张伟勇男 32 大学工程师 48 组员 5 5 李俊清男 28 大学助理工程师 48 组员 6 6 刘双武男 29 大学助理工程师 48 组员 三 选题理由三 选题理由 四 现状调查四 现状调查 1 钻孔桩施工在本公司已是非常成熟的工艺 但钻孔咬合桩还从来未施工过 缺少施 工经验 2 根据现场施工安排 2004 年 1 月 31 日开始进行试桩 共打设咬合桩 5 根 表表 2 2 项 目允许偏差调 查 结 果 孔 位20mm6mm11mm3mm6mm9mm 垂直度3 1000 南南 1 1 西西 2 5 北北 2 5 西西 4 1 北北 2 3 东东 1 7 南南 2 9 西西 1 4 北北 3 2 东东 2 5 设计新颖设计新颖 A序桩 素砼 与B序桩 钢筋砼 桩体要求垂直及相邻桩充分咬合 防止渗漏 钻孔咬合桩是根据杭州市特定的地 质条件设计的 思路超前 秋涛路 站为试验段工程 国内无可借鉴的 施工经验 工程要求工程要求 表层杂填土 1 层砂质粉土 3 层砂质粉土 4 层砂质粉土 5 层砂质粉土夹粉砂 7 层砂质粉 土夹粉砂 钻钻钻钻 孔孔孔孔 咬咬咬咬 合合合合 桩桩桩桩 成成成成 孔孔孔孔 质质质质 量量量量 控控控控 制制制制 地质条件地质条件 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 3 咬合量250mm 45 43 63 61 17 17 24 25 37 34 含砂率3 1 1 1 1 1 4 1 4 0 9 0 9 3 5 3 5 2 2 2 2 沉渣厚度10cm8cm5cm9cm10cm6cm 注 地铁里程增加方向咬合量偏差为 地铁里程减小方向咬合量偏差为 通过 表 2 现场数据统计分析 可以看出除垂直度超标外其他指标均在允许范 围之内 因此控制好整个桩体的垂直度是后续围护结构施工的重中之重 3 先施工两素砼 A 序桩 在两缓凝桩初凝前 施做钢筋砼 B 序桩 五 确定目标五 确定目标 钻孔咬合桩垂直度 控制不超过3 3 根据试桩结果表明有两根桩垂直度超标 因此 桩体垂直度是成桩的关键 QC 小组应对此进行攻关 进行严格控制 六 可行性分析六 可行性分析 公司大力支持 公司大力支持 公司为本项目购置精良设备 选派技术力量强的技术人员 项目 部领导大力支持 QC 小组开展活动 技术力量雄厚技术力量雄厚 项目部有一批基本功扎实 塌实能干 锐意进取的年轻的工程技术 人员 技术攻关基础较好 因此 钻孔咬合桩垂直度控制在因此 钻孔咬合桩垂直度控制在3 3 以以内内具有客观有利条件 具有客观有利条件 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 4 七 原因分析七 原因分析 见下页因果分析图 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 5 水准仪不精确水准仪不精确 素桩砼缓凝时间不够素桩砼缓凝时间不够 钻钻 孔孔 咬咬 合合 桩桩 垂垂 直直 度度 超超 标标 原原 因因 材料材料材料材料 操作人员责任心不强操作人员责任心不强 钻机就位精度不高钻机就位精度不高 误差超标误差超标 操作人员技术水平有限操作人员技术水平有限 钻机下端支撑不稳固钻机下端支撑不稳固 咬咬合合桩桩工工艺艺流流程程控控制制 单桩成孔工艺不成熟单桩成孔工艺不成熟 方法方法方法方法 设备设备设备设备 人员人员人员人员 商品砼质量不稳定商品砼质量不稳定 首次接触首次接触 缺少专业技术培训缺少专业技术培训 思想教育力度不够思想教育力度不够 奖惩制度不健全奖惩制度不健全 垂直度控制得不好垂直度控制得不好 地质条件较差地质条件较差 导墙施工不规范导墙施工不规范 选择合格商品砼选择合格商品砼 经纬仪不精确经纬仪不精确 咬合量偏差过大咬合量偏差过大 检测力度不够检测力度不够 素砼桩与钢筋砼桩施工顺序安排素砼桩与钢筋砼桩施工顺序安排 容易造成塌孔容易造成塌孔 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 6 八 要因确定八 要因确定 根据以上末端因素 结合工程现场条件 QC 小组对末端因素逐条分析确认结果如下 表 3 表表 3 3 序号序号末端原因末端原因要因确认要因确认结论结论 1 思想教育力度不够 每周一次的思想教育 职工的责任性及积极性 得到很大改善 非要因 2 奖惩制度不健全 公司是通过 ISO 三位一体认证的单位 有健全 的制度 本项目只须建立配套的切合实际的奖惩制 度即可 非要因 3 缺少专业技术培训 钻孔桩施工在我公司已是成熟工艺 本项目钻 孔施工队伍技术较为熟练 只是比较缺乏咬合桩施 工的经验 非要因 4 导墙施工不规范严格控制导墙施工 的各项指标要 