1提高钻旋挖孔灌注桩施工成桩效率

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,提高旋挖钻孔灌注桩成桩效率,中南冶金基坑支护工程QC小组 侯鹏宇,湖北华亚建设工程,1、工程概况,中南冶金地质研究所拟在宜昌市胜利一路与夷陵大道交汇处用地红线地范围内兴建科研办公大楼，我公司承担了该工程的基坑支护施工工作。,本工程设计为2层地下室，累计深度达8.6m，在基坑支护桩深度范围内地层主要为：杂填土、粉质粘土、卵石、砂岩，局部含大量粉砂，本基坑设计125根支护桩，桩径1000mm，间距1800mm，深度1317m不等，保证进入中风化持力层不小于2m，桩身混凝土强度等级为 C30。由于场地临长江约150m以内，受长江水位影响，场内地下水丰富。为保证工期及施工平安，确保在合同要求工期内完成支护桩施工，经过工程部成员屡次讨论，并邀请相关资深专家屡次论证，决定采用旋挖钻机进行根底桩施工。,湖北华亚建设工程,湖北华亚建设工程,现场支护桩施工,2、小组概况,湖北华亚建设工程,姓 名,年龄,文化,程度,职务,小组,职务,职责,接受,TQC,教育,侯鹏宇,29,大学,项目经理,组长,策划、协调、成果发布,60,小时,徐宇平,30,大学,技术负责,副组长,协调,60,小时,孙建志,40,中专,施工员,组员,具体实施,60,小时,朱国林,46,中专,质检员,组员,具体实施,60,小时,张丽雪,24,大学,资料员,组员,收集资料,60,小时,湖北华亚建设工程,3、选题理由,湖北华亚建设工程,4、现状调查,湖北华亚建设工程,调查一,钻孔灌注桩工序分为成孔、下钢筋笼、混凝土灌注三大环节，其中，成孔是决定一根桩施工效率的关键，后续的两大环节直接受到成孔这一环节的制约，只有成孔之后，后续的两大环节才能开始。而后续的两大施工环节对成孔这一环节几乎没有影响。因此，解决的关键是要提高成孔效率。,调查二,施工现场南面和西面数米距离为居民楼，东面和北面为主干道马路，马路对面为宜昌市中心人民医院，根据宜昌市城市管理局的要求，市中心施工，噪音大，夜间施工不得超过,22,点。因此，从早晨,7,点算起，除去设备保养加油和操作人员就餐外，每天施工时间在,12,至,13,小时。,调查三,小组成员对前10根桩旋挖钻机成孔施工的各道工序见图3所用时间作出了统计见表3，并做出了各工 序所用时间饼分图图4。,表3 各道工序所用时间统计表,序号,项 目,计划（小时）,实际,(,小时,),超出（小时）,延时频率（）,1,钻机就位,0.3,0.4,0.1,1.67,2,埋设护筒,0.5,0.8,0.3,5,3,桩位复测,0.4,0.5,0.1,1.67,4,钻进成孔,3.5,7.8,5.3,88.33,5,钻机移位,0.3,0.5,0.2,3.33,合计,4,10,6,100,制表：徐宇平,时间：2021年10月13日,湖北华亚建设工程,通过上表，作出如下饼分图：,制图：徐宇平,时间：2021年10月15日,图,4,各工序所用时间饼分图,从表3和图4可以看出：钻进成孔超方案时间最多，占总超时的88.33。因此缩短钻进成孔时间是小组急待解决的问题。,湖北华亚建设工程,5、活动目标,5.1 目标设定,结合施工合同工期45天的要求，小组从实际出发，确定本次活动的目标为成桩3根/天，工期目标45天，见目标柱状图图5、图6。,图,6 工期目标柱状图,制图人：徐宇平 日期：2021年10月15日,5.2 目标可行性分析,5.2.1 事实依据,小组成员对同类型设备类似地质情况的工程每天每台套设备施工效率进行了调查统计，详见表,4,：,湖北华亚建设工程,同类设备工程名称,地质情况,设计概况,前期钻进效率,改进后钻进效率,使用设,备型号,资料,来源,潮州三百门电厂桩基工程,场地土大部分为海相沉积，分为细砂、中砂、淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、砂质粘性土、全风化、强风化、中等风化花岗岩等,桩径,0.8m、1.0m，桩长4050m。