橋梁空心薄壁墩施工測(cè)量控制的影響因素分析

李培俊

（山西路橋第三工程有限公司,山西 忻州 034000）

0 引言

山西省呂梁國(guó)道改線工程橋梁所處地形復(fù)雜，為深溝峽谷中，地面起伏較大，深溝中空心薄壁墩較高，最高達(dá)到58 m，因此高墩柱測(cè)量是施工的關(guān)鍵所在。進(jìn)場(chǎng)以來(lái)根據(jù)初步設(shè)計(jì)文件對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的勘測(cè)，在接收到施工圖紙后對(duì)施工圖紙進(jìn)行了詳細(xì)的復(fù)核，在圖紙復(fù)核已基本完成的基礎(chǔ)上，為保證橋梁墩柱的垂直度，由項(xiàng)目部測(cè)量人員采用拓普康os-101 型全站儀對(duì)橋梁下部構(gòu)造進(jìn)行垂直度控制。施工測(cè)量控制人員已到位，測(cè)量設(shè)備已安裝，正在進(jìn)行調(diào)試，待調(diào)試完成進(jìn)行校準(zhǔn)及標(biāo)定后驗(yàn)收備案即可投入使用。

1 施工測(cè)量控制

1.1 施工測(cè)量

山西省呂梁國(guó)道改線工程空心薄壁墩墩身高度較高，必須嚴(yán)格控制測(cè)量放線的精度?？傮w方案利用GPS 點(diǎn)和加密導(dǎo)線點(diǎn)實(shí)現(xiàn)橋梁平面控制。由于墩身較高無(wú)法采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程控制，采用精度較高的全站儀按三角高程測(cè)量對(duì)墩身高程進(jìn)行控制[1-2]。

1.2 平面控制測(cè)量

橋梁平面控制測(cè)量采用全站儀，對(duì)加密導(dǎo)線點(diǎn)按閉合導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，按測(cè)量規(guī)范要求進(jìn)行平差，平差結(jié)果滿足測(cè)量規(guī)范要求，可以作為平面控制在施工中使用[3-4]。

1.3 高程控制測(cè)量

高程控制測(cè)量在利用設(shè)計(jì)提供高程控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上采用精度較高的全站儀按三角高程測(cè)量法對(duì)加密導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行高程測(cè)量，采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量線路進(jìn)行平差，平差過(guò)程采用四等水準(zhǔn)要求進(jìn)行平差，平差結(jié)果均滿足四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求，可以作為控制高程在施工中使用[5-6]。由于墩身較高，受氣溫風(fēng)力影響會(huì)來(lái)回微微擺動(dòng)，尤其是作為起升材料的塔式起重機(jī)附著于墩上，因此測(cè)量控制選擇一個(gè)時(shí)間段相對(duì)固定（早晨7：30—下午5：30）、氣溫相對(duì)恒定的時(shí)間段來(lái)測(cè)量，這樣測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)才有可比性。

1.4 施工放樣

因?yàn)槎丈肀容^高，每次支立模板前測(cè)量員對(duì)墩身的位置進(jìn)行精確放線為支立模板提供依據(jù)，模板加固后測(cè)量員再對(duì)模板平面位置進(jìn)行復(fù)核，準(zhǔn)確無(wú)誤后方可澆注混凝土，該節(jié)混凝土澆注完成后再次對(duì)墩身平面位置進(jìn)行復(fù)核以調(diào)整下一節(jié)模板的支立位置，如此循環(huán)地進(jìn)行墩身的施工[7-8]。

2 墩身線性控制

在每個(gè)空心薄壁墩底部設(shè)三個(gè)永久性的墩心定位點(diǎn)，用混凝土制作埋設(shè)細(xì)鋼筋頭作為測(cè)量對(duì)中標(biāo)志。當(dāng)墩柱的施工高度達(dá)到一定值時(shí)，因?yàn)槎罩敃?huì)在風(fēng)力作用下產(chǎn)生擺動(dòng)，如果用地面上的墩心定位點(diǎn)來(lái)控制柱頂中心及模板垂直度時(shí)就會(huì)影響其測(cè)試精度，所以在已澆筑的墩身上搭設(shè)平臺(tái)以設(shè)置墩心定位點(diǎn)[9-10]，見圖1。

