重力式碼頭變形檢測試驗(yàn)的探討

李超群+黃欽勝

摘 要：文章對重力式碼頭變形觀測以及多種技術(shù)模式進(jìn)行比對，運(yùn)用近些年工程施工經(jīng)驗(yàn)，針對不同變形檢測方案的可行性作了探討，且對施工作業(yè)中遇到的問題進(jìn)行了分析，提出了有效的建議，為重力式碼頭變形觀測與其它工程變形觀測提供借鑒。

關(guān)鍵詞：重力式碼頭 變形檢測 試驗(yàn)

1.工程概況

1.1項(xiàng)目概況

幾內(nèi)亞科納克里集裝箱碼頭為重力式碼頭，其岸線總長為337m，碼頭基槽底標(biāo)高為變化的，需根據(jù)基礎(chǔ)巖面確定；基床拋石分三層，分別為8～63mm的倒濾層、5～150kg塊石、32～63mm整平石；方塊安裝底標(biāo)高為-13.5m，頂面標(biāo)高為+2.3m，胸墻砼為C37/C45，頂標(biāo)高為+5.0m。碼頭壓腳石為300～500kg塊石，棱體結(jié)構(gòu)為5～150kg塊石。然而，本工程碼頭結(jié)構(gòu)為典型的重力式方塊碼頭，后軌道梁采用鋼管樁基礎(chǔ)，碼頭后方陸域采用海砂吹填形成。主要施工內(nèi)容為碼頭疏浚、碼頭結(jié)構(gòu)施工、后軌道梁施工、護(hù)岸施工、陸域回填及地基處理。

1.2工程編制原則

1.2.1全面響應(yīng)和符合施工合同的原則

嚴(yán)格按照施工合同規(guī)定的編制范圍、內(nèi)容、技術(shù)要求和規(guī)定格式進(jìn)行編制。遵守合同文件中的安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保、文明施工等的規(guī)定。

1.2.2堅(jiān)持科學(xué)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、合理性與實(shí)用性相結(jié)合的原則

結(jié)合本標(biāo)工程特點(diǎn)，采用先進(jìn)的施工技術(shù)，采用科學(xué)的組織方法，合理地安排施工順序、優(yōu)化施工方案。做好勞動力、物資、機(jī)械的合理配置，采用國內(nèi)外可靠、先進(jìn)的施工方法和施工工藝，力求施工方案的適用性、先進(jìn)性相結(jié)合，做到施工方案科學(xué)合理、技術(shù)先進(jìn)，確保實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1.2.3百年大計(jì)、質(zhì)量第一的原則

必須堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則。確立質(zhì)量目標(biāo)，制定創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，確保每個(gè)檢驗(yàn)批、分項(xiàng)工程的質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程標(biāo)準(zhǔn)的要求，健全質(zhì)量保證體系，保證實(shí)現(xiàn)質(zhì)量一流的目標(biāo)。

1.2.4保證工期的原則

本項(xiàng)目工程工期要求嚴(yán)格，必須保證足夠的技術(shù)裝備和人員投入，合理安排施工工序，合理安排人員、材料和機(jī)械設(shè)備，優(yōu)化資源配置。充分考慮臺風(fēng)、季節(jié)及交叉施工作業(yè)對工期的影響，采取相應(yīng)措施，以一流的管理，確保合同工期。

1.2.5安全生產(chǎn)，預(yù)防為主的原則

運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，采用先進(jìn)可靠的安全預(yù)防措施，確保施工生產(chǎn)和人身安全。

1.2.6文明施工、環(huán)境保護(hù)的原則

實(shí)行文明施工，重視環(huán)境保護(hù)，珍惜土地，合理利用，嚴(yán)格遵照當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策和建設(shè)單位對本工程環(huán)境保護(hù)的要求，精心組織、嚴(yán)格管理、文明施工，在方案的編制上力爭把施工對周圍環(huán)境的影響降到最低限度。

