提高HFA液压高频振动沉管桩机成桩工效

提高HFA160液压高频振动沉管桩机成桩工效XXX集团第三工程有限公司XXX大桥桥南立交桥工程A标QC小组二ΟΟ八年四月执笔：XX发布：XXQC成果发布材料一、工程概况二、QC小组简介三、课题确定及选题理由四、现状调查五、目标设定

六、原因分析七、要因确认发布内容八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、巩固措施和标准化十二、总结及今后打算十三、附件1、规模简述：XXX大桥桥南立交桥工程是XXX市2006－2007年度重难点一号工程，本工程523米特大型城市道路下穿隧道在XXX市首次施工。一.工程概况

本工程施工特点是：（1）软基处理及围护桩种类多：含液压高频振动桩机抗浮桩（国内首台）、高压旋喷桩、水泥搅拌桩、碎石桩、钻孔围护桩、土工隔栅等；（2）施工种类多（含桥梁、隧道、软基、管道、沉井、装潢绿化等）；（3）交叉作业面多、施工组织难度大；（4）工期要求短（15个月工期完成1.4亿）；（5）基坑支撑及成桩技术含量高，首次引进国内领先的“液压高频振动桩机”进行抗浮桩施工，成桩工艺先进；工程质量目标是争创“闽江杯”省优工程。

施工难点：本工程共有各类钻孔桩基935根，施工位置集中，相互干扰大，其中共有180根抗浮桩，每根桩长25米，均需穿过5米厚以上的砂卵层，保证抗浮桩的施工进度是工程的关键，为此，我们引进了成桩速度较快的高频振动桩机。2、HFA160液压高频振动沉管桩机及施工工艺介绍

这是一种新型的桩基施工设备，由中铁工程机械设计研究院制造。型号：HFA160

本型号高频振动锤国内首次研制使用。其工作原理是：利用液压高频振动锤产生的高频激震力，下沉和提升内外钢护筒套管，并依靠高频激震力卸土和振密混凝土成桩。

主要设备如图：HFA160高频液压振动锤夹持器动力及控制柜液压行走底座架钢构柱立式主架油管外、内钢护筒套管瓣式取土器设备主要技术参数序号项目名称单位数值1额定激振力KN16002工作频率rpm（Hz）2100（35）3偏心矩Kg.m32.44最大起拔力KN800表1制表：XX时间：2006年8月10日

HFA160高频振动锤

HFA液压高频振动桩机成桩流程图图1主要施工步骤第6步：缓慢拔起外钢护筒并开启振动使砼密实成桩。第1步：机位对中，外套钢护筒就位；第2步：外套钢护筒（直径1.0m）高频振动下沉护壁；第3步：内套钢护筒（直径0.92m）高频振动下沉一次或分次取土；第4步：提升内钢护筒套管移机适当位置卸土；第5步：安放钢筋笼，直接用泵车或砼橄榄车灌注砼；适用条件：

本桩机适用于除大块磦卵石和岩层以外的地质条件。其最大特点是在卵碎石含量高的地层中成孔速度高于普通冲击和旋转钻机，并且不惧怕富含水系的软弱地质层，与通常的钻孔桩设备相比具有：成孔速度快、无坍孔危险、成桩质量直观有保证等优点，适用于工期紧张的工程。外套钢护筒下沉过程中

内钢套管正在卸土

内套管高频振动起拔成桩过程

小组名称XXX大桥桥南立交桥工程A标段QC小组

注册号XMZT：2007-01-06

＃小组类型攻关型成立日期2006年8月10日登记日期2006年8月10日小组人数8人TQM教育时间人均60小时以上活动时间2006年8月10日~2006年12月3日活动频次5.5次/月二、QC小组简介制表XX时间：2006年8月10日

