機械式釘錨機的研制

機械式釘錨機的研制

小組名稱：xxCD地塊QC小組

發(fā)表人:XX

企業(yè)名稱：XX集團有限公司

日期：

目錄

一、工程概況......................................................................2

1.1項目工程概況.............................................................2

L2圍護設(shè)計簡介地塊.....................................................2

1.3圍護設(shè)計簡介-機械式釘錨.................................................3

二、QC小組簡介...................................................................3

三、課題選擇......................................................................4

四、目標設(shè)定......................................................................6

五、提出并確定方案...............................................................6

5.1方案提出.................................................................6

5.2三種方案的分析...........................................................7

5.3初選方案的進一步細化、試驗.............................................11

5.4確定最終方案............................................................15

六、制定對策.....................................................................16

七、對策實施.....................................................................16

實施一：交底培訓(xùn)...........................................................16

實施二：定位準確...........................................................17

實施三：頂入速度...........................................................18

實施四：釘錨抗拔力情況.....................................................19

八、效果檢查.....................................................................20

8.1質(zhì)量目標實現(xiàn)情況.......................................................20

8.2錨桿實際完成時間......................................................20

8.3經(jīng)濟效益................................................................21

8.4工期效益...............................................................21

九、標準化.......................................................................22

9.1編制施工作業(yè)指導(dǎo)書.....................................................22

9.2鞏固期質(zhì)量調(diào)查.........................................................23

9.3鞏固期施工速度調(diào)查.....................................................23

9.4申報專利中..............................................................23

十、總結(jié)與下一步打算............................................................24

10.1總結(jié)..................................................................24

10.2下一步打算............................................................25

機械式釘錨研制

xx集團有限公司xxCD地塊QC小組

一、工程概況

1.1項目工程概況

本工程為XX（XX）科技創(chuàng)業(yè)特別社區(qū)一期工程，工程總建筑面積110萬平方米，其中CD

地塊總建筑面積64萬平米，占地面積9萬平米，地上11棟單體，層數(shù)15?36層不等；

地下三層，開挖深度1所，采用雙排PCMW工法樁+6道錨桿無支撐圍護體系。

圖1-項目效果圖

1.2圍護設(shè)計簡介-CD地塊

基坑支護剖面圖制圖人：xx制圖時間:2013年7月1日

-2-

課題名稱機械式釘錨機研制

組建時間2013年7月

成員人數(shù)10人

課題注冊號CRCEG-SH-1406

活動時間2014年4月3日?2014年12月25日

活動次數(shù)11次

小組簡介制表人:XX制表時間:2014年4月3日

表2.1-2小組成員表

姓名性別年齡學(xué)歷TQC教育時間職務(wù)QC分工

XX男32本科96時主持小組工作組長

XX男34本科96時負責(zé)全面決策副組長

XX男26研究生96時負責(zé)全面決策副組長

XX男37本科72時分析制定對策組員

XX男31本科72時分析制定對策組員

XX女28本科56時負責(zé)全面決策組員

XX男26本科48時質(zhì)量檢查組員

XX男24本科72時資料收集組員

XX男23本科72時資料收集組員

XX男23本科72時資料收集組員

小組成員名單表制表人：xx制表時間:2014年4月3日

其中全國質(zhì)量診斷師1名，5名成員參加了2()14年xx省QC活動培訓(xùn)班，全部合格。

圖7-證書圖8-所獲獎項

小組14年獲1項全國工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組一等獎，1項xx省QC成果二等獎。

