攻克海上定位沉桩技术难题

攻克海上定位沉桩技术难题本QC小组是一个攻关型活动小组，活动围绕着攻关来开能减少不必要的劳作，提高改造成功率。成员主由管理干部和技术人员组成。 海上沉桩QC小组人员表表1789789海上沉桩QC小组序号1男2男3男5男男女二、工程概况垦东12区块进海路及海油陆采平台工程位于黄河入海口大汶流自然保护区内，水流湍急、地质复杂、自然条件恶劣，受海浪、风暴潮影响大。我们在进行2#、3#进海路及海油陆采平台采用管桩路堤结构。管桩路堤结构首先沿路纵向打入两排高强钢筋砼管桩，纵钢筋砼预制板封堵缺口，底部插入泥面50cm，再在砼预制板上放置预制好的c25钢筋砼联系横梁，横梁底高程式为0.6m，顶高程为1.0m，然后在管桩顶部现浇c25钢筋砼纵联系梁将管桩联系成一个整体，并有效保护长桩顶部的钢箍免遭海水腐蚀。最后在管桩及砼预制板内抛石，形成直立堤结构。三、选题理由（一）管桩路堤结构在浅海海域施工属国内首创，既没有成熟的施工工艺可以参考，也没有成功的经验也可以借鉴，属于新工艺新工法。（二）工期要求。垦东12区块2#、3#进海路及海油陆采平台工程长约1800米，共沉桩2015棵，沉桩工序是否能如期完工直接制约着整个工程进度，任务重，时间紧，加快沉桩进度、提高沉桩质量，对确保垦东12区块2#、3#进海路及海油陆采平台工程的工期有至关重要的意义。（三）质量要求。沉桩质量是否能满足设计要求，主要是管桩的顶高程，定位及正位率直接影响到下一步横向联系梁及纵向联系梁是否顺利插打。（四）完善海上沉桩工艺，海上沉桩列为公司重点工序，是否能高质量、高效率的完成海上沉桩，直接影响到整个垦东12区块进海路及海油陆采平台工程是否能顺利完工。同时，也影响到我们公司在海上施工能力和信誉。（一）现场调查施工区域处于黄河入海口滩海海域，水深为1.2m-3.5m，大型的打桩船无法进入，只能采用小型柴油打桩船进行管桩的沉桩，该区域风浪大直接影响到施工的安全性、稳定性、作业效率、工程质量。（二）技术调查小型柴油打桩船施工过程中，需要频繁进行打桩船的移船定位，花费在移船定位、吊装管桩入龙口及调直工序上的时间较长。并且沉桩过程中容易出现桩跑位、桩倾斜等现象。针对已完成的100棵桩做以下统计调查沉桩问题现场调查表表2频数（次）频率（%）累积频率（%）1桩跑位46.146.12桩倾斜30.876.93扭角不到位688.44桩超高496.152（三）人员设备调查由于该工艺属于首次试验，之前没有成功经验可以借鉴，因此施工前现场管理人员与现场操作人员均无法接受专业知识的培训，整个施工过程均在摸索阶段。（四）工期调查垦东12区块进海路及海油陆采平台工程处于海上多风施工环境复杂地区，有效作业日少，根据对现场调查在有效作业日只能完成7-8棵沉桩，对顺利完成工期此施工工艺无法达该区域内月份有效作业日调查表表3月份34567897889五、攻关目标（一）确定目标根据我们的实际现状调查发现，沉桩合格率较低，施工进度慢，针对这一情况，我们QC小组进行了认真的总结，确定了小组完成目标：1、确保沉桩质量，控制桩的合格率在93%以上。2、提高沉桩的进度，保证工期。1、本QC小组成员主要由技术质量人员组成，并常年在施工一线工作，具有相当的施工经验，同时大家有信心有能力解决海上沉桩质量差、进度慢的问题。