表2小组情况一览表2、QC小组成员资料表3小组成员一览表制表：XX时间：2006年8月11日

姓名性别年龄职称职务学历组内职务TQM教育时间男36工程师总工本科组长：总体策划100男32工程师副经理本科副组长：策划60男35工程师工程部长大专方案策划60男34工程师经理本专方案实施68男22助工质检员本科执行对策、记录68女33工程师统计员本科实施验证60女23助工技术员本科实施验证48女40高工经理本科资料整理160男32工人班组长中专方案实施481、选题理由（1）HFA160液压高频振动沉管桩机工艺新颖，高频振动锤国内首台。（2）本机型首次使用于工程实践，通过攻关，发现问题积累经验，不断改良机械性能。（3）桩基工程工期紧迫，在场地狭小条件下7个月内必须完成180根桩基的施工，业主承诺：如工期提前，每提前1天奖励3万元，推迟工期则每推迟1天罚款5万元。（4）按桩机正常施工工效，已难以按计划工期完成全部桩基，因此，提高高频振动桩机成桩工效是一个迫切需要解决的问题。

三、课题确定及选题理由2、活动课题基于以上理由，选择活动课题为：《提高HFA160液压高频振动沉管桩机成桩工效》3、活动时间2006年8月10日～2006年12月3日课题确定及选题理由(续)由于此种机型施工国内尚无相关经验可循，为加快抗浮桩基的施工进度，提高高频振动桩机成桩工效，确保工期。2006年9月24日小组成员对影响高频振动桩机成桩工效的因素进行了调查，查6～9月份现场已经施工的抗浮桩基施工记录，使用普通冲击桩机施工了36根桩（平均10天1根桩，共投入3台桩机）；采用高频振动桩机4个月施工了60根桩，高频桩机施工工效为2天/根；采用“0－1”评分法分析、统计，得出：成桩工效缺陷调查表如下：四、现状调查高频振动桩机成桩工效缺陷调查表

序号调查项目频数(点)1成孔速度慢452混凝土灌注时间长73钢筋笼制安影响44设备移动灵活性35人员施工协调能力1表4－1制表：XX时间：2006年9月24日根据上表作成桩工效缺陷统计分析表如下：

液压高频振动沉管桩机成桩工效

缺陷统计分析表序号调查项目频数(点)累计频数(点)累计频率(%)1成孔速度慢454575.02混凝土灌注时间长75286.73钢筋笼制安影响45693.34设备移动灵活性35998.35施工人员协调能力060100表4－2制表：XX时间：2006年9月24日依据成桩工效缺陷统计分析表作排列图如下：

从图中可以看出：成孔速度慢的频数占总频率的75%，是A类因素，为主要问题。制表：XX时间：2006年9月24日五、目标设定提高桩机成孔速度课题目标完成单根钢筋砼抗浮桩的工效由2天/根具体为：1.5天/根1、目标提出：根据桩基剩余工程量（剩余180－36－60＝84根桩）及工期要求（在12月31日前完成），在后面3个月施工时间内普通冲击桩机需要完成27根桩（平均10天1根桩，共投入3台桩机）。因为施工场地夹小，无法在狭小的空间再增加普通冲击桩机，所以高频振动桩机在后面的三个月时间内，需要完成57根，这样平均1.5天需要完成1根桩。因此，我们设定的目标是:2、构目标丸可行魄性分管析组织趁保证物：项目膨部制廉定了棚进度举奖罚返措施谅，提检前工键期班篇组每张天奖骄励5垦00隐0元秘，推筛迟工埋期每猫天罚锈款6计00根0元础；编畏制了买《高会频桩触机作捕业指畜导书热》（览QN粘－Z乖J-作00腐2）且；明河确了努对班再组的魔监督规检查构制度纷；项乎目领赔导也待非常未重视占，直川接参寇与监恒督检签查。经费死支持页：公司妨十分廉重视馒本次金QC愚攻关沾，预四拨了储2万付元专再项经画费给国予活杨动支转持。技术失保证淹：项目授部聘欢请了图设备秧研制里单位豆――卵中铁熔工程蒜机械狗设计严研究邀院2薄名设嗓备高牢级工袋程师倦，为聚QC讯小组歇成员拿提供缠技术猪支持蛛。目标艳一定米可以泰实现六、畅原因浮分析本Q砖C小池组就典如何阵提高夏液压甜高频割振动仪桩机梁成孔血速度菌进行精深入独讨论乐，特妻别请教其厂家绵设备秧专业护工程巩师，根据飘“5肝M1岩E”裙原因挺分类师原则悄，从桩谁机成捆孔的滔每一妹道工芽序，逼每一焦个环耗节进蚀行分泽析，静列举屈出可秆能影脉响高商频振科动桩办机成炒孔速提度的董原因糕，分赴析结烤果如瓶下：图3制表挡：X折X希时间圈：2传00炉6年识9月燃29烈日七、闲要因会确认序号末端因素确认方法确认过程要因1人员没有培训，没有上岗资格现场验证杨陈坚：对现场作业人员进行调查并检查项目部培训记录。结果：调查10名操作工，其中8人有上岗证，1人操作较熟练但没有上岗证，1人不熟练。小组意见：要求1名熟练工参加培训，另1名调离岗位。

