铁路工程建设中的桩基自动化施工技术

孟丽丽

摘要：铁路工程施工难度大，对技术要求高，桩基作为重要的基础部分，其对于后期工程的影响较为明显，因此加强桩基施工质量的控制很非常必要。桩基监测作为重要环节，操作时需借助专业的设备并结合科学的技术监测手段，方能保证桩基具备足够的坚实度。本文围绕桩基施工自动化施工监测系统功能概述、系统开发及施工方案等内容，对铁路工程建设中的桩基自动化施工技术展开探讨。

关键词：铁路工程;信息化施工;桩基监测

1桩基自动化施工检测系统功能概述

桩基自动化施工技术是借助一定的监测系统，对桩基施工过程中的工艺参数展开实时监测，其为施工人员提供正确指导的同时，还可避免后续出现信息不符和数据偏差过大等现象，以此有效保证桩基工程的整体质量。作为一项监测技术手段，桩基自动化施工系统具备以下功能：可对施工作业中钻机的钻孔深度、提钻速率和钻机电流进行监测，以及桩身是否按设计要求保持在90°方位等情况进行预测。系统中自带的定位功能，可对钻机与钻杆位置进行及时调整，施工效率明显高于普通人工放样。该系统的另一大功能是具备开发与组建后台管理方面的优势。通过组建的监测数据网，对桩基础施工的实际现状和在建质量展开全方位管理与控制，从而降低技术人员在操作上的失误。

2桩基自动化施工系统研究与开发

在铁路桩基施工前，核心工作就是对监测系统的研究与开发。一套完整的监测系统，可以很好地解决施工中所遇到的技术难题，在给予施工正确指导的同时，也能起到缩短工期和提高施工效率的作用。在自动监测系统的研究与开发过程中，施工人员需将监测设备的选择和应用作为关键点予以分析，具体可参照以下方式操作：选择卫星定位系统，以对钻孔深度及提钻速率的监测;安装倾角传感器，对桩身是否满足90°垂直要求给予监测;联合卫星定位及电流互感设备，利用所得数据对钻机的终孔电流数据展开判断，并确定其是否在合格的范围值内;建立后台控制终端网，用以对上述情况数据的采集和处理，并通过终端内的无线网络将数据及时上传至后台，便于对桩基施工现状和质量的把控及管理。开发过程中对设备的选择兼具一定的使用要求，除安装过程简便、可24h使用之外，还应考虑下述几项因素：所选监测设备需具备高强的使用性和抗震性，数据传感器必须选用适合类型;数据输出口最好采用RS-485型，且选择的终端设备必须是可容纳和保存近一个月以上的现场监测数据类型，如SCA103T型倾角传感器。它的优势在于高校精度、低温度漂移性、高分辨率、低噪声和健全设计与特点，对模拟和数字的输出精准度分别可达0.0010和0.0090，并且带有自动温度感应功能，可对传输过程中灵敏度的误差和温度偏差给予调整，非常适合桩基自动化施工现场的使用。

3桩基自动化施工

3.1设备作业引导

在具体的桩基施工中，施工人员会借助中大型钻机设备开展相关作业。在下钻前，为了能对钻机的下钻姿势及钻杆是否就位等情况做到了如指掌，需要选用具备定位功能的导航系统进行正确方位的引导。如今可选择的设备仪器种类繁多，施工人员可将国内的北斗卫星導航系统作为定位设备的首选。该系统的成熟度较高，即使受到不良天气状况的影响，其精准度也不会发生较大误差，可为具体操作人员提供有价值的引导作用。北斗卫星导航系统也被称作是BDS系统，其组成部分囊括空间段、地面段和用户段三部分组成，并可为施工人员提供精度在10m之内、测速精度在0.3/s、授时精度为10m的专业服务。利用地面的基站场地，可将定位精度由最初的距离上升至15～25mm，用以完成现场放样的具体工作要求。

3.2深度及速率监测

作为桩基施工的要点参数，钻机钻孔深度的控制，对技术人员来说是一个不小的挑战。鉴于此，在具体的施工前可先拟定不同的施工方案对其展开监测工作，之后依据监测结果来确定最终的钻孔深度和提钻速率的作业方案。钻孔深度监测方案对比见表1。

由表1可知，无论是利用接触式传感器或卫星定位，两者对钻孔的深度以及提钻的速率监测都可以很好完成，监测精度也都在初始方案规定的范围内。所不同的是，利用卫星定位除可监测上述作业之外，还能对孔底高程和桩端所处的地层深度展开监测。虽然其成本比接触式传感器方案略高一些，但结合相应的施工技术可将各设备的优势发挥到最大，能起到降低设备成本的效果。由此看，此方案也值得施工单位采取。

3.3桩身垂直度及终孔电流的判断

根据施工要求，桩身下放时需与地面保持90°的姿势，这就需要用到倾角传感器对下放角度展开实时监测，以确保该项作业的合格程度。另外，传感器的安装位置必须在钻杆上，并借助上述所提到过的RS-485型接口，把获得的监测数据传输到后台的处理器中，以便对钻杆姿态数据的实时监测和调整。对于终孔电流的判断，施工人员可根据现场的实际情况，采用电流互感器来获得终孔电流的具体参数，并将其与相关设计参数进行比较，以此来判定终孔电流是否处于合格的参数范围值内。此外，电流互感器设备的监测技术较为成熟，可通过交流电引起的电磁感应情况来控制电流的大小，简单易操作，可供施工技术人员选择。

结语

综上，桩基自动化施工监测系统的应用可为铁路建设创造更便捷、更高效的施工效果，该系统的开发思路及研究方案的实施更是整个桩基自动化施工的关键。本文从自动化监测设备开发、监测功能及监测方式等内容着手，对信息化施工技术予以全面解析，所得施工结果与预期相符，达到了缩短工期和提高工程质量的双重效果，也体现出该技术良好的应用前景，可供相关人士参考。

参考文献

[1]王锦睿.岩溶发育地区工程桩基的优化及施工要点构架[J].智能城市，2020，6（14）：142-143.

[2]周世炳.BIM技术在桩基工程中的应用[J].浙江建筑，2020，37（02）：28-30.

[3]蔡德钩，朱宏伟，叶阳升，陈锋，张千里，李超.铁路路基工程信息化技术[J].铁道建筑，2020，60（04）：28-33.

[4]王绩会.铁路桥梁工程结构施工监理方法[J].住宅与房地产，2020（04）：161.

[5]解亚龙，李琳，郑心铭.铁路工程管理平台及其深化应用[J].铁路计算机应用，2020，29（01）：49-54.