沉箱码头上部结构测量技术样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
沉箱码头上部结构测量思考
张时宾 谭杰
( 中交四航局第二工程有限公司, 广东广州, 510300)
摘要: 本文根据潮州亚太码头测量施工经验, 针对沉箱码头控制测量, 胸墙浇筑, 面层浇筑, 钢轨安装, 码头面层沉降位移观测等提出更加合理的测量方法, 为码头施工提供更加准确可靠的测量数据, 同时也能提高码头最终成型的美观度。
关键词: 测量 胸墙 合理
1.工程概述
潮州亚太码头位于潮州市饶平县, 潮州港金狮湾港区内, 金狮湾港区海岸线东起大肚山的龙屿岛, 西至旗头山南端的虎咀, 南临南海, 海岸线长约7公里, 本工程码头建设包括1个5万吨级通用泊位( 结构按10 万吨级预留) 和一个3万吨级多用途泊位( 结构按10 万吨级预留) , 码头岸线长551m, 总共需要安装34个沉箱, 在沉箱安装稳定后再建码头上部结构。沉箱安装主要采用GPS测量定位, 码头上部结构采用全站仪与水准仪施工测量, 本文主要讲述沉箱码头上部结构施工测量。
2.码头上部结构测量
2.1码头控制测量
控制测量[1]是工程测量的关键, 控制点的精度对工程测量的施工放线起决定性的作用, 建立一套合理可靠的测量方案能为控制测量提供有力支持。亚太码头控制测量方案中, 需要考虑沉箱码头易沉降、 偏移等因素的影响, 为了建立稳定的测量控制网, 宜在陆域稳定地段布设不少于3个控制点形成一级控制网。本码头东临大唐电厂, 西临高山, 北靠预制厂, 因此能够在这三处布设永久控制点, 分别命名为A,B,C, 码头胸墙上控制点用1, 2·····数字表示。码头胸墙上的控制点不宜太密, 控制点间的间距至少要保持在150m,这样能提高工程施工的平顺性, 每次在码头胸墙上新做的控制点, 都应该纳入陆域三个永久控制点中进行精密测量, 形成一个闭合的控制网, 进行精密平差, 如测量控制点1的时候, 需要形成A-B-C-1-A控制网, 以此类推。控制点的平面测量精度, 应该满足四等导线测量[2]要求。控制点布设方案如图1。

图1控制点布设与测量
控制点的测量要制定观测周期, 对于永久控制点宜3个月复测一次, 对于码头胸墙上布设的控制点宜1个月复测一次, 对于已经用不到的码头控制点能够不复测, 码头上部结构施工中需要用到的临时控制点, 应该要以码头上被纳入一级控制网的控制点为基准来布设临时控制点, 临时控制点只能用到码头胸墙初始立模角点放样, 部分临时工程的测量放样, 对于码头的前沿线, 码头胸墙模板复核, 面层各部位测量放样, 都不宜用临时控制点。对于水准点的引测, 需要满足四等水准测量要求, 码头面层浇筑对平整度要求较高, 在面层高程放样的时候需要用水准仪严格控制。沉箱码头的沉降一般都比较大, 码头面层上的水准点宜定期复测, 根据潮州亚太码头的工作经验, 宜半个月复测一次。
2.2.胸墙浇筑
本码头胸墙浇筑起点高程3.5m, 码头面高程6.52m, 码头胸墙立模存在100: 1的坡度, 即码头面层施工准线要偏离前沿线3cm,本码头胸墙分两次浇筑完成, 第一次从沉箱上端高程3.5m处浇筑到高程5.02m处, 当混凝土强度达到要求后, 再立管沟模板, 浇筑上一层。具体施工可参照码头断面图, 如图2。

图2 码头断面图
在胸墙浇筑第一层立模前, 需要完成几项测量任务:
1, 要考虑在沉箱左右两侧放好3.5m的高程线, 一般在沉箱四个角都要放, 这样有利于施工操作人员装模板。
2, 要在沉箱格仓盖板上或者沉箱端头放出码头前沿线, 以便施工人员控制码头靠海侧立模板的边线。
