钻孔灌注桩施工辅助管理系统》的功能和使用
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论文作者：宋克强
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摘要： 本文介绍了《钻孔灌注桩施工辅助管理系统》的构成和各种功能,以及试用情况.通过这一信息化工具的使用,可以摆脱目前施工管理上的粗放状态,促进施工的标准化,规范化进程.使施工质量保持在一个较高的水平.
关键词： 灌注桩 施工辅助 软件
桩基工程施工管理一直处于非常粗放的状态之中，它给工程质量带来很大的不确定性。要突破这个状态，信息化是一条可行之路。《钻孔灌注桩施工辅助管理系统》是将钻孔灌注桩工程的设计要求，技术标准、工艺流程、相关计算、统计报表、先进理念和管理经验等等集成在一个程序中，随着工程进展，这个程序能不断地记录下施工信息加以处理，并不断地提供相应的信息来引导施工。这样的软件参与到施工的各个环节之中，对进一步把施工挪入标准化、规范化的轨道是一个有力的保证。它的组成内容和功能介绍如下，其中的数据示例引自某工程的试用情况。
1、
1、工程目标的设定：
作为第一部分，它要求将设计、施工和部分合同要求在开工前记入系统，构成工程所应达到的目标，作为衡量施工过程各个方面是否合格的标准与依据。主要包括：
⑴、设计参数：
为输入设计参数，先要按照参数的一致性划分桩型。这次试用工程的239根桩，就划有桩型15种。 ⑵、技术要求和约定：
在这里列出了相关规范、规程对控制项目规定的技术标准，这些数值可以根据工程具体情况、监理要求重新确定。工程计量的约定也在这里输入。计算工程量时，会按照约定进行。
⑶、桩位坐标：
本系统在输入桩位坐标的同时，还要为每根桩编上桩号、并与相应桩型建立起联系。这样，后续的管理工作才能展开。
对桩位坐标的输入，系统提供了多种方法。可以直接输入，也可以按轴线的位置或圆弧定位。对桩型、承台类型相同，且有规律分布的桩，还可以成批输入。当一个工程有两个以上的建筑轴线系统时，系统能把不同桩的坐标值换算在一个坐标系内。总之，想方设法尽可能输入那些可以在设计图上直接读到的原始数据，具体的坐标值交由系统计算，这就能加快输入速度，减少出错的可能性。
系统在下一模块备有桩位分布图。桩位坐标的输入效果能在屏幕上显示出来。一旦有错，能够很直观地察觉到，以便及时纠正。
⑷、设计与工程变更： 当有设计与工程变更时，可在此进行登记，届时会提示修改的路径。一般可对相应的变更项目做修改。但如果涉及的桩型已有桩施工，那么变更的部分最好另划成新的桩型。
对个别的桩做单独处理时，只要在处理项目施工前进行了登记，系统会做出相应的反应。
2、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、材料管理等各项业务管理的平台。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。在这一模块中，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。
在这一模块中，主要包括了下面几部分： ⑴、施工准备与辅助工作：
主要包括了桩位测放以及施工机械和材料的准备状况。
对于桩位测放，单桩测放时一般用极坐标法，排桩测放时常用直线法。系统备有与此对应的两套方法。输入时，只需填入各测量点号，坐标值由系统自己提取，测量参数由系统算得。输出时，验收单能自动生成，并画上测量简图。
在材料管理方面，对钢材、商品混凝土、水泥、砂石等的进场、退场、检测、清点等情况都要求进行记录。系统会对各种材料的数量进行统计。
⑵、成孔、成桩各工序的管理：
钻孔灌注桩的工艺流程是比较成熟的。但不同单位开展管理工作时，在采用的概念、选定的项目上仍有一些混乱存在，对此系统做了一番清理。
对每道工序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，所有项目都不应偏废或遗漏； ②、要满足主管部门规定的竣工资料要求，相关信息在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，如进度管理所需的时间数据；
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、要方便现场人员的使用。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。
一道工序检查信息的输入，会引发系统一系列的响应。可以以终孔工序为例，来说明系统这一部分的使用功能： ①、当终孔对话框出现时，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。如果桩号有误或者此桩上道工序未完成，系统会弹出提示，要求根据情况给予改正。 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、对质量检查结果需作出总体的判断。若发现有误输入，可退回对话框修改。若判定为不合格，执行第⑦步。若判定为合格或基本合格，系统会显示后续施工提示，包括应制作的钢筋笼规格、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，可以打印出来报监理检查。这个表格，除直接的终孔信息外，还提供了一些衍生的信息，使人们对这个桩孔的状况有更多的了解。
⑦、退出对话框时，在施工日志上会添上一行记录，标明该桩终孔检查时间、结果、结论和相应指令。 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。它维护了工序验收要顺序进行的原则。作为对质量的事后控制，系统自己会按设计、规范等要求来判定每项质量指标合格与否，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。
灌注对话框有自己的特点。其左恻输入数据后，右侧计算结果立即显示，这一灌注段的 充盈系数也能当即算出。这对灌注工序的事中控制和了解桩体情况都能起到很好的作用。
⑶、事故与停工：
在这里，可以记录现场由于事故或非事故引起的各种停工事件以及施工中出现的各种异常情况，为安全管理、进度⑷、实时状态表和工况分布图：
在图表中可查询到实时的施工信息。图中的信息框可以移动。根据鼠标指向，框上会显示该桩的相关信息。该图显
3、
3、辅助工具：
