【文章內(nèi)容簡介】 最大平面點(diǎn)位誤差MX,Y=,最大高程誤差 MH=,，對應(yīng)不同的測量距離結(jié)合不同精度編制精度表（表 1） ?？紤]到拱肋高度，以 100m 作業(yè)最大觀測高差來確定最大豎角 Z 值。表１全站儀三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)精度列表（最大觀測高 100m）儀 器 標(biāo) 稱 精 度 測 量 點(diǎn) 點(diǎn) 位 誤 差 (mm)測 量距 離（ 平 距/m）最 大 豎 角（ Z186。max） 181。 a+b補(bǔ) 償器 精 度cosZMsΤ ?X,YＭ X,Y (max)SinZMSSVMH (max)500 1+1 400 0.51+1 7304410.51+1 350718250 1.02+2 699438???D2?D????13 / 2600.51+1 9305731.02+2 979943 1.52+2 9099130.51+1 3405351.02+2 6791651.52+2 619195150 2.02+2 6481150.51+1 1701961.02+2 1491761.52+2 1191662.02+2 188146100 3.02+2 1247116備注：（１）表中方向測回數(shù)?。保?Mβ =√2μ ．表中 MK取 。放樣方法1） 、鋼管拱安裝放樣A、鋼管拱的空間數(shù)字模型。拱的結(jié)構(gòu)類型可概括二次拋物線變截面，列出其特征曲線（中心軸線等）的空間方程，由此解求其任意特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這就是拱的空間數(shù)字模型。將其空間數(shù)字模型輸入計算機(jī)或可編程計算器，以便隨時調(diào)用。B、施工放樣。鋼管拱的安裝施工放樣的主要內(nèi)容包括：拱架定位、支點(diǎn)調(diào)校和變形觀測。采用全站儀三維測量系統(tǒng)放樣步驟為：先定位拱架；然后在鋼管拱安裝時對支撐點(diǎn)進(jìn)行精確定位和檢測調(diào)校，直至符合規(guī)范要求。與傳統(tǒng)方法相比，三維測量系統(tǒng)不施放拱肋主軸線并將之向上傳遞，而是直接控制每節(jié)拱肋的特征點(diǎn)，這樣精度上相互獨(dú)立，無誤14 / 260差積累，拱肋整體性好，精度均勻，且放樣時基本上不影響施工。2） 、吊桿定位Ａ、數(shù)字模型和測量控制。吊桿的空間數(shù)字模型為中心軸線的空間曲線方程，其軸線上任意一點(diǎn)（例如外壁錨點(diǎn)和主梁頂、底面錨點(diǎn)）的三維坐標(biāo)可由此解求。對于主梁同一側(cè)的吊桿均由同一控制點(diǎn)采有三維測量系統(tǒng)定位，這樣其相對定位精度不受控制點(diǎn)本身誤差影響。Ｂ、定位方法。每根吊桿定位時首先定位其錨座中心。將直每徑等于吊桿內(nèi)徑的圓盤標(biāo)志件（厚 3cm）放入吊桿并固定，使其盤面與錨墊板面位于同一平面內(nèi)，此時盤面圓心即為吊桿錨座中心。實測該中心并調(diào)至設(shè)計位。然后將圓盤標(biāo)志件放入吊桿另一端口，此時盤面圓心即為吊桿中心軸線上一點(diǎn)。實測該點(diǎn)三維坐標(biāo)，由此反算該點(diǎn)至錨座中心設(shè)計位的距離，再由所求距離值和吊桿中心軸線的空間方向余弦（設(shè)計值）求得該點(diǎn)的設(shè)計坐標(biāo)，將其調(diào)至設(shè)計位。由于調(diào)校端口時可能引起錨座移動，應(yīng)復(fù)測錨座中心并調(diào)校。如此反復(fù)，直至錨座中心和另一端口中心均位于設(shè)計位的允許偏差范圍內(nèi)，吊桿定位完成。 