三、課題選擇

表3.1-1課題選擇表

評估

序號課題名稱綜合得分

重要性緊迫性難度系數(shù)經(jīng)濟性

-4-

提高機械式釘錨

1★O△★12

定位合格率

提高機械式釘錨

2■★★▲17

施工速度

機械式釘錨機研

3★★△■19

制

機械式釘錨反力

4★★■★15

工具研制

★5分?4分上3分42分O1分

課題評估表制圖人:XX制圖時間:2014年4月5日

[X][國內(nèi)尚無施工經(jīng)驗機械式旬錨是新型錨桿工藝，尢口J依據(jù)的施

2工方法。

/\

項目總工期1100天，按照總進度計劃要求，

|2||進度控制的需要,釘錨施工有效時間240天，每天需施工完成

20根，平均到每層釘錨施工時間20天，本

層釘錨施工完成后方可開始下層土方開挖

1施if.y

課題的選擇____________二機械式釘錨機研制

課題選擇圖制表人:xx制表時問:2014年5月1日

表3.1-2小組活動計劃表

分步驟4月6月8月10月12月負責(zé)人

課題選定XX

制定目標XX

-5-

制定計劃XX

確定方案XX

制定對策XX

對策實施XX

效果檢查XX

標準化XX

下一步計劃■XX

小組活動計劃表制表人:XX制表時間:2014年5月5日

四、目標設(shè)定

設(shè)定目標：

1、總目標：機械式釘錨機研制

2、根據(jù)施工需要，我們制定量化以下分目標：

(1)具備一項功能：釘錨順利進入土體內(nèi)；

(2)每根釘錨頂入施工時間小于4小時，以最長的21nl釘錨為例，需焊接4次，每次焊

接時間35~45min(平均40nin),釘錨鉆進時間=(4*60-4*40)=80min,釘錨鉆進速度應(yīng)大

于(21+1.8)/80=0.285m/min；

(3)樁位偏差5cm以內(nèi)，合格率達到90機

五、提出并確定方案

5.1方案提出

2014年5月，全體組員分三次圍繞“機械式釘錨機研制”方案，運用頭腦風(fēng)暴法展開了

專題討論，奇思異想，集思廣益提出了3種方案，并將結(jié)果整理如下：

-6-

機械式釘錨機研制

直接頂管型引孔型

旋轉(zhuǎn)鉆入法

引孔植入法

擠土頂入法

\)

兩大類方緊親和圖制表人:XX制表時間:2014年5月22日

5.2三種方案的分析

(1)旋轉(zhuǎn)鉆入法

聯(lián)系了一家專業(yè)錨桿機械生產(chǎn)商一XXXX工程機械有限公司?？稍诼膸藉^固鉆機

UXLT35D的基礎(chǔ)上對機械進行改裝。

主要方法：將每單節(jié)鋼管根部割眼，接在改裝的鉆機的鉆桿上，鉆桿通過活動插錯固定

鋼管，釘錨端部做成刀口狀，通過改裝后的電機(原6t提高到8t)低速旋轉(zhuǎn)插入單節(jié)鋅桿,

再焊接下一節(jié)鋼管，以此類推將釘錨的所有鋼管鉆進土中。

0

】、仃保割鼠

2,站桿及橙釘每

3、機軾旋轉(zhuǎn)站透

制表人;XX制表時間;2014年5月26日

-7-

表5.2-1鉆桿參數(shù)表

型號MXL-135D

適應(yīng)工程邊坡支護，深基坑支護

螺旋鉆進，三翼鉆頭鉆進，套管+鉆桿復(fù)合鉆進，氣動錘鉆進，孔底液動錘鉆進，偏心跟

常用工藝

管鉆進

基本參數(shù)

鉆孔直徑mm150"250

鉆孔深度m100^140

鉆孔直徑mm160

回轉(zhuǎn)器輸出轉(zhuǎn)

r/min10/20/25/40/50/60/70/100/120/140

速

回轉(zhuǎn)器輸出扭

N.m6800

矩

回轉(zhuǎn)器行程mm3400

推進架給進行

mm900

程

回轉(zhuǎn)器提升力kN65

回轉(zhuǎn)器加壓力kN33

行走參數(shù)

