資水大橋水中樁基施工測量定位技術

陳勇鴻

(湖南省高速公路管理局,湖南長沙 410003)

1 工程概況

k75+822資水大橋橋長942.16m,橋址位于冷水江市金竹山鄉資江村附近,橋位區跨越資水,水面寬340 m,水深5～12m,因上下游存在電站,晝夜水位起伏較大,最大一晝夜可達2m,水流湍急,流速3 m/s,5#～8#橋墩位于資水河內,鋼護筒的定位精度直接關系到后續的鉆孔施工及吊箱底板的下放,通過對每道工序的研究,形成了一套較有效的測量定位控制措施。

2 鉆孔平臺鋼管樁基礎施工測量定位

5#～8#橋墩屬于水中鉆孔樁,首先要進行鉆孔平臺的施工。鉆孔平臺根據樁位尺寸設計成36 m×8m,平臺鋼管樁設計直徑為φ426mm,壁厚12mm,單排圍籠由9根鋼管樁和連接角鋼等組成。根據鉆孔平臺的施工流程,需要先對鋼管樁實施測量定位。

2.1 粗測定位

為保證鋼管樁的施工精度,首先加工一個導向架,加工導向架一方面是為了確定橋墩的位置;另一方面是為了確定鋼管樁的位置。導向架由浮箱排列組合而成,經過優化組合,浮箱在現場加工制作,導向架平面尺寸設計為35.5m×7.5 m,導向架四周等距焊接定位圈,作為鋼管樁定位的依據,定位圈直徑為φ500mm,如圖1所示。

圖1 定位架與作業平臺樁基礎的布置(單位:m)

施放導向架前先用全站儀把8#(本文以8#為例)橫軸線上左、中、右3個點的大概位置通過放樣確定,并用浮漂做好標記,左、中、右3個點的位置偏差控制在1 m左右,然后開始施放導向架,施放導向架時讓導向架的橫軸線位置基本跟浮漂所確定的橋墩的橫軸線位置重合,之后在導向架的四角以一定的角度拋錨固定導向架,角度控制在45°左右,具體如圖2所示。

錨的另外一端通過鋼絲繩與固定在導向架四角的絞盤相連,通過調整絞盤精確定位導向架。

2.2 精測定位

導向固定好之后開始利用全站儀對導向架進行精確定位。首先在河岸上做一個臨時點,在該點上架設全站儀,點位于跟8#樁基橫向軸線相垂直且過8#中心的直線上(如果橋梁段位于直線段內,點可以位于橋梁軸線上,5#～8#就位于直線段內),這樣在放樣過程中便于調整導向架位置的工人參照儀器進行前、后、左、右的移動,提高測量定位的效率,然后在導向架大小里程側的中間位置分別做上標記,只要確定了這兩個點的位置,也就確定了導向架的位置,如圖3所示。

圖2 作業平臺樁基礎的初定位

圖3 作業平臺樁基礎的精確定位

準備工作完成后,開始測量定位。在儀器里輸入8#中心的坐標,撥角調整全站儀,待全站儀水平度盤達到指定位置后,鎖死水平制動螺旋,只保留垂直制動螺旋,這樣全站儀的照準部就跟橋梁的軸線重合,也即望遠鏡十字絲豎絲跟橋梁軸線重合。之后開始調整導向架,導向架的移動是通過轉動導向架四周的絞盤來完成的。轉動絞盤時,要分組轉動,兩個一組,一個組松動絞盤的同時,另外的組旋緊絞盤,這樣就可以達到使導向架前、后、左、右移動的目的。首先調整導向架左右移動,待導向架大小里程側的中心位置標記移動到目鏡范圍內之后,測量導向架的距離,再調整導向架的前后移動,該步驟要反復進行,直到望遠鏡十字絲豎絲跟導向架大小里程側的中心標記基本重合且導向架的距離誤差控制在±20 cm的范圍內,固定絞盤,導向架精測定位完成,也即鋼管樁精測定位完成。然后開始沉樁,沉樁過程中利用全站儀控制鋼管樁的垂直度以及標高,要全程監測,直到沉樁結束,沉樁結束后移走導向架。

在精測定位鋼管樁過程中,導向架的精確定位是關鍵,因導向架浮在水面上,資水河水文條件復雜,水流湍急,導向架在移動過程受水流沖擊影響大,外加風力以及水位變化等因素的影響,浮箱定位受外界條件影響大,外界條件是定位過程中必須要考慮進的因素,這樣才能提高定位的效率以及精確度。

3 樁基鋼護筒的測量定位

鋼管樁分根下沉以及加固穩定后,根據鉆孔平臺的設計尺寸在鋼管樁上安放型鋼形成井子架結構,然后進行鋼護筒的測量定位,步驟如下:

1)測量鉆孔平臺上大小里程上井子架的坐標,反算出井子架的里程。

2)根據反算里程把通過樁心的相互垂直的軸線位置給定測出來(其中的一條軸線需要跟樁基的橫軸線重合),測量井子架坐標反算里程的目的就是為了保證定測點位于井子架上,不致落空,便于做點。

3)軸線定測之后,把兩根軸線分別向兩側平移2m,這樣就形成了邊長為4m且內切圓半徑為2 m的正方形(如圖4所示),在正方形位置處焊接定位架,待定位架焊接完畢后,在定位架四條邊的中心位置分別焊接5 cm長的角鋼,之后開始下放直徑為φ3 900 mm的鋼護筒,在下放過程中同樣用全站儀全程控制鋼護筒的垂直度和標高。待鋼護筒下方到位后,將角鋼與護筒焊接,之后計算出樁心的護樁坐標,把護樁做在定位架上,就可以根據護樁確定樁心的位置,作為下放樁基護筒以及鉆機就位的依據。

圖4 樁基礎的鋼護筒的精確定位

4 結語

因水中定位受水的流速、風速、水位這些外界綜合因素的影響比較直接,選擇合適的時機對測量定位有很大的影響,最好選擇在水流穩定,水位穩定,避過雨季且無風的氣象條件下進行,這樣可以把由外界因素造成的對水中測量定位的影響降到最低,通過水中樁基的施工,基本掌握了在該水文條件下進行護筒測量定位的技術要點,為以后類似工程的施工積累了理論和實踐經驗。

[1]GB 50026-2007,工程測量規范[S].