基樁鉆芯法檢測內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

郭善椿，李堅龍，杜志銘

（佛山市南海區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測站，廣東 佛山 528000）

0 引言

當(dāng)前基樁鉆芯法檢測主要沿用傳統(tǒng)的工作模式，由外業(yè)人員通過紙版報表記錄現(xiàn)場鉆探數(shù)據(jù)，由編錄人員對芯樣進(jìn)行現(xiàn)場描述并取樣，再由內(nèi)業(yè)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行大量重復(fù)性的整理工作。這一過程中，內(nèi)外業(yè)工作人員對檢測數(shù)據(jù)的反復(fù)記錄不僅要耗費人力物力，而且容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯漏等問題；同時由于基樁鉆芯法現(xiàn)場鉆探時間長，多臺鉆機(jī)班組同時作業(yè)，鉆探外業(yè)情況復(fù)雜，加之鉆芯法檢測所具有的隱蔽性及時效性，現(xiàn)場質(zhì)量管控難度較大，檢測管理人員普遍采用現(xiàn)場巡視監(jiān)控檢查的方式，難以實時掌握檢測現(xiàn)場動態(tài)。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用，通過信息化新技術(shù)可有效提高基樁鉆芯法檢測內(nèi)外業(yè)的工作效率，并有效加強(qiáng)現(xiàn)場作業(yè)質(zhì)量管控。

針對當(dāng)前基樁鉆芯法檢測數(shù)據(jù)采集和管理存在的問題，本文設(shè)計了基樁鉆芯法檢測內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)系統(tǒng)信息化解決方案，基于 Android 移動終端研發(fā)了基樁鉆芯法檢測外業(yè)數(shù)據(jù)采集 App，通過前后端分離模式研發(fā)了 Web 端基樁鉆芯法檢測管理系統(tǒng)，并通過實際工程項目開展了系統(tǒng)功能應(yīng)用。應(yīng)用表明該系統(tǒng)實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集，現(xiàn)場數(shù)據(jù)、影像、定位及各班組工作狀態(tài)的實時上傳、并自動生成檢測報告，極大減輕了內(nèi)外業(yè)作業(yè)人員的的勞動強(qiáng)度，提高了檢測結(jié)果的時效性及可靠性，實現(xiàn)了鉆芯法檢測全過程的實時動態(tài)質(zhì)量監(jiān)控［1-4］。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

基樁鉆芯法檢測內(nèi)外業(yè)一體化管理系統(tǒng)由外業(yè)數(shù)據(jù)采集 App 及 Web 端基樁鉆芯法檢測管理系統(tǒng)組成，主要功能包括用戶管理、委托管理、檢測管理、報告管理、收費管理、統(tǒng)計查詢等功能模塊。用戶權(quán)限設(shè)計包括超級管理員、部門負(fù)責(zé)人、項目負(fù)責(zé)人、質(zhì)量監(jiān)督員、檢測員、資料員、機(jī)長七種用戶身份，每種用戶依角色不同所具有的權(quán)限不同，金字塔權(quán)限設(shè)置，移動端人臉識別驗證登陸，防止越權(quán)操作。用戶依權(quán)限對檢測項目進(jìn)行協(xié)同管理，數(shù)據(jù)可批量導(dǎo)入生成委托單、鉆孔信息等，管理人員的現(xiàn)場踏勘、現(xiàn)場安全檢查、現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控情況均可使用電子化登記并上傳現(xiàn)場水印照片，還可供后臺查詢并自動化整理留存電子檔案。通過檢測數(shù)據(jù)采集 App 和 Web 端基樁鉆芯法檢測管理系統(tǒng)的互通互聯(lián)，使檢測內(nèi)外業(yè)協(xié)同進(jìn)行，從而實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)實時上傳、同步共享，并減少了檢測數(shù)據(jù)的重復(fù)性錄入，提能提效更提質(zhì)。