圖1 墩心定位點(diǎn)示意圖

3 工程實(shí)例分析

山西省呂梁國(guó)道改線工程主線起點(diǎn)位于方山縣北武當(dāng)鎮(zhèn)韓莊村北側(cè)約800 m 處，起點(diǎn)樁號(hào)為K20+500，然后路線向南布設(shè)，跨越X466（峪松線）及峪口河后至碌碡梁，設(shè)碌碡梁隧道，出碌碡梁隧道后路線沿界溝東側(cè)往南布線至于家梁，然后換岸至界溝南側(cè)并折向東南方向布線至滴水崖，此后設(shè)羊走嶺隧道往南穿越羊走嶺至東皇背塔，終點(diǎn)樁號(hào)為K29+092，路線全長(zhǎng)8.619 km。連接線起點(diǎn)LK0+000，接主線K20+300 處，路線沿溝往西布線至圪針灣村，然后避開廠房向北布線，與舊209互通式立體交叉之后向南，至花家坡村背后，設(shè)花家坡隧道，接原起點(diǎn)（LK4+505 斷鏈后），路線向西經(jīng)峪口鎮(zhèn)至石板梁，而后布設(shè)2 070 m 長(zhǎng)隧道（分離式隧道）穿越黑里山至閆家峁上跨太中銀鐵路呂臨支線后進(jìn)入臨縣境，臨縣境路線經(jīng)黃家坡至新舍窠接入省道218 線。

3.1 工程數(shù)量與技術(shù)參數(shù)

主線：大橋3 090 m/3 座，天橋96 m/1 座；40 m T梁205 片，30 m 箱梁197 片。連接線：大橋1 690 m/7 座，現(xiàn)澆跨線橋107 m/1 座，小橋32 m/2 座，40 m T 梁130片，30 m 箱梁80 片，10 m 空心板14 片。合計(jì)有40 m T梁335 片，30 m 箱梁277 片。見表1。

表1 橋梁技術(shù)參數(shù)表

3.2 地形地貌對(duì)測(cè)量的影響

項(xiàng)目區(qū)地處Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元呂梁—太行斷塊內(nèi)，所處的Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元為太行山塊隆。位于太行山塊隆的南部區(qū)域。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象為不穩(wěn)定斜坡和煤礦采空區(qū)；特殊性巖土主要有濕陷性黃土。

3.2.1 不穩(wěn)定斜坡

發(fā)育有2 處不穩(wěn)定斜坡，位于路線K43+360～K43+950 段，發(fā)育在沖溝右岸斜坡上。

3.2.2 采空區(qū)

受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，走廊帶內(nèi)采煤層為石炭系上統(tǒng)太原組地層中的9#、15#煤層，開采方式全部為巷道式開采，私挖濫采的段落內(nèi)開拓方式有平硐式、豎井式，村辦煤礦開拓方式為斜井式，回采率均低，一般回采率在20%～30%之間。根據(jù)采掘情況將采空區(qū)劃分為四個(gè)段落，分別為小窯私挖濫采形成的K43+200～K44+200 段、K49+500～K49+700 段，村辦煤礦開采的K44+200～K45+820 段（后河煤礦）、K45+820～K46+700 段（平城鎮(zhèn)北街煤礦）。

3.3 與測(cè)量相關(guān)的橋梁技術(shù)指標(biāo)

