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橋梁水上打樁的安全性和精度研究

文檔作者：胡輝文檔來源：廣東長大工程船舶服務有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年07月06日
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橋梁水上打樁的安全性和精度研究
■胡　輝　■廣東長大工程船舶服務有限公司，廣東　中山　５２８４３７
摘　要：隨著我國基礎設施建設的不斷進步，橋梁建設已成為交通運輸行業不可
缺少的工具和載體。毋庸置疑，科學技術的進步促進了橋梁建設的發
展。水上打樁是橋梁建設中最重要最關鍵的過程，本文通過對水上打樁
的安全性和精度的分析，為橋梁建設中的安全管理和精度控制提出了幾
點建議。
關鍵詞：水上打樁　安全性　精度
橋梁一般屬于水上建筑，不同于陸上建筑，橋梁建筑一般具有質量
要求高、工程大、周期長、危險性高的特點，因此必須在橋梁建筑的過程
中，加強各個環節的安全管理，尤其在打樁的過程中，應合理利用現代
化的機械設備控制好精度，同時提高作業的安全性，維護施工人員的切
身利益。
１　橋梁建設的基本流程
立項階段：項目建議書或立項申請書，發改批準立項；分析階段：工
程可行性研究同時還會有相關的專項評估報告（環境、航道、漁業、地質
災害、地震、雷電等等）投資估算。發改批準估算，專項報告報相關主管
部門審批；初步設計階段：方案設計、初步設計（一階段初步設計、兩階
段初步設計）、設計概算。交通或建設主管部門評審圖紙，發改批準概
算；施工圖設計階段：施工圖設計、施工圖預算。主管部門審查圖紙，財
政批預算；招標階段：招標文件、合同備案（主管部門）。施工準備階段：
規劃許可（規劃）用地許可（國土）、施工許可（建設）、航道許可（航
道）、質量安全報監（質量安全監督站）施工階段：根據方案按步驟完成
項目［１］。驗收階段：竣工驗收（質監站備案）、檔案移交（檔案館）。
施工過程中較重要的步驟是實施打樁，打樁所用的主要工具是打
樁船。打樁船是用于水上打樁作業的必備工具，船體結構為鋼箱型，打
樁架安裝于甲板的端部，可前后左右以適應不同方位的打樁需要。打
樁船為非自航船，牽引時用推（拖）輪就位。隨著近幾年新式打樁船的
出現，它被廣泛應用于橋梁、碼頭、水利工程施工。打樁船配配有打樁
錘、樁架和附屬設備。在樁架前部兩根平行的豎直導桿之間安裝樁錘，
通過樁架吊起，導向架設置在樁架前以控制方向。其技術參數包括沖
擊基數，沖擊動能和沖擊頻率。打樁船一般配有工作間或維修間，可以
對簡單的問題（例如焊接）進行修復。另外應嚴格先關操作維護規格書
的要求，要及時進船塢沖洗船底，噴涂油漆等。
２　水上打樁的安全控制
（１）水上打樁作業人員必須遵守安全操作規程，嚴格執行施工組織
設計和安全技術措施。大雨、大霧或風力大于六級以上的惡劣天氣，嚴
禁作業。遇有臺風警報時，必須采取有效的避風措施。打樁船上油料
應有防曬、防雨措施，必須配置滅火器材，并嚴格動火審批。電源電線
和開關箱接線正確牢靠，絕緣良好，觸電保護器靈敏有效。按要求劃定
水域范圍，保證打樁船安全作業，經港監部門批準發布通告后，按要求
設置警示標志。打樁前應嚴格檢查樁機各部件，確保制動有效，保證鋼
絲繩完好無損，潤滑良好，樁錘吊鉤吊環及保險無變形、損壞，樁管的垂
直度在規定范圍內。運樁船應按打樁順序合理裝載，打樁船從駁船上
取吊樁時，應對稱取員，防止樁船偏重，出現樁滑動和船只傾覆。暫停
作業時，應將樁錘放至船面或樁架上的機械擱置塊上，不得懸吊在空
中。嚴禁錘頭懸吊上空時，進行檢修作業。作業中，發生故障，應停機
放下樁錘，查找原因，排除故障后方可繼續作業［２］。
（２）水上打樁作業人員應穿救生衣，并配備救生船派潛水員值班監
護。必要時，應配交通指揮監督船，防止船只進入打樁區域。若打預制
混凝土樁或鋼板樁，不準在船板的帶纜樁、架斜拉吊，嚴防樁架傾倒。
