港口工程施工水准点应布设在受施工影响小、不易发生沉降和位移的地点,数量不应少于( )个。
A 、3
B 、1
C 、2
D 、4
【正确答案:C】
一、施工控制网的特点
与勘测设计阶段的测图控制网相比,施工控制网具有以下特点:
1)控制点的密度大,精度要求较高,使用频繁,受施工干扰多。这就要求控制点的位置应分布恰当和稳定,使用方便,并能保证在施工期间桩点不被破坏。因此,控制点的选择、测定及桩点的保护等项工作,应与施工方案、现场布置统一考虑确定。
2)在施工控制测量中,局部控制网的精度要求往往比整体控制网的精度高。如有些重要厂房的矩形控制网,精度常高于整个工业场地的建筑方格网及其他形式的控制网。在一些重要设备安装时,也往往要建立高精度的专门施工控制网。因此,大范围的控制网只是给局部控制网传递一个起始点的坐标和起始方位角,而局部控制网则布置成自由网的形式。
二、施工控制网的形式
施工控制网分为平面控制网和高程控制网两种。前者采用三角网、导线网、建筑基线或建筑方格网等;后者则采用水准网。
选择平面控制网的形式,应根据建筑总平面图、建筑场地的大小和地形、施工方案等因素进行综合考虑。对于地形起伏较大的山区或丘陵地区,常用三角测量或边角测量方法建网(图11-1的“Ⅲ”部分);对于地形平坦但通视比较困难的地区,如扩建或改建的施工场地;或建筑物的布置不很规则时,则可采用导线网(图11-1的“Ⅱ”部分);对于地面平坦而简单的小型建筑场地,常布置一条建筑基线(图11-2),组成简单的图形作为施工放样的依据;而对于地势平坦,建筑物众多且布置比较规则和密集的工业场地,一般采用建筑方格网(图11-1的“Ⅰ”部分)。总之,施工控制网的形式应与设计总平面图的布局相一致。
图11-1 施工控制网的布设形式
采用三角网作为施工控制网时,常布设成两级。一级为基本网,以控制整个场地为主,可按《城市测量规范》的一级或二级小三角测量的技术要求建立。另一级是放样网,它直接控制建筑物的轴线及细部位置。它是在基本网的基础上用交会法或其他方法加密的。当厂区面积较小时,可采用二级小三角网一次布设。
采用导线网作为施工控制网时,也常布设成两级,一级为首级控制,多布设成环状,可按城市一级或二级导线的技术要求建立。另一级为加密导线,用以测量局部建筑物,可按城市二级或三级导线的技术要求建立。以下着重介绍建筑基线和建筑方格网的布设方法。
三、建筑基线
1.建筑基线(建筑轴线)的布设
如图11-2,建筑基线是建筑场地的施工控制基准线。即在场地中央测设一条长轴线和若干条与其垂直的短轴线,在轴线上布设所需要的点位。由于各轴线之间不一定组成闭合图形,所以是一种不甚严密的施工控制。它适用于总图布置比较简单的小型建筑场地。
建筑基线的布设,是根据建筑物的分类、场地地形等因素确定的。常用的形式有“一”字型、“L”型、“十”字型和“T”型(图11-2)。
建筑基线的布置要求是:
1)主轴线应尽量位于厂区中心,中央通道的边沿上,其方向应与主要建筑物轴线平行,主轴线的定位点(即主轴点)应不少于三个,以便检查点位有无变动。
2)基线点位应选在通视良好和不易破坏的地方。为了能长期保存,要埋设永久性的混凝土桩。
2.建筑基线的测设方法
(1)施工坐标系与测图坐标系的换算
图11-2 建筑基线的布设形式
