简谈近岸沉桩施工和测量定位方法
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摘要：在沿海、江河码头、桥梁、风电平台等桩基施工中大多采用打桩船沉桩，水上采用GPS全球定位系统测量确定桩位，岸上采用经纬仪交会控制桩位等方法，这些区域大都水深较深适合用打桩船进行沉桩施工。但如果靠近海岸边、或江河边，水深受潮汐影响或不足打桩船吃水深度，沉桩施工能采用打桩船施工或是可以采取其他的方法施工吗？本文就这一问题简单介绍几种方法，以供参考。
中图分类号：P258 文献标识码：A
近岸打桩船进行沉桩施工
打桩船赶潮水进行沉桩施工
靠近海边水深较浅的区域，要进行打桩船赶潮水沉桩施工。例如：某码头的引桥靠岸几个排架的沉桩施工。该区域低潮一般露出泥面，高潮水深一般在4米左右，沉桩施工如果利用打桩船就得赶潮水，但作业时间有限，作业区域有限，这样的施工进度通常较慢，适用于近岸沉桩数量较少的情况下。
沿岸开挖后打桩船进行赶潮水沉桩施工
近岸、或港池里水深不足打桩船吃水深度的，可以利用挖泥船或挖掘机等机械设备进行开挖，保证打桩船的吃水和作业需要，如下图1.1所示。沿岸开挖应根据实际沉桩数量的多少和开挖工作量的大小进行计算，看采取此方案是否经济合理进行取舍。
3、采用的沉桩定位方法
⑴、在已知的控制点上架设GPS参考站，采用打桩船上的GPS定位系统进行沉桩定位。
⑵、如果打桩船上没有GPS定位系统，我们可以在近岸通视条件良好的位置布设控制点，采用两台经纬仪进行交会控制沉桩定位，有条件时宜使用第三台经纬仪进行桩位的校核。
⑶、如果打桩船上没有GPS定位系统，在近岸通视条件良好的位置布设控制点，可用一台全站仪采用极坐标方法进行沉桩定位，前提是全站仪必须具备免棱镜测量功能。如果沉桩区域在300米以内，那么全站仪具备免棱镜测量范围必须大于300米。现在莱卡、索佳等系列全站仪免棱镜测量能达到300米以上距离，且精度满足沉桩要求。
如果条件容许以上三种方法在沉桩施工中也可以相互校核，来检查沉桩定位的正确性。
二、定位桩或定位架沉桩施工
1、定位桩振动锤沉桩施工
这种方法是在没有打桩船的情况下，水上沉桩采用起重船或吊机进行震动锤吊打（多适用于钢管桩），如图2.1、2.2所示。因为有时水上风浪较大，起重船或吊机在吊桩定位时较为困难，且耗时较多，所以事先打定位桩，施工起来较为快捷，如图2.3所示。
定位桩可利用工程桩第一节桩（钢桩），待排架中间工程桩完成后可用吊机振动锤作业将其拔起，放在该排架其它工程桩位置施打。定位桩桩位偏差可以比工程桩适当放宽，一般控制在30cm以下，保证钢抱箍上能担上槽钢起到稳桩定位作用即可，入土不易太深，一般5～10m左右，保证桩身垂直稳固，如图2.3所示。斜桩沉桩时还应该在槽钢上加焊导向架。
图2.3某工程引桥排架采用定位钢管桩沉桩示意图
2、定位架沉桩施工
在没有打桩船或打桩船无法施工的区域，定位架沉桩施工在沿海和江河沉桩施工中较为常见，且多用于排架桩多；平台、墩台群桩等基础施工。有了定位架，方便了沿岸起重船和吊机振动锤沉桩和其它打桩定位，定位架建成的平台方便了吊机、打桩机、钻机等在上面施工作业。
2.1 便携式定位架沉桩
便携式定位架一般在水下地势较为平坦，水深5m以下比较适用。因为便携式定位架是采用槽钢焊接的整体，如图2.4所示，如果水深大于5m，架子平面太大，自重太重，就不方便起重船和吊机整体吊起就位和来回周转使用。便携式定位架架子因为未入土中，稳定性较差，所以不适于吊打斜桩施工和水上灌注桩施工，适用于作业时间较短的吊打直桩（钢管）施工，如图2.5所示。
