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钻孔灌注桩施工过程信息化管理的探索

时间:2014-01-06  来源:  编辑:  浏览:10457次
在设计造价项目管理等方面都有了许多软件可供运作…他们的内容功能和研制重点分别介绍如下工程目标的设定这部分包括了设计要求施工技术要求和部分合同要求…当个工程有两个以上的建筑轴线系时,系统能把不同桩的坐标值换算在个坐标系内…由于各地的岩土条件不同,各个设计单位的表达方式不同,桩基工程的设计方案是五花八门的…所有输入项目的选定遵循了以下的原则要全面反映设计方案及以规
钻孔灌注桩施工过程信息化管理的探索施工是投入大量人力、物力、财力,把设计方案转化为实物产品的重要阶段。为了加强对施工活动的管理,近十几年来,我国完善了建筑法规体系、建立了监理制度、推行了“贯标”活动……,这些重大措施,营造了工程施工的良好环境。在这个氛围下,怎样在施工过程中进行信息化管理,使施工水平上一个台阶,具有重要的现实意义。

在工程建设中,计算机技术正在广泛地使用。在设计、造价、项目管理等方面都有了许多软件可供运作。唯独在施工阶段内,目前计算机的应用尚局限在文字处理、表格填制等低层次上,还没有充分开发计算机的功能,在施工过程的管理、决策层次上发挥作用。

施工过程的组织、管理、实施都是由人来进行的。人的素质、水平、甚至一时的情绪和注意力都会对施工状况产生影响。如果能将工程设计要求、技术标准、工艺流程、相关计算、统计报表、管理经验等等都固化成一个标准化的程序,随着工程进程,这个程序能不断地提供相应信息来引导施工,那样就可以在一定程度上弥补管理者可能存在的弱点或不足,减少失误,把施工水平保持在一个较高的水准上。这样的软件,能够参与到施工的各个环节之中,是进一步把施工挪入标准化、规范化轨道的有力保证。

由于工程施工的复杂性,要编制这样的软件有很大的难度。钻孔灌注桩有很强的隐蔽性,它的工程目标常需在施工过程中确定,对其实施工程控制的难度很大。但它有成熟的工艺流程、完备的规范、规程,因此,比较具备研制和应用这类软件的需求和条件。经过努力,我们研制出《钻孔灌注桩施工辅助管理系统》,希望对施工过程的信息化管理做出有益的探索。

《钻孔灌注桩施工辅助管理系统》主要由六个部分组成。他们的内容、功能和研制重点分别介绍如下:

一、工程目标的设定:

这一部分包括了设计要求、施工技术要求和部分合同要求。这些要求构成工程所应达到的目标。它们需要在开工前记入系统,作为衡量施工过程各个方面是否合格的标准与依据。

由于各地的岩土条件不同,各个设计单位的表达方式不同,桩基工程的设计方案是五花八门的。要使一个软件适应各种工程情况,在系统编制前就要做大量分析整理工作,将不同桩型设计参数及相互关系归纳、梳理清楚,编出有条理的输入方式和顺序。例如,系统中对确定桩深的原则,就归纳了给定桩长、给定桩底标高、按嵌岩深、嵌岩深与桩长双控、嵌岩深或桩长五种方式。届时,按设计的做法选定方式并输入数值后,桩长与桩底标高会立即配套显示。

当一个工程有两个以上的建筑轴线系时,系统能把不同桩的坐标值换算在一个坐标系内。对桩位坐标的输入,系统提供了多种方法,可按设计的特点选用。对桩型、承台类型相同,且有规律分布的桩(包括直线分布和圆弧分布),可以成批输入,结果不但一次算出该批桩的坐标值,还同时编上了桩号,并与设计参数建立了联系。由于是成批输入,不但加快了输入速度,更重要的是减少了出错的可能性。输入的桩位还能在屏幕上显示,一旦有错,很容易观察出来,及时纠正。

在开工后,如遇设计变更等变化,工程目标可随之相应调整

二、现场施工管理:

这是系统与现场管理人员联系的窗口,也是进行工序管理的平台。在整个施工过程中,系统根据现场管理人员采集的数据,对现场所有施工活动,包括设备、材料的验收与检测、成孔、成桩的各道工序、事故停工事件等进行记录,然后自动地对各工序、各项质量指标全面进行检验,自动形成报表,记入施工日志,并按事先控制原则,对后续工序做出提示。各种材料、各道工序都配有相关的规范条文备查。系统还备有工况分布图与实时状态表,可随时直观地查询各桩、各桩机当时的施工状况。

