资水大桥水中桩基施工测量定位技术

陈勇鸿

(湖南省高速公路管理局,湖南长沙 410003)

1 工程概况

k75+822资水大桥桥长942.16m,桥址位于冷水江市金竹山乡资江村附近,桥位区跨越资水,水面宽340 m,水深5～12m,因上下游存在电站,昼夜水位起伏较大,最大一昼夜可达2m,水流湍急,流速3 m/s,5#～8#桥墩位于资水河内,钢护筒的定位精度直接关系到后续的钻孔施工及吊箱底板的下放,通过对每道工序的研究,形成了一套较有效的测量定位控制措施。

2 钻孔平台钢管桩基础施工测量定位

5#～8#桥墩属于水中钻孔桩,首先要进行钻孔平台的施工。钻孔平台根据桩位尺寸设计成36 m×8m,平台钢管桩设计直径为φ426mm,壁厚12mm,单排围笼由9根钢管桩和连接角钢等组成。根据钻孔平台的施工流程,需要先对钢管桩实施测量定位。

2.1 粗测定位

为保证钢管桩的施工精度,首先加工一个导向架,加工导向架一方面是为了确定桥墩的位置;另一方面是为了确定钢管桩的位置。导向架由浮箱排列组合而成,经过优化组合,浮箱在现场加工制作,导向架平面尺寸设计为35.5m×7.5 m,导向架四周等距焊接定位圈,作为钢管桩定位的依据,定位圈直径为φ500mm,如图1所示。

图1 定位架与作业平台桩基础的布置(单位:m)

施放导向架前先用全站仪把8#(本文以8#为例)横轴线上左、中、右3个点的大概位置通过放样确定,并用浮漂做好标记,左、中、右3个点的位置偏差控制在1 m左右,然后开始施放导向架,施放导向架时让导向架的横轴线位置基本跟浮漂所确定的桥墩的横轴线位置重合,之后在导向架的四角以一定的角度抛锚固定导向架,角度控制在45°左右,具体如图2所示。

锚的另外一端通过钢丝绳与固定在导向架四角的绞盘相连,通过调整绞盘精确定位导向架。

2.2 精测定位

导向固定好之后开始利用全站仪对导向架进行精确定位。首先在河岸上做一个临时点,在该点上架设全站仪,点位于跟8#桩基横向轴线相垂直且过8#中心的直线上(如果桥梁段位于直线段内,点可以位于桥梁轴线上,5#～8#就位于直线段内),这样在放样过程中便于调整导向架位置的工人参照仪器进行前、后、左、右的移动,提高测量定位的效率,然后在导向架大小里程侧的中间位置分别做上标记,只要确定了这两个点的位置,也就确定了导向架的位置,如图3所示。

图2 作业平台桩基础的初定位

图3 作业平台桩基础的精确定位

准备工作完成后,开始测量定位。在仪器里输入8#中心的坐标,拨角调整全站仪,待全站仪水平度盘达到指定位置后,锁死水平制动螺旋,只保留垂直制动螺旋,这样全站仪的照准部就跟桥梁的轴线重合,也即望远镜十字丝竖丝跟桥梁轴线重合。之后开始调整导向架,导向架的移动是通过转动导向架四周的绞盘来完成的。转动绞盘时,要分组转动,两个一组,一个组松动绞盘的同时,另外的组旋紧绞盘,这样就可以达到使导向架前、后、左、右移动的目的。首先调整导向架左右移动,待导向架大小里程侧的中心位置标记移动到目镜范围内之后,测量导向架的距离,再调整导向架的前后移动,该步骤要反复进行,直到望远镜十字丝竖丝跟导向架大小里程侧的中心标记基本重合且导向架的距离误差控制在±20 cm的范围内,固定绞盘,导向架精测定位完成,也即钢管桩精测定位完成。然后开始沉桩,沉桩过程中利用全站仪控制钢管桩的垂直度以及标高,要全程监测,直到沉桩结束,沉桩结束后移走导向架。

在精测定位钢管桩过程中,导向架的精确定位是关键,因导向架浮在水面上,资水河水文条件复杂,水流湍急,导向架在移动过程受水流冲击影响大,外加风力以及水位变化等因素的影响,浮箱定位受外界条件影响大,外界条件是定位过程中必须要考虑进的因素,这样才能提高定位的效率以及精确度。

3 桩基钢护筒的测量定位

钢管桩分根下沉以及加固稳定后,根据钻孔平台的设计尺寸在钢管桩上安放型钢形成井子架结构,然后进行钢护筒的测量定位,步骤如下:

1)测量钻孔平台上大小里程上井子架的坐标,反算出井子架的里程。

2)根据反算里程把通过桩心的相互垂直的轴线位置给定测出来(其中的一条轴线需要跟桩基的横轴线重合),测量井子架坐标反算里程的目的就是为了保证定测点位于井子架上,不致落空,便于做点。

3)轴线定测之后,把两根轴线分别向两侧平移2m,这样就形成了边长为4m且内切圆半径为2 m的正方形(如图4所示),在正方形位置处焊接定位架,待定位架焊接完毕后,在定位架四条边的中心位置分别焊接5 cm长的角钢,之后开始下放直径为φ3 900 mm的钢护筒,在下放过程中同样用全站仪全程控制钢护筒的垂直度和标高。待钢护筒下方到位后,将角钢与护筒焊接,之后计算出桩心的护桩坐标,把护桩做在定位架上,就可以根据护桩确定桩心的位置,作为下放桩基护筒以及钻机就位的依据。

图4 桩基础的钢护筒的精确定位

4 结语

因水中定位受水的流速、风速、水位这些外界综合因素的影响比较直接,选择合适的时机对测量定位有很大的影响,最好选择在水流稳定,水位稳定,避过雨季且无风的气象条件下进行,这样可以把由外界因素造成的对水中测量定位的影响降到最低,通过水中桩基的施工,基本掌握了在该水文条件下进行护筒测量定位的技术要点,为以后类似工程的施工积累了理论和实践经验。

[1]GB 50026-2007,工程测量规范[S].