因 5 水准仪不精确校核原有仪器 另外新购置水准仪一台非要因 6 经纬仪不精确校核原有仪器 另外新购置经纬仪一台非要因 7 容易造成塌孔 使用钢套管护壁 严格控制套管底口滞后于开 挖面 非要因 8 钻机下部支撑不稳固 钻机下部支撑不稳固可直接导致成孔的精度及 垂直度 要 因 9 检测力度不够 在施工过程中纠偏及控制整个桩体的垂直度非 常重要 加强检测力度及方法 要 因 10 素砼桩与钢筋砼桩施工 顺序安排及单桩成孔的 工艺流程 合理安排素桩与钢筋砼桩施工顺序才能保证工 期 组织合理的成孔方案顺利完成每个循环 要 因 11 素桩砼缓凝时间确定 素桩砼缓凝时间确定是控制钢筋砼桩工序的关 键 要 因 12 选择合格商品砼 严格控制商品砼质量 该地区商品砼厂较多 从中选择合格商品砼 非要因 九 制定对策九 制定对策 对策表对策表 序 号 要 因对 策措 施目 标 地 点 实施 日期 负 责 人 1 导墙施工不 规范 严格控制导墙 施工的各项指 标 施工中严格控制导墙 施工精度 保证顶面 平整 内外墙间距 垂直度 导墙轴线误差 1 10 0m mm m 内墙 面垂直度 0 0 3 3 导墙顶 面平整度5 5m mm m 技 术 室 2 月 21 22 日 李 宇 周 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 7 十 对策实施十 对策实施 1 在桩顶上部施作钢筋砼导墙 导墙采用C20 钢筋砼结构 导墙形式如图 1 所示 6000 3000 垫层砼 3000 2 图图 1 1 导导墙墙形形式式图图 2 钻机下部支 撑不稳固 夯实基础 在桩 顶施做钢筋砼导 墙 严格按照施工规范 及 技术交底 施做导墙 钻机进行 上拔 及下压套管作 业时支撑牢固 稳定 现 场 3 月 1 3 日 李 宇 周 3 检测力度不 够 加强检测力度和 总结方式方法 制定出合理的检测及纠 偏方案 确保桩身位置准 确 垂直度控 制在0 0 3 3 以内 现 场 2月25 6月19日 李 俊 青 4 素砼桩与钢 筋砼桩施工 顺序安排及 单桩成孔的 工艺流程 合理制定施工 方案和施工流 程 先施工素砼A A序桩 然后在相邻两A A序桩 间切割成孔施做钢筋 砼B B序桩 按照制定 的作业流程组织施工 在两素砼桩初凝 前施工钢筋砼桩 顺利完成单桩 的作业循环 技 术 室 2月25 7月21日 潘 兴 良 5 素桩砼缓凝 时间确定 根据现场确定素 砼的缓凝时间 一般大于 60h 在灌注商品砼之前 对 砼的缓凝时间进行严格 试验数据分析 素砼桩与钢筋砼 桩能够紧密结合 防渗漏 试 验 室 3月1 4月10日 潘 兴 良 实施一 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 8 1 场地平整 根据实际地质 地形及各区段钻孔咬合桩的桩顶标高确定导墙基 础开挖深度 基础开挖采用人工配合挖掘机进行 开挖到基底后 清底 夯填 整 平 施工垫层砼 2 施做导墙时 因考虑到钻机的自重和钻孔时动力荷载对导墙所产生一定程度的 破坏 应适当提高砼强度 钻机进行上拔和套管纠偏 作业时 套管钻机底座 对导墙 的冲击很强 因此要保证作业平台的 坚固及导墙的强度 对整个桩体的质量至关重 要 3 在钻孔前 要为旋挖钻作业创造有利的施工环境 将旋挖钻机置于稳固的作业平 台上 平台内净空高度高于压管机的最高行程高度 平台顶高度应满足套管接长时套管 顶与旋挖钻钻头间的最小作业空间 如图4 4所示 2 采用定型钢模 每段长度按3m 考虑 具体见图 2 模型支撑采用方木 具 体见图 2 侧示图 拉筋 钢模板钢模板 方木支撑 方木支撑 图2 导墙模型支撑图 3 导墙起锁口和导向作用 直接关系到钻孔咬合桩顺利成孔和成孔精度 施工 中严格控制导墙施工精度 确保轴线误差 10mm 内墙面垂直度 0 3 平整度 3mm 导墙顶面平整度 5mm 如图 3 所示 图图 3 实施二 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 9 100 作业平台 旋挖钻 60 剖面图 导墙 130 磨桩机 导墙 磨桩机 500400 平面示意图 165 48 200 旋挖钻 旋挖机配合套管钻机施工示意图4 1 套管的顺直度检查和校正 钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管的顺直度检查和校正 首先检查和校正 单节套管的顺直度 然后按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检 查和校正 检测方法 可于地面上测放出两条相互平行的直线 将套管置于两条直线 之间 