高樁樁基工程測量施工投影變形與放樣精度的問題研究

牛麗娟 李立功 劉莎

摘 要：在建筑工程中，樁基礎是應用非常普遍的一種基礎形式。而高樁樁基作為水上交通工程的基礎工程，其質量對上層建筑的安全至關重要。樁基礎類型是多種多樣的，有效加強樁基測量工作，在保證整體樁基工程質量上起決定性作用，是當今測量工作者研究的熱點。文章針對工程測量過程中的高樁樁基工程測量施工中出現的無控制系統、投影變形、放樣精度不高等問題，通過高樁樁體測量實例，對測量控制方法進行了闡述，并指出了樁基工程測量控制要點，提供思路借鑒。

關鍵詞：高樁樁基;工程測量;投影變形;放樣精度

中圖分類號：TU74 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? 文章編號：1001-5922（2020）10-0119-03

Abstract：In construction engineering， pile foundation is a very common form of foundation. As the foundation engineering of water traffic engineering， the quality of high pile foundation is very important to the safety of superstructure. The types of pile foundation are various. It is a hot spot for the surveyors to effectively strengthen the pile foundation survey and play a decisive role in ensuring the quality of the whole pile foundation project. In this paper， aiming at the problems of no control system， projection deformation and low lofting accuracy in the construction of high pile foundation engineering survey in the process of engineering survey， the survey control method is described by taking the survey of high pile as an example， and the key points of survey control in pile foundation engineering are pointed out， which can be used for reference.

Key words：high pile foundation; engineering survey; projected deformation; lofting precision

0 引言

樁基礎這一工程施工中的基礎性步驟不可省略，所發揮的作用十分重要[1]，在建筑施工過程中，施工放樣的精度和對樁基的精確測量可以保證工程質量，是施工技術部門和測繪工作者研究的重要內容。按照樁基礎施工程序，可分規劃設計階段、施工興建階段和竣工后運營管理三階段。基于GPS技術進行布設工程測量控制網時，通常會出現GPS控制成果坐標反算邊長與全站儀所測的地面邊長值不符的情況，也就是所謂的長度變形。文章闡述了樁基工程測量方法和樁基工程測量質量的控制要點，為解決高樁基工程測量施工投影變形與放樣精度的一些問題提供借鑒。

1 研究內容概述

在當前的高樁樁基工程測量施工中，由于技術和施工經驗等原因，還存在一些投影變形和放樣精確度不高的現象，無法滿足施工要求，影響了測量質量。文章以高樁碼頭鋼管樁樁位的測量控制方案實施，提供工程測量控制及施工注意事項參考。

1.1 研究問題

1.1.1 投影變形

因為球面不同于平面容易測量，在使用攝影測量進行投影時，它們與球面上的經緯網形狀會有些出入，這意味著地圖上的經緯網和繪在地圖上的高樁樁基都發生了變形。

1.1.2 放樣精確度

使用全站儀進行放樣時，影響其放樣精度的因素包括環境因素、儀器因素以及人員因素。環境因素包括建筑來物視線阻擋、視線的長度、外界的溫度、大氣的折射，儀器本身的測距誤差、垂直角測量誤差等，以及觀測人員的測量經驗和熟練程度，都會導致放樣準確度達不到要求。

1.2 研究對象

文章結合某碼頭項目的實際情況，簡要闡述樁位的測量控制方案。該工程施工海域在所有情況下的浪高范圍是1～6m。碼頭是離岸型，呈南北走向，位于防波堤內側，其形狀及配置設計參數如表1所示。

2 高樁樁基工程測量控制

2.1 放樣測量

采用3臺全站儀進行沉樁控制，其中2臺全站儀用于前交，第3臺儀器進行校核，具體現場平面布置如圖1所示。

1）為防止控制點點位發生位移、沉降等異常情況，在后視時需要反測后視點的坐標、距離、高程等，并對切線方位角進行反復核算，以確保測量結果的準確性。

2）在進行直樁控制時，只需要利用打樁船的移動，按照事先計算好的切線方位角，將樁移到2臺儀器的切線處。

3）在執行對斜樁的控制操作之時，樁身標高的不同會有不同的坐標與之對應，這會將控制過程中的難度加大。由于2條基線在布設之時所選的位置相對較高，且具有較為開闊的通視情況，所以執行控制任務之時，需要對所設計的坐標的切線以及樁頂標高作相應參考，有參照地指揮船的移動，慢慢使樁移向3臺儀器的切線，達到位置重合時為止。

