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【题目】国内桩基工程测量困境分析
【第一章】桩基测量工作质量的保证研究绪论
【第二章】我国建筑工程测量中存在的问题
【3.1】测量制度、仪器设备和队伍方面的改进对策
【3.2】桩基础工程测量问题的相应对策
【第四章】桩基点位测量和力学测量的相互影响
【结论/参考文献】桩基工程测量技术改进研究结论与参考文献
第 2 章 国内建筑工程测量中存在的问题
2.1 测量制度、仪器设备、队伍方面的问题
2.1.1 工程测量管理制度未真正落实。
《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2007）要求，建筑工程测量管理制度包括以下几个方面内容："测量组织和人员的管理、施工桩橛交接和施工复测管理、测量资料的管理、测量设备和仪器的管理"等[1],这些测量管理具体内容都列在《国家一、二等水准测量规范》中，施工单位需根据工程实际情况加入工程测量内容，确保工程测量工作的有序、合理开展。但在国内，不少建筑工程并没有严格执行或详细制定、补充工程测量操作的管理制度，施工责任制度模糊，即使建立详细完善的工程测量操作管理制度，管理工作人员也并未按照制度规定落实安全测量操作管理，使得建筑工程测量操作混乱，许多测量工作不按测量工艺和标准执行，降低了测量结果的准确性。
2.1.2 测量仪器设备管理十分混乱。
《城市测量规范》（CJJ8-99）规定，在建筑工程测量中，仪器和设备的使用需遵循以下原则[2].
虽然在类似桩基等工程测量设备仪器管理上，国家有明确的规定，但在实际操作中，工程测量仪器管理十分混乱。首先，工程测量人员作为建筑工程施工操作的一线人员，长期在户外工作，工作环境艰苦，所承担的责任风险很大，所以测量相关人员转行或者离职现象时常发生，测量机械和设备管理工作交接频繁，管理不当或者管理混乱常有发生，阻碍工程测量工作的正常开展；其次，当前国内许多的施工企业采用传统的测量仪器，设备更新换代速度慢，难以适应目前工程测量技术要求，导致测量工作缓慢，测量结果不精确等问题，不利于工程质量水平的提高；最后，出现设备维护保养不足、设备使用不按照规程开展等问题，导致设备损坏和数据丢失，而这些问题平时得不到重视，通常都是在出现测量数据明显错误后才意识到问题的严重性。工程测量仪器一般都是非常精密的仪器，有很高的操作标准要求，一点小的误差都会给整个工程质量带来很大影响。
2.1.3 测量人员整体技能水平不高。
一方面，测量人员技术参差不齐。在对我国工程测量人员专业技能水平进行调查后了解到，我国工程测量人员整体文化水平和技能水平不高：从文化水平情况来看，在所调查的 5000 多名从事工程测量人员中，本科及以上学历比例为17.6%、大专学历比例为 23.5%、中专及以下学历占 58.9%;从专业技能水平情况来看，在所调查的 5000 多名从事工程测量人员中，高级工程师所占比例14.7%、测量工程师所占比例 28.8%、参加过测量技术培训人员所占比例为20.4%,剩余的工作人员都是由其他技术员、施工员兼职[3].
由此可见，我国工程测量人员文化水平和专业技能水平不高，虽然有很大一部分测量人员经过职业培训，但只是掌握基本的测量操作技术，没有独立的工作经验，对于一些比较复杂的仪器的测量操作一知半解，根本无法胜任工程测量工作，整体工程测量质量得不到保障。此外，国内建筑工程测量行业缺乏高级测绘人员，一些能够熟练运用测绘新技术的人才更是少之又少。
另一方面，测量施工队伍缺少相关的安全意识。在我们国家，我所接触到的一些基础施工队伍来看，相关公司领导和具体基础施工人员没有安全意识，不设安全人员，桩基测量人员也缺少安全培训。很多公司的管理者比较在意的是经济效益，能赚多少钱，他们经常忽略现场桩基测量施工人员的生命安全问题和工程质量安全问题，只在乎工程进度、施工费用。为此，不惜偷工减料，减少工作流程，缺少质量安全控制，突发状况应急预案等。我所说的桩基施工在基础工程中占有十分重要的地位，对建筑行业的健康、快速发展意义重大，所以从事桩基测量人员必须得到专业技能和安全培训，了解安全施工制度，加强安全施工意识。
2.2 桩基础施工测量技术问题