非2钢护筒强度不够试验验证何晓晔：对进场A3材质钢护筒进行应力验算：δ拉应力＝800*103/0.064056=12.48Mpa≦[140]Mpaδ弯曲应力＝（5*3.2656*100+20*3.2656*40+800）*103/0.064056=78.76Mpa≦[145]Mpa

结果：钢护筒强度符合要求。

非要因王确认也表表5根据策上述石因果贩图分激析找爸出了坡影响科桩机蕉成桩罢工效逢的8担个末至端因共素，艇采用页试验童检验凉、现森场核桑对、欣调查加分析穷等方疼法进违行要抱因确逝认如括下：要因进确认菊表（冠续）表5序号末端因素确认方法确认过程要因3取土器活瓣转动不够灵活现场调查刘四德：对现场取土过程进行观察；结果：发现钢护筒下沉取土时阻力较大，护筒内进土量偏少，护筒提升出土面后检查活瓣有变形现象。计算活瓣自身强度159.2Mpa≦[300]Mpa符合要求，分析认为主要原因是：瓣的张角偏大，瓣与轴咬合偏紧，造成活瓣转动不够灵活。因此，该因素对成孔速度慢产生影响较大。是4内外钢护筒之间合理间距不足调查验证程勇军：对内外钢护筒之间间距进行调查结果：外钢护筒净空1米，内钢护筒净空0.92米，两护筒之间有8cm空隙，间距设计合理，能够满足要求。非5外钢护筒数量不足调查验证林发展：对现场外套管进行调查；结果：原设备按正常施工配置1组外套管，根据施工流程，在取完空内土方到砼灌注完有时间空隙可利用，如增设1套外套管可进行流水作业，提高工效。该因素对成孔速度慢产生影响较大。是序号末端因素确认方法确认过程要因6打桩顺序不合理现场调查陈培煌：对现场打桩顺序，移机情况进行调查。结果：按照桩机移动特点，采取迂回折返方法，施工交底合理可行，打桩顺序符合设备移位要求。非7外套管端部没有合适的扰动砂卵装置现场调查刘四德：对现场外套管钢护筒端部细部设计进行调查。结果：在外套管高频振动下沉过程中，在“振松”端部砂卵层的同时，周边土质会对钢护筒产生“抱箍”效应，增强周边土质对外钢护筒的摩阻力。如增设扰动砂卵装置，可降低“抱箍”效应，减少周边介质对护筒的摩阻力，因此，该因素对成孔速度慢产生影响较大。是8仪表未定期校核现场核对王重：检查桩机各种仪表是否有标准检测。结果：各种仪表出厂均有检测且有定期校核标签，仪表显示正常。非制表客：X扮X肢时间商：2占00据6年遭9月这30样日要因护确认跪表（贤续）表5根据鸭以上既要因奶确认愤表得红出，田成孔桶速度炒慢的更主要阀原因畜有3个：1、取葡土器僵活瓣巡寿转动唱不够刘灵活2、外臂钢护芬筒数蜻量不雨足3、外可套管财端部品没有原合适游的扰聋动砂蹦卵装屿置八、织制定形对策序号要因对策目标措施地点负责人检查人完成时间1取土器活瓣转动不够灵活对活瓣进行工艺改良使取土器活瓣在下沉取土和提升卸土时张开和闭合更灵活调整活瓣角度，对活瓣与转轴连接方式加以改进下穿地道2006年10月12日以前对策纯表表6制表穴XX法时间种：2粱00屯6年剃10它月3睬日QC汽小组孤成员初按照呀“5袖W1循H”滚要求们的原贩则，纽奉针对吴成孔参速度掠慢的音3个家要因尚进行浩了认爹真讨挣论和特分析耀，制蛙定了爆以下承对策匠表：序号要因对策目标措施地点负责人检查人完成时间2外钢护筒数量不足合理增加外钢护数量外钢护筒数量由1套增加为2套增加外钢护筒数量施工现场2006年10月143外套管端部没有合适的扰动装置在端部增加扰动砂卵的装置使沉管端部四周的土体容易松动，便于沉管下沉在外钢护筒外侧增加四个高压风管，利用高压空气扰动砂卵层施工现场2006年10月15日以前对策盼表(续锐)表6制表亭：X隶X陈时旗间：始20新06刘年1栽0月疾3日针对报取土照器活槽瓣转悄动不肥够灵毫活问偷题，省我们茅执行瓜了如蓄下方聚案：1、适当怒减少腾活瓣记与转予轴的纲咬合婆间隙，减还小活念瓣与咽转轴矿的摩爪擦阻忠力。僚以使童内钢演护筒缺在下找沉与蹲提升怕时，吨活瓣创可以械正常亲打开香与闭中合。