QC成果机械式钉锚机的研制

机械式钉锚机的研制小组名称：xxCD地块QC小组发表人:xx企业名称：xx集团有限公司日期：2015年3月20日目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况11.1项目工程概况11.2围护设计简介-CD地块11.3围护设计简介-机械式钉锚2二、QC小组简介2三、课题选择4四、目标设定5五、提出并确定方案55.1方案提出55.2三种方案的分析65.3初选方案的进一步细化、试验105.4确定最终方案14六、制定对策15七、对策实施15实施一：交底培训15实施二：定位准确16实施三：顶入速度17实施四：钉锚抗拔力情况18八、效果检查198.1质量目标实现情况198.2锚杆实际完成时间198.3经济效益208.4工期效益20九、标准化219.1编制施工作业指导书219.2巩固期质量调查229.3巩固期施工速度调查229.4申报专利中22十、总结与下一步打算2310.1总结2310.2下一步打算24机械式钉锚机的研制xx集团有限公司xxCD地块QC小组一、工程概况1.1项目工程概况本工程为xx（xx）科技创业特别社区一期工程，工程总建筑面积110万平方米，其中CD地块总建筑面积64万平米，占地面积9万平米，地上11栋单体，层数15～36层不等；地下三层，开挖深度15m，采用双排PCMW工法桩+6道锚杆无支撑围护体系。图1-项目效果图图1.2围护设计简介-CD地块图2-围护设计图图纸图3-围围护三维效果果图基坑支护剖面图制图人：xx制图时间：2013年7月1日1.3围护设计简介-机械式钉锚图4-机械式钉锚锚图5-机械式钉锚锚扩大头图6-机械式钉锚锚扩大头撑开开状钉锚示意图制图人：xx制图时间：2014年1月3日机械式钉锚：钉锚是由普通钢管和扩大头组成，钢管段的长度为14~21m，扩大头长度1.8m，钢管采用普通ø168*4.5mm钢管，单节长度6m，3m，2m；采用帮板焊接连接方式。机械式钉锚扩大头：机械式扩大头为新研发的产品，其张拉方法已在加工厂验证可行。机械式钉锚抗拔力要求：通过张拉打开后的机械扩大头、钢管管壁与土壤产生的摩擦力提供抗拔力，设计抗拔力标准值为90KN，极限值为160KN。CD地块机械式钉锚4576余根，工期要求8个月全部完成，其施工进度直接影响到土方开挖，迫切需要既施工效率高，质量上又可以得到有效控制的方法，我们小组就是因此而展开活动的。二、QC小组简介表2.1-1小组简介表小组名称xxCD地块QCC小组小组注册号CRCEG-SHH-03200课题类型创新型课题名称机械式钉锚机研制制组建时间2013年7月成员人数10人课题注册号CRCEG-SHH-14066活动时间2014年4月33日～20114年12月月25日活动次数11次小组简介制表人：xx制表时间：2014年4月3日表2.1-2小组成员表姓名性别年龄学历TQC教育时间职务QC分工xx男32本科96时主持小组工作组长xx男34本科96时负责全面决策副组长xx男26研究生96时负责全面决策副组长xx男37本科72时分析制定对策组员xx男31本科72时分析制定对策组员xx女28本科56时负责全面决策组员xx男26本科48时质量检查组员xx男24本科72时资料收集组员xx男23本科72时资料收集组员xx男23本科72时资料收集组员小组成员名单表制表人：xx制表时间：2014年4月3日其中全国质量诊断师1名，5名成员参加了2014年xx省QC活动培训班，全部合格。图7-证书图8-所获奖项小组14年获1项全国工程建设优秀质量管理小组一等奖，1项xx省QC成果二等奖。三、课题选择表3.1-1课题选择表序号课题名称评估综合得分重要性紧迫性难度系数经济性1提高机械式钉锚定定位合格率★○△★122提高机械式钉锚施施工速度■★★▲173机械式钉锚机研制制★★△■194机械式钉锚反力工工具研制★★■★15★5分■4分▲3分△2分○1分课题评估表制图人：xx制图时间：2014年4月5日课题的选择课题的选择1国内尚无施工经验机械式钉锚是新型锚杆工艺，无可依据的施工方法。