“五小”成果介绍-数字化监测桩基施工工法

“五小”成果介绍-数字化监测桩基施工工法

单位名称：中铁十局集团有限公司

一、工艺背景

近年来因传统的施工管理方法已不能满足建设安全质量要求，各施工单位对软基处理施工质量重视度不足，现场施工仅靠作业队伍施工经验，施工过程仅靠人员现场盯控，导致软基处理施工质量成为路基施工质量的难题。

为满足路基软基施工质量和信息数字化要求，结合现场螺纹桩、CFG桩的施工情况，引用数字化监测系统，全面监控、指导现场施工。提高了施工质量，降低了施工成本。

二、工艺原理

工艺原理主要是在软基处理施工管理过程中，根据倾角传感器、北斗定位系统、电流传感器等设备所采集的数据统一收集到集中控制箱，进而发送到中控显示屏，形成各项监控数据。

主要为数据采集、施工参数展示、数字化施工管理三个部分。

施工系统示意图

三、工艺流程

前期数据统计、录入→监测系统安装、调试→桩机就位→调整垂直度→钻孔（实时监测垂直度、桩长、电流值）→达到设计深度→拔管浇筑砼（控制混凝土方量）→形成后台数据→移机（一个循环结束）。

（1）前期数据统计、录入

将施工段落、桩基桩号、坐标、桩长、桩径等相关设计数据进行统计并录入系统。

（2）监测系统安装、调试

1）基站安装，为 TCF900 系统提供差分信号，实现厘米级差分定位。

基站

2）终端安装，终端部分由 TCF900 主控箱、FS200 泵车数据采集传感器、AS101 双轴倾斜传感器、北斗高精度定位天线、电流互感器及驾驶室分装平板（选配）组成。

倾斜传感器 北斗定位

电流传感器 显示屏

稳压器 FS200 泵车数据采集传感器

3）客户端安装、连接

平台通过对底层数据进行接收、数据实时统计并分析，并通过 B/S 架构处理、展示，管理人员在手机或电脑客户端下载软件并登陆，实现施工的远程管理。

（3）钻机就位

设备安装、调试完成后，钻机即可根据提前录入系统的信息，通过北斗定位系统形成的数据引导进行桩基定位，并控制桩位偏差。

钻机就位

（4）调整垂直度

通过倾角传感器所收集的数据，传送至中控显示屏，形成数据进而控制桩基倾斜度。

（5）钻孔

桩位及垂直度调好后，即可开始钻孔，若不符合规范时，提示不具备施工条件。钻孔过程中实时观测中控显示屏，及时掌控钻进深度、垂直度、电流值等相关情况。以保证终孔后各项指标满足设计及规范要求。

施工显示屏

（6）混凝土灌注及拔管

成桩符合设计要求后，开始混合料灌注，灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固，地泵泵送时通过FS200 泵车数据采集传感器计算出泵送混凝土方量及混凝土泵送速率，从而控制拔管速度。直至泵送至高出设计高程50cm。

（7）数据传送

施工完成后通过无线传输技术将施工过程相关数据传送至后台系统。建设单位、监理单位、施工单位通过接入后台web系统，及时跟踪施工过程及任务完成情况。

后台系统数据查询

后台系统施工进度展示

四、成果的先进性（优特点）及产生效益

通过精心组织，本工法在高速铁路路基桩基工程中提高了工作效率，节约人工与时间，控制施工成本。我部路基桩基共计8920颗，计划工期5个月，每天可节约施工人员6名，管理人员节约3人。可节约1377工时，取得直接经济效益1377*300=413100元。

通过对路基桩基施工工法，优化了桩基施工工艺，较常规工艺根据作业人员施工经验，施工全程通过人员进行现场把控，有效地避免了软基桩基桩长不足、电流不足、易断桩、易偏位等常见问题的出现。实现了从施工源头、过程中实时的、全过程的监测。在保证安全､质量的前提下，优质高效的完成了桩基施工。