開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-0604

作者簡介：鄭晨暉（1974—），男，本科，高級工程師，研究方向?yàn)楦咚俟方ㄔO(shè)管理。

摘 要：鉆孔灌注樁具有承載力高、實(shí)用性強(qiáng)、強(qiáng)度剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但作為典型的隱蔽工程，存在管控內(nèi)容繁多、修復(fù)難度大、質(zhì)量監(jiān)測難等問題。為了實(shí)現(xiàn)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的全過程溯源管理，通過對鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵工序進(jìn)行梳理分析，確定開孔孔位、樁徑、垂直度、孔深、沉渣厚度、泥漿比重等作為重點(diǎn)管控內(nèi)容，提出了適用于鉆孔灌注樁施工中的智能化管控技術(shù)，以期為鉆孔灌注樁施工提供新的管控方式與研究方向。

關(guān)鍵詞：隱蔽工程??鉆孔灌注樁??智能管控??工程建設(shè)

中圖分類號：TU753

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快，水運(yùn)航道、公路鐵路、大型橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模正以前所未有的速度發(fā)展[1-2]，在地基薄弱地區(qū)，為防治各種自然災(zāi)害，對構(gòu)筑物地基的要求愈來愈高，這也就對基礎(chǔ)的承載力和變形提出了更高的要求，而鉆孔灌注樁作為典型的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式之一，廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中[3]。為提高鉆孔灌注樁施工效率及施工質(zhì)量，提升工程管理的數(shù)字化、信息化水平，國內(nèi)外工程研究人員結(jié)合當(dāng)前智能化管控技術(shù)的研究，借助于塊鏈數(shù)據(jù)存儲對多重復(fù)雜數(shù)據(jù)管理的優(yōu)勢，對鉆孔灌注樁地基基礎(chǔ)施工及其管控技術(shù)進(jìn)行了大量研究，以期又好又經(jīng)濟(jì)地為工程建設(shè)服務(wù)[4-5]。

1??鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵工序分析

按施工方式分，鉆孔灌注樁主要采用旋挖和正反循環(huán)鉆孔兩種施工方式，施工方式按土質(zhì)及周圍環(huán)境擬定，施工時根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整。施工平臺為軟質(zhì)土或需要回填的，選用反循環(huán)施工方式，周圍環(huán)境有密集居民的，考慮到噪聲影響，可采用旋挖鉆孔灌注樁施工。工序主要包括施工準(zhǔn)備、鉆機(jī)安裝與定位、成孔作業(yè)、鋼筋籠制作、灌注混凝土、成樁養(yǎng)護(hù)等。

2??鉆孔灌注樁施工智能化管控關(guān)鍵參數(shù)研究

由于鉆孔灌注樁施工工序較多且不同工序下管控內(nèi)容也較多，針對其關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)采用智能化技術(shù)進(jìn)行管控，可有效提高施工效率，保障施工質(zhì)量。目前，鉆孔灌注樁關(guān)鍵工序包括鉆孔灌注樁的測放樁位、成孔（成孔檢測）、泥漿、清孔、鋼筋籠的制作及吊放、混凝土澆筑。因此，為提高鉆孔灌注樁施工質(zhì)量管控，針對鉆孔灌注樁施工中測放樁位、成孔（成孔檢測）、泥漿等環(huán)節(jié)，梳理出影響灌注樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵參數(shù)，見表1。

3??鉆孔灌注樁施工智能管控技術(shù)

3.1 ?打樁定位管控

打樁定位是通過特定測量儀器和定位手段，將一定規(guī)格的樁按設(shè)計(jì)要求的平面及高程位置、傾斜坡度、平面扭角等樁參數(shù)施打到實(shí)地上。常用的方法有直角交會定位、任意角交會定位、極坐標(biāo)定位、GNSS定位等。各種方法適用的條件各不相同，所使用的儀器數(shù)量及種類也有所區(qū)別，具體見表2。

3.1.1?直角交會定位

直角交會定位即是通過經(jīng)緯儀的直角交會形式來控制施打樁的位置。用直角交會定位進(jìn)行打樁定位時，需要有可布設(shè)兩條相互垂直的“I”形基線的條件，且使基線方向與樁基的軸線方向相互垂直或平行。直角交會的定位方法是：首先根據(jù)樁中坐標(biāo)等樁參數(shù)推算出樁棱邊（對于管樁則為相應(yīng)的切線）在一定高程上位置上的一點(diǎn)（簡稱測點(diǎn)）坐標(biāo)，然后分別將其垂直投影到“L”形基線的正面和側(cè)面兩條基線上。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀明了，計(jì)算方法及測量過程簡單易行，適用于陸上和近岸水域樁基施工的測量定位。缺點(diǎn)是受施工現(xiàn)場的場地條件制約較大。一般來說，施工現(xiàn)場往往沒有可布設(shè)“L”形基線的條件。此時應(yīng)使用任意角交會定位。直角交會定位是任意角交會定位的一種特例。