,34,根/天,10,根/天,德国宝峨,BG、意大利土力钻机,探矿工程,2005年第8期,晋东南,-南阳-荆州1000KV输电线路汉江大跨越工程桩基工程,粉质粘土、粉土、粉细纱、卵砾石、砂岩。,桩径,1.0m、1.2m，桩长1025m,12,根/天,34,根/天,山河,智能,我公司,2007年施工项目,湖北华亚建设工程,从上表可以看出，相似的地层，在正常情况下，旋挖钻机的钻进成孔能力是非常强的，这些工程为本次小组活动提供了可借鉴的经验。,现场旋挖钻机正在施工,表4 同类型地质情况施工效率调表,制表：徐宇平 日期：2021年10月15日,资源保证,本工程是我公司本年度申报优秀工程之一，公司领导在人员、设备、资金方面提供最大支持。,测算,在保持其它影响因素不变的情况下，如果成桩为,3,根,/,天，那么完成整个工程所用时间为：,115根3根/天,6.5天,38.3天,6.5天44.8天, ,已经用去的时间；,余下桩按方案需要的时间,湖北华亚建设工程,湖北华亚建设工程,6、原因分析,小组成员针对“成孔时间长这一问题采用“头脑风暴法分析原因，集思广益、进行比照分析，并作关联图如下图7,责任心不强,成孔时间长,没有根据地层变化进行调整参数,塌孔,软弱土层钻进速度太快,技术培训不够,考核制度不健全,钻头提升以及下放速度太快,泥浆性能,不合格,人员素质差,反复扫孔,泥浆不能,充分护壁,操作不规范,钻头选取,不当,钻头转动速度太快,质量意识差,制图人：孙建志 日期：2012年12月16日,图7 成孔时间长原因分析关联图,湖北华亚建设工程,7、确定要因,我小组成员根据“成孔时间长的7条末端原因制定要因确认方案表见表5，利用现场调查，实际操作、理论考试、查看资料等验证方法对各末端原因进行确认。,序号,末端因素,确认方法,评定标准,责任人,完成日期,1,考核制度不健全,查本项目考核方法、内容、并提问工人,考核文件健全，落实到个人,侯鹏宇,2012.10.18,2,技术培训不够,查作业指导书，持证情况，提问关键工序技术要求,岗位培训合格率达,95%，特殊工种持证上岗,张丽雪,2012.10.18,3,泥浆性能不合格,现场检测,泥浆各参数（泥浆粘度、泥浆比重、胶体率、含砂率、失水量）检测合格,朱国林,2012.10.18,4,钻头选取不当,现场核实,土钻,徐宇平,2012.10.18,5,钻头提升以及下放速度太快,查施工记录、现场观察,不塌孔,孙建志,2012.10.18,6,钻头转动速度太快,查施工记录、现场观察,不塌孔,朱国林,2012.10.18,7,软弱土层每斗进尺过大,查施工记录、现场调查,泥浆充分护壁，不塌孔,孙建志,2012.10.18,表5 要因确认表,制表：张丽雪 时间：2021年10月18日,项目人数,20,人数,培训率,参加培训人数,30,人数,培训率,理论培训,20,100%,现场操作培训,6,100%,施工工艺流程,20,100%,现场操作旋挖钻机,2,100%,钻机操作要求,2,100%,混凝土灌注,6,100%,特种工操作知识,4,100%,电工实习配电箱接电，布线操作,1,100%,岩土工程施工安全规程,20,100%,电焊工现场进行钢板焊接，切割操作,4,100%,优良率,70%,合格率,100%,湖北华亚建设工程,要因确认一：考核制度不健全,经调查，工程对作业班组制定了考核文件：? 工程工程内部管理方法?、?工程工程内部管理方法补充规定?。其中对工程工程质量管理、平安管理、工程目标责任本钱管理、工程考核与奖惩都做出了明确规定，各工种职责要求也是明确的。这两份文件每个职工人手一份，并在施工会议上进行强调并按此制度执行。工程部考核文件健全，已落实到个人。,结论：考核制度不健全,非要因,要因确认二：工人操作技能差、积极性不高,本工程在开工前，管理人员对工程部全体员工进行了技术培训，培训内容及效果如下：,表5 工人操作技能培训统计表,制表：张丽雪 时间：2021年10月18日,湖北华亚建设工程,操作技能培训,由上述可以看出各施工人员操作情况较熟练，对工艺流程根本熟悉，并且全体员工均持证上岗，具有类似工作经验，工作表现都很好，并定期由工程部组织有经验的操作人员进行教育培训，积累了一定的施工经验。