为了便于建筑物的设计和施工放样,在设计总平面图上,建(构)筑物的平面位置常采用施工坐标系(又称建筑坐标系)的坐标来表示。施工坐标系的坐标轴通常与建筑物主轴线方向一致。坐标原点设置于总平面图的西南角上,纵轴记为A轴,横轴记为B轴,用A,B坐标标定各建筑物的位置。如P点的设计施工坐标为(100.000,135.000)即A=100.00,B=135.000,表示沿 A 轴100m,沿 B 轴135m。如果建筑基线或建筑方格网的施工坐标系与测图坐标系不一致,则在测设前,应先将建筑基线或建筑方格网主点的施工坐标换算成测图坐标,然后进行测设。如图11-3所示AOB为施工坐标系,XO1Y为测图坐标系。设1为建筑基线上的主点,它在施工坐标系中的坐标为(A1,B1),在测图坐标系中的坐标为(X1,Y1),(X0,Y0)为施工坐标原点O在测图坐标系中的坐标,α为X轴与A轴之间的夹角。欲将1点的施工坐标换算为测图坐标,则公式为
建筑工程测量
若将测图坐标换算为施工坐标,其公式为
建筑工程测量
图11-3 施工—测图坐标系的转换
(2)建筑基线的测设
建筑基线的测设方法,根据建筑场地的情况不同,主要有以下两种:
1)根据建筑红线测设。在老建筑区,建筑红线是由城市建设规划部门测设的,可用作建筑基线测设的依据。如图11-4,AB,AC是建筑红线,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ是建筑基线点,则从A点沿AB方向量取d2定Ⅰ′点,沿AC方向量取d1定Ⅰ″点。通过B,C作建筑红线的垂线,沿垂线分别量取 d1,d2得Ⅱ,Ⅲ点,则ⅡⅠ″与Ⅰ′Ⅲ相交于Ⅰ点处,精确观测∠ⅡⅠⅢ,若其角值与90°之差超过限差,则应对点位进行调整,直至符合要求。如果建筑红线完全符合作为建筑基线的条件时,可以直接将其作为建筑基线使用。
2)根据测量控制点测设。在新建筑区,建筑场地没有建筑红线作依据时,可根据建筑基线点的设计坐标和附近已有控制点的关系算出测设数据,然后测设基线点位。如图11-5,A,B为附近已有的控制点,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ为选定的建筑基线点。首先根据已知控制点和待测点的坐标关系反算出测设数据β1,d1,β2,d2,β3,d3,然后用经纬仪和钢尺以极坐标法(也可用其他方法)测设Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ点。
图11-4 根据建筑红线测设基线
图11-5 根据控制点测设基线
由于存在测量误差,测设的基线往往不在同一直线上(如图11-6中的Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ),故尚需在Ⅱ点安置经纬仪,精确测出∠ⅠⅡⅢ。若此角值与180°之差超过限差,则应对点位进行调整。调整时,将点Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ沿与基线垂直的方向各移动相等的调整值,其值按下式计算
图11-6 基线点位的调整
建筑工程测量
式中:δ——各点的调整值(m);
a,b——分别为ⅠⅡ,ⅡⅢ的长度(m);
ρ″=206265″。
例如:图11-6中,a=100m,b=150m,∠ⅠⅡⅢ=179°59′10″,则
建筑工程测量
当∠ⅠⅡⅢ<180°时,δ为正值,Ⅱ点向上移动,Ⅰ,Ⅲ点向下移动;若∠ⅠⅡⅢ>180°时,δ为负值,点位调整方向与上述相反。此项调整应反复进行,直至误差在允许范围内为止。
除了调整角度外,还应调整Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ点之间的距离。先用钢尺检查Ⅰ,Ⅱ及Ⅱ,Ⅲ间的距离,若丈量长度与实际长度的相对较差大于1/10000,则以Ⅱ点为准,按设计长度调整Ⅰ,Ⅲ两点。
建筑基线测设除上述两种方法外,还可以利用已有建(构)筑物或道路中线进行测设,其方法与利用建筑红线测设相同。
四、建筑方格网
1.建筑方格网的布设
