重力式碼頭變形檢測試驗的探討

李超群+黃欽勝

摘 要：文章對重力式碼頭變形觀測以及多種技術模式進行比對，運用近些年工程施工經(jīng)驗，針對不同變形檢測方案的可行性作了探討，且對施工作業(yè)中遇到的問題進行了分析，提出了有效的建議，為重力式碼頭變形觀測與其它工程變形觀測提供借鑒。

關鍵詞：重力式碼頭 變形檢測 試驗

1.工程概況

1.1項目概況

幾內(nèi)亞科納克里集裝箱碼頭為重力式碼頭，其岸線總長為337m，碼頭基槽底標高為變化的，需根據(jù)基礎巖面確定；基床拋石分三層，分別為8～63mm的倒濾層、5～150kg塊石、32～63mm整平石；方塊安裝底標高為-13.5m，頂面標高為+2.3m，胸墻砼為C37/C45，頂標高為+5.0m。碼頭壓腳石為300～500kg塊石，棱體結構為5～150kg塊石。然而，本工程碼頭結構為典型的重力式方塊碼頭，后軌道梁采用鋼管樁基礎，碼頭后方陸域采用海砂吹填形成。主要施工內(nèi)容為碼頭疏浚、碼頭結構施工、后軌道梁施工、護岸施工、陸域回填及地基處理。

1.2工程編制原則

1.2.1全面響應和符合施工合同的原則

嚴格按照施工合同規(guī)定的編制范圍、內(nèi)容、技術要求和規(guī)定格式進行編制。遵守合同文件中的安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保、文明施工等的規(guī)定。

1.2.2堅持科學性、先進性、經(jīng)濟性、合理性與實用性相結合的原則

結合本標工程特點，采用先進的施工技術，采用科學的組織方法，合理地安排施工順序、優(yōu)化施工方案。做好勞動力、物資、機械的合理配置，采用國內(nèi)外可靠、先進的施工方法和施工工藝，力求施工方案的適用性、先進性相結合，做到施工方案科學合理、技術先進，確保實現(xiàn)設計目標。

1.2.3百年大計、質(zhì)量第一的原則

必須堅持質(zhì)量第一的原則。確立質(zhì)量目標，制定創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃，嚴格執(zhí)行質(zhì)量標準及規(guī)范，確保每個檢驗批、分項工程的質(zhì)量達到優(yōu)質(zhì)工程標準的要求，健全質(zhì)量保證體系，保證實現(xiàn)質(zhì)量一流的目標。

1.2.4保證工期的原則

本項目工程工期要求嚴格，必須保證足夠的技術裝備和人員投入，合理安排施工工序，合理安排人員、材料和機械設備，優(yōu)化資源配置。充分考慮臺風、季節(jié)及交叉施工作業(yè)對工期的影響，采取相應措施，以一流的管理，確保合同工期。

1.2.5安全生產(chǎn)，預防為主的原則

運用現(xiàn)代科學技術，采用先進可靠的安全預防措施，確保施工生產(chǎn)和人身安全。

1.2.6文明施工、環(huán)境保護的原則

實行文明施工，重視環(huán)境保護，珍惜土地，合理利用，嚴格遵照當?shù)丨h(huán)保政策和建設單位對本工程環(huán)境保護的要求，精心組織、嚴格管理、文明施工，在方案的編制上力爭把施工對周圍環(huán)境的影響降到最低限度。

2.碼頭沉降檢測方式

2.1基準網(wǎng)安置

水準基準點是整個監(jiān)測工程的最基本的控制點。水準點安置可以和水平監(jiān)測網(wǎng)點安置與選埋結合，埋放位置要重視牢固穩(wěn)定、施工便捷，且以2～3個一組為構點方法。安置在碼頭變形影響范圍以外并且方便長期保留，沒有車輛過往，相對隱秘的位置，水準點的埋放深度大約1mm。水準點、展開測量基礎位置，測量沉降觀測點，依照相關等級水平標準進行觀測。

2.2沉降點安置

重力式碼頭沉降點要安置在可以反映碼頭形變特點又方便觀測的位置，且盡可能與水平位移觀測點安置整合。例如：碼頭為承受、分布由墩身傳遞的荷載，在基樁頂部設置的聯(lián)結各樁頂?shù)匿摻罨炷疗脚_、各個部位的轉(zhuǎn)折角、重力式碼頭接岸位置、吊裝機械臺等等，安置兩個沉降點之間的距離通常保持在20～30m之間。

2.3基準網(wǎng)以及沉降點測量

測量依照的基準點、測量基點與沉降觀察點位置要穩(wěn)固；采用測量儀器、設備不能變動；測量人員要固定；測量時周圍環(huán)境條件幾乎保持一致。

2.4測量時要注意的問題

測量儀器設備必須獲得計量檢測部門認定，且在有效期內(nèi)運用；水準測量使用的標尺一定要對標尺長度測量后確定，算出尺長改正數(shù)。測量要嚴格遵照規(guī)章制度標準進行，二等以上幾何水準測量最為重要。每次測量之前一定對測量儀器設備i角誤差進行測定、校正，i角誤差控制在相關等級水準測量標準以內(nèi)。因為重力式碼頭工作條件相對復雜，測量觀測線路、測量視距很難保持穩(wěn)定。因此，必須要進行改正計算，確保測量結果無誤。