優(yōu)點(diǎn)通過對全站儀三維測量系統(tǒng)的原理、作業(yè)過程及同傳統(tǒng)測量方法的比較，不難看出，全站儀三維測量有著傳統(tǒng)測量方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：A、具有更高的精度。全站儀三維測量系統(tǒng)直接由控制點(diǎn)三維放樣橋梁各部分（橋墩、拱肋、梁體等）的輔助軸線和細(xì)部結(jié)構(gòu)。同先由控制點(diǎn)放樣各部分的主軸線，再由主軸線點(diǎn)放樣各細(xì)部的傳統(tǒng)方法相比，全站儀三維測量系統(tǒng)無誤差積累，提高了精度，且整體性好，精度均勻。B、速度快。三維測量系統(tǒng)直接控制各部位的特征點(diǎn)，減少了施工控制的加密層次，提高了效率。來自測量現(xiàn)場的各種報告證明了三維測量系統(tǒng)和傳統(tǒng)測量方法相比，可節(jié)省50﹪的時間。C、簡便靈活，獨(dú)立性強(qiáng)。三維測量系統(tǒng)避免了主軸線點(diǎn)本身不穩(wěn)定（位于變形上）且易受施工干擾等缺點(diǎn)，而且可以單人單機(jī)、高速高精度地遠(yuǎn)程作業(yè)，并可有選擇性地避開施工干擾。因此，采用全站儀三維測量系統(tǒng)既能按施工進(jìn)度及時完成施工各階段的測量任務(wù)，又能保證工程質(zhì)量。 樁基礎(chǔ)施工工程概況：五里亭武江大橋采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共有 61 條樁，除主孔 8 墩的 4 條樁在水上外，其余全在陸地上。樁徑有三種形式：主孔 8 墩為2?Ф500cm/Ф350cm/Ф320cm（“2”指該墩樁的條數(shù)）大直徑變截面樁（要求樁基須嵌入微風(fēng)化灰?guī)r深度不小于 ） ；主橋 9 過渡墩為 3?Ф250cm/Ф200cm/Ф180cm 變截面樁（要求樁基礎(chǔ)嵌入微風(fēng)化灰?guī)r深度不小于 ） ；東西引橋 0~10 ~20墩為15 / 2603?Ф200cm/Ф150cm/Ф120cm 變截面樁（對嵌巖樁嵌入微風(fēng)化灰?guī)r至少 ） 。各樁樁長從 至 不等。各樁的有關(guān)數(shù)據(jù)見下頁《五里亭武江大橋樁基數(shù)據(jù)一覽表》 。本工程位于韶關(guān)市武江下游，橋位所在地區(qū)位于粵北山字型構(gòu)造，褶曲構(gòu)造比較發(fā)育，斷裂構(gòu)造次之。河床覆蓋層自上而下有人工填土層、粉砂層、中細(xì)砂層、輕質(zhì)粘土層、鵝卵石層、含礫或碎石粘土層、粘土層?；鶐r層屬晚泥盆世天子嶺組灰?guī)r。西岸引橋溶洞比較發(fā)育，河床次之，溶洞深淺、大小、層數(shù)不一，為全填充溶洞。工程特點(diǎn)和難點(diǎn)：大直徑樁施工和溶洞處理是樁基礎(chǔ)施工的難點(diǎn)和關(guān)鍵；設(shè)計要求嵌巖樁樁底沉渣為0，這使得樁基礎(chǔ)施工過程泥漿性能和泥漿指標(biāo)的控制成為控制本工程樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素；設(shè)計樁徑有 Ф500、Ф350、Ф3Ф300；Ф250、Ф200、Ф180、Ф150cm 六種，同一樁可能有 4 次沉放內(nèi)護(hù)筒、更換鉆頭，鉆頭配備量多，鉆孔施工換鉆較繁鎖；由于本工程基礎(chǔ)設(shè)計采用了先進(jìn)的無承臺形式，施工用鋼護(hù)筒作為樁結(jié)構(gòu)的一部分，通過加強(qiáng)施工用鋼護(hù)筒的巨大剛度來達(dá)到取消樁間橫系梁（承臺）的目的，這對鋼護(hù)筒的加工質(zhì)量和施工設(shè)備（起吊機(jī)械、振動錘等）提出了更高的要求；同時也由于取消了承臺，單樁受力大，尤其是主墩單樁受力達(dá) 55000KN，而且墩內(nèi)無預(yù)備孔位，必須保證每根樁鉆孔絕對成功，這也對施工提出了更高的要求。