钻孔灌注桩成孔排障装置的研制.docx

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1、钻孔灌注桩成孔排障装置的研制浙江耀厦控股集团有限公司杭州市上城区体育中心战狼QC小组一、工程概况杭州市上城区体育中心工程位于杭州市上城区钱江路与候潮路交叉口，工程总建筑面积：55090.07平方米，地下共4层，地上13层。桩基采用钻孔灌注桩，桩径有8001000,以7-3中风化安山圻岩及8-3中风化凝灰岩作为桩端持力层。二、QC课题小组简介表1、QC小组概况表小组名称杭州市上城区体育中心战狼QC小组课题名称钻孔灌注桩成孔排障装置的研制成立时间2015年11月23日TQC教育均超过50学时注册登记号YSQC201601活动时间15.11.23-活动次数1次/周小组类型序号姓名性别年龄学历行政职务

2、职称组内分1张永光男45本科项目经理高工组长2蔡小宝男43本科项目副经理工程师副组长3王帅男34本科公司现场指f=3.工程师副组长4胡德军男43硕士技术负责人高工技术负5郦佳荣男31大专技术员工程师技关分6雷华兴男30大专质量员助工现坳实7聂磊男27大专施工员助工现法实8郭佳洁女29大专资料员助工资整m9贵艳喜男38高中桩机机长现场实责10金自生男38高中桩机机长现璘实操制表人：郦圭荣日期：2015年11月23日三、选题理由1、场址地质条件复杂，试桩成孔困难。场址临近钱塘江畔，原为杭州木材厂厂区，地表硬杂质（混凝土、碎石、块石、建筑垃圾等）含量较高；在下部土层中有近代钱塘江海塘填筑物：碎石、块

3、石等，埋深8.8019.8Onb碎石、块石含量1060（,局部块石为大于20cm。连续试桩3根，在试桩施工过程中，钻进至相对标高-8米左右、T6米-18米时均碰到因障碍物导致无进齿、塌孔以及大粒径障碍物无法排除，造成废孔的问题。2、为了有效地稳定地形成的钻孔，确保桩基工程的质量。因此我体育中心战狼QC小组拟定此次的课题定为：钻孔灌注桩成孔排障装置的研制。四、目标设定1、目标设定我QC小组将本次活动目标定为：研制一种稳定的钻孔灌注桩地下排障装置，确保钻孔内排障成功率在99%以上，形成有效桩孔，。2、目标分析（1）业主，监理单位以及公司技术中心对我们QC活动工作给予重要协助。（2）QC小组成员中有

4、参加过类似QC创新活动的专业技术人员和有多年桩基施工经验的施工班组。五、方案提出与选定1、提出方案根据目标要求，QC小组制定活动计划，于2015年11月29日，由QC小组组长张永光召集小组成员，围绕钻孔灌注桩排障措施召开专题会议。采用“头脑风暴法”集思广益提出各种方案并进行论证，通过对小组人员意见的整合，提出了几种排障措施方案方案一：冲锤打桩机排障。冲锤打桩机让冲击锤自由下落进行反复冲击，将孔底中的岩石、土或其它物质劈裂、破碎或挤入钻孔壁中，并通过泥浆泵随泥浆携带小碎石等物质排入泥浆池）。方案二：旋挖钻机排障。旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎障碍物,并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机

5、提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土。方案三：钻孔桩机+自制排障装置。当钻孔桩机施工中遇障碍物无进齿时，装上自制排障装置来钻取障碍物。2、方案对比分析（1）方案适用范围分析表2、排障适用范围统计表方案编号障碍物类型碎石块石混凝土抛石漂石木桩方案一方案二方案三适用基本适用不适用制表人：郦佳荣日期：2015年11月30日结论：以上三个方案均可以对本工程地层进行排障，方案一清障适用范围较大。（2）方案风险性分析本工程地基土上部分布有较厚的粉土层，粉土内局部夹碎石、块石，应做好护壁工作，防止扩颈；下部要穿越较厚的圆砾层，应采取有效措施防止圆砾层的漏浆和塌孔；承压水水量丰富，水头较高，含水层渗透系数大，

6、影响成孔。表3、风险性统计表方案编号风险类型坍孔孔身偏斜扩孔、缩孔糊钻、埋钻卡钻掉钻落物方案一OXXO方案二OXO方案三OOX出现可能性较大J出现可能性较小O出现可能性一般制表人：郦佳荣日期：2015年11月30日结论：方案一综合风险较大，方案二综合风险一般，方案三综合风险较小。（3）方案经济性分析表4、方案经济在B对比统计表编号实际单价护壁费用配套设备费用机械闲置费用进出场费方案一300元/米膨润土护壁250元/m3300元/单桩2.5万元/月2000元/次方案二280元/米膨润土护壁250元/m3600元/单桩20万元/月3000元/次方案三75元/米原浆护壁0元/m?300元/单桩0万元

7、/月0元/次制表人：郦佳荣日期：2015年12月01日1）方案一与方案二比较：方案一、二在桩基施工期间会产生机械闲置时间，所以方案一的投入费用比方案二的投入费用要小。2）方案一与方案三比较：方案三在原有桩机上加装清障装置，无须增加其他费用,所以方案三的投入费用比方案一的投入费用要小。方案经济性对比分析对比结论：方案三在经济对比上更有优势。3、方案选定根据三中方案分析结果，QC小组成员进行方案论证，从排障可行性、风险性、经济型等因素出发进行对比分析，得出以下结论。具体见对比分析表：表5、方案评价表编号适用范围风险性经济性结论方案一优势较强较大单价较高，会产生一定的机械闲置费用,考虑进出场，会产生