2.碼頭沉降檢測方式

2.1基準(zhǔn)網(wǎng)安置

水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)是整個(gè)監(jiān)測工程的最基本的控制點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)安置可以和水平監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)安置與選埋結(jié)合，埋放位置要重視牢固穩(wěn)定、施工便捷，且以2～3個(gè)一組為構(gòu)點(diǎn)方法。安置在碼頭變形影響范圍以外并且方便長期保留，沒有車輛過往，相對隱秘的位置，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋放深度大約1mm。水準(zhǔn)點(diǎn)、展開測量基礎(chǔ)位置，測量沉降觀測點(diǎn)，依照相關(guān)等級水平標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀測。

2.2沉降點(diǎn)安置

重力式碼頭沉降點(diǎn)要安置在可以反映碼頭形變特點(diǎn)又方便觀測的位置，且盡可能與水平位移觀測點(diǎn)安置整合。例如：碼頭為承受、分布由墩身傳遞的荷載，在基樁頂部設(shè)置的聯(lián)結(jié)各樁頂?shù)匿摻罨炷疗脚_、各個(gè)部位的轉(zhuǎn)折角、重力式碼頭接岸位置、吊裝機(jī)械臺等等，安置兩個(gè)沉降點(diǎn)之間的距離通常保持在20～30m之間。

2.3基準(zhǔn)網(wǎng)以及沉降點(diǎn)測量

測量依照的基準(zhǔn)點(diǎn)、測量基點(diǎn)與沉降觀察點(diǎn)位置要穩(wěn)固；采用測量儀器、設(shè)備不能變動；測量人員要固定；測量時(shí)周圍環(huán)境條件幾乎保持一致。

2.4測量時(shí)要注意的問題

測量儀器設(shè)備必須獲得計(jì)量檢測部門認(rèn)定，且在有效期內(nèi)運(yùn)用；水準(zhǔn)測量使用的標(biāo)尺一定要對標(biāo)尺長度測量后確定，算出尺長改正數(shù)。測量要嚴(yán)格遵照規(guī)章制度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，二等以上幾何水準(zhǔn)測量最為重要。每次測量之前一定對測量儀器設(shè)備i角誤差進(jìn)行測定、校正，i角誤差控制在相關(guān)等級水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。因?yàn)橹亓κ酱a頭工作條件相對復(fù)雜，測量觀測線路、測量視距很難保持穩(wěn)定。因此，必須要進(jìn)行改正計(jì)算，確保測量結(jié)果無誤。

3.碼頭水平位移檢測

3.1測量方式的選用

水平位移變形檢測和沉降檢測相比復(fù)雜許多。一等和二等檢測一定安置強(qiáng)制對中基座，對準(zhǔn)備選用的監(jiān)測方案以及狀況進(jìn)行精度估算，選用哪類檢測措施應(yīng)依據(jù)檢測標(biāo)準(zhǔn)要求以及具體情況而定。在滿足精度要求的前提下，最大可能選用便捷措施以提升測量效率。3.2檢測方式的比較

3.2.1視準(zhǔn)線法

在重力式碼頭的變形影響范圍之外兩旁，安置兩個(gè)強(qiáng)制對中基座測點(diǎn)，形成一條視準(zhǔn)線。水平位移測點(diǎn)安置在視準(zhǔn)線上，每隔一段時(shí)間測量這些測點(diǎn)在視準(zhǔn)線上的偏差距離數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)測量點(diǎn)在不同時(shí)間測量數(shù)據(jù)的偏離值做差，結(jié)果就是水平位移值。視準(zhǔn)線法具備很多優(yōu)勢，其對測量現(xiàn)場條件沒有特殊要求，測量簡單靈活，可是其受到氣象因素的影響很大，大氣折光的因素導(dǎo)致其觀測條件受到很大局限， 降低測量精準(zhǔn)度。