與空心薄壁墩柱測(cè)量相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)見表2。

3.4 空心薄壁墩施工測(cè)量

3.4.1 墩柱軸線偏位和墩柱中心水平位移的測(cè)量

在確定墩柱中心實(shí)際位置后利用全站儀和導(dǎo)線控制網(wǎng)根據(jù)墩柱中心設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行放樣，以確定墩柱中心的理論位置。對(duì)比墩柱中心實(shí)際位置與理論位置可測(cè)量出墩柱中心的水平位移、墩柱軸線的偏位。同時(shí)全站儀采用棱鏡確定點(diǎn)位，在高空墩心施工時(shí)由于風(fēng)力等外界荷載的影響棱鏡會(huì)隨墩柱一起擺動(dòng)，一臺(tái)儀器無(wú)法準(zhǔn)確地控制點(diǎn)位。此時(shí)采用兩臺(tái)全站儀同時(shí)觀測(cè)，用交會(huì)法確定墩柱的中心位置[11-12]。

3.4.2 全站儀檢查模板

全站儀檢查模板上口4 個(gè)角點(diǎn)平面位置后將置棱鏡于模板上口角點(diǎn)上測(cè)出實(shí)測(cè)坐標(biāo)，求出ΔX 與ΔY 值，把測(cè)量結(jié)果換算成縱橫向偏差值后依標(biāo)準(zhǔn)判定模板安裝是否合格。對(duì)照全站儀檢查的結(jié)果，若檢查結(jié)果合格則可判定模板安裝合格，若兩者差值超過(guò)2.0 mm 則分別重新檢查[13]。

3.4.3 空心薄壁墩施工測(cè)量對(duì)人員的要求

（1）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)工作開展的安全和測(cè)量管理、制定項(xiàng)目實(shí)施方案、管理制度制定及現(xiàn)場(chǎng)管理工作并負(fù)責(zé)其他管理工作和事務(wù)。

（2）技術(shù)負(fù)責(zé)人。技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)測(cè)量過(guò)程中的所有技術(shù)環(huán)節(jié)提供技術(shù)支持，編寫技術(shù)方案并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行成果審核的同時(shí)配合項(xiàng)目負(fù)責(zé)人開展項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)，以及技術(shù)指導(dǎo)與培訓(xùn)等工作。

（3）推行以師帶徒、以老帶新的制度。通過(guò)簽訂師徒合同的方式明確師徒雙方權(quán)利與義務(wù)、培養(yǎng)內(nèi)容、培養(yǎng)目標(biāo)及考核措施等，建立一師多徒、一徒多師的新型師徒關(guān)系。導(dǎo)師帶徒以班組、部門為學(xué)習(xí)單元，針對(duì)部分測(cè)量人員實(shí)踐操作能力相對(duì)薄弱的實(shí)際情況，師傅結(jié)合崗位技能培訓(xùn)和安全生產(chǎn)，針對(duì)不同工種的難點(diǎn)、重點(diǎn)以及工作中容易出現(xiàn)的測(cè)量問(wèn)題去開展測(cè)量理論知識(shí)講解和現(xiàn)場(chǎng)操作授課。徒弟可隨時(shí)針對(duì)測(cè)量操作過(guò)程中遇到的疑難問(wèn)題向師傅提出疑問(wèn)，雙方共同探討才能加快測(cè)量技術(shù)人員的成長(zhǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于上述，可得出以下結(jié)論:

（1）專業(yè)人員進(jìn)行橋梁空心薄壁墩施工測(cè)量前要進(jìn)行導(dǎo)線、水準(zhǔn)復(fù)測(cè)。在整個(gè)復(fù)測(cè)過(guò)程中，由測(cè)量工程師和專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量，隨后將復(fù)測(cè)結(jié)果報(bào)監(jiān)理部審批。

（2）編制完成各危大工程的專項(xiàng)施工方案后對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，根據(jù)施工圖紙將結(jié)構(gòu)物平面位置、橋梁主線及公路占地紅線放樣完成。

總之，無(wú)論是平面控制測(cè)量還是高程控制測(cè)量，橋梁空心薄壁墩的線性控制是十分重要的。