8、一定费用不选用方案二基本适用一般单价较高，会产生较高的机械闲置费用,考虑进出场，会产生较高费用不选用方案三基本适用较小单价较低，利用场内桩机无其他费用产生，可自行方便制作。决定选用制表人：郦佳荣日期：2015年12月02日经过方案对比分析，方案三施工风险小，经济上占极大的优势，施工便利，故小组一致选定方案三做为钻孔灌注桩排障方案。4、方案重点要素分析方案选定后小组组员继续就方案三活动过程中所须把控的重点分项要素做具体分图1、方案展开系统图制图人：郦佳荣日期：2015年12月03日5、方案优化2015年12月04日，根据选定的最佳方案对排障装置进行制作与优化，排障装置包括主体钢筒、位于位于主体下

9、端的护圈、钻齿和钢索。第一步：主体钢筒制作：采用厚度为IOmm,外径为950mm的无缝钢管，上端用同厚钢板密封盖，密封盖的下侧设有距离感应器，主体的下端为开口。第二步：钢索制作与安装：采用25#钢索，按圆周均匀分布主体的内壁上且靠近开口，钢索呈U形状，所述主体的内壁上按圆周均匀设有安装孔，所述钢索的两自由端分别连接在安装孔内，所述钢索的弧形端位于主体的中央，所述钢索交错层叠设置第三步：护圈制作安装：圈套设在开口的外圆周上，所述护圈与主体可拆卸连接第四步：钻齿制作与安装：采用鸨钢合金钻齿，均匀分布在套圈上，钻齿之间的间距为20OmmoA钻杆接头950钢管T50管（R；25#钢索护圈）勺铝钢合金鸨

10、钢口金钻齿钻齿图2、自制排障装置图图3、自制排障装置实体图六、制定对策表2015年12月05日，根据选定的最佳方案，小组再次展开讨论并制定落实对策表。表6、对策表序号项目对策目标措施实施时间地点负责人1护壁1、原浆护壁；2、外运泥浆护壁；3、掺膨润土护壁调和泥浆比重,防止塌孔缩颈现象1、对桩孔内泥浆或外运泥浆进行泥浆比重检测*2、膨润土掺量控制泥浆比重：膨润150200g,水IOOOn11纯碱510go3、检测调和完成泥浆比重：1.9-2.0；粘度3540sO排障整个过程现场造浆池蔡小宝雷华兴2障置作排装制1、主体钢筒制作；2、钢索制作与安装3、护圈制作安装4、钻齿制作与安装装置可以有效排除障

11、碍物1、请钢结构专业单位加工；2、派技术人员加工指导f3、成品质量验收。装置制作过程外加工胡德军郦佳荣3障艺程排工流1、装置试排障。2、工艺流程确定。确定成熟的排障工艺1、请技术过硬机长试排障，和培训工人;2、排障工艺：第一步，观察进齿情况，用钻头挤开障碍物；若无进齿,换下普通六叶钻头，使用平底低负荷600花岗岩钻头磨穿或挤开障碍物，再用普通六叶钻头套打；若第一步失效,提升钻杆，装上自制排障装置，下钻取障碍物。施工排障过程施工现场郦佳荣蔡小宝制表人：郦佳荣日期：2015年12月08日七、按对策表实施进过排障方案的确定及相应对策的制度，2015年12月09日QC小组决定对已出现障碍物的桩K36进

12、行复打排障。实施一：护壁控制1、选用城西含砂量少、比重较大的泥浆，经雷华兴现场检测外运泥浆比重，满足要求的泥浆拉入本工程现场造浆池。2、用清水、外运泥浆调和膨润土进行泥浆配置：膨润土掺量控制泥浆比重：膨润150200g,水IOoOIn1纯碱510g03、检测调和完成泥浆比重：1.9-2.0；粘度3540s.4、用调和泥浆开孔。5、检测孔内泥浆比重，如有下降，掺膨润土调和。6、检测方法：使用泥浆比重秤。图4、泥浆比重检测图实施效果:按调和比重的泥浆，确保了钻孔的护壁质量，不易出现塌孔缩颈现象。实施二：排障装置制作。1、装置图设计完后，由项目技术总工选定杭州机电设备有限公司负责装置的加工制作,该厂

13、具有一级机械制造业资质等级，为本地企业，方便联系和制作产品跟踪。2、制作过程中有质量负责人郦佳荣和雷华兴负责跟踪制造进度与质量。3、合格的产品由厂方负责送到使用现场对产品进行验收，验收结果如下：表7、排障装置质量验收表序号项目检查要求检查工具检查结论1整体尺寸与设计偏差IOmm游标卡尺和钢卷尺符合要求2焊缝质量无焊缝质量通病目测符合要求3钻齿间距与设计偏差IOmm钢卷尺符合要求4钢索安装质量易拆已安装实际操作符合要求制表人：郦佳荣日期：2015年12月20日实施效果：产品验收合格，保证了排障装置质量。实施三：排障工艺的实施1、观察进齿情况，用钻头挤开障碍物；若无进齿，换下普通六叶钻头，使用平底低负荷中600花岗岩钻头。在施工第K36#桩时在相对标高-16米位置使用平底低负荷600花岗岩钻头套打失效2、若第一步失效，提升钻杆，装上自制排障装置，下钻取障碍物。QC小组蔡小宝决定用制排障装置，下钻取障碍物，相对标高18.5米取障碍物6桶，障碍物类型为碎石、块石，土层障碍含量较高，局部直径超过30cm。3、相对标高T8.5T9.3米无障碍物取上，判断障碍物已排除。4、更换普通钻头钻孔。实施效果：成功处理有障碍物钻孔桩383根；3根未能处理，设计修改桩位。取上障碍物类型有块石、碎石、漂石、抛石，另有搅碎木桩。图5、清障效果图