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RW高速测量工作总结~7.2 桩基施工测量

 gfergfer 2022-05-22 发布于辽宁
以RW高速公路9标为蓝本,从项目的前期策划、测量仪器与人员的组织、控制测量、项目临建测量、放样数据计算、现场测量放样方法、测量资料的编制与填写、与其他部门及监理工程师的沟通.....全方面的从技术、管理、沟通与协调,全面剖析大型项目的测量工作开展全过程的回顾、总结与分析。
本项目位于河北省保定市雄安新区,于2019年10月份开工,计划与2020年11月底完成全部土建施工任务(期间还经历了几个月的疫情,尽力了冬季施工,有效施工时间极少),合同价9.875亿元,其单日最高差值达600多万元,其施工速度可谓创下了中国之最。
在如此快速的建桥速度下,测量工作如何首先做到既不出错、又要确保不耽误现场施工进度?时至今日,项目已近尾声,可以做深度剖析。
(交代一个背景:本项目测量人员最高峰达16人,但除了我本人之外,其余至少14个人为未毕业的实习生、或刚毕业的应届毕业生或半路测量人员)
本标段线路全长8.286公里,其中桥梁长度7.977km,装配式预应力混凝土箱梁桥,桩柱式桥墩;路基0.309km。合同总造价9.875亿元,合同工期17个月。
合同段内主要工程数量为:路基填方11.6万m³,防护排水2000m³,特大桥1座,预制盖板涵3道,箱型通道1道。桥梁主要工程量有:桩基1599根,系梁493个,承台2个,墩柱1587根,盖梁529个,桥台台帽2个,24m预制小箱梁84片,30m预制小箱梁3570片,40m预制小箱梁63片,合计3717片。
本项目的起点桩号为K94 014,终点桩号为K102 300,平面采用2000国家大地坐标系,中央子午线为116°10′00″,高程系统采用1985国家高程基准。
今日形成总结:项目施工放样技术总结桥梁桩基测量

7.2

桥梁桩基测量


本项目的桥梁桩基中心坐标设计图上都明确给定,经过复核全部一致(后期有桩基坐标计算方法的章节)。从施工测量方面来说,桩基是桥梁工序的第一步,也是最关键的一步。
试想,如果桩基放样准确,后续的系梁/承台、立柱/桥墩、盖梁等构造物即使出错也不会出现大的偏差,也有挽回的余地。但若桩基放样错误如几十公分、一两米,如何处理?是回填重新钻孔还是再钻孔?后果不堪设想。
因此,保证桩基测量不出现错误远比提高几毫米的精度更有实际意义。

7.2.1 桩基测量方法的选择

既然桩基测量的关键在于防止出现大的错误、造成不可逆的损失,在测量方法的选择上也应考虑多方面的因素,以确保放样的绝对准确为首要目标。

方法一:全站仪直接坐标法测量

采用该方法可以把设计桩基坐标导入仪器内,在控制点架设全站仪,定向后转点放样桩位(地形条件没有办法采用大家常用的后方交会和在制高点直接放样)
优点:点位的相对精度较高,只要方法得当,可靠性较高;
缺点:放样时间较长,现场需要通视,对测量员专业技能要求较高;放样时间较长、至少需要全站仪7台。

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方法二:GNSS RTK动态法放样

采用该方法同样将设计坐标导入仪器手簿内,极限情况单人可作业,但对于放样过程中会遇到旋挖机钻杆的信号干扰、高压线信号的干扰等情况,需要灵活机动处理,对工作人员的灵活性有一定要求。
优点:放样快速,极限情况下单人可以操作,人员简单培训即可上岗;
缺点:点位相对精度较差(尤其是高程精度较差),可靠性随周边环境、天气、卫星运行周期等因素可能导致出现较大错误的极限可能;
如果采用全站仪放样成本会大幅增加,项目招聘的测量人员也需要一个加强训练还不一定能够熟练操作全站仪进行外业工作,存在一定的风险。项目施工速度会非常快,采用全站仪一定会耽误现场的施工进度。
经过提前与监理工程师沟通,同时与相邻标段的其他央企沟通,全线都统一采用GNSS RTK动态测量。
如此一来,桩基工作的重点从技术变为管理,这更适合于本项目测量组的现状:人员年轻且全部为外聘。

7.2.2 仪器工作模式的选择及方法验证

根据分公司的统一部署,GNSS全部采用中海达V90系列,全项目共计9台,出去2台基站所用,共计7台移动站,用于日常测量工作,极限情况时,还临时租赁2台,共9台RTK组外业同时工作,时长达两个月。
现阶段一般都采用GNSS RTK工作模式进行桥梁桩基放样,RTK的工作模式主要分为网络、电台、千寻(CORS)三种工作模式,桩基工程主要追求的是精度及可靠性,三种模式主要是在差分数据传输方式上的差别。
因此,首选电台(外置)模式进行桩基放样。
即使如此,RTK确定整周模糊度的可靠性为95~99%,在稳定性方面不及全站仪,这是由于受卫星状况、天气状况、数据链传输状况影响的缘故,不能做到100%的可靠度。但是桥梁桩基放样工作不比常规野外测绘工作,必须做到100.000%的绝对可靠,因此,如何确保放样的准确性至关重要。