2、在该区域内施工环境制约，该施工工艺有很大改进优化的3、海上沉桩用于滩海防护工程中是近几年国内一项新兴的施工工艺，主要在广东、浙江、上海、江苏等省份推广应用，可以借鉴一些施工经验。六、原因分析人QC小组根据以上的施工过程，进行认真的分析、总结找出问题，召开QC小组研讨会，提出各方面的原因进行分析。人沉桩质量进度难以控制施工人员缺少培训人员组织不合理法沉桩质量进度难以控制施工人员缺少培训人员组织不合理法定位系统与打桩船不协调频繁定位移位，工序繁多海上作业海浪大吊装定位不准确立桩正位率难以控制天气变化大作业空间小频繁定位移位，工序繁多海上作业海浪大吊装定位不准确立桩正位率难以控制天气变化大作业空间小各工序人员协调不好业效率低。环机料环机料根据云状图的显示，我们QC小组积极组织技术人员和作业人员对各个影响因素进行详细分析，确认沉桩质量难以控制的几个末端因素为：1、打桩船与定位系统分离，难以协调统一操作，导致桩跑位。2、立桩过程中垂直度难以控制，导致桩倾斜。3、船体移位频繁，作业效率低。4、海上施工环境恶劣，连贯的有效作业时间短。5、人员未接受专业训练，各工序人员衔接不到位。七、要因确定针对以上确定的末端因素，我们分配人员进行落实情况：（一）打桩船与定位系统不协调确定人员：XX打桩船为小型柴油打桩船，船体自配定位系统，打桩定位时依靠经纬仪控制纵向基线，利用塔尺控制桩间距，从而确定桩位，做好标记。此施工工艺，打桩船与定位系统为一体，随打桩船重心的变化，定位系统也在变化，导致桩跑位或倾斜的几率加大。因此打桩船与定位系统不协调，确定为要因。（二）立桩垂直度难以控制确定人员：XX管桩吊起脱离甲板至垂直稳定状态后，在指挥人员的指挥下，利用桩自重及锤头作用下管桩缓缓下沉至定桩位置。立桩导向系统与船体为一体。船体的动摇直接影响到立桩的垂直度。因此立桩垂直度难以控制确定为要因。（三）船体移位频繁确定人员：XX为了增加作业空间，保证立桩的准确位置及沉桩的纠正方便，打桩区域必须处于船身的中央位置，这样增加了船体移位的频率，只要解决桩准确的定位及沉桩的正位率，船体可以减少移位。因此船体移位频繁，确定为非要因（四）人员经验不足确定人员：XX由于新工艺缺乏成功经验可以借鉴，管理人员与操作人员均未接受专业知识培训，整个施工工艺均处在试验摸索阶段，因此人员经验不足确定为非要因。（五）海上环境恶劣确定人员：XX海上施工环境恶劣，有效作业时间短属于天气原因，是我们QC小组无法解决的客观原因，因此海上环境确定为非要因。八、拟定对策根据分析出来的影响因素，我们针对问题提出相关解决办（一）要因对策根据以上要因，综合分析，既要打桩船与定位系统协调，又能控制立桩的垂直度，QC小组成员利用头脑风暴法，综合意见，创造性的提出制作导向式定位框架系统，如图所示：。表示定位钢管桩表示定位横担粱表示定位框架定位框架作为定位系统，上部成开花状，下部引出导向系统，导向系统焊接在定位框架周围，尺寸比预制桩大2-5mm。导向系统设置对称中心控制线，可以精确控制预制桩定位中心。定位钢管桩及定位横担粱作为固定系统采用凸榫和定位钢管桩相连固定。（二）非要因对策1、由于现场施工的操作人员操作不熟练，没有通过专业培训，整个施工工艺均处在试验摸索阶段，导致现场人员配合不协调致使现场施工难度加大。