3, 要在沉箱预留的钢筋上放出胸墙钢筋绑扎参考标高, 用来确定钢筋绑扎高度, 确保面层处钢筋的保护层达到设计要求, 当钢筋笼绑扎完后需要放出管沟底的浇筑设计高程线, 第一层的浇筑高度就是到管沟底, 高程5.02m。
4, 根据沉箱之间的安装间距, 采用间隙分中并考虑预留施工缝的方法, 确定胸墙前后的立模位置, 胸墙左右立模位置, 需要根据胸墙的宽度来确定。为了实现上述放样目标, 采用全站仪放出立模的角点, 如果胸墙是隔段浇筑, 需要放出立模四个角点, 如果是搭接浇筑, 需要放出另一端两个角点的位置。为了能确保施工缝与码头前沿线垂直, 需要考虑在胸墙中间位置放样一个校核点, 控制胸墙浇筑前后位置。
前沿线的测量精度非常重要, 由于码头胸墙前沿位置要安装橡胶护弦, 为了给货船靠岸提供一定的缓冲作用, 如果胸墙浇筑不平顺, 就无法保证安装的橡胶护弦在一个面上, 当货船靠岸的时候船只能与某几个橡胶护弦接触, 这样对胸墙的冲撞力比较大, 易导致某些胸墙出现损坏。如果胸墙之间错位严重, 也影响了码头前沿的美观。
由于胸墙的模板高度较大, 且存在一个斜度, 在立模的时候施工人员一定要经过吊锤辅助施工, 也能够经过预先在钢筋笼角点上焊接横钢筋, 先在横钢筋上用油漆做好标记, 经过全站仪求算该标记位置离模板边线的距离, 立模时候就得按照这个距离来调试模板。这样做比较合理, 能够一次性把模板调整到设计范围内, 如果立模不采取这种措施, 一般很难调整到设计位置, 重复调整模板, 费时费力, 还容易让施工人员产生浮躁情绪, 影响工作热情。
2.3码头面层高程控制
码头的面层是工程的门面工程, 浇筑的好坏直接影响到工程的美观, 码头的面层平整度是控制的重点。码头的面层浇筑立模一般在胸墙两侧、 轨道槽的两侧和管沟的两侧, 在浇筑的时候首先要把轨道槽的中心位置与码头的前沿线位置用全站仪放出来, 这样主要是为了控制各部位立模位置, 保证轨道槽的顺直, 其次要把各部位的立模高程位置放出来, 考虑到面层的平整度要求较高, 因此采用水准仪来放样高程。由于面层在轨道槽与管沟的位置需要安装护边角钢, 最终的浇筑高程是与护边角钢平齐, 为了提高护边角钢的焊接精度, 在施工的过程中需要在模板的边上用水准仪放出相应的高程, 然后在模板上弹一墨线, 让施工人员按墨线的高度来焊接, 这样确定的参考高程能够更加准确地焊接角钢, 同时也减少返工的机率, 提高施工效率。考虑到管沟上要盖预制板, 管沟角钢的高程需要更加严格要求, 否则将影响预制板的平整度。
2.4钢轨的安装
钢轨的安装首先要根据钢轨的高度确定钢垫板的安装高程, 本工程钢轨高度是15.7cm,轨道的上部高程是6.52m, 因此需要在轨道槽两侧的混凝土面上放出钢垫板的高程6.363m, 在安装钢垫板的时候只要施工人员在已知高程点上用墨线连接, 然后保证钢垫板与墨线齐平就能准确确定钢垫板的高程位置。在装好钢垫板后需要安装钢轨, 安装钢轨时需要测量人员放出轨道的中心线, 一般是放出与轨道中心有一定关系的参考线, 考虑到轨道的施工精度要求较高, 在施工的过程中需要采取合理措施方能保证钢轨安装的精度, 在用全站仪放样的时候, 宜在所需安装钢轨的面层两端精密放出参考点, 然后在一个参考点上架设仪器, 经过另一个点来定向, 经过这两点的方位角来加密中间部位的点, 施工人员经过墨线连接各点构成线段, 这样做能够减小测量的误差, 提高钢轨的平顺度。
3.码头沉降位移观测