,结论：,工操作技人能差、积极性不高,非要因,要因确认三: 泥浆性能不合格,设计要求：泥浆粘度：,18-25s,；泥浆比重：；胶体率：,96%,；含砂率,4%,；失水量,30L/30min,。通过检查现场施工记录，已经完成的,10,根桩检测的泥浆各项指标及漏浆情况如下：,序号,泥浆粘度,泥浆比重,胶体率,含砂率,失水量,护壁情况,1,20S,1.16,96%,3.90%,25,垮孔较严重,2,16S,1.25,82%,10%,55,垮孔较严重,3,24S,1.18,97%,3.80%,20,垮孔较轻,4,18S,1.21,88%,8%,40,垮孔较严重,5,23S,1.17,97%,3.50%,28,垮孔较轻,6,19S,1.3,79%,9%,44,垮孔较严重,7,22S,1.18,96%,3.60%,26,垮孔较严重,8,19S,1.28,85%,15%,49,垮孔较严重,9,20S,1.15,90%,10%,50,垮孔较严重,10,25S,1.19,97%,3.30%,22,垮孔较轻,湖北华亚建设工程,表7 泥浆指标及漏浆情况统计表,制表：张丽雪 时间：2021年10月18日,从上表可以得知：泥浆性能不合格对护壁影响大，易造成垮孔。,结论：,泥浆性能不合格,是要因,湖北华亚建设工程,确认四: 钻头选取不当,旋挖钻头分为岩石钻头和土钻，分别适用于岩石和土层施工。其中对于强风化和中风化的软岩等需要通过比较确定是使用岩石钻头还是土钻。,本工程为支护桩施工，孔深13-17m左右，地层主要岩性从上至下依次为：杂填土、粉质粘土夹粉土粉砂、卵石、砂岩，地层剖面如下图图8，桩端入中风化砂岩不低于2m，因此该工程所使用的钻头为土钻是可行的。,由上述可以得知：不存在钻头选取不当的问题。,图,8 地层剖面图,制图人：侯鹏宇 日期：2021年10月19日,结论：钻头选取不当,非要因,湖北华亚建设工程,确认五:钻头提升以及下放速度太快,旋挖钻头是一封闭的圆筒状，筒底开门，钻头直径比孔径稍小，其形状如以下图。因此，当钻头下放或提升提升速度过快时，容易形成对孔壁的抽吸和挤压。由于泥浆形成的泥皮比较薄弱，很容易破坏泥皮，进而造成塌孔。,通过查看施工钻进记录，已经施工的,10,根桩提升速度为,2.5m/min,，下放的速度,3.0m/min,，因此可以得出结论：操作人员采用的钻头提升以及下放速度对孔壁影响较小。,结论：钻头提升以及下放速度太快,非要因,湖北华亚建设工程,确认六: 钻头转动速度太快,旋挖钻头是一封闭的圆筒状，筒底开门，钻头直径比孔径稍小。因此，当钻头转动速度快时，带动泥浆容易形成对孔壁的抽吸和挤压。由于泥浆形成的泥皮比较薄弱，很容易破坏泥皮，进而造成塌孔。,通过查看施工钻进记录，已经施工的10根桩转动速度保持在56转/min，转速太快一说不成立，因此可以得出结论：操作人员操作时钻头转动速度对孔壁影响较小。,结论：钻头转动速度太快,非要因,确认七: 软弱土层每斗进尺过大,本工程的软弱土层为软塑的粉质粘土和软塑的粘土层，另外局部地层含有2m左右卵石层。旋挖钻机钻头为一圆柱体形状，上部稍小，下部稍大。直径稍微比孔径小，高度为1m。也就是意味着每一斗最大进尺为1m。通过查看施工钻进记录并进行现场观察，已经施工的10根桩在软弱土层采取的钻进速度以及孔壁情况如下：,湖北华亚建设工程,序号,每斗进尺,m,护壁情况,序号,每斗进尺,m,护壁情况,1,0.5,轻微塌孔,6,0.6,轻微塌孔,2,0.7,严重塌孔,7,0.8,严重塌孔,3,0.5,轻微塌孔,8,0.7,严重塌孔,4,0.9,严重塌孔,9,0.8,严重塌孔,5,0.5,轻微塌孔,10,1,严重塌孔,表,8,钻进速度及孔壁稳定情况统计表,由上述可以得知：在软弱土层采取不同的钻进速度对孔壁影响很大。