1.2 數(shù)據(jù)采集 App 設(shè)計

數(shù)據(jù)采集 App 主要包括任務(wù)的獲取與確認(rèn)、數(shù)據(jù)采集提交等功能模塊。App 基于 Android 移動終端采用 Kotlin 語言開發(fā)，檢測數(shù)據(jù)采集 App 采用網(wǎng)絡(luò)和離線兩種工作模式，通過 SQLite 數(shù)據(jù)庫支持本地存儲數(shù)據(jù)和離線功能。用戶可自動聯(lián)網(wǎng)獲取所分配的檢測項目，任務(wù)確認(rèn)后就可以看到所分配檢測項目任務(wù)的相關(guān)信息，如項目名稱、樁號、孔號、樁徑、樁長、坐標(biāo)等。

鉆探電子班報表操作流程：機(jī)長進(jìn)場確認(rèn)后，就可以通過選擇的方式選擇樁孔號進(jìn)行現(xiàn)場鉆探取芯，系統(tǒng)還通過顏色對樁孔號的鉆探狀態(tài)進(jìn)行分類，如圖1 所示。為了確保抽檢樣品樁號的唯一性，App 還通過自帶基于 LBS 的移動終端移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時定位，現(xiàn)場鉆機(jī)就位后，須用鉆芯采集儀（數(shù)據(jù)采集 App）在樁頭的正中心進(jìn)行實時定位（見圖2），當(dāng)實時定位出來的坐標(biāo)信息與提前錄入系統(tǒng)樁位的坐標(biāo)誤差超過一定范圍值時，系統(tǒng)會自動預(yù)警并提示檢測管理人員跟進(jìn)。電子版報表采取簡易錄入方式，樁位確認(rèn)后就可以通過選擇式下拉菜單填寫好開孔位置、鉆機(jī)架空、開孔樁頂標(biāo)高、孔徑等相關(guān)信息，以后每個回次只要量好“下鉆余尺”“提鉆余尺”“巖芯長度”輸入數(shù)據(jù)采集 App 并上傳回次的水印照片即可（見圖3），后臺會根據(jù)實時上傳的數(shù)據(jù)自動生成班報表。當(dāng)鉆探過程有異常情況時，需在備注信息欄中進(jìn)行備注，備注后后臺會自動對異常備注進(jìn)行預(yù)警提示。

圖1 鉆孔鉆進(jìn)狀態(tài)

圖2 開孔孔位錄入及 GPS 樁位確認(rèn)

圖3 回次錄入

芯樣現(xiàn)場電子編錄流程：App 將現(xiàn)場編錄進(jìn)行了優(yōu)化，把編錄內(nèi)容按缺陷描述、芯樣特征及沉渣、持力層、樁身取樣、持力層取樣分成五大模塊，分別設(shè)置下拉菜單進(jìn)行勾選式編錄，當(dāng)芯樣特征需要特別描述時還以通過“其他”選項進(jìn)行人工描述，現(xiàn)場芯樣照片的采集通過 App 自帶的拍照功能，對現(xiàn)場芯樣進(jìn)行水印拍照并上傳。現(xiàn)場編錄完成以后，數(shù)據(jù)自動同步到云端服務(wù)器，就可以實時對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，避免了傳統(tǒng)現(xiàn)場紙質(zhì)編錄，回來還要重新輸入電腦的繁瑣過程（見圖4、圖5）。

圖4 現(xiàn)場編錄之缺陷描述

圖5 現(xiàn)場編錄之持力層

1.3 Web 端基樁鉆芯法檢測管理系統(tǒng)

Web 端基樁鉆芯法檢測管理系統(tǒng)主要包括用戶管理、委托管理、檢測管理、報告管理、收費管理、統(tǒng)計查詢等功能模塊，依托云存儲、云計算的協(xié)同作用從而實現(xiàn)檢測項目的信息化動態(tài)管理。Web 端管理系統(tǒng)主要的功能模塊構(gòu)成及其功能簡介如下。