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7.2.3 桩基测量防出错管理措施

本项目桩基总量1599根,于2020年4月份完成全部桩基施工,测量人员共配置7个外业独立作业组,放样工区全部采用GNSS RTK模式测量,高峰期单日成桩十多根,太忙了。
(1)RTK放样可靠性及精度的检验
采用RTK放样桩基是有一定风险的,也经过多种方案的比较,根据项目沿线所处地形条件(地势平缓、无高达障碍物),选用外挂电台的差分模式进行。全线共约8km,分别在起点(项目部驻地)、终点(工区驻地)各设置一个独立基站,每个基站传送直线距离不超过4km,可以有效保证差分精度。
为了验证平面坐标、高程测量精度,在两期控制网测量测量完成后(第一期是2019年10月份进场后第一次控制网加密、第二次是2020年3月份解冻后控制网再次加密和复测)对全线进行了复测,复测方法采用两种进行。

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在基站附近校点后沿线全部测点:分别在两个基站附近的控制点校点,沿线约每公里测量一个点,记录坐标和高程,检查差值,这种方法是最大误差检查,最大坐标误差在30mm以内,最大高程在40mm以内,如果不考虑其他的偶然因素,此误差应该为极限误差。

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沿线每1公里校点并检测范围内控制点:自标头/标尾开始,每校一个点后,沿线测量1km内的控制点,然后再在1km处再校点,再测一公里,如此测量完约5km后,再返测。经过两个基准点各测量2个组数据,坐标、高程误差均未超过2.5cm,且在2020年3月份时桩基施工高峰期来临之前完成了第二次测试。
经过这种反复测试,已经清楚采用rtk在本项目所处环境的误差情况,特别第一种情况是一种极限测试,但日常放样其实是第二种情况。

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其实在实际工作中,我要求每校点一次,放样距离不能超过500m,而且要求就近校点,各种规定动作,在桩基放样项目是最多的。
桩基放样前,但是我要备战江苏比赛,会经常不在项目上,因此写了一个书面的技术交底资料。

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桩基测量的主要流程为(本项目均为旋挖钻机):桩位放样、埋设护桩、桩基开挖、护筒埋设、恢复护桩拉线并复测、钻孔、下放钢筋笼、水下混凝土浇筑、桩头开挖-凿除桩头浮浆至设计标高。

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(2)桩基放样测量管理体系

前面说过,桩基测量点位精度无需达到毫米级,更重要的确保点位的可靠性,防止错误出现的可能性比提高至毫米精度更为重要。在桩基施工之初,拟定出了“桩基防出错管理措施”,从各个方面入手严防桩基出错,至今,该措施仍然张贴于办公室墙壁。

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该管理模式为效仿杭瑞洞庭湖大桥桩基础的防止掉钻头的“四个防止”,从各个方面、从源头控制住各种测量出错的可能性。

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在实际工作的桩基施工初期,在标尾进行护筒复测时,出现过一次背锅事件。
我当时正好跟随监理对已埋设钢护筒进行复测和护筒顶标高测量,当时半幅3根桩位都已埋设,复测最外侧护筒是发现偏位有一两米,发现疑问,马上重新换控制点校点,没有问题,再次复测该点位,依然差,再次对当时放样本桩位的其他点位复测,也没有问题。
当时基本可以判定是由于现场钢护筒位置埋设错了,现场当然不得承认了,表示必须测量错了,老马表示“测量不可能错”。
随即现场查看蛛丝马迹,查看数据他们埋设的护筒位置居然是前几天放的红线位置,正好差一两米,这说明现场人员没有及时打设护桩,否则不会出现这个问题,而且放样红线虽然也是木桩标记,但木桩上没有打钉子的,说明劳务队与工人交底没有到位。

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此次事件,双方各执一词,最后到了项目经理那里,拿出我的“防出错管理措施”,不需要做任何多余解释,从此测量工作在现场不存在背锅的事情发生,更不敢轻易怀疑测量的准确性。

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对于桩基放样不出错的核心,现在回头看来还是在于管理,管理的核心还是在于执行,执行的核心还是在于日常的坚持。只有每日不停的反复叮嘱,尤其是交替检核这一块太重要了,能够相互监督(央企有测量公司总部对测量原始记录每日进行检查),执行下去虽然有点难,但是必须执行。

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在这种流程管理下,我总结依然有出错的 可能性,即正好在某根桩的桩位放样、护筒复测时同时卫星运行较大误差的出现,而且运行误差导致两次测量的偏位方向一致且相当,那就没有办法,那就认命吧。除此之外,你想错,都不可能。

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(3)成桩偏位检测方法

首批桩基施工完成后,在开挖之前对全部几十根桩基声测管平面位置进行检测,计算出桩基中心的整体偏位,即时调整现场定位方法,控制桩头的整体偏位。
桩头开挖时,首先采用RTK放样基坑开挖线及开挖标高基准点,由现场施工人员用水准仪引测标高至桩头主筋顶部后,自行控制标高凿除至设计标高。
现场成桩的检测方法有两种。
一是根据钢筋数量均匀的平分拉三根棉线,其交点即为实际桩基中心,测量该交点坐标即可,也可以将测量报检资料与原始记录吻合。
二是将设计中心点放样到桩头,采用钢卷尺丈量该点至钢筋笼各边的距离,以此推算出钢筋笼的中心偏位。
在施工期间,两种方法有时结合进行,都可以。

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