桩基础施工与测量有关的技术问题包含两大方面：一是桩基的点位测量技术问题，其内容有审图，现场控制点的收集与校验，实地桩轴线的测设与校验，桩基在施工中的纠偏调整，桩基成孔后的复测，竣工图的测量与绘制等；二是桩基力学的测量。
2.2.1 桩基点位测量问题。
（1）桩基设计蓝图。
就当前我国建筑施工队伍和规划设计单位比较多，业务水平参差不齐，有不少单位在设计建筑桩位楼型甚至轴线坐标都有抄袭和设计不合理之处。例如，2012 至 2013 年，我在大连东港商务区负责吉林银行和一方中耕楼桩基础施工项目时，发现设计图纸中标注的楼桩和轴线尺寸和坐标不符，该蓝图不能作为施工依据，需要返回到设计院重新修改。
如图 2.1 是东港商务区的大连一方置地有限公司 H07 地块中的 1#楼设计蓝图的电子版桩位轴线图。
我们先要根据图上两个点坐标在 CAD 绘图软件上进行缩放、旋转、平移，检验第三个点是否与标注坐标一致，并且检查桩位和轴线尺寸标注是否正确（如图 2.2）。经验证，标注的 3 组坐标和轴线长度、尺寸等无误，可以作为施工蓝图使用。
（2）控制点的收集与校验。
在对我国建筑工程桩基础点位测量结果进行分析了解到，桩基础点位测量结果不精确的问题一直存在，测量结果的不精确会对桩基础的正常使用造成直接的影响，甚至会对整个工程质量带来不利影响。对桩基础测量结果造成直接影响的因素很多，这些单个因素或者多个因素相互作用就会造成测量结果的不精确。点位放样的准确与否首先取决于控制点的准确。我们需要收集场区的控制点坐标，以及相关坐标系统参数，高程系统参数等，特别是采用 GPS 测量的时候，需要准确地录入这些相关参数。
我国目前常用的坐标系为 1954 年北京坐标系（现在已经停止使用），1980年西安坐标系，WGS84 坐标系，和 2000 国家坐标系。但在我国一些地区地理位置处在 3 度带或 6 度带变形比较明显的边缘区域，就要谨慎对待，确保测量精度。
例如大连地区中央子午线在 121 度 30 分左右，当地相关部门为解决变形问题，工程项目基本采用当地大连城建坐标系，在北京 54 坐标系的基础上，Y 轴加常数为 30000,中央子午线为 121 度 30 分，大连旅顺则采用在北京 54 坐标系的基础上，Y 轴加常数为 50000,中央子午线为 121 度 30 分。
在我国，高程系统通常采用 1956 黄海高程系统和 1985 国家高程基准。在大连地区因为地理位置邻近海域，当地高程系统除了 1956 黄海高程和 1985 国家高程，还有当地理论深度基准面、最低潮位等等高程基准，具体情况要看甲方和设计要求。
我们要进行规范化操作来获取控制点位置的转换参数。获取点位转换参数的过程是：在测区四周 GPS 的控制点上架设 GPS 接收机，进行静态观测，采集各个控制点的 WGS-84 坐标与该点的独立坐标系坐标，利用同一个点位的两个坐标计算出转换参数。尽量用 4 个或 4 个以上的控制点参与测量和坐标计算，检查转换参数是否准确、可靠。控制点位置要尽量选取在通视条件好，四周无遮挡，没有信号干扰的地方，控制点不易被破坏，且覆盖场区。已知控制点选取尽量分布在场区周围，而不是集中在某一端。
测量后解算出的控制点相关数据和参数后，就要实地对控制点进行校验，校验方法可以采用全站仪进行边长、坐标检测，当其精度满足测量要求时，方可进行现个场轴线和桩位放样测量。
（3） 桩位轴线放设和检验问题与桩位放样纠偏。
在建筑施工测量中，无论建筑物大或小，都有一条或几条相应的建筑基线，可布设成方格网形式，作为平面控制网，也称作建筑方格网。
根据已知控制点坐标和高程，进行仪器架设，对控制点核实无误后，进行建筑基线坐标现场放样测量。采用的方法可以是极坐标法、角度交会法、或距离交会法来测设定位点。在三种方法中，极坐标法适用性最强，也是用得最多的一种方法。
在桩基础的施工放样过程中，按施工方法的不同通常分为打入式和钻孔桩。
打入桩基础是预先将桩制好，按设计位置和深度打入地下；钻孔桩是在基础的设计位置上钻（挖）好桩孔，在桩孔内放入钢筋笼，并浇筑混凝土成桩。在施工过程中，容易出现钻孔孔位因为震动或其他原因发生、甚至因为地质条件不好桩位发生偏移，并且垂直度不能保证，影响桩基承载力，最终影响工程质量。因此，在桩基打入或钻孔时纠偏工作变得十分重要。