作業后，應將錘頭放至船面或樁架上的機械擱置塊上，各部件制動住，
操縱桿至零位。打入水面以下的樁或被潮汐淹浸的樁，應設明顯標志，
以防撞斷樁或損壞船底。在船上的打樁人員，不準在打樁船甲板的帶
纜樁、繩纜通過的牙口、船纜兜角處停留或休息，防止被纜繩傷害。作
業人員經由交通船上下船的過程中，要待交通船停穩系牢后按秩序上
下，交通船不準超載，在大風大雨的天氣中應暫停運送，交通船與上下
人員的地點高差超過１ｍ時，需使用梯子，禁止從交通船上蹦跳。水上
打樁作業受風浪、潮汐、地質水流等諸多因素的影響較大，實際打樁過
程中會遇到各種問題，必須認真分析解決，及時采取有效措施，保證作
業的安全性。
３　水上打樁的精度控制
為了保證打樁精度的準確性，現代工程中常采用ＲＴＫ定位技術，
以下將分析ＲＴＫ在水上打樁中的精度控制。
３．１　ＲＴＫ定位技術介紹
基于載波相位發明了ＲＴＫ定位技術，用以對觀測值進行實時動態
定位，實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，精度可達到厘
米級。在ＲＴＫ作業模式下，通過數據鏈，基準站把觀測值和測站坐標
信息傳送到流動站。流動站接收來自基準站的信息，并采集ＧＰＳ觀測
數據，并在中央系統內組成差分觀測值，并對觀測值實時處理，不到一
秒鐘就可得出厘米級定位結果。在定位過程中，只要能保持四顆以上
衛星同時觀測，相位觀測值和必要的幾何圖形就能確定，流動站就可隨
時得出厘米級定位結果［３］。
３．２　ＲＴＫ技術在水上打樁工程的應用
３．２１　基本理念
橋梁建筑中，用樁基支撐上部的結構物，應用最多的樁是鋼筋混凝
土樁和鋼樁，在實際的建設中，除了布置直樁外，還有一部分斜樁，斜樁
和水平方向和垂直方向都有角度，給斜樁的定位和計算帶來了空間概
念，使定位計算復雜化。引入ＲＴＫ測量技術為工程帶來了便利性。
３．２２　打樁的定位類型和測量方法
水上打樁的定位通過經緯儀或全站儀控制施工基線、平面位置和
標高，水上打樁不同于陸上打樁，定位測量離岸遠，必須用到ＲＴＫ等定
位技術。在實際施工中，一般利用水準儀在事先設好的施工水準點控
制樁頂的標高。樁基作業屬于隱蔽工程，通過水準儀控制樁頂標高，及
時觀察打樁作業過程中的貫入度、入土深度和相關坐標的變化等相關
數據和資料，為樁基的質量監測提供必要的理論數據。
３．２３　打樁定位系統配置和坐標系的建立
利用ＲＴＫ定位技術進行打樁定位時，不可直接用定位儀定位樁
身，ＲＴＫ定位儀安裝在船體上，對船體進行定位，定位系統采用分級方
式，把免棱鏡激光測距儀安裝在船體的適當位置上，以船體為參照物，
及時跟蹤測定樁身位置，實現對樁身的定位，保證ＲＴＫ定位系統的定
位精度，這種方式可使精度達厘米級。
在實際施工中，采用高程比較法測量樁頂高程，具體方式是在打樁
架下部合適位置設置一臺免棱鏡激光測距儀，由ＲＴＫ定位儀推算出測
距儀的實時高程，為了使接收到的數據通過計算機處理后得到樁頂的
實際高度，觀測人員只需通過測距儀后側的攝像機觀測出測距儀激光
紅點打在樁身上的刻線的讀數，保證在打樁過程中測量出樁頂高程的
連續變化。
在ＲＴＫ技術的實際應用過程中，常在打樁船上安裝２－３臺接收
機和一臺傾斜儀測量船體的位置，下圖是定位儀在船體上的布設。
定位模式可以分為以下兩種：（１）粗略定位：假定樁與船體的位置
保持不動，曹勇三臺ＲＴＫ接收機來測定船體的位置，或者用兩臺ＲＴＫ
接收機和一臺雙軸數字傾斜儀，也可用三臺ＲＴＫ接收機和一臺雙軸數
字傾斜儀，保證數據間的校核，提高觀測精度。（２）精密定位：假定樁和
船之間相對移動，對于抱樁器而言樁體在運動，在粗略定位的基礎上，
用免棱激光測距儀測定樁身的位置，確定樁中心相對于船體的變化量，
通過計算機處理得到精確坐標系［４］。（下轉第１９８頁）
·１９４·
２０１５年第１４期（總第１６７期）　　　　　　　　　　　　　　江西建材　　　　　　　　　　　　　　　　　　　交通工程
圖５－５　注漿加固效果圖