,制表人：侯鹏宇 日期：2021年10月19日,结论：软弱土层每斗进尺过大,是要因,经过对,7,个末端因素进行确认，找出影响钻进成孔效率的主要因素有,2,条：,序号,末端因素,要因确认,1,泥浆性能不合格,要因,2,软弱土层每斗进尺过大,要因,表,9,要因汇总表,制表：侯鹏宇 时间：2021年10月19日,序号,要因,对策,目标,措施,负责人,检查人,完成,时间,1,泥浆性能不合格,加强泥浆性能的控制,各项指标合格，孔壁完整不垮孔,1、随时检查泥浆各项指标。,2、及时清除泥浆池中沉淀的泥沙钻渣。,3、注意随时补充膨润土，调节泥浆性能。,徐宇平,朱国林,侯鹏宇,整个施工过程中,2,软弱土层每斗进尺过大,降低在软弱土层每斗的进尺,泥浆护壁充分，不垮孔,软弱土层，采用慢进尺，低钻压、慢下钻，慢提钻，以保证泥浆有足够的时间形成泥皮护壁，避免钻筒提升产生的负压对孔壁产生抽吸力，避免钻筒对孔壁形成直接冲击。,侯鹏宇,孙建志,徐宇平,整个施工过程中,湖北华亚建设工程,8、制定对策,针对确认的,2,个主要因素，小组成员集思广益、各抒己见，制定对策如下：,表,10,对策措施表,制表：侯鹏宇 时间：2021年10月19日,湖北华亚建设工程,9、对策实施,对策实施一：,1、加强泥浆性能的控制,在采用了合理的钻进参数施工的同时，小组成员对泥浆性能加强了控制，控制指标为：泥浆粘度：18-25s；泥浆比重：1.05-1.20；胶体率：96%；含砂率4%；失水量30L/30min。,湖北华亚建设工程,在粉砂夹粉土、粉砂层、互层钻进时，细砂非常容易混进泥浆中，造成泥浆的含砂量增大，因此，含砂量是重点监测的参数，具体采取如下措施：,序号,采取措施,负责人,1,每过,30分钟检测一次泥浆含砂率，其余参数60分钟一次。,朱国林,2,每过,120分钟就用反铲将泥浆池中沉淀的泥沙钻渣捞干净。,3,根据检测的泥浆指标，及时补充膨润土或清水。,表11 加强泥浆性能控制措施表,制表：朱国林 时间：2021年10月25日,2、对施工实施效果进行检查,实施后，小组成员对泥浆性能和护壁情况随机抽查了,10,根桩，检查情况如下表所示：,序号,泥浆性能,护壁情况,序号,泥浆性能,护壁情况,1,合格,不垮孔,6,合格,不垮孔,2,合格,不垮孔,7,合格,不垮孔,3,合格,不垮孔,8,合格,不垮孔,4,合格,不垮孔,9,合格,不垮孔,5,合格,不垮孔,10,合格,不垮孔,表,12,泥浆性能与护壁情况调查表,制表：孙建志 2021年10月25日,序号,每斗进尺,m,护壁情况,序号,每斗进尺,m,护壁情况,1,0.5,不塌孔,13,0.8,塌孔,2,0.5,不塌孔,14,0.8,轻微塌孔,3,0.5,不塌孔,15,0.8,塌孔,4,0.5,不塌孔,16,0.8,严重塌孔,5,0.6,不塌孔,17,0.9,塌孔,6,0.6,不塌孔,18,0.9,严重塌孔,7,0.6,不塌孔,19,0.9,严重塌孔,8,0.6,不塌孔,20,0.9,严重塌孔,9,0.7,不塌孔,21,1.0,严重塌孔,10,0.7,轻微塌孔,22,1.0,严重塌孔,11,0.7,轻微塌孔,23,1.0,严重塌孔,12,0.7,不塌孔,24,1.0,严重塌孔,湖北华亚建设工程,抽查结果说明：加强了对泥浆性能的控制后，泥浆性能的各项指标均满足合格要求，保证了孔壁完整不垮孔，实施效果到达了对策目标。,对策实施二：,1. 寻找软弱土层最正确的每斗进尺,从要因确认中可以看出，软弱土层的每斗进尺过大很容易导致泥浆护壁不成功，进而导致塌孔，影响成孔效率。小组成员将软弱土层每斗进尺从最大的1.m到0.5m进行反复试验，以确定最正确的每斗进尺。试验情况如下表：,表,13,进尺与孔壁情况统计表,制表：朱国林 2021年10月25日,序号,每斗进尺,m,护壁情况,序号,每斗进尺,m,护壁情况,1,0.6,不塌孔,6,0.7,不塌孔,2,0.6,不塌孔,7,0.7,不塌孔,3,0.7,不塌孔,8,0.6,不塌孔,4,0.7,不塌孔,9,0.6,不塌孔,5,0.6,不塌孔,10,0.7,不塌孔,湖北华亚建设工程,从上表可以看出，在软弱土层每斗进尺0.5m0.7m时，能保证不塌孔或轻微塌孔。