图2.4 某工程便携式定架安放 图2.5 某工程引桥墩台采用便携式定架沉桩
2.2整体固定式定位架沉桩
在近岸地形复杂或水下坡度较大，采用其它方法无法沉桩定位施工的情况下，采用整体固定式定位架沉桩。整体固定式定位架就是在水下根据需要先打下多根定位导桩，再用槽钢、钢板或贝雷架等材料焊接连成整体，搭设平台，在上面进行沉桩和其它作业。因为整体固定式定位架施工成本较大，一般应用在桩数量较多，近岸地形复杂的大型平台或群桩的施工中，
如图2.6为整体固定式定位架上吊打桩断面图，如果要打斜桩还应制作导向架；从图2.7、2.8中也可以直观的看到某工程在沿岸使用了整体固定式定位架进行灌注桩和吊打桩施工。
各工程可以根据本工程的特点制作不同样式的整体固定式定位架进行桩基施工和下部结构施工。
3、采用的沉桩定位方法
⑴、在离岸较远的沿海、江河码头、桥梁等工程中，无法用常规测量仪器和方法的，可采用GPS RTK的方法直接放出桩中心，进行沉桩定位。
⑵、如果离岸边距离较近，在近岸通视条件良好的位置可以布设控制点，采用两台经纬仪进行交会控制沉桩定位，有条件时宜使用第三台经纬仪进行桩位的校核。
⑶、在近岸通视条件良好的位置布设控制点，可用一台全站仪（或经纬仪）采用极坐标方法进行沉桩定位，在不便的条件下可以使用全站仪免棱镜测量功能，如上文所述。
在沉桩定位前首先要对导桩和定位架进行粗定位，待整体固定式定位架做好后，再定位桩。如果条件容许以上三种方法在沉桩施工中也可以相互校核，来检查沉桩定位的正确性。
图2.7整体固定式定位架进行灌注桩施工图2.8整体固定式定位架进行吊打桩施工
三、利用起重船（方驳）吊打桩施工
1、起重船（方驳）吊打桩直桩和斜桩施工
在没有打桩船的情况下也可以在起重船（方驳）边上焊接定位架进行吊打桩（钢桩）施工（如图3.1），这样可以大大减少制作定位架的材料和节省施工作业的时间。但要注意这种方法的实施，起重船（方驳）必须保证自身的稳定（锚缆布设合理），进行绞锚移船定位，在无大风浪的情况下进行，否则容易造成打桩偏位较大。
在起重船（方驳）进行斜桩沉桩（钢桩）作业时，首先是要进行定位导向架的制作焊接，还要进行锤起动机构和其它设备的改进，还要加强作业的安全措施，具体内容这里就不一一详谈了，如图3.2所示。
2、采用的沉桩定位方法
在沉桩定位方法上基本和整体固定式定位架沉桩相同，但沉桩定位前要将起重船（方驳）进行粗定位，再精确定位桩，主要有GPS RTK放样定位、交会法控制沉桩定位、极坐标方法（包括利用全站仪免棱镜测量）进行沉桩定位，几种方法根据工程特点仍然可以相互校核。
四、总结
以上几种方法简要的讲述了近岸沉桩施工和测量定位的方法，以便大家在工程施工中参考，在实际施工中应该根据各个工程的特点和实际情况，具体选择施工方法，因地制宜的进行运用，细致的制定施工方案，目的就是为了方便快捷的在沿海、江河码头、桥梁等工程中完成桩基施工及下部结构施工。
参考文献：
1、《港口规划与布置》第二版 2005年人民交通出版社
2、《桩基施工手册》徐维钧主编 2007年人民交通出版社
3、《测量学》河海大学2006年国防工业出版社
4、《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010测绘出版社
5、《水运工程测量规范》 JTJ203-2001人民交通出版社
6、索佳30RK系列、莱卡TC系列全站仪说明书等