PDCA循环在沅水二桥提高破桩头效率中的应用

邰皓

（中交隧道工程局有限公司 北京 100102）

1　工程概况

沅水二桥属于湖南省S317沅陵县苦藤铺至白田公路跨越沅江的大桥，桥位距沅陵县沅水与酉水交汇口上游0.67km，距下游沅陵沅水一桥3.4km，桥梁起点桩号为K5+041.6，桥梁终点桩号为K5+848.4，桥长806.8m，桥跨布置为7×40m预应力混凝土T梁+75+3×120+85m预应力悬浇连续箱梁，引桥平面位于R=800m的圆曲线、缓和曲线及直线段上，主桥均位于直线段内，全桥纵坡为1.15%。

2　方案的选取

全桥共计混凝土灌注桩桩基础60根，其中深水桩基础为28根，陆地桩基础32根。混凝土灌注桩灌注完毕28d后，经检测混凝土强度满足设计及规范要求，进行下一步承台施工。承台施工前，需对桩基桩头进行破除，剥离超灌混凝土，待露出衔接钢筋后，进行承台钢筋绑扎作业。

沅江雨季涨水迅速，水位多变，根据业主要求及工期安排，需在6月中旬水位上涨之前完成水中承台的施工作业。所以提高桩基桩头的破除效率，确保水中承台在枯水期修建完成，是保证整体施工进度的前提。

为提高破桩头效率，我单位同时选用了传统人工风镐破碎桩头和膨胀剂灌入法水平裂分桩头两种方案，通过PDCA循环对两种方案进行了详细的比对，通过数据对比分析然后选取效率较高的方案进行后续施工，提高了效率，节约了成本。

3　实施阶段

计划阶段（P）：

3.1现状调查

沅水二桥0～6#陆地桩、7～10#深水桩已于2016年年底完成。进行桩头破除施工，桩头破除作业环节需进一步优化，以此加快施工进度。

沅水二桥0～4#桩基桩头破碎采用人工风镐破碎施工，由于桩头上部施工面作业面有限，所以只能由2名施工工人手持风镐从桩顶逐步破碎至设计桩顶高程位置，整体进度较慢，平均每个桩头两名工人施工两天可施工完成破碎及清理工作，即桩头平均破除率为每工日0.27根。

表1　混凝土桩头破除效率表

3.2目标设定

根据进度要求，需在水位上涨之前完成水中承台的施工作业，所以破桩头的效率要从每工日0.27根提高到每工日1根。

3.3可行性分析

对类似工程施工工艺进行分析、研究，明确过程控制要点、质量通病及预防措施；结合本项目特点编制具有操作性的专项方案及作业指导书、技术交底，并由总工程师牵头组织开展针对项目管理人员及作业人员的技术交底；进行物资设备机械配置及操作培训，完善改进施工工艺；开展试验桩，在试验中验证控制措施及工艺的合理性，并做好经验数据的收集整理，摸索相关经验；在具体操作中，分析可能影响混凝土桩头破碎速率的各项因素，采用PDCA循环纠偏完善的方法，提升效率。

3.4分析原因

影响桩头破除作业效率的主要原因有：

（1）人员、机械配备不足（现场调查：非要因）

混凝土灌注桩桩头破除施工采用人工手持风镐破碎进行施工，破碎至桩顶标高后，人工配合吊车悬吊料斗清理废料，每承台面配备2人，2架G-20型风镐，一台ET-120型空气压缩机，人员及机械的配备直接影响施工的速度。

（2）作业面施工空间不足（现场调查：非要因）

混凝土灌注桩桩头破除施工，施工人员站于桩头顶面进行施工，桩顶面积狭小，空间作业面不足，限制作业人员数量。由于水中桩桩头破除要在套箱内完成，套箱侧板与桩头边缘的间隙不利于人工及机械设备作业，进度缓慢。

