基于低代碼平臺(tái)的旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

陶伯雄 詹雷穎 吳卓

摘??要：隨著數(shù)字化施工的到來(lái)，“中國(guó)建造”加速轉(zhuǎn)型“中國(guó)智造”的大背景下，建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型已成必然。鑒于此，基于低代碼平臺(tái)開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，對(duì)旋挖樁施工過(guò)程中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化的監(jiān)測(cè)，及時(shí)預(yù)判成樁質(zhì)量，從而提高數(shù)字化旋挖樁施工效率。

關(guān)鍵詞：低代碼；旋挖樁；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

中圖分類號(hào)：TU????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

依據(jù)中建協(xié)2022年建筑業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)分析，2022年建筑業(yè)市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)31.2萬(wàn)億，建筑業(yè)增加值增速高于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增速，支柱產(chǎn)業(yè)地位穩(wěn)固[1]。同時(shí)，隨著建筑施工規(guī)模以及數(shù)量的逐漸增加，建筑工程質(zhì)量安全問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。樁基安全是確保各類建筑工程質(zhì)量安全的根基，加強(qiáng)樁基施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)尤為重要。中交上海港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司聯(lián)合河海大學(xué)基于港區(qū)新建碼頭工程，開(kāi)展了高樁碼頭全壽命周期的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究，其主要研究的是高承臺(tái)樁，且為成樁后的監(jiān)測(cè)[2]。因此仍迫切需要構(gòu)建一個(gè)基于樁基物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)管控平臺(tái)，對(duì)樁基施工控制的全過(guò)程進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)和全方位的檢測(cè)管理。

鑒于此，緊密結(jié)合綠色施工和智慧工地發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，積極響應(yīng)國(guó)家提出的建筑產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型要求，對(duì)標(biāo)系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，在行業(yè)主管部門(mén)的指導(dǎo)下，利用清華大學(xué)DWF低代碼全棧開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，首次提出并開(kāi)發(fā)關(guān)于智慧工地樁基監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了建筑智慧工地的樁基礎(chǔ)施工的全過(guò)程和全生命周期的數(shù)字化監(jiān)控和管理，填補(bǔ)了智慧工地生態(tài)環(huán)境中關(guān)于樁基大數(shù)據(jù)檢測(cè)的空白點(diǎn)。

1?低代碼平臺(tái)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

低代碼開(kāi)發(fā)平臺(tái)是無(wú)需編碼或通過(guò)少量代碼就可以快速生成應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)平臺(tái)[3]。通過(guò)可視化進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的方法，使具有不同經(jīng)驗(yàn)水平的開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)圖形化的用戶界面，使用拖拽組件和模型驅(qū)動(dòng)的邏輯來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)頁(yè)和移動(dòng)應(yīng)用程序[4]。低代碼平臺(tái)具有以下四大優(yōu)勢(shì)。

1.1?平臺(tái)開(kāi)發(fā)一站式

低代碼平臺(tái)提供了一站式的解決方案，這意味著開(kāi)發(fā)人員可以在一個(gè)平臺(tái)上完成應(yīng)用程序的全生命周期管理，包括設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、部署和維護(hù)。這種一站式的方式可以節(jié)省開(kāi)發(fā)人員的時(shí)間和精力，使他們不再需要分散注意力去關(guān)注不同的工具和平臺(tái)，從而更加專注于解決業(yè)務(wù)問(wèn)題。

1.2?平臺(tái)開(kāi)發(fā)配置性強(qiáng)

低代碼平臺(tái)的可配置性是其核心優(yōu)勢(shì)之一。通過(guò)模型驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)簡(jiǎn)單的配置來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的應(yīng)用程序。這種方式不僅可以降低開(kāi)發(fā)成本，還可以提高開(kāi)發(fā)速度，同時(shí)減少因手工編寫(xiě)代碼而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。此外，由于低代碼平臺(tái)的使用方式非常直觀，開(kāi)發(fā)人員可以快速上手，減少了培訓(xùn)成本。

1.3?平臺(tái)開(kāi)發(fā)敏捷性高

低代碼平臺(tái)的敏捷性是其另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)今這個(gè)快速變化的時(shí)代，業(yè)務(wù)需求的變化也是日新月異。低代碼平臺(tái)可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速構(gòu)建和交付應(yīng)用程序，從而及時(shí)滿足業(yè)務(wù)需求。此外，低代碼平臺(tái)的敏捷性還體現(xiàn)在它可以幫助開(kāi)發(fā)人員快速響應(yīng)變更需求，隨時(shí)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行修改和優(yōu)化，以適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境。