行走方式履帶行走

爬坡角度o25

輸入功率

輸入功率（柴

KW無

油機）

輸入功率（電

KW55+18.5+2.2

動機）

運輸狀態(tài)（長

mm5400*2100*2000

寬高）

重量Kg6000

鉆桿參數(shù)表收集人:xx收集時同:2014年5月26日

優(yōu)缺點分析：旋轉(zhuǎn)鉆入法的優(yōu)缺點

優(yōu)點：1、能一次成型；

-8-

2、機械化程度京；

3、安全性能高，施工人員電動機操作難度低。

缺點：1、粘機鉆桿長度有限，每次進深僅3m,增加了釘錨的焊接次數(shù)，增長了釘錨施

工時間；

2、一次性投入過大，廠家預(yù)估設(shè)備價格90萬；

3、可實施性待試驗驗證。

(2)擠土頂入法

設(shè)計一釘錨操作架，操作架的導(dǎo)軌固定錨桿施工角度，千斤頂提供推力，將釘錨頂入上

擠土頂入法設(shè)想圖制圖人:xx制圖時間:2014年6月2日

擠土頂入法的優(yōu)缺點分析：

優(yōu)點：1、操作架重量預(yù)估2.53制作費用2萬元

2、依靠千斤頂頂管，施工速度快

3、通過操作架定位，樁位可得到有效控制

4、環(huán)保無噪聲

缺點：1、操作架制作復(fù)雜，還需深化設(shè)計

經(jīng)濟性分析：鋼管消耗28m,單個機架消耗12個人工；

(3)引孔植入法

采用目前市場上常用的鉆機，鉆。220的孔，通過接桿鉆至釘錨樁長深，然后抽出鉆桿,

插入釘錨，提前在釘錨周身開若干小孔，通過高壓，將預(yù)拌好的水泥漿液注入土中，與原位

土充分融合，形成穩(wěn)定的抗拉體系。

優(yōu)點：1、與土體能夠充分接觸，可增大釘錨與土體間摩擦力；

2、定位速度快，可一次成功；

3、機械使用率高，無需人工；

4、鉆機租金僅2000元/臺班（電費22kw/h,我方承擔(dān)）。

缺點：1、施工時間長，需待水泥土凝固后方可進行釘錨的鎖定。

表5.2-2各方案評估表

評估

序號方案名稱綜合得分選定方案

可實施

市要件經(jīng)濟性時間件

性

1旋轉(zhuǎn)鉆入法343313\

2擠土頂入法554519選定

3引孔植入法545317\

四性評估表制圖人：xx制圖時間:2014年6月15日

通過以上分析，擠土頂入法與其他定位方案相比，施工合理，材料損耗較少，同等條件

下施工難度低，因此在機械式釘錨施工中為最佳方案。

-10-

5.3初選方案的進一步細化、試驗

機

幡

H式

楠

機

研

制

321千斤預(yù)

50t千斤預(yù)

1001千斤頂

方案比選圖制用人：XX制圖時間:2014年6月20日

(1)試驗一方案比選:

表5.37試驗一：導(dǎo)向器選擇表

序號細化方法效果分析材料照片

拆卸維修方便，定位準確，在導(dǎo)向器

方案一型鋼圓箍導(dǎo)向當鋼管間稍微加些潤滑油可加快施

工速度。

導(dǎo)

向

器

需固定在操作架，鋼筋易被磨損變

方案二鋼管滾軸導(dǎo)向

形，維修需切除鋼筋

結(jié)論選擇方案一

導(dǎo)向器選擇表制表人:XX制圖時間:2014年6月21日

-11-

在錨桿周圍采用直徑大于釘錨直徑

1cm即。180的型鋼焊接定位器,貼合程

度高，容易拆卸，反復(fù)使用

試驗一瞼證結(jié)論制圖人:XX制圖時間:2014年6月21B

(2)試驗二方案比選:

表5.3-2試驗二：反力支座選擇表

序號細化方法效果分析

地下土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，抗剪力小，無法

方案一預(yù)留土堆

反力支提供足夠的反力，試驗失敗。

座

利用鋼絲繩環(huán)箍在管樁上，反力能夠滿足，搬運

方案二支護樁

方便，但使用時鋼絲繩磨損嚴重。

驗證結(jié)論選擇方案二

反力支座選擇表制表人:xx制圖時間:2014年6月22日

-12-

試驗結(jié)果制表人:XX收集時間:2014年6月24日

1、依靠原土層（淤泥質(zhì)土）無法提供足夠反力

2、將反力土堆連在附近格鉤住后，可提供足夠反力，但格鉤柱位移變化超過4cm,影響

-13-

表5.3-3試驗三：動力設(shè)置選擇表

動力裝置選擇表制表人:xx制圖時間:2014年6月27日

動力選擇--理論計算

在施工過程中，釘錨利用千斤頂頂入土體內(nèi)，基坑外壁原狀淤泥質(zhì)土。

計算過程：

已知：釘錨直徑為16smm,錨桿體長28m,淤泥質(zhì)土的粘聚力為0.06~0.8Mp&。

求解：所需的千斤頂?shù)囊?guī)格。

根據(jù)：錨桿的端頭大小為3.14*(0.168/2尸2=0.02nV,端頭力Fl約為16t,

錨桿側(cè)壁面積為3.14*0.168*28=14.7m2,側(cè)壁反力F2為24.8t；

因此，釘錨施工所需的最大力為4().81。

士體力學(xué)分析圖制圖人：xx制圖時間:2014年6月27日

-14-

選擇50t穿心千斤頂作為主要的

動力來源，工作效率最高且錨桿不

會產(chǎn)生因受力過大的未變形。

試瞼三驗證結(jié)論制圖人:XX制圖時間:2014年6月27日

5.4確定最終方案

擠土鉆入法

最終方案系統(tǒng)圖制圖人:xx制圖時間:2014年6月次日

根據(jù)前述試驗結(jié)果，6月30日小組討論成員確定了最終方案。

機械式釘錨機設(shè)計平面圖輛圖人：xx制圖時間：2014年6月30日

-15-

六、制定對策

表6.1T5W1H對策表

方

對策目標措施地點時間責(zé)任人

案

施工人員熟練1、結(jié)合技術(shù)交底和崗

掌握操作要前培訓(xùn)，讓技術(shù)方法

交底培領(lǐng)，施工工序深入人心；

會議室20M年7月3日XX

訓(xùn)清楚，確保施2、對施工人員進行理

工質(zhì)量?？己苏摽己耍己顺煽冞_

成績80分以上到80分。

樁位偏差在1、增加引孔環(huán)節(jié)：試驗室和

定位準

5cm以內(nèi),合格2、施工過程中，加強施工現(xiàn)場20M年7月6日Xx

確

擠率達到90%：對樁位的驗收；

±1、加強油泵操作人員

頂和釘錨機操作人員聯(lián)

釘錨頂進速度

入頂入速系；施工現(xiàn)場2014年7月6日Xx

大于

法度符合2、由專人對速度進行

0.285m/min：

記錄。

1、釘錨無需養(yǎng)

1、施工完成后即進行

釘錨抗護時間；

鎖定：

拔力滿2、抗拔力檢測

2、請專業(yè)檢測單位進施工現(xiàn)場2014年7月9日XX

足設(shè)計達到驗收試驗

行抗拔力檢測

要求要求，01=9to

5W1H對策表制圖人:xx制圖時間:2014年7月2日

七、對策實施

實施一：交底培訓(xùn)