然后用线锤和直尺进行检测 实施三 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 10 2 成孔过程中桩的垂直度监测和检查 地地面面监监测测 在地面选择两个相互垂直的方向采用线锤 或两台经纬仪 监测地面 以上部分的桩的垂直度 发现偏差时随时纠正 这项监测在每根桩的成孔过程中应自 始至终坚持 不能中断 如图 5 所示 90 经纬仪 经纬仪 垂直度控制平面示意图5 经纬仪 经纬仪 垂直度控制立面示意图5 孔孔内内检检查查 每节套管压完后安装下一节套管之前 都要停下来用 测环 进行 孔内垂直度检查 不合格时需进行纠偏 直至合格才能进行下一节套管施工 3 纠偏 成孔过程中如发现垂直度偏差过大 必须及时进行纠偏调整 纠偏的常用有以下 方法 1 利用钻机油缸进行纠偏 如果偏差不大或套管入土不深 5m 以下 可直接利 用钻机的两个顶升油缸两个推拉油缸调节套管的垂直度 即可达到纠偏的目的 2 如果桩在入土 5m 以下发生较大偏移 可先利用钻机油缸直接纠偏 如达不到 要求 可向套管内填砂或粘土 一边填土一边拔起套管 直至将套管提升到上一次检 查合格的地方 然后调直套管 检查其垂直度合格后再重新下压 1 先施工素砼A A序桩 再在相邻两A A序桩间切割成孔施做钢筋砼B B序桩 实施四 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 11 2 单单桩桩成成孔孔工工艺艺流流程程 a 钻机就位 待导墙砼有足够的强度后 移动套管钻机 使抱管器中心对应在导墙 孔位中心 b 取土成孔 压入第一节套管 然后用旋挖钻机从套管内取土 一边取土 一边继 续下压套管 始终保持套管底口超前开挖面2 0m 以上 第一节套管压入土中后 地 面上留 1 2 1 5m 以便于接管 检测垂直度 如不合格则进行纠偏 如合格则安装 第二节套管继续下压取土 如此重复 直至达到设计孔底 c 清孔 成孔检测合格后吊放捞碴捅 进行清孔 一小时 单单桩桩成成孔孔施施工工工工艺艺流流程程 吊装安放套管 施工准备 场地平整 桩位测量放样 施工咬合桩顶砼导墙 磨桩机就位对中 旋挖钻机沿平台走行就位对中 压入套管 校核垂直度 控制垂直度 旋挖取土套管钻进 测量孔深 清除虚土检查孔底 检测桩整体垂直度 验孔签认 隐蔽签认 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 12 3 3 咬咬合合桩桩施施工工工工艺艺流流程程 总的原则是先施工 A 桩 后施工 B 桩 其施工工艺流程是 A1 A2 B1 A3 B2 A4 B3 如图6 6所示 A B 第二序次桩C25钢筋砼桩 A 第一序次桩C25砼桩 A1 B1 A2 2B 3 3BA4A4B 5 5B 76A 6BA 图图 6 6 A A 第一序桩C15C15 水下为C20C20 B B 第二序桩C30C30 水下为C35C35 采用旋挖钻配合套管钻机施工后 挖土速度可大大提高 单桩成孔速度主要取决于压 管速度 初步测算单桩 桩长3333米 成孔时间约6 6小时 成桩时间可控制在1010小时内 单桩成桩时间 A 序桩 10 个小时 B 序桩 12 个小时 日成桩约 2 2 4 根 4 4 分分段段施施工工接接头头的的处处理理方方法法 往往一台钻机施工无法满足工程进度 需要多台钻机分段施工 这就存在一个段 与段之间的接头问题 采用砂桩接头是一个比较好的方法 在先施工段的端头设置一 个砂桩 成孔后用砂灌满 待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼 并在其外侧施以 旋喷桩 2 根 如图 7 砂桩 ABABA 砂桩 图图7 7 分分段段施施工工预预设设砂砂桩桩示示意意图图 素桩砼缓凝时间是根据单桩成桩时间来确定 单桩成桩时间有与地质条件 桩长 桩径 和钻机能力等有直接联系 因此 素桩砼缓凝时间可以根据一下方法来确定 测定单桩成桩所需时间 t 确定素桩砼的缓凝时间 可根据下式计算 T 3t K 式中 T 素桩砼的缓凝时间 初凝时间 K 储备时间 一般取 10 15 小时 t 单桩成桩所需的时间 根据本工程地质和桩长及我们所施工同类地铁工程的类比经验 设定t 15 小时 桩 为此得出素桩砼的缓凝时间为50 60 小时 十一 效果检查十一 效果检查 实施五 中铁七局集团第三工程有限公司 中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制中铁七局三公司钻孔咬合桩成孔质量控制QC小组小组 13 通过以上对策的实施 在

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