通过加强技术培训，提高操作人员的熟练程度和掌握操作步骤，统一协调指挥。2、抓住海上施工有效工作日，利用潮汐变化，昼夜施工。九、对策实施根据上面制定的对策，小组对每个环节设立负责人，形成各个击破，逐个突击，达到解决问题的目的。 对策实施表表4对策表人对工人进行相关业务知识培训，提高工人技能，进—利用信号统一指挥，各工序人员相互沟通，增加熟材料套入定位系统进行立桩，定位框架采用双层控制系统，有效地保证了两根相—立桩垂直度难机械设备作业效率低，利用定位框架衔接各设备，减少了纠正超限桩的—环境对一般风浪的情况下可以正常施工，增加有效工作定位框架上设置了简易人工操作平台，扩大水面作方法定位系统与打定位框架采用定位系统与打桩船分开，相互影响比—定位框架采用定位系统与打桩船分开，定位框架一次船体移位一次，减少了十、检查效果通过利用导向式定位框架，成功的解决了打桩船与定位减少船体的移位频率。对已完成的368棵沉桩做统计，共有实施后每天完成13-15棵桩。十一、巩固及标准化（一）管桩的打桩作业流程钢管桩沉桩定位桩架施工钢管桩沉桩定位桩架施工打桩船定位打桩船定位沉桩沉桩立桩（二）具体操作施工过程及技术要点如下：1、打桩船定位打桩作业船航行至作业区后，在离定位系统1.5～2.0m范围内停船，根据水深、水流和波浪等自然条件确定打桩船的驻位位置，调整打桩船至合适的位置,将四个角的锚桩落下将船只锚固稳定后，实施整套打桩作业程序。2、定位钢管桩沉桩在已定位的打桩船上吊装设备配合振动锤吊起定位钢管桩，在管桩轴线的两侧约0.5m～1.5m处将定位管桩停放稳定后开启振动锤，将定位钢管桩打下，定位钢管桩的高程控制在高出工程桩顶设计高程0.5～1.0m之间，四根钢管桩的高程应大致相等。钢管桩插打到位后，在吊装设备的配合下在钢管桩上安放横担梁，横担梁与钢管桩的连接可采用焊接或螺丝连结等方式，连接牢固后转入定位框架定位施工。3、定位框架定位施工打桩船上吊装设备将定位框架吊起放置在已连结牢固的横担梁上，在岸边测量人员的指挥下，结合现场的实际，前后左右四个方向移动定位框架，当移至管桩轴线上后将定位框架缓缓放下，如稍有移位，可指挥作业人员用小型工机具协助顶推将定位框架慢慢移动定位。当定位框架移至管桩中轴线上时，放稳框架，然后将定位框架与横梁进行固定连结。4、立桩起吊管桩，管桩吊起脱离甲板至垂直稳定状态后，在指挥人员的指挥下将管桩缓缓插入导向定位框架桩位孔中，在桩自重作用下管桩缓缓下沉，在下沉过程中注意纠偏，应在管桩轴线和横断方向上分别派人观察，配合指挥长指挥保证管桩轴线位置和垂直度。至管桩不再下沉时，完成立桩过程。5、沉桩在管桩完成自身重量下沉后，启动振动锤液压系统夹住送桩器上顶面，将管桩扶正，开启振动锤实施沉桩作业。在沉桩的初期，将变频器打到轻振档上，沉桩过程中通过吊装设备调整振动锤的位置，进行纠偏。当管桩沉至稳定状态时，更换变频器档位，全幅开启振动锤，实施快速沉桩作业。以定位框架上顶面推算出到什么位置管桩达到设计高程，并在管桩上用粉笔做出标记。二次开启振动锤实施沉桩作业，至管桩标记高出定位框架上顶面约3～5cm时，关闭振动系统，靠振动锤的余在检验评定标准规定允许偏差之内，完成沉桩作业；如超出标准，开启振动锤将管桩稍稍进行沉桩或上提，直至达到规范要求为止，至此完成沉桩作业。6、导向定位框架内全部管桩沉桩完成后，在