墩臺(tái)施工測(cè)量
一、 概述
墩臺(tái)的施工測(cè)量從內(nèi)容上可分為墩臺(tái)定位和軸線測(cè)設(shè),即測(cè)設(shè)橋梁墩臺(tái)的中心位置和它的縱橫軸線;從施工過程又可分為樁基、承臺(tái)和墩身的放樣。由于目前測(cè)量手段多、技術(shù)先進(jìn),因此,墩臺(tái)坐標(biāo)的準(zhǔn)確計(jì)算是墩臺(tái)施工測(cè)量的關(guān)鍵。
對(duì)于直線形橋梁,其墩臺(tái)的測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)一般可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙直接查得,而對(duì)于曲線形橋梁,在設(shè)計(jì)圖紙上一般只給定必要的數(shù)據(jù)及曲線參數(shù),墩臺(tái)細(xì)部點(diǎn)的坐標(biāo)需根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,為此,測(cè)量人員應(yīng)詳細(xì)研讀圖紙,對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核計(jì)算,并計(jì)算出施工放樣所需要的數(shù)據(jù)。
由于施工工藝的不同,對(duì)墩臺(tái)各部分的測(cè)量要求也不相同,表5—1~表5—4列舉了某長(zhǎng)江大橋主航道橋基礎(chǔ)和下部結(jié)構(gòu)主要部位放樣精度要求的標(biāo)準(zhǔn)。
二、 墩臺(tái)的測(cè)設(shè)
墩臺(tái)測(cè)設(shè)的主要方法有:直接丈量法、偏角法、導(dǎo)線法、極坐標(biāo)法及前方交會(huì)法。由于全站儀的使用,使極坐標(biāo)法成為一種非常方便的方法,在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。為保證工程的施工質(zhì)量,在測(cè)設(shè)之前,應(yīng)對(duì)使用方法的測(cè)設(shè)精度進(jìn)行估算,在測(cè)設(shè)時(shí)應(yīng)按照精度估算設(shè)計(jì)的觀測(cè)方案進(jìn)行。
1 鉆孔樁施工測(cè)量
鉆孔樁的定位實(shí)際上就是鋼護(hù)筒的定位,鋼護(hù)筒的中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合。鋼護(hù)筒的定位一般采用方向線交會(huì)法或極坐標(biāo)法進(jìn)行,在水上作業(yè)時(shí),也可利用GPS(RTK)進(jìn)行放樣。
陸地鉆孔樁定位一般采用極坐標(biāo)法放樣,即利用施工控制點(diǎn)放樣出鉆孔樁的中心位置,為防止點(diǎn)位丟失,應(yīng)在合宜位置打上騎馬樁。在放樣完一批中心樁后,應(yīng)用鋼尺丈量其相互間的距離,并與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較,檢驗(yàn)合格后即可進(jìn)行下一步施工。
在水上施工時(shí),鋼護(hù)筒定位可采用極坐標(biāo)法或GPS(RTK)法,測(cè)量人員根據(jù)鋼護(hù)筒的實(shí)際位置,指揮打樁船進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,直到實(shí)際位置與設(shè)計(jì)位置完全重合為止。在水上作業(yè)時(shí),鋼護(hù)筒一般較長(zhǎng),為了保證鋼護(hù)筒中心線垂直,可以設(shè)置倒垂線進(jìn)行測(cè)定(圖5—1)。
