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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80 01000，以7-3中风化安山玢岩及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/周小组类型创新型序号姓名性别年龄学历
2、行政职务职称组内分工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本科公司现场指工程师副组长导技术负4胡德军男43硕士技术负责人高工责5郦佳荣男31大专技术员工程师技术分析6雷华兴男30大专质量员助工现场实施7聂 磊男27大专施工员助工现场实施8郭佳洁女29大专资料员助工资料整理9贵艳喜男38高中桩机机长现场实操10金自生男38高中桩机机长现场实操制表人：郦佳荣日期：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
3、填筑物：碎石、块石等，埋深8.8019.80m，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、-16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
4、）QC小组成员中有参加过类似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
5、钻斗内，然后再由钻机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障碍物类型编号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
6、，含水层渗透系数大，影响成孔。表3、风险性统计表方案风险类型编号坍孔孔身偏斜扩孔、缩糊钻、埋卡钻掉钻落物孔钻方案一方案二方案三出现可能性较大 出现可能性较小 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、方案经济性对比统计表编号实际单护壁费用配套设备费机械闲置费进出场费价用用方案一300元/膨润土护250元/m300元/单桩2.5万元/月2000元/次米壁方案二280元/膨润土护250元/m600元/单桩20万元/月3000元/次米壁方案三75元/米原浆护壁0元/m300元/单桩0万元/月0元
7、/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不选用，考虑进出场，会产生一
8、定费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不选用，考虑进出场，会产生较高费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决定选用生，可自行方便制作。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解，以便后续方案优化与对策制定：GP-排障装置的研图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
9、优化，排障装置包括主体钢筒、位于位于主体下端的护圈、钻齿和钢索。第一步：主体钢筒制作：采用厚度为10mm，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：采用钨钢合金钻齿，均匀分布在套圈上，钻齿之间的间距为200mm。图2、自制排障装置
10、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、对策表序项目对策目标措施实施地点负责号时间人1、对桩孔内泥浆或外运泥浆进行泥浆比重检测；1、原浆护壁调和泥2、膨润土掺量控制泥浆蔡小；2、外运泥浆比重比重：膨润土150200g排障现场宝1护壁浆护壁；，防止，水1000ml，纯碱510整个造浆雷华3、掺膨润土塌孔缩g。过程池兴护壁颈现象3、检测调和完成泥浆比重：1.92.0；粘度3540s。1、主体钢筒制作；1、请钢结构专业单位加胡德2、钢索制作装置可排障工；装置军与安装以有效外加2装置2、派技术人员加工指导制作郦佳3、护圈制作排除