（3）施工工艺落后（施工工艺比对：要因）

人工破除混凝土灌注桩桩头，每台风镐的破碎量极为有限，造成整体施工速度缓慢。

（4）施工控制（数据分析：要因）

混凝土灌注桩桩头破除的施工任务为清除桩基施工过程中的超灌混凝土，所以超灌混凝土量直接影响后续破除施工工作量。

（5）制定对策

表2　

4　对策实施（D）

4.1混凝土灌注桩桩头破碎施工，是为了确保混凝土灌注桩基施工质量，1进行人为超灌的含有沉渣、杂质等不合格的混凝土进行清除的工作，超灌的混凝土的数量，直接影响破除桩头施工的工程量，在确保桩基质量的前提下，超灌混凝土长度范围70～80cm。桩基施工过程中，严格监测混凝土顶标高，距设计标高1m时，每灌入1m3混凝土，用测绳分四个方向分别监测混凝土顶标高，严格按照方案控制超灌高度。

4.2采用膨胀剂灌入法水平裂分桩头

（1）于设计桩顶标高位置沿桩身设置一条施工线，人工手持风镐破除桩头外层钢筋保护层混凝土。

（2）采用手持28电钻打孔沿施工线周圈平均分布的钻孔20个，孔深40cm。

（3）清除孔内灰尘，将调配好的高效裂石膨胀剂灌入孔内，灌入完成后封住孔口，防止膨胀剂漏出。

图1　沿设计标高位置画施工线

图2　沿施工线周边打孔

（4）待2h后，桩头沿施工线位置处裂开，产生贯通缝，用吊车将桩头吊出，破桩废料进行清理，对桩顶进行修整，则该桩桩头破除完成。且灌入膨胀剂后，可继续进行下根桩基的破桩施工，连续循环作业。

图3　桩头裂开通缝

5　检查效果（C）

表3　混凝土桩头破除效率表

膨胀剂灌入法对桩头破除起到了关键作用，破桩效率有较大提高，达到了每工日0.68根。但仍未达到目标。故项目准备第二次PDCA循环。

6　第二次PDCA循环

6.1原因分析

经过分析研究后确定，人工手持风镐破碎桩头混凝土保护层施工速度较慢，施工时间较长，影响整体破桩施工效率。

6.2制定对策

表4　

（1）施工工人手持28电钻沿桩顶面主筋内侧位置向下打孔至设计桩顶标高，打孔间距30cm。

图4　桩顶竖向钻孔

（2）清除孔内灰尘，将调配好的高效裂石膨胀剂灌入孔内。

（3）待2h后，桩头外层保护层混凝土沿主筋位置裂开，剥离保护层混凝土，按照横向膨胀剂灌入法继续施工。

图6　桩头保护层混凝土裂解

改进施工方法后破桩率达到了每工日1.05根，达到了计划目标。

表5　混凝土桩头破除效率表

7　收益

（1）本次PDCA循环施工实践活动达到了提高桩头破除施工效率、节约工期的目的。也使得现场技术人员及施工作业人员在成本意识、PDCA循环知识、和解决问题的能力上都有所提高，这在以后的管理中也会受益非浅。

（2）通过发挥现场技术人员的创新能力，成功地解决了低效率高成本的难题。随着生产效率的提高，加快施工进度，增强了企业的竞争力，职工的综合能力也有了明显的提高。

（3）通过此次PDCA循环施工实践活动，为今后类似工程提供了宝贵的经营经验，提高了小组成员的管理水平与自身素质。

（4）通过此次PDCA循环施工实践活动，大大提高了破桩头施工效率节约工期为：（1.05-0.27）×44=34 工日。

8　结语

通过本次PDCA循环施工实践活动，在实践工作中提高了桩头破除的施工效率。后继桩头破除施工中，制定了相应的施工方案，指导施工，由于工人操作熟练度的不断增加，破桩效率持续保持并有所增加，通过本次PDCA施工实践活动，本项目在桩头破除施工方面积累了宝贵的技术经验。现场技术人员及施工作业人员从知识、安全质量意识、解决问题的能力、团队精神、个人能力、技术水平以及管理水平等多方面都有了很大提高，也希望此次PDCA循环施工实践活动能给今后类似工程提供宝贵经验。