委托管理模塊主要由工程概況錄入和委托單錄入兩部分組成。每個項目的工程概況及工程編號均是唯一性的，原檢、擴(kuò)測、二次擴(kuò)測及驗證等均可重復(fù)調(diào)用工程概況的信息；委托界面可錄入也可批量導(dǎo)入新建工程的委托信息及工程概況，還可以通過線上委托，實現(xiàn)委托方遠(yuǎn)程自主委托功能。

檢測管理模塊由工作安排、踏勘記錄、檢測數(shù)據(jù)、勞務(wù)管理等組成。該系統(tǒng)已實現(xiàn)檢測管理的信息化，從項目入場前的工作安排到項目完成后的勞務(wù)退場，全程可實現(xiàn)檢測的電子化、信息化和動態(tài)化管理。檢測管理通過 Wed 端或微信小程序可實現(xiàn)檢測管理的線上或移動辦公（見圖6），線上安排檢測任務(wù)，任務(wù)下達(dá)后手機(jī)App 或微信小程序均可自動提醒有新的工作安排；現(xiàn)場檢測管理情況如現(xiàn)場踏勘、現(xiàn)場技術(shù)交底、現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控等均實現(xiàn)電子化記錄并上傳現(xiàn)場水印照片，還可以對檢測現(xiàn)場管理情況進(jìn)行統(tǒng)計查詢，有針對性地做好檢測現(xiàn)場的管理工作。

圖6 移動辦公之小程序

質(zhì)量監(jiān)控管理模塊通過 App 采集到的數(shù)據(jù)實時上傳并與 Web 端的互聯(lián)互通，協(xié)同共享，從而實現(xiàn)基樁鉆芯法檢測全過程的實時動態(tài)監(jiān)管。傳統(tǒng)的鉆芯法檢測工作人員勞動量大，人為性強(qiáng)，缺乏有效的監(jiān)管工具，加之鉆芯法檢測所具有的隱蔽性和不可復(fù)原性，本文系統(tǒng)通過“互聯(lián)網(wǎng)+檢測”，采用數(shù)據(jù)采集 App，使采集到的原始數(shù)據(jù)無法隨意更改，更改留痕，在鉆探過程中對每一個回次都進(jìn)行時間記錄及影像記錄。根據(jù)日期區(qū)間或者項目特點，管理人員在 Web 端或微信小程序上都可以隨時隨地查看鉆進(jìn)深度、芯樣照片及其相對應(yīng)的時間，系統(tǒng)還可以對異常進(jìn)尺、異常鉆進(jìn)時間、異常芯樣照片進(jìn)行預(yù)警提示，從而實現(xiàn)檢測全過程的可溯源性，確保了源數(shù)據(jù)的真實性與可靠性。（鉆探全過程實時動態(tài)監(jiān)控如圖7 所示）。

報告管理模塊由數(shù)據(jù)分析、報告編制、校核、審核、審批、上傳、查看等組成。傳統(tǒng)的鉆芯法檢測內(nèi)業(yè)需要輸入大量繁瑣的現(xiàn)場記錄、芯樣照片、芯樣抗壓強(qiáng)度等信息，再依相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范逐孔逐樁進(jìn)行分析評價，勞動強(qiáng)度大，時效性滯后明顯。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析界面將自動上傳的現(xiàn)場編錄信息與自動提取的抗壓強(qiáng)度，逐孔逐樁地濃縮在同一個界面上，通過簡單的下拉式菜單，就可以對樁身描述、樁身類別、樁身強(qiáng)度、樁底沉渣及其持力層巖土性狀進(jìn)行綜合鑒別與判定，極大簡化了數(shù)據(jù)分析及樁身質(zhì)量評定的復(fù)雜性，數(shù)據(jù)分析完成以后，通過簡單插入必要的委托及相關(guān)資料就可以一鍵自動生成檢測報告。此外，本系統(tǒng)還具有檢測報告線上審批、電子化簽名、線上簽發(fā)報告等功能，從而實現(xiàn)報告管理的電子化（見圖8、圖9）。