3.2.2引張線法和支距法

在重力式碼頭后安置一條在三角網(wǎng)測量中，經(jīng)精確測定長度的直線段。基線的兩側(cè)延長且與碼頭有一定距離的位置另外設(shè)立兩個(gè)點(diǎn)，作為今后測量的檢查基點(diǎn)。從位移變形觀察點(diǎn)向基線引一條垂線，在垂足設(shè)立觀察點(diǎn)，按期檢測位移觀察點(diǎn)和相應(yīng)觀察點(diǎn)的距離，這個(gè)距離稱為支距，運(yùn)用鋼尺測量重力式碼頭的位移距離。當(dāng)選用激光測距儀測量位移距離時(shí)，測點(diǎn)都要運(yùn)用強(qiáng)制對中基座，測量誤差先后來自測量儀器設(shè)備對中誤差和測距儀自身的精度誤差，最后計(jì)算測量精度。此方式具備對測量現(xiàn)場環(huán)境條件要求低， 測量作業(yè)靈活便捷的優(yōu)勢。要求裝備高精度的激光測距儀，設(shè)備和測點(diǎn)要采用強(qiáng)制對中基座。引張線法其實(shí)是支距法的另外一種測量形式，在碼頭后方基點(diǎn)連接一條線，即引張線。在重力式碼頭后方兩旁各安置一個(gè)輔助墩，在輔助墩上對引張線施與水平拉力，促使其處于自由吊掛狀態(tài)，使引張線在平面上投射出一條直線，以這條直線作為測量的標(biāo)準(zhǔn)線。引張線法儀器簡約，節(jié)省資金、步驟簡單、測量時(shí)間長、精度優(yōu)良，避免復(fù)測周期太長，方便隨時(shí)測量，可是其對環(huán)境條件要求嚴(yán)格，在測量環(huán)境條件滿足的狀況下確實(shí)是種簡潔高效的測量方式。

3.2.3前方交會法

針對裝備測量儀器相對精確的測繪部門，適合運(yùn)用前方交會法對位移進(jìn)行測量，這種方式具備對測量現(xiàn)場環(huán)境要求低，測量工作靈活便捷的優(yōu)勢，可是針對位移觀察點(diǎn)和基點(diǎn)形成相對較好的圖形格外必要，這種方法要裝備高精度測量儀器設(shè)備，測量儀器和觀測點(diǎn)要采用強(qiáng)制對中基座。但其不適合長時(shí)間測量，外部環(huán)境條件對其測量結(jié)果影響較大。

3.2.4全球定位系統(tǒng)（GPS）測量

全球定位系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)收集分為的精度和可靠指標(biāo)，測量基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該選擇2～3個(gè)，基準(zhǔn)點(diǎn)牢靠穩(wěn)定并滿足全球定位系統(tǒng)測量要求，盡可能使測量基準(zhǔn)點(diǎn)距離測點(diǎn)300m以上，并且安置在碼頭兩旁。測點(diǎn)要能反映重力式碼頭的變形情況，且可以滿足全球定位系統(tǒng)測量要求。其次全球定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析運(yùn)用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行檢測，全球定位系統(tǒng)數(shù)量不應(yīng)低于四部，每次測量2-3個(gè)測點(diǎn)， 對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，算得每個(gè)測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，運(yùn)用反復(fù)觀測對重力式碼頭的變形狀況進(jìn)行測量。

最后，精度特性和測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)在水平面內(nèi)的精準(zhǔn)程度超過1.0mm；垂直面的精準(zhǔn)程度超過1.5mm。全球定位系統(tǒng)測量精準(zhǔn)，受到天氣環(huán)境影響較小，能夠適應(yīng)各種天氣條件，避免重力式碼頭離岸距離的因素影響，能夠?qū)χ亓κ酱a頭實(shí)行三維測量。

4.總結(jié)

重力式碼頭的構(gòu)造、周圍環(huán)境條件等因素的差異決定了重力式碼頭測量方式的差別，要依據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況選用合適的測量方案，不僅確保測量精度，還能保障施工作業(yè)過程中重力式碼頭的安全。另外，在重力式碼頭的施工過程中，為了保證工作效率和整體質(zhì)量，一定重視各個(gè)施工技術(shù)的科學(xué)合理運(yùn)用，特別是要注重細(xì)節(jié)方面的處理，以此盡量減少碼頭出現(xiàn)變形的情況發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]代占平，陳炎桂，楊志遠(yuǎn).重力式方塊碼頭施工工藝和質(zhì)量控制措施淺析[J].中國水運(yùn)：下半月，2013（11）：317-318.

[2]陸良仁.港口工程重力式碼頭拋石基床整平規(guī)范探討[J].西部交通科技，2013（11）：47-50.

[3]祖小勇.老舊重力式碼頭檢測評估內(nèi)容的探討[J].科技信息，2011（13）：656-656.endprint