2进度控制的需要项目总工期1100天，按照总进度计划要求，钉锚施工有效时间240天，每天需施工完成20根，平均到每层钉锚施工时间20天，本层钉锚施工完成后方可开始下层土方开挖施工。机械式钉锚机研制课题选择图制表人：xx制表时间：2014年5月1日表3.1-2小组活动计划表分步骤4月6月8月10月12月负责人课题选定xx制定目标xx制定计划xx确定方案xx制定对策xx对策实施xx效果检查xx标准化xx下一步计划xx小组活动计划表制表人：xx制表时间：2014年5月5日四、目标设定设定目标：1、总目标：机械式钉锚机研制2、根据施工需要，我们制定量化以下分目标：（1）具备一项功能：钉锚顺利进入土体内；（2）每根钉锚顶入施工时间小于4小时，以最长的21m钉锚为例，需焊接4次，每次焊接时间35~45min(平均40min），钉锚钻进时间=（4*60-4*40）=80min，钉锚钻进速度应大于(21+1.8)/80=0.285m/min；（3）桩位偏差5cm以内，合格率达到90%。五、提出并确定方案5.1方案提出2014年5月，全体组员分三次围绕“机械式钉锚机研制”方案，运用头脑风暴法展开了专题讨论，奇思异想，集思广益提出了3种方案，并将结果整理如下：机械式钉锚机研制机械式钉锚机研制直接顶管型旋转钻入法挤土顶入法引孔型引孔植入法两大类方案亲和图制表人：xx制表时间：2014年5月22日5.2三种方案的分析（1）旋转钻入法联系了一家专业锚杆机械生产商--xxxx工程机械有限公司。可在履带式锚固钻机MXL-135D的基础上对机械进行改装。主要方法：将每单节钢管根部割眼，接在改装的钻机的钻杆上，钻杆通过活动插销固定钢管，钉锚端部做成刀口状，通过改装后的电机（原6t提高到8t）低速旋转插入单节锚杆，再焊接下一节钢管，以此类推将钉锚的所有钢管钻进土中。旋转钻入法示意图制表人：xx制表时间：2014年5月26日表5.2-1钻杆参数表型号MXL-135DD适应工程边坡支护，深基坑坑支护常用工艺螺旋钻进，三翼钻钻头钻进，套套管+钻杆复复合钻进，气气动锤钻进，孔孔底液动锤钻钻进，偏心跟跟管钻进基本参数钻孔直径mm150~250钻孔深度m100~140钻孔直径mm160回转器输出转速r/min10/20/255/40/550/60//70/1000/1200/140回转器输出扭矩N．m6800回转器行程mm3400推进架给进行程mm900回转器提升力kN65回转器加压力kN33行走参数行走方式履带行走爬坡角度°25输入功率输入功率（柴油机机）KW无输入功率（电动机机）KW55+18.5++2.2运输状态（长宽高高）mm5400*21000*20000重量Kg6000钻杆参数表收集人：xx收集时间：2014年5月26日优缺点分析：旋转钻入法的优缺点优点：1、能一次成型；2、机械化程度高；3、安全性能高，施工人员电动机操作难度低。缺点：1、钻机钻杆长度有限，每次进深仅3m，增加了钉锚的焊接次数，增长了钉锚施工时间；2、一次性投入过大，厂家预估设备价格90万；3、可实施性待试验验证。（2）挤土顶入法设计—钉锚操作架，操作架的导轨固定锚杆施工角度，千斤顶提供推力，将钉锚顶入土体内。挤土顶入法设想图制图人：xx制图时间：2014年6月2日挤土顶入法的优缺点分析:优点：1、操作架重量预估2.5t，制作费用2万元2、依靠千斤顶顶管，施工速度快3、通过操作架定位，桩位可得到有效控制4、环保无噪声缺点：1、操作架制作复杂，还需深化设计经济性分析：钢管消耗28m，单个机架消耗12个人工；（3）引孔植入法采用目前市场上常用的钻机，钻ø220的孔，通过接杆钻至钉锚桩长深，然后抽出钻杆，插入钉锚，提前在钉锚周身开若干小孔，通过高压，将预拌好的水泥浆液注入土中，与原位土充分融合，形成稳定的抗拉体系。图9-锚杆钻机优点：1、与土体能够充分接触，可增大钉锚与土体间摩擦力；2、定位速度快，可一次成功；3、机械使用率高，无需人工；4、钻机租金仅2000元/台班（电费22kw/h，我方承担）。缺点：1、施工时间长，需待水泥土凝固后方可进行钉锚的锁定。