由正方形或矩形格网组成的施工控制网称为建筑方格网,或称矩形网。它是建筑场地中常用的控制网形式之一,适用于按正方形或矩形布置的建筑群或大型高层建筑的场地。建筑方格网主轴线与建筑物轴线平行或垂直。因此,可用直角坐标法进行建筑物的定位,测设较为方便,且精度较高。但由于建筑方格网必须按照总平面图布置,其点位易被毁坏,测设工作量也较大,所以目前正逐渐被导线所代替。
布设建筑方格网时,应根据建(构)筑物、道路、管线的分布,结合场地的地形等因素,先选定方格网主轴线(图11-7中A,B,C,D,E为主轴线点),再全面布设方格网。布设要求与建筑基线相同,另需考虑以下几点:
1)主轴线点应接近精度要求较高的工程。
2)方格网的轴线应彼此严格垂直。
3)方格网点之间应能长期保持通视。
4)在满足使用的前提下,方格网点数应尽量少。正方形格网边长一般为100~200m,矩形格网边长视建筑物的大小和分布而定,一般为几十米至几百米的整数长度。
2.建筑方格网的测设
(1)主轴线测设
图11-7 建筑方格网主轴线的测设
首先根据原有控制点坐标与主轴线点坐标计算出测设数据,然后测设轴线点。如图11-7,先测设长主轴线ABC,其方法与建筑基线测设方法相同,然后测设与ABC垂直的另一主轴线DBE。即在B点安置经纬仪,瞄准C点,顺时针依次旋转90°、270°,并根据主点间的距离,在地面上定出 E′,D′两点。精确检测∠CBD′和∠CBE′。求出Δβ1=∠CBD′-270°和Δβ2=∠CBE′-90°,若大于10″时,则按l= 式计算出方向调整值D′D和E′E。将D′沿垂直于BD′方向移动DD′的距离,将E沿垂直于BE′方向移动EE′距离。Δβ为正时,逆时针改正点位;Δβ为负时,顺时针改正点位。点改正后,应检测两主轴线交角是否等于90°,其较差应小于±10″,否则应重复校正。另外尚需校核主轴线点间距离,相对精度应达1/10000。
(2)方格网点的测设
如图11-1,沿纵横主轴线精密丈量各方格网边长定出1,2,3,4,5点。按设计长度检测A1,12等边长,相对精度应达1/10000。然后将经纬仪分别设置在2,5点处,精密地测设出90°,用交会法定出方格网点6,并用木桩固定点位。同法可测设其余网点位置。网点位置的检核方法与主轴线检核相同,若控制精度要求较高时,还需用控制点对网点坐标进行检核。最后应埋设永久标志。
五、施工场地的高程控制测量
对施工场地的高程控制的要求是:第一,水准点的密度尽可能满足在施工放样时一次安置仪器即可测设所需的高程点;第二,在施工期间,高程控制点的位置应保持不变。因此,在测绘地形图时所敷设的水准点并不一定适用,并且密度也不够,必须重新建立高程控制网。当场地面积较大时,高程控制网可分为首级网和加密网两级布设,相应的水准点称为基本水准点和施工水准点。
1.基本水准点
基本水准点是施工场地高程首级控制点,用来检核其他水准点高程是否有变动,其位置应设在不受施工影响、无震动、便于施测和能永久保存的地方,并埋设永久性标志。在一般建筑场地上,通常埋设三个基本水准点,布设成闭合水准路线,并按城市四等水准测量的要求进行施测。对于为连续性生产车间,地下管道测设所建立的基本水准点,则需要采用三等水难测量方法进行施测。
2.施工水准点
施工水准点用来直接测设建(构)筑物的高程。为了测设方便和减少误差,水准点应靠近建筑物,通常可以采用建筑方格网点的标志上加设圆头钉作为施工水准点。对于中、小型建筑场地,施工水准点应布设成闭合水准路线或附合水准路线,并根据基本水准点按城市四等水准点或图根水准测量的要求进行施测。
为了施工放样的方便,在每栋较大的建筑物附近,还要测设±0.000水准点,其位置多选在较稳定的建筑物墙、柱的侧面,用红漆绘成上顶为水平线的“▽”形。
四点起吊、三点平衡 静压式预应力管桩的应用越来越广泛,本文就静压管桩施工质量控制作分析与探讨。