3.1.2?極坐標(biāo)定位

極坐標(biāo)定位就是通過同時采用測角、測距的方法進(jìn)行打樁定位的工作。其基本方法是：首先在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀（或半站儀），后視基線的后視方向，然后轉(zhuǎn)角到施打樁的測點(diǎn)方向上，再通過測距來進(jìn)行樁的定位工作。為測定控制點(diǎn)至樁測點(diǎn)的距離，在樁的測點(diǎn)處還需安置反光棱鏡。

3.1.3?任意角交會定位

任意角交會定位類似于前方交會法。這種方法無須“L”形基線，只需通過在碼頭后方陸域上的若干個控制點(diǎn)上架設(shè)經(jīng)緯儀交會施打樁的測點(diǎn)即可，在任意角交會中，由于無須使用全站儀，而只需使用3臺普通經(jīng)緯儀即可進(jìn)行打樁定位工作，因此這一方法適合于大部分施工單位的儀器裝備情況。從定位方式上講，任意角交會定位對施工后方場地?zé)o特殊要求。布點(diǎn)方法靈活，適應(yīng)于大多數(shù)樁基工程的施工。雖然計(jì)算工作相對復(fù)雜，但由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)及程序計(jì)算器的普及已使計(jì)算工作變得簡單，故目前被廣泛采用。

3.1.4 ?GNSS定位

GNSS定位打樁技術(shù)可兼容多個衛(wèi)星定位體系，包括北斗定位技術(shù)、GPS定位技術(shù)、GLONASS定位技術(shù)，為提高衛(wèi)星定位技術(shù)精度，采用多臺衛(wèi)星定位接收機(jī)同時得到WGS-84系下的點(diǎn)位坐標(biāo)；將各衛(wèi)星定位坐標(biāo)點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到工程坐標(biāo)系下，通過各衛(wèi)星定位坐標(biāo)點(diǎn)的工程坐標(biāo)和機(jī)械固有坐標(biāo)計(jì)算兩個坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而將樁在機(jī)械固有坐標(biāo)系下的定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到工程坐標(biāo)下，通過與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的比較，指揮打樁機(jī)械的移動，從而就能達(dá)到打樁定位的目的，這種方法可以充分體現(xiàn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的快速便捷、穩(wěn)定準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

3.2 成孔管控

成孔檢測主要控制樁孔的孔徑孔斜、孔深和沉渣厚度，成孔質(zhì)量檢測方法主要有超聲波法和接觸式（機(jī)械式）檢測法，具體見表3。相對而言，接觸式檢測更全面和更準(zhǔn)確。

3.3 泥漿比重管控

鉆孔灌注樁施工需要大量使用泥漿協(xié)助鉆孔作業(yè)，用于保護(hù)設(shè)備、保護(hù)井壁、懸浮鉆渣、攜帶鉆渣出孔等。這些泥漿中含有大量的砂、碎石礦物以及各種化學(xué)添加劑，是一種黏度大、含水率高、流動性強(qiáng)、強(qiáng)度低的混合物，常見的監(jiān)測方法有科氏力質(zhì)量流量監(jiān)測技術(shù)、γ射線式密度監(jiān)測技術(shù)、差壓式密度監(jiān)測技術(shù)、浮球式密度監(jiān)測技術(shù)、超聲波密（濃）度監(jiān)測技術(shù)、音叉密度監(jiān)測技術(shù)等，具體見表4。

4?結(jié)語

鉆孔灌注樁施工工序較多，其關(guān)鍵工序的管控質(zhì)量對鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量有著極大的影響，通過對智能化監(jiān)測的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行研究，確定了鉆孔灌注樁定位、成孔檢測、泥漿比重監(jiān)測等的智能化管控技術(shù)的原理、監(jiān)測參數(shù)、技術(shù)特點(diǎn)，形成鉆孔灌注樁智能化施工管控方案，可有效降低常規(guī)檢測成本及人為誤差、環(huán)境影響，提高檢測效率及精度，保障工程基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定。

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