3.碼頭水平位移檢測

3.1測量方式的選用

水平位移變形檢測和沉降檢測相比復雜許多。一等和二等檢測一定安置強制對中基座，對準備選用的監(jiān)測方案以及狀況進行精度估算，選用哪類檢測措施應依據(jù)檢測標準要求以及具體情況而定。在滿足精度要求的前提下，最大可能選用便捷措施以提升測量效率。3.2檢測方式的比較

3.2.1視準線法

在重力式碼頭的變形影響范圍之外兩旁，安置兩個強制對中基座測點，形成一條視準線。水平位移測點安置在視準線上，每隔一段時間測量這些測點在視準線上的偏差距離數(shù)據(jù)，計算出每個測量點在不同時間測量數(shù)據(jù)的偏離值做差，結果就是水平位移值。視準線法具備很多優(yōu)勢，其對測量現(xiàn)場條件沒有特殊要求，測量簡單靈活，可是其受到氣象因素的影響很大，大氣折光的因素導致其觀測條件受到很大局限， 降低測量精準度。

3.2.2引張線法和支距法

在重力式碼頭后安置一條在三角網(wǎng)測量中，經(jīng)精確測定長度的直線段。基線的兩側延長且與碼頭有一定距離的位置另外設立兩個點，作為今后測量的檢查基點。從位移變形觀察點向基線引一條垂線，在垂足設立觀察點，按期檢測位移觀察點和相應觀察點的距離，這個距離稱為支距，運用鋼尺測量重力式碼頭的位移距離。當選用激光測距儀測量位移距離時，測點都要運用強制對中基座，測量誤差先后來自測量儀器設備對中誤差和測距儀自身的精度誤差，最后計算測量精度。此方式具備對測量現(xiàn)場環(huán)境條件要求低， 測量作業(yè)靈活便捷的優(yōu)勢。要求裝備高精度的激光測距儀，設備和測點要采用強制對中基座。引張線法其實是支距法的另外一種測量形式，在碼頭后方基點連接一條線，即引張線。在重力式碼頭后方兩旁各安置一個輔助墩，在輔助墩上對引張線施與水平拉力，促使其處于自由吊掛狀態(tài)，使引張線在平面上投射出一條直線，以這條直線作為測量的標準線。引張線法儀器簡約，節(jié)省資金、步驟簡單、測量時間長、精度優(yōu)良，避免復測周期太長，方便隨時測量，可是其對環(huán)境條件要求嚴格，在測量環(huán)境條件滿足的狀況下確實是種簡潔高效的測量方式。

3.2.3前方交會法

針對裝備測量儀器相對精確的測繪部門，適合運用前方交會法對位移進行測量，這種方式具備對測量現(xiàn)場環(huán)境要求低，測量工作靈活便捷的優(yōu)勢，可是針對位移觀察點和基點形成相對較好的圖形格外必要，這種方法要裝備高精度測量儀器設備，測量儀器和觀測點要采用強制對中基座。但其不適合長時間測量，外部環(huán)境條件對其測量結果影響較大。

3.2.4全球定位系統(tǒng)（GPS）測量

全球定位系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)收集分為的精度和可靠指標，測量基準點應該選擇2～3個，基準點牢靠穩(wěn)定并滿足全球定位系統(tǒng)測量要求，盡可能使測量基準點距離測點300m以上，并且安置在碼頭兩旁。測點要能反映重力式碼頭的變形情況，且可以滿足全球定位系統(tǒng)測量要求。其次全球定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析運用全球定位系統(tǒng)進行檢測，全球定位系統(tǒng)數(shù)量不應低于四部，每次測量2-3個測點， 對測量數(shù)據(jù)進行平差計算，算得每個測點的三維坐標，運用反復觀測對重力式碼頭的變形狀況進行測量。

最后，精度特性和測點相對基準點在水平面內(nèi)的精準程度超過1.0mm；垂直面的精準程度超過1.5mm。全球定位系統(tǒng)測量精準，受到天氣環(huán)境影響較小，能夠適應各種天氣條件，避免重力式碼頭離岸距離的因素影響，能夠?qū)χ亓κ酱a頭實行三維測量。

4.總結

重力式碼頭的構造、周圍環(huán)境條件等因素的差異決定了重力式碼頭測量方式的差別，要依據(jù)現(xiàn)實狀況選用合適的測量方案，不僅確保測量精度，還能保障施工作業(yè)過程中重力式碼頭的安全。另外，在重力式碼頭的施工過程中，為了保證工作效率和整體質(zhì)量，一定重視各個施工技術的科學合理運用，特別是要注重細節(jié)方面的處理，以此盡量減少碼頭出現(xiàn)變形的情況發(fā)生。

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