考慮到波浪影響，可能會出現沉樁初期和施打過程中的樁位位移情況，在定位時需要反方向設置一定的偏移量。針對本研究對象，在直樁和斜樁俯打、仰打過程中，都會出現5～10cm左右的偏移量，直到沉樁結束后，偏移量基本消除，使樁身偏位符合要求標準。

2.2 高程控制

控制高程的過程中，相關作業人員還要精密地測量儀器的高度，同時，執行對樁頂設計標高位置垂直角度的計算任務。而樁施打過程中頻率要由快至慢，力度要由大至小，當打至離設計標高0.5m左右時，開始降低施打頻率和力度，實時監控標高的變化。過程中以10cm為進度單位，直至達到設計標高，終止擊打。期間，要時刻保持指揮人員與施工人員的溝通與交流，實現及時調整與整體把控。

2.3? ?樁身傾角及垂直度的控制

待樁身被吊起之后，還需要由樁頂至樁底對其進行觀測，此項工作需借助全站儀來完成，可以為船上的施工人員提供作業依據，適時對打樁架作相應調整，以此達到與設計要求相符的垂直度。具體地，碼頭的斜樁斜率為5：1，根據垂球與鋼尺的測量結果，經計算得到11°的傾角。

2.4 斜樁轉角的控制

設置參照物，此處的參照物應具有一定的高度，可選用旗桿等。經測量，樁身中心與旗桿兩者之間的距離為44.75m，分別用α與β來表示方位角與轉角，可以通過計算將旗桿位置的X、Y坐標得出。

其順時針、逆時針轉角參照物，即旗桿的坐標分別如（1）（2）所示。

通過上式可得出控制方位角，并利用全站儀的前交，使指揮船到達所設計的轉角位置。

2.5 控制貫入度

在執行捶打任務之時，需要密切監督嵌巖鋼管樁樁尖與所設計的標高兩者之間的距離，適時采取控制措施。直到最后10擊的貫入度比20cm小則停止錘打。打入型鋼管樁借助D100樁錘執行沉樁操作，以是否達到所設計標高作為參考依據，對控制方法進行2種情況的劃分：①鋼管樁樁尖符合所設計的標高要求。如果最后10擊要求每擊的貫入度≤15mm，停止錘打;否則，停錘，轉而進行大應變試驗，得到最終的試驗結果，將此結果作為參考依據對停錘標準進行相應的調整;②鋼管樁樁尖標高與設計的標高要求不符。如果鋼管樁樁尖標高與設計標高相差在2m以內，最后30擊的平均貫入度≤3mm時可停錘;否則及時聯系設計單位作出調整或相應處理。

3 樁位和高程計算

完成沉樁施工后，觀測樁切線方位角并得出樁心方位角α和β，如圖2所示，并根據式（3）算出出沉樁坐標X，Y。

基于上式和實測樁頂垂直角度，基于三角高程得出實際樁頂標高。

4 高樁測量時需注意的問題

1）開展測量施工前，要使測量人員做到對圖紙設計內容的充分了解，熟悉施工現場的實際環境，明白施工具體步驟，知曉相關設備的操作流程與注意事項。此外，進行對技術人員的理論知識培訓，提高工作效率。

2）作業前要對所用到的器械和數據進行檢測和校對，確保儀器參數配置正確和數據的精確性。進行沉樁作業時，全程進行重復勘測，掌控整個施打周期中所遇到的情況，建立意外突出防治機制，保持與施工人員的溝通與聯系。

3）出于反測作業的便利性考慮，建立使用坐標法完成現場對后視方位角的確認。

4）在對斜樁定位進行控制之時應將垂直角和水平角控制好，避免由于標高與斜率的變化對平面坐標產生不必要的影響，以此確保定位的準確性。

5）控制前方交會的角度在60°～ 120°之間，使2條基線呈垂直狀，有利于控制交會角度在90°左右，減少沉樁定位的誤差。

6）控制“壓錘”之后的樁位，使其偏位不超過具體的偏差范圍，否則，需要重新定位;開始施打后，不能強制糾偏樁身，以免損壞樁身。

7）要注意保留基線控制點到樁位之間的有效距離，一般情況下控制在200m以內，避免出現人為誤差，可在相反的方向進行一條基線的布設，以此達到強化對最后幾排樁位控制效果的目的。

5 結語

建筑施工作業的樁基測量工作中，高樁碼頭樁位的測量及控制過程比較復雜且影響因素較多。作業人員需要有足夠的耐心，以十分嚴謹的態度進行復雜的計算;此外，測量人員應不斷學習，提高自己的操作水平，積累更多業務知識，減少或避免測量過程中出現的投影變形和放樣精確度不高的現象，保證定位的準確度，滿足控制結果的精度。

參考文獻

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