实施锋一：调整拒活瓣骄角度疼，对摔活瓣纹与转俭轴连升接方汇式加容以改坟进(执肿行人载：X掉X；梳检查知人：耀XX普；)(完名成时栏间：耳20霸06别.1少0.爪4～捎20雨06逆.1平0.亩12烛)九、橡对策决实施2、库经过毫与厂餐方工膜程师黄仔细遥研究袭，决定适当识调整牛两片靠活瓣虎之间悦的夹稼角，由钢原先伐的6雹5℃孟改变妨为5躁0℃略。改亦变后循的活救瓣夹浪角可遣以更骑加有贱效减史小内商钢护毁筒在璃下沉衬时受羽到的万土阻驼力，尊使土塌体进咳入护购筒内奇的空麦间由裕21沾.3状cm愤改变揉为2盐6.踩6c荐m，间从而周加快糠土进片入护岗筒的名速度滋。图4改良僚后的帽取土树器活隐瓣实施小结改良萌后的李取土端器活某瓣在筛护筒区下沉劲时进浆土量赢改善辈明显糟，下蒙沉阻像力减湾少（眠可通露过压脖力表稍显示沙判定内），毁提升趋取土旋时，禁活瓣闭合择较快（可提以通羊过测揭量出惨土量课判定锐），铲据统上计，节约墨时间6小时。实施叉二：累增加懂外钢竹护筒仇数量根据敬我们帝对成滑桩每昨道工财序的发作业成时间柏统计谦，发猜现下动钢筋下笼和出灌注便砼这间段时汇间桩杂机闲纲置约桐8小匪时。罗由于这外钢选护筒宿出厂土时为呢1套喷，我棒们决牛定增至迎2套宽外钢誓护筒，利廉用这趟段空章隙时牵间，亿保证抛桩机耽可以惯连续五施工拉，不联间断问成孔纲，并重新踏制定了打龙桩流告程（环如下珠表）若：(执战行人包：X庄X，闯检查获人：之XX完成夕时间哲：2穗00慈6.揪10毁.4芦～2齿00疮6.巩10队.1仇4)图5内外幻玉钢护腹筒组蓝合1内向2外孤钢护肚筒组驼合流勿水施担工经过QC小组岂论证坊并实令施，肿增加1套外西钢护货筒数牺量后深，减惑少了殖机械激闲置吉时间抵约8小时，提零高了窄桩机央工效她！实施小结实施江三：在外拦钢护功筒外邪侧增勤加四啦个高茎压风铜管，遭利用翼高责压空翁气扰麻动砂唱卵层根据宅统计棒，发饥现高孟频振珍动桩精机在捕下沉邮外钢烤护筒根时所受需时尊间最误长（乞约占增成桩右时间窃的3陕0％罢），拳一般施土质耗平均健速度毯为0膝.6继m/近mi街n，捆在进影入砂薯卵层凭时进勤尺速箭度明糟显变晌慢，欧平均苏速度奖仅为革0.孟4m盈/h鼓（0貌.0扇07缠m/训mi政n）岁，因轰此，策提高杏砂卵谋层进巡寿尺速洋度是舱提高价成孔快速度栏的重逮要环屑节。婆针对陶砂卵萝层进笔尺困亿难问醒题，株我们采取乡丰了以调下措摇施：(执踪蝶行人旨：X坟X；项检查钩人：侍XX仔完烫成时闷间：列20挪06麦.1愉0.嫁4～树20委06浙.1迟0.驰1端1）在外数钢护德筒外扒侧增耗加对踏称的忙四个植直径柴2c越m的香高压窜风管，管仪道底轨部比薪钢护险筒底丹高1劫0c镇m，利用脸高压筝空气妨扰动戴砂卵读地质血层。在量护筒滴下沉辈时，贡往钢设管内加注入旱高压愤空气液，这样恋即可渠以通阵过高躁压空瓣气对咱底部狼砂卵刑层进悲行扰形动，守使砂励卵层喊容易痕松动屈，减少削了端耀部护台筒下围沉阻易力；同蹈时可偶对护山筒约胁20春cm稳范围辱内的于周边进砂卵匠层进惊行扰掏动，语使周赌边砂层卵层锦临时淡呈松困散状热，这飘样可减弱艰周边说砂卵奴对钢储护筒贷产生院的“脊抱箍令”效皮应，减喉少周辽边砂格卵质拳对外压钢护欧筒的布摩阻突力。图6制图纳：X略X墙时殿间：盆20梁06仆年1崖0月悠5日通过淡增加猎高压拜风管逮扰动角砂卵悼层后洁，有侍效地盆提高泡了外车钢护曾筒进扮尺速彩度，答平均键速度鸟由原乏来0.叫4m曾/h（0.绩00植7m目/m倦in）变绍为0.贺63舌m/选h（0.则01程05陪m/社mi淘n），节约穷时间7小时，明院显提锐高了麻成孔蜜速度牛。实施小结1、诸目标利实现佣情况通过榜小组贪成员军努力准，成踏孔速妙度明慕显提详高。殊我们德对活煎动后扯的成绘桩工箩效进姿行了佣统计涛（见省《开骡展Q馆C活聚动之恭后桩万机成庙桩速托度统舅计表事》）磨，2个巡寿月内蠢（1沃0～福11桃月）棕完成瓦桩基会57摆根，施工斤进度排平均勇达到球1天汁/根杨，高共于预绣期的海1.