沉箱码头上部结构测量技术.doc

沉箱码头上部结构测量思索
张时宾 谭杰
（中交四航局第二工程有限企业, 广东广州, 510300）
摘要: 本文依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察等提出愈加合理测量方法, 为码头施工提供愈加正确可靠测量数据, 同时也能提升码头最终成型美观度。
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龙屿岛, 西至旗头山南端虎咀, 南临南海, 海岸线长约7公里, 本工程码头建设包含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。沉箱安装关键采取GPS测量定位, 码头上部结构采取全站仪与水准仪施工测量, 本文关键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]是工程测量关键, 控制点精度对工程测量施工放线起决定性作用, 建立一套合理可靠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、 偏移等原因影响, 为了建立稳定测量控制网, 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, 所以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。码头胸墙上控制点不宜太密, 控制点间间距最少要保持在150m,这么能提升工程施工平顺性, 每次在码头胸墙上新做控制点, 都应该纳入陆域三个永久控制点中进行精密测量, 形成一个闭合控制网, 进行精密平差, 如测量控制点1时候, 需要形成A-B-C-1-A控制网, 以这类推。控制点平面测量精度, 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
控制点测量要制订观察周期, 对于永久控制点宜3个月复测一次, 对于码头胸墙上布设控制点宜1个月复测一次, 对于已经用不到码头控制点能够不复测, 码头上部结构施工中需要用到临时控制点, 应该要以码头上被纳入一级控制网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, 部分临时工程测量放样, 对于码头前沿线, 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, 在面层高程放样时候需要用水准仪严格控制。沉箱码头沉降通常都比较大, 码头面层上水准点宜定时复测, 依据潮州亚太码头工作经验, 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, 当混凝土强度达成要求后, 再立管沟模板, 浇筑上一层。具体施工可参考码头断面图, 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高程线, 通常在沉箱四个角都要放, 这么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, 方便施工人员控制码头靠海侧立模板边线。
3, 要在沉箱预留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, 确保面层处钢筋保护层达成设计要求, 当钢筋笼绑扎完后需要放出管沟底浇筑设计高程线, 第一层浇筑高度就是到管沟底, 高程5.02m。
4, 依据沉箱之间安装间距, 采取间隙分中并考虑预留施工缝方法, 确定胸墙前后立模位置, 胸墙左右立模位置, 需要依据胸墙宽度来确定。为了实现上述放样目标, 采取全站仪放出立模角点, 假如胸墙是隔段浇筑, 需要放出立模四个角点, 假如是搭接浇筑, 需要放出另一端两个角点位置。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。
前沿线测量精度非常关键, 因为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缓冲作用, 假如胸墙浇筑不平顺, 就无法确保安装橡胶护弦在一个面上, 当货船靠岸时候船只能与某多个橡胶护弦接触, 这么对胸墙冲撞力比较大, 易造成一些胸墙出现损坏。假如胸墙之间错位严重, 也影响了码头前沿美观。
因为胸墙模板高度较大, 且存在一个斜度, 在立模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识, 经过全站仪求算该标识位置离模板边线距离, 立模时候就得根据这个距离来调试模板。这么做比较合理, 能够一次性把模板调整到设计范围内, 假如立模不采取这种方法, 通常极难调整到设计位置, 反复调整模板, 费时费力, 还轻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