６　監控量測
為確保ＷＳＳ注漿不對周邊建筑、地面交通以及成型管片造成影
響，加固過程中要做好監測，主要監測內容包括有：地面沉降、建（構）筑
物監測、隧道管片監測、聯絡通道監測等。
６．１　地面沉降、建（構）筑物監測
在聯絡通道附近２０ｍ范圍內，對地表沉降、周邊建（構）筑物進行
沉降監測，聯絡通道中心線的地面隆起和沉降量應控制在＋１０～－
３０ｍｍ以內。
（１）地面沉降：在聯絡通道軸線上，沿中心線每５ｍ布置一沉降監
測點，每１０ｍ設一監測斷面，監測斷面以通道軸線為中心向兩側２ｍ、
４ｍ、７ｍ、１１ｍ、１５ｍ、２０ｍ各布置一沉降監測點。
（２）周邊建（構）筑物：在距離聯絡通道２０ｍ范圍內的建筑物上布
點，每棟建筑物布點數不少于３個。
沉降監測頻率在注漿期間每天監測１次，遇特殊情況應適當增加
監測次數。地表沉降日變量報警值±３ｍｍ。
６．２　隧道管片監測
對聯絡通道兩側各２０ｍ范圍內，隧道內的水平及垂直方向的收斂
變形、沉降變形、防水滲漏進行監測。收斂變形和沉降變形測點每１環
布設，監測頻率在注漿期間每天監測１次，遇特殊情況應適當增加監測
次數。隧道內沉降監測日變量報警值±３ｍｍ、累計變量報警值±
１０ｍｍ。
６．３　聯絡通道監測
聯絡通道在開挖、初襯噴射混凝土和二襯時進行洞內拱頂下沉、收
斂變形、底部隆起監測。共設３個斷面，聯絡通道內均勻對稱布設，監
測頻率從開挖到二襯澆筑完成１次／天，之后２天一次，直到數據收斂。
隧道內沉降監測日變量報警值±３ｍｍ、累計變量報警值±１０ｍｍ。
７　結束語
ＷＳＳ注漿技術不僅適用于軟弱地層和不良地質條件下復雜土層的
注漿工程，在處理一些緊急涌水、涌沙的搶險工程更顯示其快速凝結以
及適用各種環境便于操作的優越性。尤其對其它地基處理方法解決不
了的高難度工程更顯示了極大的優越性，隨著地鐵建設事業的進一步
發展，ＷＳＳ注漿技術將得到更加廣泛的應用，本文通過對已出現涌水涌
砂聯絡通道進行ＷＳＳ工法補充加固的闡述，并確保聯絡通道開挖安全
的成功案例，為昆明地區在土體加固方面提供有價值可參考資料。
參考文獻
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１００－１０２．
（上接第１９３頁）
３　結束語
公路路基施工中高邊坡的處理并不少見，特別是從２０世紀中后
期，隨著工程的增多和范圍的擴大，高邊坡處治更是進入了“壯年期”。
高邊坡所在的地區不同、設計不同就會有不同的施工方法，積累不同的
施工經驗，獲得不同的工程效益。為此，面對高邊坡勤思善變，靈活變
通，針對不同的地質、不同原因，提出有特色的切實可行的施工方案來
科學應對，在保證施工質量、施工進度的前提下更好的解決路基施工中
高邊坡問題，合理縮小造價縮短施工工期，有效的改善高邊坡處理措
施，可以為企業增加更多的經濟效益。
參考文獻
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２０００
（上接第１９４頁）
４　結語
傳統的水中打樁定位，都在岸上設置經緯儀或全站儀進行遠距離
定位，工作效率低，精度差。在現代的橋梁建筑中，除了要做好打樁的
安全性控制外，還要提高測量的精確度，必須結合現代科學技術，在前
人施工的基礎上不斷創新，找到更高效更可靠的測量辦法，推進我國橋
梁建筑的發展。
參考文獻
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
１８－２３．
（上接第１９５頁）
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材，２０１４，２０∶１６４－１６５．
作者簡介：熊金星（１９８８年５月６日生），男，漢，江西南昌，本科學
歷，現有職稱：助理工程師；從事工作（專業）：施工員；研究方向：路橋。
·１９８·

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