所有输入项目的选定遵循了以下的原则:

1、要全面反映设计方案及以规范、规程为主体的各项技术标准的落实情况。例如,许多报表对实际采用的钢筋直径没有反映。而现实施工中,可能因材料代换、可能无意、或有意改变了设计规格。要求输入这一数值,就会引起对这一项目的注意;

2、要满足有关部门规定的资料要求,例如竣工表格规定填写的内容,施工过程中就应采集生成并存入数据库;

3、要能提供施工管理工作中需要统计、分析的各方面资料数据。例如,为了加强施工进度管理,在现场就应采集各种事件的发生时间;

4、输入的应是管理人员现场第一手采集到的原始数据。后处理由系统自动来做,保证资料的客观、真实、准确、可靠。像护筒偏心距、孔深、笼顶到位差、沉渣厚度等都是需要通过计算求得的,不应直接填写,以减少中间环节的差错;

5、要有利于现场人员的使用。程序设计上每一步都提供了提示信息和相关项目的默认值,帮助工作人员避免现场工作的疏忽,并使得系统操作简便。像上面提到的实用钢筋直径,就以设计规格作默认值,如果没有改变,就不需另外输入了。

以终孔工序为例,来说明一次工序输入所引发的系统一系列响应:

①当对话框出现时,有当时时间的默认值。若它与终孔检查时间相近,就不必改动。

②在对话框中输入桩号。如果桩号有误或者上道工序未完成,系统会弹出提示。

③桩号确定后,各输入项会出现默认值。如果这些默认值都不必修改,一般只要填写钻杆总长与余尺两项就能完成此次输入。

④确认输入内容后,系统会显示桩深、桩径等质量指标的检查结果。

⑤认可后,系统会显示后续施工提示,包括应制的钢筋笼规格、长度、需准备混凝土数量以及要求的首灌时间等。

⑥自动形成全面、详尽的工序报验表,相对人工填制的报表,提供了更多的信息,可以打印出来报监理检查。

⑦退出对话框时,在施工日志上会添上一行记录,标明了检查时间、结果、结论和指令。

从上面的过程中可以看到,系统在工序管理方面是比较严密的。作为对质量的事后控制,系统自己会按设计、规范等要求来判定质量合格与否,避免了出错的可能。作为对质量的事前控制,每道工序对紧后工作都做了提示。计算机给了我们一个工具,它使一直强调的事前控制措施,有可能得到真正的落实。

三、施工安排:

在这一部分,系统为施工中各项工作任务的安排准备了一套工具,包括桩位测放数据计算、开钻通知单、制笼通知单、自拌混凝土配料计算、桩孔施工顺序优化计算等。

在制笼通知单中,只要输入桩号和给定钢筋的定尺长度,就会自动出现笼子的配筋方案。特别对变截面笼,会列出两个不同的方案,可根据现场材料等情况选用。

钻孔灌注桩桩孔施工顺序的优化计算,是在遵循跳打原则条件下,以移机路径最短为目标进行的。按计算结果可绘制出移机路线图,以备打印使用。

四、周/月进度计划与统计:

系统的这一部分主要是为工程例会及工程月报提供资料,也是管理者获得各类统计信息的一个平台。它包括了上一施工期的成桩情况、各桩、各机完成工程量统计、各桩各工序段耗时统计、各桩各项质量偏差统计等。在制定新施工期的施工计划时,能自动计算出本期的各项工程量细目和所需的各种规格材料数量。这些资料数据是掌握工程施工状况、进行科学管理和科学决策的基础。

在质量偏差统计表中,列出了各桩、各项质量参数偏离标准值的数值,从中可以对施工的质量情况做出判断和处理。

桩各工序段耗时统计则主要用于进度控制。该表中列有各桩钻土、钻岩速度、各工序耗费工时、事故停工时间、移机耗时等。各桩、各机的施工效率的差异提供了进度挖潜的可能。此外,工程调度是否合理也能得到反映。对这些数据分析比其他方法更具有说服力,因而成为优化施工进度的有力手段。

在完成工程目标输入之后、实际开工之前,计划表中的待完成工程量及尚需材料总量,可作为工程量清单用于工程预算。

五、图表查阅:

整个系统运行过程中输入的数据资料,均可分门别类地在此查得,供施工管理、决策作为依据和参考,以及用于费用结算等。它包括:

1、施工日志。可以按桩、按桩机、按责任人、按指定时段查得并打印。这对于一些专门问题的调查、研究提供了方便。对单位考察人员的表现,也提供了资料。

2、质量与安全。包括设计参数、成桩数据、工序报验单、质量偏差、事故异常等9类表格。各种质量、安全情况都能在不同侧面上得到反映。

3、设备材料。包括各类设备、钻机钻具、各类材料及检测情况、材料供耗统计等7类表格。材料供耗统计表中有计算库存与实际库存的对照,可以评价材料管理上的问题,以及对工程质量的影响。

4、工程量与进度。包括工程量、耗时统计、施工计划完成情况及工程进度图等6类图表。在工程量统计中,不但有实际发生的工程量,还列出工程量的调整值以及偏差值,供结算时选用。

六、竣工用表:

根据建设管理机关对竣工资料的要求,按格式规定,系统能自动生成各种相关表格,既免除了填制资料的工作量,又提高了竣工资料的准确度,保证了填报质量,客观地反映了施工情况。

2004年,某监理公司在对一桩基工程实施监理时,对该软件进行了试用,对其实用性做了检验。该工程有工程桩239根,支护桩290根。桩径有Ф800、Ф900、Ф1000三种。桩深的确定方法有给定桩长和桩长、入岩深度二者取一两种。钢筋笼规格繁多,连接既有搭接焊又有冷挤压。这些多变的因素组合成的桩型多达15种。施工管理上难度较大。

系统的试用与正常监理工作平行进行,相互对照。从中可以看到使用系统的长处:

1、每道工序验收时,系统对各项质量指标的落实情况都有鉴别数据生成,质量问题能及时发现,敦促施工单位及时整改。而人工处理时,难免会有不少的疏忽产生,弄得不好,会发生质量问题。该工程的施工单位是一个实力雄厚的专业基础公司。虽然它有多年的施工经验,但当使用本系统对它的工作检查时,仍发现了不少质量或数据问题。例如,Zha33桩,按其填报的测深计算,沉渣为-98cm,显然填报的数据错了。Zha35桩笼顶安置深度差了1.57m,吊筋长度不足。ZHd29桩的机高,开孔与终孔时数值不一致。ZHc14终孔深度,系统计算比报表多了5cm,施工单位手算发生了错误。等等。发现后有的做了整改。也有的无法改了。像Zha87多打了0.46m,Zha24多打了0.48m等,显然事前控制没有做好。这不仅是个浪费,若有岩性变化,还可能对承载力产生影响。

2、人工很难进行大量数据的统计工作。而本系统提供的各种统计报表,为全面深入地掌握施工状况、深化监理工作创造了条件。例如,对工序耗时统计的分析表明,各桩机的施工效率有很大的差别,但在施工调度方面却有“压快扶慢”的迹象。例如,在打ZHd1型桩时,某桩机三根桩平均每根用了70小时,另一桩机却用了152小时。但安排下笼与灌注,后者只用了16小时,而前者却要等21小时。这对工程的总体施工进度是不利的,施工方应该做出调整。

3、各类工程量能自动统计,随时查阅。每一施工阶段的工程量、材料用量都能事先做出预算,为合理地进行进度安排、材料管理、资金运转提供了可能。事后也都做出详细的统计,为工程决算提供了方便。这些都为企业内部经济核算、挖掘节约潜力提供了依据。

4、操作简单,便于使用,方便快捷。一般一道工序、或一个记录,从数据输入到报表打印,全过程仅在一分钟内就可完成,工作效率和质量都是很高的,对计算机多用途使用的影响也很小。对使用者的计算机知识没有专门的要求,只要会最基本的操作方法就行。

通过试用,证明系统的功能是可靠的。它对数据的处理快捷、准确,能不受干扰地及时发现施工中的问题,减少了许多错误和疏忽。它提供的各种信息对深化管理、提高施工水平,保障施工顺利进行起了很好的作用。试用情况也表明,施工中即使较好的队伍,也会有人工不易察觉的各种问题产生。借助计算机,进行信息化管理,对避免质量、进度等问题的出现、提高人员素质、养成企业科学、严谨的工作作风,是很有必要的。

钻孔灌注桩对整个建筑工程而言,是很微小的一部分。但本系统研制的初步成功说明,其他各项工程的施工管理,也是可以采用计算机技术进行控制的。实现信息化管理,是加强施工管理的一个重要手段和发展方向。相信研制这类软件和使用这类软件的事例会陆续出现。它们必将一步步地推动工程施工的标准化、科学化、信息化进程。

(宋克强)

来源:水利工程网

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