2014年7月3口，由項目技術(shù)負責(zé)人xx編制了《機械式釘錨施工技術(shù)交底》，分別將

機械式釘錨機的組成部分、使用方法、質(zhì)量要點及施工應(yīng)急措施對10名工人進行了培訓(xùn)、

交底會，并對施工人員培訓(xùn)進行了考核，考核成績均在80分以上。

-16-

實施一驗證:交底培訓(xùn)后對工人并進行了考核,考核成績達到80分以上,達到預(yù)期目標。

表7.17成績匯總表

實施二：定位準確

2014年7月6FI,由xx負責(zé)和測量員xx在現(xiàn)場將打錨188#、196#和201#進行放樣，

由工人xx、xx根據(jù)放樣位置進行預(yù)引孔，引孔。220,深度50cm。

實施二驗證：進行釘錨188#、196#和201#的施工，施工過程中由xx負責(zé)和監(jiān)理共同對

樁位進行驗收，驗證結(jié)果偏差3cm,符合要求。

-17-

實施三：頂入速度

2014年7月6日樁號188#、196#和201#釘錨施工，由xx對每節(jié)鋼管頂入速度進行了記

錄，頂管平均效率0.34m/min,驗證結(jié)論符合要求。

-18-

圖21-施工驗收記錄表

數(shù)據(jù)摘自《機械式釘錨施工瞼收記錄表》記錄人:XX

實施四：釘錨抗拔力情況

2014年7月9日，對樁號188#、196#和201#釘錨進行了鎖定，由xx配合xx市測繪勘

察研究院有限公司對此樁進行了抗拔力驗收試驗，試驗結(jié)果符合要求。

圖22-驗收試驗圖23-釘錨試驗情況

圖24-試驗數(shù)據(jù)記錄袤

-19-

八、效果檢查

8.1質(zhì)量目標實現(xiàn)情況

表8.17檢查統(tǒng)計表

檢查區(qū)域檢查時間檢查數(shù)量合格樁位合格率佻）

AB段2014.7.3040336891.31

BC段2014.9.1625824293.8

CD段2014.10.2565161394.16

對10月25日前施工完成的1312根機械式釘錨進行復(fù)核，達到要求的有1223根樁，合

格率達到93.21%,超過預(yù)定目標90%。

8.2錨桿實際完成時間

對10月25日前施工完成的1312根錨桿頂管時間進行了統(tǒng)計，頂管時間平均為0.31m/min,

達到預(yù)定目標。

-20-

as.2-1檢查統(tǒng)計表

分段檢查數(shù)量（根）頂管總用時（min）總長（m）平均速度（m/min）

AB段403243678600.309

BC段258156450310.311

CD段6513938126960.311

調(diào)查圖表制表人:XX刷圖時間:2014年10月26日

8.3經(jīng)濟效益

圖27-經(jīng)濟效益計算圖

共制作6套機械式釘錨機：總費用為56600元，因其為新工藝，無類似工程可參考，故

無法計算其投入與產(chǎn)出間的經(jīng)濟效益。

8.4工期效益

新型機械式釘錨機的使用，使每組設(shè)備施工錨桿數(shù)量由原先預(yù)計每天3根提高到了每天

4根，效率提高了130%,節(jié)約工期約15天，預(yù)計節(jié)省薪用75萬元。

-21-

圖28-經(jīng)濟效益證明書

九、標準化

9.1編制施工作業(yè)指導(dǎo)書

QC小組實施后認真總結(jié)經(jīng)驗，編制了《機械式釘錨機作業(yè)指導(dǎo)書》

編號：ZMZYZD-06；編制人:xx；審核人:

圖29T乍業(yè)指導(dǎo)書

-22-

9.2鞏固期質(zhì)量調(diào)查

表9.2-1質(zhì)量調(diào)查表

檢查區(qū)域檢查時間檢查數(shù)量合格樁位合格率盤）

DE段2014.11.1042340295.03%

EF段201111.2321020095.23%

FG段201112.1233632396.13%

GH段2014.12.2035734897.47%

調(diào)查表制表人:XX制圖時間:2014年12月22日

9.3鞏固期施工速度調(diào)查

表9.3T施工速度調(diào)查裊

日期一號班組二號機組三號機組

11月2口11月10口4.44.14.1

11月11日~12月1日4.244.4

12月2日12月20日4.3?1.24

調(diào)查表制表人：xx制圖時間:2014年12月22日

由「頂管速度的加快，每套機組錨桿的日成樁速度均超過了4根。

9.4申報專利中

已申請《機械式釘錨機》的專利，國家知識產(chǎn)權(quán)局目前正在受理中。

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