矿5天铸/根（臣3个陕月内厌（1连0～钢12由月）单完成呆桩基块57历根）训，比活处动前浴的2纪天/喉根工街效有凉明显诉提高壤；桩钉基施阀工工期冲比活冒动前角提前触54最天（搁11帆4－派60展＝5附4天栗），习比预劫期提沃前3沉0天症（9麻0－江60被＝3学0天信），达到洋了提童高工耕效的吩效果暖。（浇见目祖标效帮果确朗认图年7）道。十、帽效果追检查桩基编号桩基开始时间桩基结束时间完成桩基使用时间(天)61＃2008-10-10:002008-10-30:00262＃2008-10-30:002008-10-421:361.963＃2008-10-421:362008-10-614:241.764＃2008-10-614:242008-10-80:001.465＃2008-10-80:002008-10-919:121.866＃2008-10-919:122008-10-1112:001.767＃2008-10-1112:002008-10-1219:121.368＃2008-10-1219:122008-10-147:121.569＃2008-10-147:122008-10-1512:001.270＃2008-10-1512:002008-10-1616:481.280＃2008-10-1616:482008-10-1719:121.179＃2008-10-1719:122008-10-1819:12178＃2008-10-1819:122008-10-202:241.377＃2008-10-202:242008-10-212:24176＃2008-10-212:242008-10-222:24175＃2008-10-222:242008-10-234:481.174＃2008-10-234:482008-10-244:48173＃2008-10-244:482008-10-254:48172＃2008-10-254:482008-10-264:48171＃2008-10-264:482008-10-270:000.8表7开展土QC私活动印之后待桩机桐成桩角速度酱统计跃表制表卡：X赚X家时间穴：2居00络6年究11泪月3域0日桩基编号桩基开始时间桩基结束时间完成桩基使用时间(天)81＃2008-10-270:002008-10-280:00182＃2008-10-280:002008-10-2819:120.883＃2008-10-2819:122008-10-2919:12184＃2008-10-2919:122008-10-3019:12185＃2008-10-3019:122008-10-3119:12186＃2008-10-3119:122008-11-116:480.987＃2008-11-116:482008-11-214:240.988＃2008-11-214:242008-11-314:24189＃2008-11-314:242008-11-414:24190＃2008-11-414:242008-11-512:000.991＃2008-11-512:002008-11-69:360.992＃2008-11-69:362008-11-77:120.993＃2008-11-77:122008-11-87:12194＃2008-11-87:122008-11-92:240.895＃2008-11-92:242008-11-102:24196＃2008-11-102:242008-11-110:000.997＃2008-11-110:002008-11-120:00198＃2008-11-120:002008-11-130:00199＃2008-11-130:002008-11-1321:360.9100＃2008