鐵路工程建設中的樁基自動化施工技術

孟麗麗

摘要：鐵路工程施工難度大，對技術要求高，樁基作為重要的基礎部分，其對于后期工程的影響較為明顯，因此加強樁基施工質量的控制很非常必要。樁基監測作為重要環節，操作時需借助專業的設備并結合科學的技術監測手段，方能保證樁基具備足夠的堅實度。本文圍繞樁基施工自動化施工監測系統功能概述、系統開發及施工方案等內容，對鐵路工程建設中的樁基自動化施工技術展開探討。

關鍵詞：鐵路工程;信息化施工;樁基監測

1樁基自動化施工檢測系統功能概述

樁基自動化施工技術是借助一定的監測系統，對樁基施工過程中的工藝參數展開實時監測，其為施工人員提供正確指導的同時，還可避免后續出現信息不符和數據偏差過大等現象，以此有效保證樁基工程的整體質量。作為一項監測技術手段，樁基自動化施工系統具備以下功能：可對施工作業中鉆機的鉆孔深度、提鉆速率和鉆機電流進行監測，以及樁身是否按設計要求保持在90°方位等情況進行預測。系統中自帶的定位功能，可對鉆機與鉆桿位置進行及時調整，施工效率明顯高于普通人工放樣。該系統的另一大功能是具備開發與組建后臺管理方面的優勢。通過組建的監測數據網，對樁基礎施工的實際現狀和在建質量展開全方位管理與控制，從而降低技術人員在操作上的失誤。

2樁基自動化施工系統研究與開發

在鐵路樁基施工前，核心工作就是對監測系統的研究與開發。一套完整的監測系統，可以很好地解決施工中所遇到的技術難題，在給予施工正確指導的同時，也能起到縮短工期和提高施工效率的作用。在自動監測系統的研究與開發過程中，施工人員需將監測設備的選擇和應用作為關鍵點予以分析，具體可參照以下方式操作：選擇衛星定位系統，以對鉆孔深度及提鉆速率的監測;安裝傾角傳感器，對樁身是否滿足90°垂直要求給予監測;聯合衛星定位及電流互感設備，利用所得數據對鉆機的終孔電流數據展開判斷，并確定其是否在合格的范圍值內;建立后臺控制終端網，用以對上述情況數據的采集和處理，并通過終端內的無線網絡將數據及時上傳至后臺，便于對樁基施工現狀和質量的把控及管理。開發過程中對設備的選擇兼具一定的使用要求，除安裝過程簡便、可24h使用之外，還應考慮下述幾項因素：所選監測設備需具備高強的使用性和抗震性，數據傳感器必須選用適合類型;數據輸出口最好采用RS-485型，且選擇的終端設備必須是可容納和保存近一個月以上的現場監測數據類型，如SCA103T型傾角傳感器。它的優勢在于高校精度、低溫度漂移性、高分辨率、低噪聲和健全設計與特點，對模擬和數字的輸出精準度分別可達0.0010和0.0090，并且帶有自動溫度感應功能，可對傳輸過程中靈敏度的誤差和溫度偏差給予調整，非常適合樁基自動化施工現場的使用。

3樁基自動化施工

3.1設備作業引導

在具體的樁基施工中，施工人員會借助中大型鉆機設備開展相關作業。在下鉆前，為了能對鉆機的下鉆姿勢及鉆桿是否就位等情況做到了如指掌，需要選用具備定位功能的導航系統進行正確方位的引導。如今可選擇的設備儀器種類繁多，施工人員可將國內的北斗衛星導航系統作為定位設備的首選。該系統的成熟度較高，即使受到不良天氣狀況的影響，其精準度也不會發生較大誤差，可為具體操作人員提供有價值的引導作用。北斗衛星導航系統也被稱作是BDS系統，其組成部分囊括空間段、地面段和用戶段三部分組成，并可為施工人員提供精度在10m之內、測速精度在0.3/s、授時精度為10m的專業服務。利用地面的基站場地，可將定位精度由最初的距離上升至15～25mm，用以完成現場放樣的具體工作要求。

3.2深度及速率監測

作為樁基施工的要點參數，鉆機鉆孔深度的控制，對技術人員來說是一個不小的挑戰。鑒于此，在具體的施工前可先擬定不同的施工方案對其展開監測工作，之后依據監測結果來確定最終的鉆孔深度和提鉆速率的作業方案。鉆孔深度監測方案對比見表1。

由表1可知，無論是利用接觸式傳感器或衛星定位，兩者對鉆孔的深度以及提鉆的速率監測都可以很好完成，監測精度也都在初始方案規定的范圍內。所不同的是，利用衛星定位除可監測上述作業之外，還能對孔底高程和樁端所處的地層深度展開監測。雖然其成本比接觸式傳感器方案略高一些，但結合相應的施工技術可將各設備的優勢發揮到最大，能起到降低設備成本的效果。由此看，此方案也值得施工單位采取。

3.3樁身垂直度及終孔電流的判斷

根據施工要求，樁身下放時需與地面保持90°的姿勢，這就需要用到傾角傳感器對下放角度展開實時監測，以確保該項作業的合格程度。另外，傳感器的安裝位置必須在鉆桿上，并借助上述所提到過的RS-485型接口，把獲得的監測數據傳輸到后臺的處理器中，以便對鉆桿姿態數據的實時監測和調整。對于終孔電流的判斷，施工人員可根據現場的實際情況，采用電流互感器來獲得終孔電流的具體參數，并將其與相關設計參數進行比較，以此來判定終孔電流是否處于合格的參數范圍值內。此外，電流互感器設備的監測技術較為成熟，可通過交流電引起的電磁感應情況來控制電流的大小，簡單易操作，可供施工技術人員選擇。

結語

綜上，樁基自動化施工監測系統的應用可為鐵路建設創造更便捷、更高效的施工效果，該系統的開發思路及研究方案的實施更是整個樁基自動化施工的關鍵。本文從自動化監測設備開發、監測功能及監測方式等內容著手，對信息化施工技術予以全面解析，所得施工結果與預期相符，達到了縮短工期和提高工程質量的雙重效果，也體現出該技術良好的應用前景，可供相關人士參考。

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