樁基施工工藝考慮采用先鉆后沖、鉆沖結(jié)合成孔工藝：在覆蓋層中采用回旋鉆機(jī)正循環(huán)法鉆孔，進(jìn)入巖層則采用沖擊鉆機(jī)成孔。其具體施工工藝流程見樁基施工工藝流程圖。樁基礎(chǔ)施工總體順序為：施工平臺搭設(shè)—→鋼護(hù)筒的制作與沉放—→成孔—→終孔驗收、清孔—→鋼筋籠制作與安放—→二次清孔、水下砼的澆注—→樁基檢測 樁基施工平臺搭設(shè)五里亭武江大橋樁基除主孔 8 墩有 4 條樁在水上外，其余均在陸地上。陸上施工平臺只須將地表的耕植土和雜填土清除并壓實，再鋪 50cm 厚的砂礫或山皮土壓實即形成施工平臺，施工平臺與便道相連以便于施工機(jī)械的進(jìn)入。7 、8 墩樁基施工平臺的設(shè)計綜合考慮主墩所在水域的地質(zhì)與水文情況、樁基施工需要及后期墩柱施工等因素，兩平臺均采用水中固定鋼結(jié)構(gòu)平臺，并分別從東西兩岸搭設(shè) 6m 寬的鋼棧橋通至 8 施工平臺，棧橋同時與便道相連（棧橋搭設(shè)與施工平臺一致，以下不再單獨(dú)說明） 。根據(jù)設(shè)計提供的相關(guān)資料（施工水位+，設(shè)計洪水水位+，最低水位約+） ，初步擬定平臺頂面標(biāo)高為+。由于河床覆蓋層厚度西厚東薄，8 墩處覆蓋層厚 ~，為砂礫層；處覆蓋層僅厚 ~，其下為強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r層；8 、7 墩施工平臺的搭設(shè)將有所區(qū)別。8 墩處覆蓋層厚可以滿足鋼管樁承載力的要求，擬使用 Ф100cm 鋼管樁搭設(shè)平臺。但其覆蓋層過薄，不能滿足鋼管樁承載力的要求，對于該墩鉆孔平臺搭設(shè)不易，鉆孔時平臺也易失穩(wěn)，必須采用人工拋填砂包、塊石等切實可行的措施處理后才能進(jìn)行搭設(shè)平臺。16 / 260下面分別說明：（一）8 墩鉆孔平臺搭設(shè)采用先沉放鋼管樁，再在鋼管樁上鋪設(shè)型鋼“井字梁” ，然后在型鋼上鋪設(shè)花紋鋼板形成操作面，待鋼護(hù)筒下沉就位后將平臺與鋼護(hù)筒焊接在一起，以加固平臺。平臺順?biāo)鞣较虼蜾摴軜?2 排共 16 條鋼管樁，鋼管樁排距為 6m，間距為 4m+6m+4m+4m+4m+6m+4m，平臺平面尺寸為 9m?36m。用 I56 工字鋼作縱梁，I45 工字鋼作分配橫梁（具體見文后《施工平臺圖》 ） 。一個鉆孔平臺須承受的荷載包括：2 臺 BDM4 型鉆機(jī)：2?60t=120t ； 空氣吸泥機(jī)一套：10t ；平臺型鋼及面板自重：30t ； 鋼管樁自重：56t ；澆注砼荷載（含首罐砼）：36t ； 施工荷載：；平臺總重: 近 270t ；單根鋼管樁受力最大為 30t。（1）鋼管樁入土深度計算鋼管樁外徑 D=100cm，壁厚 δ=10mm，在平臺設(shè)計中其單樁承載力按 30 噸考慮，安全系數(shù)取 2 倍計。Ρ=fvH/n式中：n——安全系數(shù)； Ρ——單樁承載力； f——表層樁周摩擦力；v ——樁周長； H——樁有效入土深度；則：H=np/fv=230/3=由于河口下游江面寬闊，水流平緩，水流沖刷作用不明顯，此處可不考慮河床沖刷厚度的影響，故取沖刷厚度為 0，所以?。簶度胪辽疃?L=有效入土深度+沖刷層厚度 = + 0 = m在 8墩覆蓋層最淺的地方均可以滿足該入土深度的要求。（2）鋼管樁制作加工、運(yùn)輸、堆放我公司現(xiàn)有大量由專業(yè)廠家加工的 10m~20m 長的 Ф100cm 鋼管樁，直接從廣州黃埔公司材料庫用船運(yùn)至工地即可，根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度組織分批運(yùn)送至工地，避免鋼管樁壓船。