在鋼護(hù)筒下部預(yù)計(jì)的打入地層的深度之上截面a— a處焊一個(gè)中心十字架(用細(xì)鋼筋),在十字架中心制作環(huán)眼,在環(huán)眼中穿上長(zhǎng)度為2倍護(hù)筒長(zhǎng)度的浮標(biāo)線,一直牽到護(hù)筒頂面之上;用木材或輕質(zhì)泡沫材料制作一個(gè)錐形浮標(biāo),錐頂設(shè)環(huán),用以系掛浮標(biāo)線,錐底面用油漆畫中心標(biāo)志。在鋼護(hù)筒吊裝就位過程中,系好浮標(biāo)線,拉緊浮標(biāo)線的另一端,使倒垂線處于工作狀態(tài),在護(hù)筒內(nèi)水面之上用兩根十字相交的細(xì)鋼絲標(biāo)定出鋼護(hù)筒的上部中心,在鋼護(hù)筒上端定位準(zhǔn)確之后,若鋼護(hù)筒垂直,則浮標(biāo)中心與上部中心重合;否則,應(yīng)調(diào)整鋼護(hù)筒的下端,使之中心線垂直。測(cè)量浮標(biāo)中心與上部中心距離Δ,用上下二中心高差h,即可計(jì)算出鋼護(hù)筒的傾斜度i =Δ /h。下端中心十字架的設(shè)置既要保證定位過程中的牢靠,又要保證鉆孔開始后,鉆機(jī)能將其鉆掉,不致影響鉆孔施工。
鉆孔成孔后,可以用超聲孔徑測(cè)斜儀測(cè)量成孔情況以及成孔傾斜度;孔底高程則用測(cè)深錘測(cè)定。鉆孔樁完成后,應(yīng)進(jìn)行竣工測(cè)量、評(píng)價(jià)樁基施工質(zhì)量。
2 鋼套箱施工測(cè)量
在鋼套箱圍堰的施工中,一般以施工平臺(tái)上的軸線控制網(wǎng)為依據(jù),用全站儀進(jìn)行定位作業(yè)。在此期間,由于施工機(jī)具和圍堰拼裝的影響,施工平臺(tái)上通視比較困難,因此,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,使用測(cè)量平臺(tái)控制點(diǎn)或已完成的墩上控制點(diǎn)進(jìn)行全站儀定位作業(yè),也可用GPS(RTK)技術(shù)進(jìn)行定位。
鋼套箱的拼裝、接高,內(nèi)支撐的安裝、就位等測(cè)量工作,一般用全站儀坐標(biāo)法放樣來完成。在鋼套箱注水下沉過程中,需做到各個(gè)方向嚴(yán)格同步,一般采用幾臺(tái)水準(zhǔn)儀或全站儀通過觀測(cè)套箱上設(shè)置的豎向標(biāo)尺測(cè)量其高程來嚴(yán)格控制。
在吊箱拼裝定位、底板施工、封底混凝土施工的關(guān)鍵階段,考慮到外界條件(水位、水流、浪涌、風(fēng)等)的影響,可以用GPS(RTK)隨時(shí)監(jiān)控錨碇系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)變化,以便施工中采取應(yīng)急措施。從鋼套箱施工定位完成到封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求前的一個(gè)階段內(nèi),對(duì)圍堰在特殊惡劣條件下的穩(wěn)定性,也可以用GPS(RTK)進(jìn)行觀測(cè),確保萬(wàn)無一失。
3 承臺(tái)施工測(cè)量
承臺(tái)施工測(cè)量采用全站儀進(jìn)行,承臺(tái)施工中的立模、鋼筋定位、預(yù)埋件定位等的測(cè)量工作,一般以軸線控制網(wǎng)為依據(jù),用全站儀極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、視準(zhǔn)線法、正倒鏡投點(diǎn)法、自由設(shè)站法等進(jìn)行平面定位,而高程定位一般采用水準(zhǔn)測(cè)量方法,在某些特殊環(huán)節(jié)也可用全站儀三維坐標(biāo)法放樣。承臺(tái)施工中,圍堰內(nèi)的支撐、施工塔架、鋼筋、模板、施工機(jī)具等林立,空間狹窄,嚴(yán)重影響通視,甚至控制點(diǎn)被覆蓋無法架設(shè)儀器,為此,應(yīng)將軸線控制點(diǎn)引測(cè)到圍堰四周的頂端,以保證施工測(cè)量順利進(jìn)行,在這種情況下,全站儀觀測(cè)處于大高度角觀測(cè),為了減小儀器豎軸誤差的影響,應(yīng)特別仔細(xì)校正并嚴(yán)格整平儀器,并注意用其他控制點(diǎn)進(jìn)行檢核,防止差錯(cuò)。承臺(tái)完成后的竣工測(cè)量,特別是承臺(tái)面上軸線控制網(wǎng)的建立很重要,因?yàn)槠渖系亩张_(tái)墩身施工放樣精度要求比其下部基礎(chǔ)要高。
4 墩身施工測(cè)量
墩身的立模、鋼筋和預(yù)埋件定位,均以承臺(tái)軸線控制網(wǎng)為依據(jù),采用“全站儀+水準(zhǔn)儀”進(jìn)行放樣定位。
(摘自人民交通出版社《現(xiàn)代特大型橋梁施工測(cè)量技術(shù)》,作者: 馮兆祥 鐘建馳 岳建平)