-11-1321:362008-11-1421:361开展军QC翼活动初之后胖桩机顷成桩杨速度啊统计总表表7批（续茎1）制表前：X睡X粪时唯间：待20伪06头年1运1月野30细日桩基编号桩基开始时间桩基结束时间完成桩基使用时间(天)101＃2008-11-1421:362008-11-1521:361102＃2008-11-1521:362008-11-1621:361103＃2008-11-1621:362008-11-1719:120.9104＃2008-11-1719:122008-11-1816:480.9105＃2008-11-1816:482008-11-1914:240.9106＃2008-11-1914:242008-11-2014:241107＃2008-11-2014:242008-11-2114:241108＃2008-11-2114:242008-11-2212:000.9109＃2008-11-2212:002008-11-239:360.9110＃2008-11-239:362008-11-249:361120＃2008-11-249:362008-11-254:480.8121＃2008-11-254:482008-11-260:000.8122＃2008-11-260:002008-11-270:001123＃2008-11-270:002008-11-280:001124＃2008-11-280:002008-11-2819:120.8125＃2008-11-2819:122008-11-2919:121126＃2008-11-2919:122008-11-3019:121开展观QC胃活动但之后堪桩机畜成桩土速度嗽统计掌表表7政（续省2）制表泳：X排X激时间哭：2紫00颂6年魔11突月3巷0日目标们效果让确认浅图：图7制图应：X亚X德孙时间锈：2奋00统6年蒙12衡月1况日2天乏/根1.葱5天熊/根1天舒/根2、经济成效益开展咸QC商活动亭后，赌桩机酱工效相提高侮了1棵倍，慰成桩江工期耍压缩给了一粉半。蠢缩短情桩基萄施工姐时间扬为下痕道工会序－吃结构多施工况创造穿了条慌件。坛经计呼算，围节约窃了如英下费玩用：1节约工期的直接效益（费用）54天×2800元/天151200元2工效提高节省费用：人工（含窝工）：54天×100元/人×20人＝108000元材料：柴油（电力）54天×2060元/天＝111240元机械台班费用：54天×2400元/天＝129600元348840元3扣除增加的一套外钢护筒及高压气管费用－95000元4扣除小组活动费用：聘请专家9000元，加班费5000元，办公费3000元，交通费2000元，零星材料2000元，其它费1000元。－22000元5合计节约（元）383040元表8制表问：X遮X杰时粉间：量20荐06弓年1鸟2月烛1日3、苹社会系效益项目厦部提挨前完恶成了芬桩基谋预定概工期秩，得军到建鉴设单侧位表境扬，梢在X动XX厦市重静点项位目建捧设领还导小健组办标公室威组织闹的2维00奇6年寒度市植重点渴参建旱单位败业绩瞎信誉盏综合板考评卧中，谢我公认司获“信从誉良前好A此级单浓位”殊荣军（见课附件壳）。在本歪工程宗施工隙中，东我公封司获脾“信氧誉良蒙好A陪级单袭位”耻殊荣激。这种链新型说高频殿振动验成桩道工艺蹦的成伯功实启践，加为砂凤卵层冤地质贱、淤帮泥等够松散锐地质罢、地去下水封发育龟地质妇的桩舌基施灾工提些供了饰一个革新思狡路。为饼了巩杆固推拆广高确频振两动成发桩工缸艺，帐我们著将本胳次活裹动过是程的眯影像袭资料艘与收皱集的乐各项湖数据翼整理湾成册旦，每寄个成赌员人昨手一宜册。鱼并对谁这次览成果龟进行冤了总符结，在项喇目部纷《高乎频桩岂机作累业指匙导书蜜》的碰基础巴上编制按了《座HF亡A1灶60哭液压撞高频升振动貌沉管闪桩机足施工栗作业有指导皇书》册（编混