表5.2-2各方案评估表序号方案名称评估综合得分选定方案重要性可实施性经济性时间性1旋转钻入法343313\2挤土顶入法554519选定3引孔植入法545317\四性评估表制图人：xx制图时间：2014年6月15日通过以上分析，挤土顶入法与其他定位方案相比，施工合理，材料损耗较少，同等条件下施工难度低，因此在机械式钉锚施工中为最佳方案。5.3初选方案的进一步细化、试验方案比选图制图人：xx制图时间：2014年6月20日（1）试验一方案比选：表5.3-1试验一：导向器选择表导向器序号细化方法效果分析材料照片方案一型钢圆箍导向拆卸维修方便，定定位准确，在在导向器与钢钢管间稍微加加些润滑油可可加快施工速速度。方案二钢管滚轴导向需固定在操作架，钢钢筋易被磨损损变形，维修修需切除钢筋筋结论选择方案一导向器选择表制表人：xx制图时间：2014年6月21日试验一验证结论制图人：xx制图时间：2014年6月21日（2）试验二方案比选：表5.3-2试验二：反力支座选择表反力支座序号细化方法效果分析方案一预留土堆地下土层为淤泥质质粉质粘土层层，抗剪力小小，无法提供供足够的反力力，试验失败败。方案二支护桩利用钢丝绳环箍在在管桩上，反反力能够满足足，搬运方便便，但使用时时钢丝绳磨损损严重。验证结论选择方案二反力支座选择表制表人：xx制图时间：2014年6月22日图10-设计方案案图11图12-反力连接接格钩柱图13-位移表试验结果制表人：xx收集时间：2014年6月24日1、依靠原土层（淤泥质土）无法提供足够反力2、将反力土堆连在附近格钩住后，可提供足够反力，但格钩柱位移变化超过4cm，影响了支撑安全。试验二验证结论制图人：xx制图时间：2014年6月21日（3）试验三方案比选：表5.3-3试验三：动力设置选择表动力装置序号型号照片方案一32t千斤顶方案二50t千斤顶方案三100t千斤顶动力装置选择表制表人：xx制图时间：2014年6月27日动力选择理论计算在施工过程中，钉锚利用千斤顶顶入土体内，基坑外壁原状淤泥质土。计算过程：已知：钉锚直径为168mm，锚杆体长28m，淤泥质土的粘聚力为0.06~0.8Mpa。求解：所需的千斤顶的规格。根据：锚杆的端头大小为3.14*(0.168/2)^2=0.02㎡，端头力F1约为16t，锚杆侧壁面积为3.14*0.168*28=14.7㎡，侧壁反力F2为24.8t；因此，钉锚施工所需的最大力为40.8t。土体力学分析图制图人：xx制图时间：2014年6月27日试验三验证结论制图人：xx制图时间：2014年6月27日5.4确定最终方案挤土钻入法挤土钻入法动力装置的选择导向器的选择反力支座的选择50t穿心千斤顶型钢板环箍支护桩最终方案系统图制图人：xx制图时间：2014年6月27日根据前述试验结果，6月30日小组讨论成员确定了最终方案。机械式钉锚机设计平面图制图人：xx制图时间：2014年6月30日六、制定对策表6.1-15W1H对策表方案对策目标措施地点时间责任人挤土顶入法交底培训施工人员熟练掌握握操作要领，施施工工序清楚楚，确保施工工质量。考核核成绩80分分以上1、结合技术交底底和岗前培训训，让技术方方法深入人心心；2、对施工人员进进行理论考核核，考核成绩绩达到80分分。会议室2014年7月33日xx定位准确桩位偏差在5cmm以内，合格格率达到900%；1、增加引孔环节节；2、施工过程中，加加强对桩位的的验收；试验室和施工现场2014年7月66日Xx顶入速度符合钉锚顶进速度大于于0.2855m/minn；1、加强油泵操作作人员和钉锚锚机操作人员员联系；2、由专人对速度度进行记录。施工现场2014年7月66日Xx钉锚抗拔力满足设设计要求1、钉锚无需养护护时间；2、抗拔力检测达达到验收试验验要求，ntt=9t。1、施工完成后即即进行锁定；；2、请专业检测单单位进行抗拔拔力检测施工现场2014年7月99日xx5W1H对策表制图人：xx制图时间：2014年7月2日七、对策实施实施一：交底培训2014年7月3日，由项目技术负责人xx编制了《机械式钉锚施工技术交底》，分别将机械式钉锚机的组成部分、使用方法、质量要点及施工应急措施对10名工人进行了培训、交底会，并对施工人员培训进行了考核，考核成绩均在80分以上。