机场地基及填筑体强夯法施工质量监控系统

江妙根 敬兴科 魏臻 万力 杨杰

【摘要】阐述了数字化施工手段在强夯施工中的应用，从强夯数字控制系统的构成、工作原理、系统功能、验收流程、保证体系、保证措施及效益等方面进行了分析;对提升强夯施工质量、进度、安全、费用等环节的掌控提供了技术参考，达到智慧建造和信息化管理的目的。

【关键词】强夯数字控制系统;系统构成;系统工作原理;系统功能;效益分析

【中图分类号】 TU472.3＋1          【文献标志码】 B

近年来强夯法施工工艺广泛应用于机场场区土石方及地基处理工程。通过原始地面加固强夯、软土强夯处理、填筑体强夯等不同形式的强夯工艺，使地基承载能力大幅度增强，土基后期沉降量大大减少，可以让机场道面工程提前进入施工，大大缩短了整个机场的建设周期，提高了机场的投资效益。而强夯工法的施工质量关键指标为单点击数、夯击能量和最后2击平均夯沉量，介于机场场区作业面广、强夯点数多、操作复杂和检测结果不具有代表性的特点，往往容易出现漏夯、少夯及夯击能量不足等现象，对质量造成极大隐患。现以成都天府国际机场岩土工程现场试验施工为例，对现场运用的 Trimb1e强夯数字控制系统进行应用测试及总结。

1强夯控制系统构成

强夯控制系统主要由控制器、2台CNss接收机、FRD900传感器和CNss主机组成[1]，标准安装示意如图1所示。

（1）控制器：配备了强夯施工应用软件和清晰的显示屏幕，显示屏界面上显示机手所需信息，如当前的3D位置、规划夯点位置、夯击次数及夯沉量等。

（2）CNss接收机：坚固耐用的 CPs 位置传感器，向强夯数字控制系统提供先进的定位技术。

（3）CNss主机：配备了强夯数字控制系统各部件的接口，接口即插即用实现信息及时传输。

（4）FRD900传感器：采用固态微处理器，实时处理行程信息，测量和记录强夯机钢丝绳的行程元素。

2强夯控制系统工作原理

（1）夯点定位：依靠2台CNss接收机的高精度定位来实现对强夯机大臂姿态的监控，引导机手到正确的夯击点位上，无需事先测量放样。

（2）提锤高度（夯击能）：依靠 FRD900传感器来测量钢丝绳的行程，从而确定提锤高度。提锤高度测量见图2。

（3）夯沉量：依靠相邻2次提锤时顶部CNss接收机的高程之差来确定前一次夯击的夯沉量。

3强夯控制系统功能

强夯数字控制系统实现了以下功能用于监控和记录数据，保证强夯施工中单击夯能、单点击数、最后2击平均夯沉量的质量关键控制指标[2]，控制系统界面见图3。

（1）自动测量和记录提锤高度，从而控制单击夯能指标。

（2）自动测量和记录单点夯击次数。

（3）自动测量和记录每次夯击的夯沉量，从而控制"最后2击平均夯沉量"。

（4）所有数据自动记录：包括夯击点编号、坐标、高程、夯沉量、夯击次数、作业时间等数据全部自动记录，无需纸上记录再录入计算机。

（5）工地互联后可自动上传：业主、监理、设计单位，施工单位的管理人员可在第一时间掌握每一台强夯机的进度、质量关键信息[3]。

4强夯数字化施工验收流程

采用"工作区"管理，施工单位报验区域与"工作区"相对应。施工单位通过以上数据控制强夯施工质量，在后台建立工作区，自检合格后将工作区上报给监理进行报验。监理验收合格后，对该区域进行关仓，"关仓"即该区域的施工数据验收合格。强夯数字化施工质量监控平台使用流程见图4。

5强夯数字化质量监控系统应用保证体系

建立以项目经理为第一责任人的数字化强夯应用保证体系，技术负责人负责制定数字化强夯施工应用实施方案和现场质量验收评定，生产副经理负责数字化强夯施工机械的组织和调配，现场设一名专职数字化施工负责人，监控室设一名专职后台监控平台管理员，通过后台监控平台和现场移动平台实时监控数字化强夯设备的运行状况，发现问题联动现场负责人及时进行处理和上报。強夯数字化质量监控系统应用保证体系见图5。

6强夯质量监控系统应用主要常见问题及解决措施

强夯质量监控系统应用主要常见问题及解决措施见表1。

7效益分析

与传统的强夯法施工过程质量控制相比，强夯数字控制系统能够给用户带来的效益如表2所示。

8结束语

强夯法施工质量对机场场区的地基的承载能力和填筑体的整体稳定性密切相关，本文通过在成都天府国际机场岩土工程现场试验施工中成功运用了强夯数字控制系统的信息化管理手段，加强了施工中的事中事后监管，对强夯施工中单击夯能、单点击数、最后2击平均夯沉量的质量控制指标进行全过程的实时监测，进一步提高了工程质量，深受监理和建设单位的好评，提高了企业的信誉。

同时为今后在机场场道工程强夯施工中运用强夯数字控制系统技术具有推广和应用价值。

参考文献

[1]高志斌北京新机场飞行区工程数字化施工和质量监控技术研究[J].民航学报，2020（2）：12-16.

[2]王龙数字化监控技术在机场场道工程中的应用研究[J].民航学报，2019（5）：22-25.

[3]周纪梦机场地基处理及土石方施工控制系统[J].四川建筑，2021（10）：67-68.