俞有力

廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司 廣東 廣州 510620

1 論述

隨著我國(guó)海洋工程的高速發(fā)展，跨海大橋、海上平臺(tái)、海上風(fēng)電工程等大型工程不斷涌現(xiàn)，促使打樁設(shè)備向大型化、高精度化方向發(fā)展。海上樁基工程施工受到風(fēng)力、洋流、水深、地址等條件的影響和環(huán)境的制約，集成高精度GPS定位系統(tǒng)以及測(cè)距儀、側(cè)傾儀使打樁船打樁作業(yè)平面定位以及高程控制符合各類海上工程的要求[1]。

2 測(cè)量基準(zhǔn)

平面坐標(biāo)采用港珠澳大橋管理局測(cè)量控制中心建立的橋梁工程坐標(biāo)系，高程采用 1985 國(guó)家黃?；鶞?zhǔn)。

3 樁基定位作業(yè)(RTK外業(yè))技術(shù)要求

（1）RTK作業(yè)應(yīng)盡可能安排在良好的天氣狀況下進(jìn)行，作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行星歷預(yù)報(bào)，并注意測(cè)量控制中心關(guān)于太陽(yáng)黑子活動(dòng)狀況的通報(bào)，以避開不利時(shí)段。

（2）應(yīng)注意觀察GPS衛(wèi)星數(shù)量、分布等觀測(cè)窗口狀況。

（3）定位過(guò)程中，保持對(duì)所有可見(jiàn)GNSS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)跟蹤，一旦失鎖造成衛(wèi)星數(shù)下降4顆以下，應(yīng)重新初始化后再定位測(cè)量。

（4）樁基定位時(shí)平面收斂精度應(yīng)≤1.5cm，垂直收斂精度應(yīng)≤3cm，且收斂穩(wěn)定。

（5）為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)采用不同基準(zhǔn)站電臺(tái)測(cè)量的方式進(jìn)行檢校確保定位結(jié)果正確無(wú)誤。

（6）當(dāng)初始化時(shí)間超過(guò)3分鐘仍不能獲得固定解時(shí)，應(yīng)重啟GPS接收機(jī)，再次進(jìn)行初始操作。

4 鋼管樁插打施工測(cè)量

樁基鋼管采用長(zhǎng)大海基號(hào)打樁船沉樁，施工測(cè)量定位是由打樁船上的海上打樁SEA-RTK定位系統(tǒng)利用HZMB-CORS RTK或單基站RTK定位技術(shù)進(jìn)行。

4.1 鋼管樁插打施工流程

首先將打樁船GPS 定位系統(tǒng)與港珠澳大橋GNSS 連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（HZMB-CORS）或單基站進(jìn)行連接，然后將鋼管樁參數(shù)輸入GPS 定位系統(tǒng)，直接顯示所有要沉入的鋼管樁圖形。插打鋼管前應(yīng)對(duì)輸入海上打樁SEA-RTK定位系統(tǒng)中的鋼管中心坐標(biāo)、管頂標(biāo)高、管徑和管長(zhǎng)等參數(shù)逐一復(fù)核，確保數(shù)據(jù)正確無(wú)誤。

4.2 管樁精確定位

根據(jù)選定的要打入的鋼管樁編號(hào)，按照該樁在GPS 定位系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)，移動(dòng)打樁船，使其到達(dá)指定位置，然后進(jìn)行鋼管樁的精確定位，直至樁位滿足規(guī)范要求后，下樁開打。其定位步驟如下：

（1）操作室通過(guò)觀察打樁船上的兩臺(tái)測(cè)距儀和操縱室控制臺(tái)上的樁架上安裝的高精度測(cè)斜儀調(diào)整樁架的前后傾斜度，將鋼管樁粗略調(diào)整至設(shè)計(jì)斜率。

（2）打樁船的海上打樁SEA-RTK定位系統(tǒng)根據(jù)接收到的GPS信號(hào)（數(shù)據(jù)鏈）及預(yù)先輸入的單樁平面扭角（方位角）及平面坐標(biāo)，計(jì)算出打樁船姿態(tài)及樁空間位置的圖形和數(shù)據(jù)，并顯示于操作間的顯示屏之上。

（3） 根據(jù)顯示于顯示屏上的打樁船姿態(tài)及鋼管樁空間位置的圖形和數(shù)據(jù)，通過(guò)錨機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)精確調(diào)整打樁船船體位置，并利用打樁架液壓系統(tǒng)調(diào)整樁架的向前或向后的傾角，使樁到達(dá)設(shè)計(jì)位置。