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。如果做完全的优化计算，计算量是个天量。为减少计算量，对每步计算的可选择范围做了限制。这样，有时就不能取得最优的计算结果。所以，这个计算工具有局限性，仅供试用参考。
4、
4、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窗口。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。
施工计划的制定可以具体到桩号，也可以只确定桩数。系统会相应地计算出工程量和材料量。确定了的计划可以与工程量统计数据一起打印出来，提交给工程例会，或写入月报，供有关方面审核。
5、
5、图表查阅：
整个系统运行过程中输入的数据资料及统计成果，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：
⑴、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。对单位考察工作人员的表现，也提供了资料。
⑵、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。
⑶、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。
⑷、工程量与进度。包括各桩和各机台完成的工程量、耗时统计、施工计划完成情况及
工程进度图等6类表。在工程量统计中，应做的工程量是经设计变更后确定的工程量，可用于工程结算。实际发生的工程量，可用于内部成本核算。
6、
6、竣工用表： 管理、质量管理积累资料。
示的桩位分布，也可用来检查坐标输入正确与否。 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。这样做，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。
从以上内容可以看出，这个系统已把钻孔灌注桩施工及管理的主要业务过程全部囊括在内，并将其电子化、数字化、自动化。这为新的施工局面的形成，创造了新的条件。
系统在某工程经过试用，证明在施工管理工作中具有很高的实用性，反映在：
1、在工序质量控制方面，系统按照施工工艺流程落实了“上道工序未经验收，下道工序不得施工”的要求和事前控制的管理理念，每道工序都有相应的提示。这对于正常管理秩序的建立与保持，能起到规范和指导的作用。
由于系统储存了完整的设计、规范信息，它可以有依据地协助管理人员把住质量关。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，会发生质量事故。
本工程使用本系统对工作检查时，发现了手工操作中相当多的质量或数据问题。例如，ZHe33桩清孔检查时，其填报的沉渣为2cm，但若按填报的测深数据计算，沉渣就成了-98cm。ZHa35桩笼顶安置深度差了1.57m。ZHd29桩，开孔与终孔时所用的机高数值不一致。ZHc14 终孔深度，手算少算了5cm。ZHa87多打了0.46m，ZHa24多打了0.48m。等等。显然，相应的事前控制没有做好。人工管理的可靠性应该置疑，系统的使用对防范质量问题的产生，可以起到保障作用。
2、在进度控制方面，以往由于人工很难进行大量数据的统计工作，进度管理滞于表面。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、深化管理工作创造了条件。，在各机工程量统计表中，可以看到各个机台在各周里工程量完成的情况。对他们的表现进行横向与纵向的对比是进度管理的一大内容。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。11月上旬施工ZHd1型桩时， 14号桩机打了三根桩，平均每根用了70小时。7号桩机只打了两根桩，却平均用了152小时。钻进效率相差悬殊。但下笼与灌注，后者只用了16小时，而前者却要等21小时。显然，在安排施工时，前者得到了一些照顾。这样做，对工程的总体施工进度是不利的。
3、在工程量管理方面，各类工程量能自动计算统计，随时查阅。 系统在工程量计算方面有两个特点。一是可以比较灵活地改变计算条件。像本工程约定，按超灌一个桩径高度来计算混凝土量，系统算出的这个数值比按设计要求超灌的少了150方。二是对各个量的概念和确定把握得比较清晰。如混凝土量，除了实际用量，还有应灌量、结算用量。后者如上述，不但超灌高度可以指定，向下超打的那一部分是否计入也可选择。前者用于灌前控制，因而上界面按设计要求，下界面为桩底。还有一个评价灌注质量、计算充盈系数的理论混凝土量，计算采用的上界面应为灌后的实际混凝土面。在目前实际施工中，这些量的应用常常是很混乱的。系统把这些理清楚了，使用时就不至于产生错误的判断。
4、系统能较好地适应施工中经常发生的变化。当变更涉及成批量的桩时，可以修改和增补桩型，使这部分的施工遵循新的规定。当只对个别桩有专门要求时，系统也在“个桩处理”处给出了变更空间。本工程有三根桩要做自平衡试验，需要各加深1.5m，另有三根桩
要做堆载试验，需要将桩体做到地面以上，将这些要求输入后，新的规定可立即生效，在工序检查中执行，新增的工程量也被认可。施工中冷挤压设备曾出故障，有8根Zha型桩的钢筋笼连接改用焊接，做个桩处理后，也能正常地运作。工程自己做的计量规定，像上述的混凝土量计算，只要给出指令，系统就能执行。
5、系统操作简单，方便快捷，适于现场人员使用。对使用者的计算机知识没有专门的要求，甚至连汉字输入都不需要，只要会最基本的操作——会打数字和会点鼠标就行。虽然系统提供的信息量很大，但每次输入的项目并不比手工操作时多。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。管理人员的工作强度降低之后，可以把更多精力放到加强现场管理及其他的薄弱环节上。当计算机一机多用时，系统对其他用途的使用的影响也很小。一般情况下，无须添置新的设备。 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。所以，特别在施工队伍中提倡系统的应用，对改变桩基工程的粗放、原始的施工面貌，有很大的现实意义。
由于系统解决了把施工信息这一最基础的信息电子化、数字化的难题，系统的使用不但给施工管理的深化创造了条件，也给相关企业的信息化建设展现了更广阔的前景。不断更新的施工信息通过工地网或企业网及时地传递给建设、监理、施工单位三方的有关部门，这样，信息得以共享，无纸化管理有了实现的可能。管理成本下降、管理效率提高。这应该是不久将来可以做得到的。