鋼管樁運(yùn)輸過程堆放按沉樁順序可采用多層疊放，各層墊木位于同一垂直面上，船窗內(nèi)疊放層數(shù)不宜超過三層，以保證行船安全。鋼管樁起吊、運(yùn)輸和堆存過程中須避免因碰撞、摩擦等原因而造成管身變形的損傷。注意在鋼管樁沉放前再次檢查管節(jié)焊縫。（3）鋼管樁沉放沉放前先計算出每條鋼管樁的坐標(biāo)，在西岸大堤上針對各墩分別布置一條平行于墩軸線的基線，基線上的每一個觀測點(diǎn)用全站儀精確測量其坐標(biāo)位置，并用水準(zhǔn)儀測出其高程；然后計算出每個墩中每一根樁上觀測點(diǎn)的坐標(biāo)及交會角，并匯總成表供觀測沉樁使用。沉放時在正面設(shè)置一臺全站儀觀測定位，側(cè)面設(shè)置二臺經(jīng)緯儀校核。17 / 260鋼管樁沉放使用我公司 90KW 振動沉樁機(jī)（振動錘） ，能提供額定振動力為 45t，可以滿足本工程的要求。起吊設(shè)備采用 50t 吊車。先期依靠鋼管樁重力插入砂中，上部用纜繩綁在吊船邊，待樁身有一定穩(wěn)定性后，再利用浮吊吊上振動沉樁機(jī)夾住鋼管樁，開動振動沉樁機(jī)振動下沉鋼管樁到位。鋼管樁逐排沉放，一排 8 根樁沉放完成后再移船至另一側(cè)。鋼管樁沉放應(yīng)注意：振動錘重心和樁中心軸應(yīng)盡量保持在同一直線上；每一根樁的下沉應(yīng)連續(xù)，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復(fù)，繼續(xù)下沉困難；沉放過程加強(qiáng)觀測，鋼管樁偏位不得大于 10cm，垂直度不得低于 1%；鋼管樁每天施打完畢后，馬上用［14a 焊接鋼管樁縱、橫向聯(lián)系，以防水流沖擊傾斜，保證平臺的抗扭能力；沉放到位后在鋼管樁中灌砂至管口以下約 1m 處，頂部封砼（具體操作見下段） ，以增強(qiáng)鋼管樁的剛度和穩(wěn)定性。（4）鋼平臺搭設(shè)鋼管樁沉放完畢后，開始進(jìn)行鉆孔平臺型鋼布設(shè)，其具體步驟如下：各鋼管樁在順?biāo)飨蜻m當(dāng)位置開口，割平鋼管樁頭 ― → 安裝已拼接好的 I56 工字鋼橫梁，與鋼管樁（開口）壁點(diǎn)焊 ― → 澆筑各鋼管樁樁頭 C20 砼，使 I56 橫梁嵌固在樁頭中 ― → 安裝 I45 工字鋼分配縱梁，并與 I56 橫梁焊接（設(shè)加勁板） ― → 相鄰 I45 分配梁用[20 焊接使各縱梁形成“井”字架― → 在“井”字梁上鋪設(shè) δ=6mm 厚花紋鋼板，加設(shè)安全欄桿。平臺施工開始時即設(shè)置航標(biāo)，懸掛夜間紅燈示警等通航導(dǎo)向標(biāo)志，以策安全。（二）7 墩施工平臺搭設(shè)7墩基礎(chǔ)覆蓋層較薄，原厚 ~ 不足以滿足鉆孔平臺鋼管樁單樁承載力要求（單樁入土深度為 ） ，且平臺鋼管樁懸壁高度大，平臺穩(wěn)定性差；平臺設(shè)計要考慮了護(hù)筒受力，鉆機(jī)在溶洞頂板鉆孔時溶洞頂板垮塌機(jī)會大，平臺危險性也大，故在平臺施工中視地質(zhì)情況作如下處理：吊船和運(yùn)輸船在墩位處拋錨停泊，先沉放鋼管樁至每振下沉量較小為此，再在鋼管樁周圍拋沙包，沙包拋設(shè)從下游往上游進(jìn)行，沙包單次拋設(shè)高度 2~3m，循環(huán)反復(fù)直至沙包高度與覆蓋厚度之和不不于 7m，以滿足鋼管樁單根入土深度之需要。由于橋位處河床寬闊、水流平緩，且河水清澈，在樁位附近應(yīng)做到不拋砂包，以利于以后鋼護(hù)筒的施工，防止由于砂包存在而導(dǎo)致鋼護(hù)筒沉放時抽砂困難和總的覆蓋層太厚引起鋼護(hù)筒沉放困難。