码头面层是工程门面工程, 浇筑好坏直接影响到工程美观, 码头面层平整度是控制关键。码头面层浇筑立模通常在胸墙两侧、 轨道槽两侧和管沟两侧, 在浇筑时候首先要把轨道槽中心位置与码头前沿线位置用全站仪放出来, 这么关键是为了控制各部位立模位置, 确保轨道槽顺直, 其次要把各部位立模高程位置放出来, 考虑到面层平整度要求较高, 所以采取水准仪来放样高程。因为面层在轨道槽与管沟位置需要安装护边角钢, 最终浇筑高程是与护边角钢平齐, 为了提升护边角钢焊接精度, 在施工过程中需要在模板边上用水准仪放出对应高程, 然后在模板上弹一墨线, 让施工人员按墨线高度来焊接, 这么确定参考高程能够愈加正确地焊接角钢, 同时也降低返工机率, 提升施工效率。考虑到管沟上要盖预制板, 管沟角钢高程需要愈加严格要求, 不然将影响预制板平整度。
2.4钢轨安装
钢轨安装首先要依据钢轨高度确定钢垫板安装高程, 本工程钢轨高度是15.7cm,轨道上部高程是6.52m, 所以需要在轨道槽两侧混凝土面上放出钢垫板高程6.363m, 在安装钢垫板时候只要施工人员在已知高程点上用墨线连接, 然后确保钢垫板与墨线齐平就能正确确定钢垫板高程位置。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中心线, 通常是放出与轨道中心有一定关系参考线, 考虑到轨道施工精度要求较高, 在施工过程中需要采取合理方法方能确保钢轨安装精度, 在用全站仪放样时候, 宜在所需安装钢轨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, 经过这两点方位角来加密中间部位点, 施工人员经过墨线连接各点组成线段, 这么做能够减小测量误差, 提升钢轨平顺度。
3.码头沉降位移观察
当码头一段面层浇筑完后, 需要立刻布设沉降观察点, 按周期进行沉降观察。造成码头沉降关键原因有码头基槽和基床质量, 码头胸墙及轨道梁浇筑混凝土产生重力, 以及施工过程中车辆碾压等, 而码头基槽和基床质量又是最关键原因。沉箱码头基槽和基床形成关键有三步, 首先是挖泥, 其次是抛石块, 最终是爆夯与整平, 每一步质量对码头沉降都有直接影响, 尤其是爆夯过程, 在施工过程中, 有时候为了赶进度, 每一次爆夯长度比较短, 用药量也受到爆夯基床到已安装沉箱距离影响而减量, 这么对基床稳定性与密实度影响是很大, 假如是一次性大面积足药量爆夯, 基床稳定性能得到提升。作为码头持力层, 基床稳定性与密实度至关关键。对于码头高程沉降观察最好采取Leica DNA03电子水准仪观察, 能够提升测量精度, 减小人员观察误差, 得出测量结果更真实可靠。
造成码头位移原因关键有潮水冲击力, 后方堆场回填对码头侧压力, 后方堆场打夯对码头产生冲击力等。码头位移包含码头横向位移与纵向位移, 码头横向位移影响码头胸墙顺直度, 并影响到橡胶护弦位置, 对工程质量影响非常大, 码头纵向位移影响到码头长短, 由此分析可知, 码头位移偏差对码头横向要求较高, 对纵向要求较低, 为了正确确定码头横向位移, 宜采取对准线观察, 能较真实反应码头横向位移。所谓对准线观察原理, 是在一个稳定可靠海岸处, 找一处与码头前沿线大致在一条直线位置做一个控制点, 在码头护轮坎处标识若干观察点, 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, 在观察点处横摆水准尺, 全站仪竖丝与水准尺端头相切, 读取水准尺端头到观察点间长度, 作为一次观察数据, 如图3。下一次观察也是把仪器架设在一样一个控制点上, 用一样位置定向, 固定一样一个角度观察, 每隔若干天观察一次, 与第一次数据对比, 得出码头位移偏移量。值得一提是, 码头沉降与位移不是孤立, 而是有一定牵连关系, 当码头有沉降会造成码头有位移, 当码头有位移也会造成码头有沉降。

图3 对准线观察

4.沉箱码头上部结构施工几点心得
1, 施工放线方面, 要立刻完成测量施工放线, 确保现场放样点合理够用, 放样点标识要做到精巧, 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复核, 立刻发觉施工操作人员不足, 这么既能够立刻纠正错误, 提升工程施工质量, 也能够在用仪器复核时不出现大偏差而耽搁施工。
3, 对于长线型工程部位, 如护轮坎, 轨道槽, 为了达成线形美观, 放样时候要讲究一定技巧, 在施工段两端先用用全站仪正确放出该部位位置, 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, 依据该基线加密中间部位, 这么能提升线形美观。
4, 最原始方法往往是工人最能接收方法, 在立模过程需要工人多用吊锤确定模板垂直度, 在确定一个部位平整度时候需要工人立刻用水平尺, 在确定混凝土浇筑高程时候需要工人拉墨线, 只有调动起工人主动性, 才能把工程干好, 假如一切都靠测量仪器来确定, 不仅增加了测量人职员作量, 也增大了工程成本。
参考文件:
[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。