1.4?平臺(tái)開(kāi)發(fā)代碼量低

低代碼平臺(tái)的低碼量?jī)?yōu)勢(shì)是其最大的亮點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)需要大量的手工編碼工作，這不僅增加了開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間，還容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。而低代碼平臺(tái)通過(guò)基于模型的開(kāi)發(fā)方式，讓開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)簡(jiǎn)單的拖拽和配置來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序，從而減少編碼總量，降低開(kāi)發(fā)難度。這種方式不僅可以提高開(kāi)發(fā)效率，還可以降低維護(hù)成本，因?yàn)橐坏?yīng)用程序出現(xiàn)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)人員可以更快地找到問(wèn)題所在并進(jìn)行修復(fù)。

2?旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的搭建設(shè)計(jì)思路

為充分解決目前樁基工程監(jiān)測(cè)存著的痛點(diǎn)[5]，即樁基檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)效性和現(xiàn)場(chǎng)感突出，測(cè)試參數(shù)隱蔽性較強(qiáng)；測(cè)點(diǎn)多分布廣，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)環(huán)環(huán)相扣，復(fù)雜程度較高；參與主體角色任務(wù)重疊，數(shù)據(jù)不共享，全生命周期覆蓋監(jiān)管過(guò)程難。本系統(tǒng)搭建主要包括三大板塊的設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖1。

其中系統(tǒng)搭建板塊，先將施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，導(dǎo)入平臺(tái)的實(shí)體模型中，主要包括工程實(shí)體、孔徑實(shí)體、孔徑數(shù)據(jù)實(shí)體、成渣數(shù)據(jù)實(shí)體以及垂直度數(shù)據(jù)實(shí)體，從而形成設(shè)備管理、成孔數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、充盈數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、沉渣數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及垂直度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)五大功能模塊。設(shè)備管理模塊主要將樁基監(jiān)測(cè)設(shè)備基本參數(shù)，設(shè)備使用方法，使用視頻進(jìn)行存儲(chǔ)，方便技術(shù)交底。成孔數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊主要及時(shí)反饋樁基成孔后的孔徑大小。充盈數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊主要反饋混凝土充盈系數(shù)，對(duì)充盈系數(shù)不滿足要求的樁號(hào)及時(shí)預(yù)警，反饋給監(jiān)測(cè)人員。沉渣數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制沉渣數(shù)據(jù)曲線，并嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范，對(duì)不合格數(shù)據(jù)及時(shí)反饋。垂直度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊集合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)繪制垂直度曲線圖等。

模塊的運(yùn)用主要得益于低代碼平臺(tái)的前端應(yīng)用，如可視化、界面交互及數(shù)據(jù)操作三大功能。具體表現(xiàn)如下，成孔數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)主要運(yùn)用了低代碼平臺(tái)中的自定義功能，實(shí)現(xiàn)了自定義樁孔3D模型，立體直觀地了解成孔后樁基的面貌。根據(jù)成孔樁基的面貌可及時(shí)發(fā)現(xiàn)成孔均勻性，數(shù)據(jù)有依可循。垂直度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)主要通過(guò)高精密度的傳感器與平臺(tái)實(shí)時(shí)連接，實(shí)現(xiàn)獲取設(shè)備與測(cè)量數(shù)據(jù)的信息。還通過(guò)百度地圖展示地理位置控件，在平臺(tái)中展示項(xiàng)目的工作現(xiàn)場(chǎng)圖片與地理方位信息。

后臺(tái)管理板塊，主要是針對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的管理、新增、刪除及修改的應(yīng)用。如每次新增的工程項(xiàng)目名稱，樁號(hào)等基礎(chǔ)信息等，實(shí)現(xiàn)業(yè)主、施工方、監(jiān)理等用戶的信息互通管理。

3?旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果

3.1信息精準(zhǔn)溯源

本系統(tǒng)搭載十五種檢測(cè)設(shè)備的信息，存儲(chǔ)二十九個(gè)項(xiàng)目的工程數(shù)據(jù)，每一個(gè)項(xiàng)目均可查詢?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片等，長(zhǎng)期存儲(chǔ)，便于溯源查詢。針對(duì)平臺(tái)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)圖表，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行局部放大與縮小，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化查詢。同時(shí)，基于低代碼平臺(tái)中第三方對(duì)接功能，在地圖中直觀展示樁基的地理位置。

3.2智能計(jì)算、高效管理

本系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)備采集的孔深、孔徑等數(shù)據(jù)，智能計(jì)算每根樁基的體積及所需混凝土預(yù)估方量。在系統(tǒng)中增加提示詳查，使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的友好。同時(shí)利用低代碼平臺(tái)自定義功能，通過(guò)3D模型直觀展示成孔后樁基的形態(tài)，便于參建方實(shí)施高效管理。