当码头一段面层浇筑完后, 需要及时布设沉降观测点, 按周期进行沉降观测。造成码头沉降的主要因素有码头基槽和基床的质量, 码头胸墙及轨道梁浇筑混凝土产生的重力, 以及施工过程中车辆的碾压等, 而码头基槽和基床的质量又是最重要的因素。沉箱码头基槽和基床的形成主要有三步, 首先是挖泥, 其次是抛石块, 最后是爆夯与整平, 每一步的质量对码头的沉降都有直接影响, 特别是爆夯过程, 在施工过程中, 有时候为了赶进度, 每一次的爆夯长度比较短, 用药量也受到爆夯基床到已安装沉箱距离的影响而减量, 这样对基床的稳定性与密实度的影响是很大的, 如果是一次性大面积足药量的爆夯, 基床的稳定性能得到提高。作为码头的持力层, 基床的稳定性与密实度至关重要。对于码头的高程沉降观测最好采用Leica DNA03电子水准仪观测, 能够提高测量精度, 减小人员观测误差, 得出的测量结果更真实可靠。
造成码头位移的因素主要有潮水的冲击力, 后方堆场回填对码头的侧压力, 后方堆场打夯对码头产生的冲击力等。码头的位移包括码头的横向位移与纵向位移, 码头的横向位移影响码头胸墙顺直度, 并影响到橡胶护弦的位置, 对工程质量的影响非常大, 码头的纵向位移影响到码头的长短, 由此分析可知, 码头的位移偏差对码头横向要求较高, 对纵向要求较低, 为了准确确定码头的横向位移, 宜采用对准线观测, 能较真实反映码头横向位移。所谓对准线观测的原理, 是在一个稳定可靠的海岸处, 找一处与码头前沿线大致在一条直线的位置做一个控制点, 在码头护轮坎处标记若干观测点, 经过在海岸控制点处架设仪器, 与某一固定位置定向, 固定一个角度a, 在观测点处横摆水准尺, 全站仪的竖丝与水准尺端头相切, 读取水准尺端头到观测点间的长度, 作为一次观测数据, 如图3。下一次观测也是把仪器架设在同样一个控制点上, 用同样的位置定向, 固定同样一个角度观测, 每隔若干天观测一次, 与第一次数据对比, 得出码头位移偏移量。值得一提的是, 码头的沉降与位移不是孤立的, 而是有一定牵连关系的, 当码头有沉降会导致码头有位移, 当码头有位移也会导致码头有沉降。

图3 对准线观测

4.沉箱码头上部结构施工的几点心得
1, 施工放线方面, 要及时完成测量施工放线, 保证现场的放样点合理够用, 放样点的标记要做到精致, 醒目, 在施工放线时要尽可能少用临时控制点, 尽可能用固定的控制点来放样。
2, 施工方面, 作为现场施工人员, 要对测量点有保护意识, 不去损坏测量控制点, 测量人员放样的点要交接给现场施工人员, 现场施工人员需要随身携带水平尺, 钢尺, 在测量验收前对各部位有一个初步的复核, 及时发现施工操作人员的不足, 这样既能够及时纠正错误, 提高工程施工质量, 也能够在用仪器复核时不出现大的偏差而耽误施工。
3, 对于长线型工程部位, 如护轮坎, 轨道槽, 为了达到线形美观, 放样的时候要讲究一定的技巧, 在施工段两端先用用全站仪精确放出该部位的位置, 然后经过在一端架设全站仪, 以另一端作为后视点, 确定一条基线, 根据该基线加密中间部位, 这样能提高线形的美观。
4, 最原始的方法往往是工人最能接受的方法, 在立模的过程需要工人多用吊锤确定模板的垂直度, 在确定一个部位平整度的时候需要工人及时用水平尺, 在确定混凝土浇筑高程的时候需要工人拉墨线, 只有调动起工人的积极性, 才能把工程干好, 如果一切都靠测量仪器来确定, 不但增加了测量人员的工作量, 也增大了工程成本。
参考文献:
[1] [1]潘正风.数字测量原理与方法[M].武汉: 武汉大学出版社, .
[2]TJ203-94,水运工程测量规范[S].
作者简历:
张时宾( 1986 -01) 男, 江西抚州人, 助理工程师, 从事测绘工程专业。