为到达优质高效的目的，小组将软弱土层的每斗进尺建议为0.60.7m。,2、按照确定的软弱土层每斗进尺进行施工,首先由工程总工对机台操作人员进行技术交底。交底要求软弱土层每斗进尺控制在0.6m0.7m。同时安排技术人员进行现场监督，确保操作人员按照交底要求施工，并做好施工记录。,3、对施工实施效果进行检查,通过对后续10根桩的孔壁情况的跟踪检查，检查结果见下表：,表14 实施效果进行检查,制表：孙建志 2021年10月25日,检查结果说明：按照软弱土层每斗进尺0.6m0.7m进尺进行施工，保证了泥浆护壁充分，不垮孔，实施效果到达了对策目标。,检查次数,成孔时间,占总检查次数的百分比,23,低于,4小时,92,2,超过,4小时,8,结论,开展,QC小组活动后，成孔时间低于4小时的钻孔灌注桩占施工总数的92。有效的提高了成孔效率，达到了预期目标。,湖北华亚建设工程,10、效果检查,效果一：活动前后成孔钻进使用时间比照,小组对2021年10月12日10月19日施工的25根桩的成孔时间进行了检查统计，低于4小时的成孔检查情况如下表所示：,效果二：活动前后成孔效率目标值比照,图,9,活动前后成桩数量柱状图,制图：孙建志 时间：2021年10月25日,表15 活动前后成孔钻进使用时间统计表,制表：孙建志 时间： 2021年10月25日,检,查,效,果,湖北华亚建设工程,效果三：活动前后工期目标值比照,施工期间由于未出现意外误工情况，施工进行比较连续，整个工程施工耗用时间为44.8天，活动前所需时间与工期要求及目标值比照方以下图：,目标实现了,图,10,活动前所需时间与工期要求及目标值柱状图,制图：孙建志 时间：2021年10月25日,序号,项目,计算过程,节约费用,1,节约人工工资,13,人,100,元,/,天,38,天,49400,元,2,节约办公费用,200,元,/,天,38,天。,7600,元,3,节约设备租赁费用,1500,元,/,天,38,天,57000,元,5,小组活动经费,2000,元,-2000,元,合计,共节约资金,112000,元,湖北华亚建设工程,效果四：经济效益,表,16,经济效益统计表,制表：朱国林 时间：2021年12月26日,效果五：社会效益,本工程的施工，通过QC活动后，工程部加强科学管理，措施得当，及时解决施工中出现的技术问题，总体施工质量得到了业主及监理单位的高度好评，进一步提升了我公司的形象，为今后我公司扎根宜昌建筑市场打下了较好的根底。,湖北华亚建设工程,图,11,业主满意度调查,制图：朱国林 时间：2021年12月26日,项目,活动前,活动后,QC,知识,4,9,技术水平,6,8,工作积极性,4,8,质量意识,5,10,团队精神,4,8,湖北华亚建设工程,效果六：小组成员综合素质提高,图,12 成员综合素质雷达图,制图人：张丽雪 日期：2021年11月20日,检,查,效,果,湖北华亚建设工程,11、稳固措施,旋挖钻机施工是一项比较先进的施工工艺，如果使用得当，将发挥出极高的效率。为积累我公司使用旋挖钻机的经验，对以后施工有帮助，我们把本次活动的对策措施整理成文，编写了公司企业标准?复杂地层中旋挖钻机的使用及本卷须知?HBHY-2021-05，报公司技术部审批后供今后类似工程参考施工。,湖北华亚建设工程,12、总结和下一步打算,随着施工领域的蓬勃开展，施工设备和施工工艺将会不断更新；新工艺的学习教育培训有待加强。,经过QC小组成员的努力，解决了旋挖钻机成孔工艺施工中的一些技术问题，到达了课题预定目标，但本次活动是在施工过程中摸索实践的方式下解决所面临的问题，具有一定的风险也影响了一定的施工进度和增加了不必要的本钱，对于如何在施工前期就做好技术准备，进一步简化工序，加快施工速度等方面，QC小组成员将继续开展攻关活动。,湖北华亚建设工程,湖北华亚建设工程,湖北华亚建设工程,谢谢各位专家指导！,