数字化施工管控技术在新机场建设中地基处理阶段的应用与研究

引言

大连金州湾国际机场项目选址于金州湾东部海域，是国内首个离岸式“人工岛”机场，陆域面积 20 平方公里，空域条件良好，地理位置优越。

项目定位于面向东北亚的区域国际航空枢纽，按照国际最高运行等级 4F 标准设计，规划建设跑道 4 条、航站楼 90 万平方米，可满足年旅客吞吐量 8000 万人次、货邮 150 万吨、航班起降 54 万架次。本期工程规划建设2 条远距平行跑道，50 万平方米的航站楼，可满足年旅客吞吐量 4300 万人次、货邮 55 万吨、航班起降 33 万架次的使用需求。

大连金州湾国际机场工程深层地基处理工程（航站区）项目，地基处理面积 80 万㎡，主要施工工艺包括强夯地基及碎石桩、高压旋喷桩、水泥土搅拌桩等复合地基。

1 技术优势

数字化监测系统通过多技术融合，基于精准空间信息的工程机械自动化施工导航技术：通过北斗卫星导航、5G 通讯、惯性姿态测量等技术采集空间信息，将施工机械与数字化平台连接，实现施工过程的精准引导、数据可视化和物联网化，为机场建设提供了全方位的施工管理支持，其主要优势包括：

（1）实时监测：动态采集和分析施工数据，及时发现问题并调整施工方案。

（2）高精度测量：依托高精度传感器和 GPS 技术，确保数据采集的准确性。

（3）自动化控制：减少人工干预，降低人为操作误差。

（4）数据可视化：通过交互式平台直观展示施工进度和质量指标，辅助管理决策。

（5）远程协同：支持多终端远程访问，提升跨部门协作效率。

2 核心目标

在大连金州湾国际机场工程深层地基处理工程（航站区）项目中，数字化施工管控技术的应用主要围绕以下目标展开：

（1）提升施工效率：通过数字化流程优化，减少资源浪费和工期延误。

（2）保障工程质量：实时监控关键施工参数，确保符合设计规范。

（3）强化安全管理：利用预警机制预防潜在施工风险。

（4）数据驱动决策：基于大数据分析生成科学管理依据。

（5）成本控制：通过精细化管控降低非必要支出。

3 关键施工环节的数字化技术应用

3.1 强夯地基数字化施工管控技术

强夯施工是一种通过重锤自由落体冲击地基，提高地基承载力和密实度的施工方法。

数字化管控终端通过集成传感器、物联网、GPS、大数据分析等技术，实现对强夯施工全过程的数字化管理。在强夯机装载智能数字化监控设备，通过高精度的定位设备，建立施工现场的 CORS网络，对强夯起吊时夯锤位置进行实时测量，对夯机施工的夯击次数、夯击能、夯锤落距进行实时记录，对施工中存在的漏夯、夯能不足等薄弱环节进行区分图层显示及时予以反馈，即时生成可视化施工报告，提升监控效率。

其主要作用包括：

（1）实时数据采集与监控

通过传感器实时采集夯击次数、落距、夯点位置、夯沉量等关键数据。

监控施工设备的运行状态，确保设备正常工作。

（2）施工参数自动控制

根据设计要求和实时数据，自动调整夯击次数、落距等参数，确保施工质量。

避免人为操作失误，提高施工精度。

（3）施工质量实时评估

通过数据分析，实时评估地基处理效果，如密实度、承载力等。

及时发现并处理质量问题，减少返工。

（4）施工进度管理

记录每个夯点的施工时间和完成情况，生成施工进度报告。

帮助管理者掌握施工进度，优化施工计（5）数据可视化与报告生成

将采集的数据通过可视化平台展示，便于管理者直观了解施工情况。

自动生成施工报告，为验收和审计提供依据。

3.2 复合地基数字化施工管控技术

以碎石桩施工为例，碎石桩施工是一种通过振动或冲击将碎石填入地基，形成密实桩体以提高地基承载力和稳定性的施工方法。

数字化管控终端通过集成传感器、物联网、GPS、大数据分析等技术，实现对碎石桩施工全过程的数字化管理。碎石桩机数字化监控设备对桩基施工全过程进行即时记录，并采用自动化手段对桩长、桩位、桩身垂直度、沉管拔管速率，反插次数，电流等重要施工参数进行同步监测，使桩基施工的拔管沉管有迹可循，保证成孔质量符合设计要求。

其主要作用包括：

（1）实时数据采集与监控

通过传感器实时采集桩长、垂直度、留振时间等关键数据。

监控施工设备的运行状态，确保设备正常工作。

（2）施工参数自动控制

根据设计要求和实时数据，自动调整反插深度、留振时间等参数，确保施工质量。

避免人为操作失误，提高施工精度。

（3）施工质量实时评估

通过数据分析，实时评估桩体的长度、密实度和均匀性。

及时发现并处理质量问题，减少返工。

（4）施工进度管理

记录每个桩体的施工时间和完成情况，生成施工进度报告。

帮助管理者掌握施工进度，优化施工计划。

（5）数据可视化与报告生成

将采集的数据通过可视化平台展示，便于管理者直观了解施工情况。自动生成施工报告，为验收和审计提供依据。

4 应用成效

截止目前，大连金州湾国际机场工程深层地基处理工程（航站区）已施工完成强夯 40 余万㎡，碎石桩 2 万余根，所有施工数据均在数字化施工管控平台中记录，并且数据采集合格率均在 95% 以上，该技术不仅实现了施工过程的透明化管理，还为工程验收和计量提供了完整的数据链支撑，助力日常质量管理，为工程的竣工验收、结算计量提供有力佐证。

5 结语与展望

数字化监测系统在四新机场建设中具有广阔的应用前景。大连金州湾国际机场的实践表明，数字化施工管控技术能够显著提升大型基建项目的管理效能。未来，通过政策引导、技术标准化和行业推广，该技术有望在更多领域发挥作用，推动建筑业向智能化、信息化转型。本案例为“四型机场”建设提供了可复制的经验，也为行业数字化转型提供了重要参考。

参考文献

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