3.3數(shù)據(jù)同步鏈接與輸出共享

本系統(tǒng)具有強(qiáng)大的開(kāi)放接口功能，可以將成孔數(shù)據(jù)監(jiān)控中的樁基預(yù)估方量數(shù)據(jù)鏈接至充盈系數(shù)監(jiān)測(cè)模塊。用戶只需輸入實(shí)際混凝土用量，平臺(tái)即可自動(dòng)判別充盈系數(shù)是否滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算結(jié)果可以一鍵導(dǎo)出，供多方用戶共享使用。這種數(shù)據(jù)同步鏈接與輸出共享的方式可以提高工作效率，避免重復(fù)勞動(dòng)。

3.4嚴(yán)格對(duì)標(biāo)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

本系統(tǒng)可以根據(jù)貫入阻力的變化情況自動(dòng)分析沉渣厚度并加以判別。如果沉渣厚度不滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)將彈出警示并給出解決方案，避免返工。這種方式可以節(jié)省工期，提高工效。同時(shí)，本系統(tǒng)的嚴(yán)格對(duì)標(biāo)功能確保了施工過(guò)程中的安全性與合規(guī)性。

4?旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)意義

旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提高整體檢測(cè)工作質(zhì)量及可靠度，可以減少工程質(zhì)量事故，使人民生命財(cái)產(chǎn)得到保障。信息實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溯源，施工過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全生命周期的數(shù)字化監(jiān)控和管理。使樁基施工可視化，精細(xì)化，智能化。信息共享，管理高效，用戶主體涵蓋廣，使用靈活便捷。有利于節(jié)約由于操作不當(dāng)而浪費(fèi)的人力物力，使工地朝著智慧綠色方向發(fā)展。

（1）對(duì)樁基施工過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，形成一種規(guī)范化可控的樁基監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量控制體系，提高樁基檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率，是建筑工程施工質(zhì)量檢測(cè)管理的重要一環(huán)，從而大大提高建筑工程質(zhì)量。

（2）對(duì)樁基施工過(guò)程中成孔質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取制定合理的解決方案，從而更大程度上提高樁基施工進(jìn)度、質(zhì)量的管理水平和費(fèi)用的運(yùn)用效率。

（3）樁基監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享，可視化模擬成樁三維效果，監(jiān)測(cè)過(guò)程質(zhì)量可控，減少傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)過(guò)程錯(cuò)判誤判所帶來(lái)的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本，給系統(tǒng)使用者包括業(yè)主、施工、監(jiān)理等提供準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而提高決策的合理性和科學(xué)性。除此以外，樁基檢測(cè)的準(zhǔn)確率提高，有益于檢測(cè)單位的工作效益，為承接其他樁基檢測(cè)工作打下基礎(chǔ)。

（4）結(jié)合檢測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，基于低代碼平臺(tái)進(jìn)行樁基監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，對(duì)樁基監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量控制體系和理論方法提供一條可行方案，對(duì)未來(lái)新的監(jiān)測(cè)主體如混凝土結(jié)構(gòu)工程、砌體工程等提供監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量控制的方法和思路，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，增加監(jiān)測(cè)的可靠度[6]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用低代碼平臺(tái)配置性強(qiáng)、敏捷性高、代碼量低的優(yōu)勢(shì)，一站式地開(kāi)發(fā)了旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目采集的樁基監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)成孔后的孔徑、垂直度、沉渣厚度、充盈系數(shù)等數(shù)據(jù)，通過(guò)平臺(tái)的可視化展示，預(yù)警提示，進(jìn)行了有效監(jiān)控。信息精準(zhǔn)溯源，數(shù)據(jù)智能計(jì)算，旋挖樁施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，有效地提高了旋挖樁數(shù)字化施工，對(duì)減少工程質(zhì)量事故發(fā)生，加快建筑業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型起到了一定的實(shí)際作用。

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基金項(xiàng)目：2022年度廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)教科研項(xiàng)目：旋挖樁數(shù)字化施工技術(shù)規(guī)程?（編號(hào)：2022ZDA13?）

作者簡(jiǎn)介：陶伯雄（1991—??），男，漢族，湖南寧鄉(xiāng)人，工學(xué)碩士，講師，主要從事智能建造技術(shù)研究。

*通訊作者：詹雷穎（1989—??），女，漢族，廣西南寧人，工學(xué)碩士，講師，主要從事建筑工程技術(shù)研究。