（4） 竣工图测量与绘制。
竣工总平面图是指在施工后，施工区域内的地上、地下建筑物及构筑物的位置和标高等的编绘与实测图纸。对于隐蔽工程，回填前要实测位置和标高，做好记录，绘制草图。绘制竣工图的比例尺一般为 1:500,其坐标系统、图幅、注记比例符号等应与原设计图纸一致，并符合现行总平面图设计的有关规定。在编绘时，应详细核实，与设计不符之处，以实测为准（如图 2-3）。竣工图绘编完后，应经原设计单位和施工单位技术负责人审核、会签。
竣工图编绘的具体方法如下：1、决定竣工总平面图的比例尺，应根据企业的规模大小和工程密集程度规定小区内 1:500 或 1:1000,小区外 1:1000 或 1:5000.2、绘制竣工总平面图坐标方格网，图纸最好采用聚酯薄膜，不易损坏。3、将控制点展绘到图纸上对临近方格网而言，允许误差为 0.3mm.4、将设计总平面图内容按其坐标绘于图纸上。
2.2.2 桩基力学测量问题。
《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014），桩基础测量内容。
在对建筑工程桩基础测量现状分析了解到，施工企业通常采用如下测量流程。
在对桩基础承载力测量常用流程分析了解到，我们容易忽略考虑桩身缺陷、桩身截面连续性、地质条件、设计图桩基础位合理性的检测，为确保桩基础测量的精确度和准确性，需细化桩基础测量流程。
此外，在对许多施工单位桩基础测量操作分析了解到，桩基础测量中还存在以下几点常见错误：
（1）力学测量技术应用不合理。
就当前我国桩基础力学测量技术应用现状来看，最常用的桩基础测量方法是静载荷试验、动力测桩这两个。其中，采用静载荷试验的方法开展桩基础测量，主要运用堆载联合法、地锚法、孔底预埋顶压法、堆载平台法、锚桩法等这些操作方法；而运用动力测量桩基础质量一般采用高应变法、低应变法、声波透射法等。总的来看，测量技术和方法的运用种类还是比较广泛的，各个施工单位可以根据工程实际测量需要，选用合理的测量技术与方法，从而提高桩基础测量的灵活性和准确性。
在桩基础测量设备不断更新换代的情况下，许多新型桩基础测量技术在国外出现，我国亦积极引进这些新型设备开展桩基础测量，虽然能够在一定程度上提高桩基础测量效率，但由于国内测量人员对新型测量设备掌握程度不深，所以运用过程中还是存在一定的操作失误问题。例如：超声波透射法实行桩基测量过程中，要严格控制反射或者透射所到来的影响，但在实际操作中会忽略这一方面的问题，测量结果出现偏差的情况时有发生；或者高应变动测法操作过程中必须严格控制操作力度，才能有效降低因测量过度所导致的桩基础结构破坏的事情发生。
（2） 测量结果不够精确。
在对我国建筑工程桩基础测量结果进行分析了解到，桩基础测量结果不精确的问题一直存在，测量结果的不精确会对桩基础的正常使用造成直接的影响，甚至会对整个工程质量带来不利影响。对桩基础测量结果造成直接影响的因素有很多，这些单个因素或者多个因素相互作用就会造成测量结果的不精确。具体表现为：静载试验的内容和操作不符合；最初记录内容乱涂乱改，观测时间不合理；基准梁的长度安置太短；竖向荷载-沉降 Q-S 曲线、沉降-时间对数 S-Lgt 曲线绘制不准确[5-7]；低应变检测中锤重、落距、力量及参数的选择等等。
（3）静载测试技术存在的问题。
①桩头处理问题。
桩头部位是承载力静载荷试验中较为关键部位，它要承受竖向和偏心荷载。
为了保证试验正常进行，桩头和桩基必须进行处理。先由静载检测单位与甲方、监理、和设计单位根据图纸和实际情况现场圈定需要实验的桩基，然后对桩基周围进行挖槽、或回填石子，碾压整平，用与放置静载试块，然后对选中的桩头进行修理打磨，并戴上桩帽。
试验时，桩头未按要求处理，质量不达标，最终桩头破碎，试验失败（如图2.5）。图中 Q-s 曲线中，荷载达到 3600KN 时，试验桩帽破裂，沉降加大，之后荷载作用到箍筋和桩帽上，沉降幅度减小，究其原因乃是采用的混凝土标号不对。
②连接筋问题。
连接筋（如图 2.6）的弯弧不按规范处理，试验时容易发生拉断等问题，无法保证试验正常进行。
③电力供应问题。
当现场试验发生断电情况时，会对试验结果产生较大的影响。
④外界因素的影响问题。
图 2.8 是传感器在试验过程中受到外力地击打，测量结果出现偏差。