（4）檢查船身傾斜度等無(wú)異常后，慢慢下放吊鉤，使鋼管樁連同替打在重力作用下自動(dòng)插樁，待鋼管進(jìn)入淤泥層1m左右時(shí)暫停下樁。

（5）鋼管樁平面定位及傾斜度控制：

精準(zhǔn)定位時(shí)RTK平面收斂精度應(yīng)≤1.5cm，垂直收斂精度應(yīng)≤3cm，且收斂穩(wěn)定。同時(shí)為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)采用不同基準(zhǔn)站（K19臨時(shí)參考站、K27臨時(shí)參考站或K33臨時(shí)參考站）電臺(tái)測(cè)量的方式對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行檢查校正。然后待船體基本穩(wěn)定后，通過(guò)松緊打樁船錨機(jī)的鋼纜繩，對(duì)鋼管平面位置進(jìn)行精確調(diào)整，計(jì)算X、Y坐標(biāo)的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值的差值ΔX與ΔY，反復(fù)調(diào)整，直至≤4cm。

通過(guò)左右船艙注入平衡水實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管橫向垂直度的調(diào)整，根據(jù)控制室的傾斜儀將垂直度控制在-0.03?！?0.03。范圍之內(nèi)；前后傾倒樁架實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管縱向垂直度的調(diào)整，根據(jù)樁架上的傾斜儀將垂直度精度控制在-0.06?！?0.06。范圍之內(nèi)。

（6）緩慢下樁，每次下放0.5m后，測(cè)量人員通過(guò)復(fù)核GPS接受的數(shù)據(jù)鏈、輸入沉樁定位系統(tǒng)的源數(shù)據(jù)、鋼管的平面位置及傾斜度變化情況進(jìn)行觀察并及時(shí)按步驟5進(jìn)行調(diào)整，使鋼管的平面定位精度及傾斜度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（7）測(cè)量檢查滿足要求后，慢慢放松上吊點(diǎn)主吊索，使樁在重力的作用下自動(dòng)插樁。然后通過(guò)錘擊的方式使鋼管打設(shè)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高處[2]。

5 鋼管樁竣工測(cè)量

完成鋼管樁插打及鉆孔平面的搭設(shè)工作后，采用單基站RKT方式測(cè)量鋼管樁頂部實(shí)際的中心位置，與鋼管樁設(shè)計(jì)的中心位置進(jìn)行比較，計(jì)算出鋼管樁中心的偏位情況。鋼管復(fù)合樁平面精度要求為中心偏位小于100mm。

6 沉樁施工注意事項(xiàng)

（1）沉樁前，認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)工程平面圖、樁位圖、樁基結(jié)構(gòu)圖、地質(zhì)資料及沉樁控制標(biāo)準(zhǔn)等資料，進(jìn)行復(fù)核和確認(rèn)。

（2）開錘前應(yīng)檢查錘、替打與樁是否在同一軸線上，避免偏心錘擊，造成樁頂變形。樁自沉、壓錘，開錘過(guò)程中不得移船。注意檢查樁錘、替打和樁架龍口，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

（3）打樁船進(jìn)退作業(yè)時(shí)，注意錨纜位置，防止纜索拌樁。沉樁時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐棺咤^。

（4）提示各種施工船舶，在施工過(guò)程中，嚴(yán)禁碰撞已施打完畢的樁，不準(zhǔn)在施打好的樁上帶纜。當(dāng)船行波影響沉樁穩(wěn)定時(shí)，暫停沉錘。

（5）沉樁應(yīng)盡量選擇平潮，此時(shí)水流流速小、潮位變化慢，可避免因船位變化引起的樁、替打、樁錘不在同一軸線的問(wèn)題。若不能在平潮作業(yè)且沉樁時(shí)流速稍大，則應(yīng)適當(dāng)增加來(lái)流方向的錨纜力。

（6）打樁前認(rèn)真核對(duì)船位及樁的規(guī)格型號(hào)，并檢查樁身外觀質(zhì)量。

（7）認(rèn)真做好沉樁記錄，沉樁記錄要準(zhǔn)確反映停錘前幾陣的貫入度和停錘后的實(shí)際樁頂標(biāo)高；每天檢查沉樁記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

7 結(jié)束語(yǔ)

打樁船在港珠澳大橋建設(shè)中克服惡劣的海況條件，在海上打樁作業(yè)順利完成發(fā)揮了重要的作用，為海上樁基工程施工過(guò)程的管理和控制積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]GB/T18314-2009.全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[2]JTGC10-2007.公路勘測(cè)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.