一、静压桩施工方法控制1 、施工前应设置测量基线与水准点,基线应设置在不受施工影响处。2 、桩混凝土需达到100 %的设计强度后方可运输进场,起吊时捆绑牢固,起吊点符合力学原理要求,在距桩顶端0. 2 米处设置吊点,吊索与桩之间要加衬垫,起吊时平衡起升,避免碰撞和震动。桩堆放时要按长度分类堆放,堆放场地坚实平整,且承重点设置在吊点附近距端部0. 2 米处,堆高不超过2 层,两端桩错落长度不大于10 厘米。3 、桩的吊点定位,利用桩架附设的起重钩吊桩就位。4 、采用静压法施工,桩架挺杆和桩帽将预应力管桩嵌固,在桩架的两滑道中间,桩位置及垂直度经校正后开始沉桩,桩就位要仔细检查桩身质量。送桩时,应采用钢制送桩器放于桩头上将桩送入。施工时注意送桩器和工程桩对齐,以轴线重合为准则。当工程桩送到设计深度时,可将送桩器拔起,起拔送桩器采用桩架上导向滑轮钢绳上钩子挂好,启动卷扬机,慢慢拔起。5 、当第一节桩施压到离地面1 米时,起吊第二节桩,与底节桩对好并复核垂直度无误后,开始施焊。焊接符合要求后,再施压沉桩,桩顶离地面1 米再起吊第二节桩,续施工就位。复核焊接垂直施焊沉桩,直到施工完毕。施焊前先检查上下桩接触面。再复核垂直和上下节桩的同心度,确认无误差或误差很小时再全面焊接。焊缝分两次满焊,焊缝应连续、饱满。焊后应清除焊渣。接桩动作应迅速尽量保证连续施工。
二、静压桩质量控制要点(一) 质量预控1 、建立质量管理网络,进行图纸会审和设计技术交底,制定质量评定制、质量奖罚制度、质量例会制度、质量问题处理制度。2 、质量责任制:分工明确,贯彻执行质量责任制定期进行督促检查,做到奖罚分明,责任到人。3 、施工员、质检员、测量员、桩机司机、电工、焊工等施工人员必须持证上岗。4 、查看有勘察资质的单位出具的正式地质勘察报告,供静压桩施工时参考。5 、进行技术交底,严格按照施工方案施工。施工方案必须具有针对性,措施具体,施工流程清楚,顺序合理。6 、工程质量检验制度,包括原材料设备进场检验制度施工过程的检验施工结束后的抽样检测。(二) 过程质量控制1 、管桩质量,对管桩进行外观检查,尺寸偏差和抗裂性检验。施工现场着重检查砼抗压强度能否达到设计要求。管桩有否明显的纵向、环向裂缝、端部平面是否倾斜、外径壁厚、桩身弯曲是否符合规范要求。混凝土强度是否达到要求,产品质保书、合格证、检测报告是否符合要求和齐全。不合格产品不得用于工程。2 、压桩机传感设备是否完好,桩机配重与设计承载力是否相适应。3 、现场预应力管桩堆放整齐,布局合理。打桩顺序应根据邻近建筑物情况、地质条件、桩距大小、桩的密集程度、桩的规格及入土深度综合考虑,兼顾施工方便。4 、桩部端焊接桩部端焊接很重要,要检查焊条质量,设备适用完好率。焊完后必须保证一定暂停时间,间歇时间超过3 分钟为好。5 、垂直度通常用两台经纬仪、夹角90 度方向进行监测。须注意第一节桩桩尖导向必须垂直地基表面有坚硬石块必须清除,使桩身达到垂直度要求。6 、压桩过程压桩过程碰到硬土层,不能用力过猛,管桩抗弯能力不强往往容易折断,抬架时也要轻抬轻放。否则一是造成桩身开裂二是易发生桩架倾斜倒塌事故。(三) 检验(验收) 控制桩基完成后依据国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》J GJ 106 - 2003 规定对管桩质量评定。1 、管桩低应变动力检测(反射波法) 测量桩身完整性(桩身评定等级分四类) 。2 、管桩高应变动力检测:主要评价桩身完整性和计算单桩极限承载力。3 、管桩静力载荷试验:主要检测极限承载力,沉降量回弹后残余变形情况。4 、管桩拉拔试验:主要检测极限承载力。