图14-技术交底底图15-技术交底底记录实施一验证：交底底培训后对工工人并进行了了考核，考核核成绩达到880分以上，达达到预期目标标。表7.1-1成成绩汇总表序号12345678910姓名成绩82879294868885929188成绩折线图制图图人：xx制图时时间：20114年7月33日实施二：定位准确确2014年7月66日，由xxx负责和测量量员xx在现场将将钉锚1888#、1996#和2001#进行放放样，由工人人xx、xx根据放样样位置进行预预引孔，引孔孔ø220，深深度50cmm。实施二验证：进行行钉锚1888#、1996#和2001#的施工工，施工过程程中由xx负责和监监理共同对桩桩位进行验收收，验证结果果偏差3cmm，符合要求求。图16~20-现现场施工照片片实施三：顶入速度度2014年7月66日桩号1888#、1996#和2001#钉锚施施工，由xxx对每节钢管管顶入速度进进行了记录，顶顶管平均效率率0.34mm/min，验验证结论符合合要求。图21-施工验收收记录表数据摘自《机械式式钉锚施工验验收记录表》记录人：：xx实施四：钉锚抗拔拔力情况2014年7月99日，对桩号号188#、1196#和2201#钉锚锚进行了锁定定，由xx配合xx市测绘勘勘察研究院有有限公司对此此桩进行了抗抗拔力验收试试验，试验结结果符合要求求。图22-验收试验验图23-钉锚试验验情况图24-试验数据据记录表八、效果检查8.1质量目标实实现情况表8.1-1检检查统计表检查区域检查时间检查数量合格桩位合格率(%)AB段2014.7.33040336891.31BC段2014.9.11625824293.8CD段2014.10..2565161394.16对10月25日前前施工完成的的1312根根机械式钉锚锚进行复核，达达到要求的有有1223根根桩，合格率率达到93..21%，超超过预定目标标90%。调查图表制图人人：xx制图时时间：20114年10月月26日图25-锚杆桩位位均匀图26-第一道连连梁顺利施工工8.2锚杆实际完完成时间对10月25日前前施工完成的的1312根根锚杆顶管时时间进行了统统计，顶管时时间平均为00.31m//min，达达到预定目标标。表8.2-1检检查统计表分段检查数量（根）顶管总用时（miin）总长（m）平均速度（m/mmin）AB段403243678600.309BC段258156450310.311CD段6513938126960.311调查图表制表人人：xx制图时时间：20114年10月月26日8.3经济效益图27-经济效益益计算图共制作6套机械式式钉锚机：总总费用为566600元，因因其为新工艺艺，无类似工工程可参考，故故无法计算其其投入与产出出间的经济效效益。8.4工期效益新型机械式钉锚机机的使用，使使每组设备施施工锚杆数量量由原先预计计每天3根提提高到了每天天4根，效率率提高了1330%，节约约工期约155天，预计节节省费用755万元。图28-经济效益益证明书九、标准化9.1编制施工作作业指导书QC小组实施后认认真总结经验验，编制了《机机械式钉锚机机作业指导书书》编号：ZMZYZZD-06；；编制人：xxx；审核人人：xx图29-作业指导导书9.2巩固期质量量调查表9.2-1质质量调查表检查区域检查时间检查数量合格桩位合格率(%)DE段2014.11..1042340295.03%EF段2014.11..2321020095.23%FG段2014.12..1233632396.13%GH段2014.12..2035734897.47%调查表制表人：：xx制图时时间：20114年12月月22日9.3巩固期施工工速度调查表9.3-1施施工速度调查查表日期一号班组二号机组三号机组11月2日~111月10日4.44.14.111月11日~112月1日4.244.412月2日~122月20日4.34.24调查表制表人：：xx制图时时间：20114年12月月22日由于顶管速度的加加快，