圖8 鉆探全過程實時動態(tài)監(jiān)控

圖9 數(shù)據(jù)分析

圖10 檢測報告之鉆芯法檢測成果表

2 工程應(yīng)用效果

該系統(tǒng)在 2022 年 1 月～6 月份對佛山某區(qū) 104 項基樁鉆芯檢測項目開展了實際應(yīng)用，期間共完成樁數(shù) 941 根、孔數(shù) 1 311 個，累計完成進(jìn)尺 29 713.56 m。表1 為主要應(yīng)用結(jié)果統(tǒng)計情況，相對于傳統(tǒng)的作業(yè)方式，采用本文方式時現(xiàn)場鉆進(jìn)班報表及芯樣現(xiàn)場編錄表的效率都得到了質(zhì)的提高，出具正式報告時間也比傳統(tǒng)方式減少了一半，大大提高了檢測的時效性，而且通過數(shù)據(jù)的實時上傳，保證了檢測的質(zhì)量和檢測過程的可追溯性。

表1 應(yīng)用測試比對表

3 結(jié)論

本系統(tǒng)基于 Android 移動終端和 Web 端云平臺的互聯(lián)互通，協(xié)同共享，從而實現(xiàn)了基樁鉆芯法檢測野外現(xiàn)場作業(yè)的無紙化信息化，文字影像數(shù)據(jù)的實時上傳實現(xiàn)了鉆芯檢測的全過程實時動態(tài)監(jiān)控，檢測全過程留痕，數(shù)據(jù)共享并一鍵自動生成檢測報告，極大程度上減輕了內(nèi)外業(yè)作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，提高了檢測數(shù)據(jù)的時效性及可靠性。與傳統(tǒng)作業(yè)相比，本系統(tǒng)有以下優(yōu)勢。

1）班報表的電子化。數(shù)據(jù)采集 App 通過網(wǎng)絡(luò)和離線兩種工作模式，能夠支持基樁鉆芯法鉆探數(shù)據(jù)的電子化采集、存儲及上傳，結(jié)合勾選式下拉菜單+模板化編錄，大大提高了檢測作業(yè)的工作效率，減少了人工帶來的數(shù)據(jù)錯漏，減輕了檢測人員的勞動強(qiáng)度。

2）檢測管理的信息化。系統(tǒng)通過采集回來的數(shù)據(jù)，利用云存儲、云計算的數(shù)據(jù)化驅(qū)動，能自動生成各種圖文成果，能自動統(tǒng)計各種計算表格，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)化采集到深層次的數(shù)據(jù)分析，提升了檢測各環(huán)節(jié)的效率，降低了人力成本，提高了檢測的管理水平。

3）質(zhì)量監(jiān)管的全程化。系統(tǒng)通過“互聯(lián)網(wǎng)+檢測”，實現(xiàn)了檢測全過程的實時動態(tài)監(jiān)控管理，實現(xiàn)了全過程的可溯源性，確保了源數(shù)據(jù)的真實性與可靠性。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)的實時上傳+識別關(guān)鍵詞+抓取關(guān)鍵步驟，可以隨時隨地掌握檢測現(xiàn)場的實時鉆進(jìn)動態(tài)，封堵了鉆探過程的真空狀態(tài)，可以有效地對機(jī)長的行為進(jìn)行監(jiān)控和威懾，確保了鉆芯法檢測的質(zhì)量。

4）檢測報告的自動化。系統(tǒng)通過友好的數(shù)據(jù)分析界面，勾選式下拉菜單，經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)分析及處理，即可一鍵自動生成檢測報告，極大減少了報告中的人為錯誤，大大提高了報告編寫的速度，真正實現(xiàn)了報告管理的自動化。

該系統(tǒng)如依托 5 G 通信，將全過程視頻錄像整合到本系統(tǒng)，將視頻監(jiān)控、鉆芯檢測關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行實時預(yù)警、檢測數(shù)據(jù)智能研判等功能有待進(jìn)一步完善。該系統(tǒng)為行政主管部門對檢測行業(yè)的管理提供了一種新途徑，從而真正實現(xiàn)為建筑工程質(zhì)量保駕護(hù)航。Q