三、出现问题与事故处理1 、桩身断裂:桩在沉入过程中,桩身突然倾钭错位,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,桩身出现回弹现象,即可能桩身断裂。主要原因:桩身在施工中出现较大弯曲,在集中荷载作用下,桩身不能承受抗弯度桩身在压应力大于混凝土抗压强度时,混凝土发生破碎制作桩的水泥标号不符合要求,砂、石中含泥量大,石子中有大量碎屑,使桩身局部强度不够,施工时在该处断裂桩在堆放、起吊、运输过程中,也会产生裂纹或断裂。预防措施:施工前,应清除地下障碍物。每节桩的细长比不宜过大,一般不超过30 在初沉桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正。桩打入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移动桩架来纠正。接桩时,要保证上下两节桩在同一轴线上桩在堆放、起吊、运输过程中,应严格按照有关规定或操作规程执行普通预制桩经蒸压达到要求强度后,宜在自然条件下再养护一个半月,以提高桩的后期强度。治理方法:当施工中出现断裂桩,应会同设计人员共同研究处理办法。根据工程地质条件、上部荷载及所处的结构部位,可以采取补桩的方法。2 、沉桩达不到设计要求:桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制。一般情况下,以一种控制标准为主,与另一种控制标准为参考,有时沉桩达不到设计的最终控制要求。主要原因:勘探点不够或勘探资料粗略,勘探工作以点带面。致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误,有时因为设计要求过严,超过施工机械能力或桩身砼强度桩机及配重太小或太大,使桩沉不到或沉过设计要求的控制标高桩身打断致使桩不能继续打入。预防措施:探明工程地质情况,必要时应作补勘,正确选择持力层或标高防止桩身断裂,打桩时注意桩身变化情况。3 、桩顶位移:沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移或桩上升现象。主要原因:桩数较多,土层饱和密实、桩间距较小。在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩一起被涌起。在软土地施工时,由于沉桩引起的空隙压力把相邻的桩推向一侧或涌起桩位放线不准偏差过大施工中桩位标志丢失或挤压偏离,施工人员随意定位桩位标志与墙、柱轴线标志混淆搞错等,造成桩位错位较大选择的行车路线不合理土方开挖方法及顺序不正确。预防措施:沉桩期间不得同时开挖基坑,需待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,一般宜两周左右基坑开挖注意有一定排水措施,留置边坡。基坑边不得堆放土方,基坑较深应分层开挖认真按设计图纸放好桩位,设置明显标志,并做好复查工作,选择合理桩机行车路线。4 、桩身倾斜:桩身垂直偏差过大。原因分析:场地不平、有较大坡度。桩机本身倾斜,则桩在沉入过程中会产生倾斜稳桩时桩不垂直,送桩器、桩帽及桩不在同一条直线上。预防措施:场地要平整,如场地不平,施工时应在打桩机行走路线加垫木等物,使打桩机底盘保持水平。5 、接桩处开裂:接桩处出现开裂现象。原因分析:采用焊接连接时,连接处表面未清理干净,桩端不平整焊接质量不好,焊缝不连续、不饱满、焊肉中夹有焊渣等杂物焊接好停顿时间较短,焊缝遇地下水出现脆裂两节桩不在同一条直线上,接桩处产生曲折,压桩过程中接桩处局部产生集中应力而破坏连接。预防措施:接桩前,保证连接部件清洁接桩时,两节桩应在同一轴线上,焊接预埋件应平整服贴。