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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
3.2 桩基础工程测量问题的相应对策
3.2.1 场区控制测量。
任何测量工作第一步都是先做好控制测量，其重要性不言而喻。针对以前野外施工中存在的具体问题，我们从影响测量质量和工作效率的每一个细节入手，形成了一套系统的野外施工细则，有效的提高了野外施工质量和效率，在规范、细则、质量、效率之间达到了新的平衡和新的综合效益。
以下是我在山东东营大唐电厂建立场区 GPS 控制测量案例：
（1）收集已有资料情况。
由于测区位于海边且为黄河三角洲湿地地区，以前为黄河淤积地区，常有海水慢入，致使测区附近没有国家三角点和水准点，在山东省测绘局收集到的三角点，最近的还达到 10 公里之远，并都在测区西南侧，不利于控制点布网测量，经实地寻找没有找到；水准点则更远，最近的也有 36 公里，经实地寻找也没有找到。
最后在东营市油田设计院收集并找到，由济南军区 72386 部队 2002 年所测设的东营沿海大地控制网点（D 级 GPS 点）：桩 11 计量站、东营港、收费站北、排涝站南，坐标系统均为 1980 西安坐标系，高程系统均为 1985 国家高程基准，高程均为三等支线水准高程。
收集并找到 III 海港环 4 三等水准点，经现场踏勘标石保持完好，标石为三角点瓷标石。
（2）平面控制测量。
平面坐标系统采用 1980 西安坐标系，中央子午线为 118 度 30 分。利用三台双频 Trimble GPS 仪器在测区范围内按 GPS E 级精度布设了 8 个点 GPS1、GPS2、GPS3、GPS4、GPS5、GPS6、GPS7、GPS8,并联测了已知点东营港、收费站北、排涝站南三点。新布设的 GPS 点均为固定桩，其中，GPS7、GPS8 为水泥桩（十字标示），GPS1~GPS6 为水泥路面钢钉。
测量时采用静态的观测方式，开机前量取天线高至毫米，关机后再量取天线高，两次量天线高互差小于 3 毫米，取平均值为最后结果。时段长度为 30min,卫星数不少于四颗，卫星高度角≥15°，数据采样间隔 10s,点位几何图形强度因子 PDOP 值小于 6.
观测完毕后，GPS 网外业观测数据由传输软件传入计算机，然后由数据处理软件自动完成环闭合差报告（图 3.2）、基线解算报告。
基线解算后，将已知点间的基线进行两差改化与理论边长比较，距离相对中误差只达到 1/20000 的精度要求，而网中基线改化后的距离与光电检测距离比较，距离相对中误差最低为 1/140000,最高为 1/770000,这说明控制网本身观测精度较高，而已知点虽为 D 级 GPS 点，但点间内符合精度仍然较差，不能够同时作为本次平面控制的起算点。
已知点检核完毕后，分别以两点、单点作为约束点，对 GPS 网进行约束平差，比较六个平差结果发现，以两点作为约束点的平差结果中的距离相对中误差较低，而以单点作为约束点的平差结果中的距离相对中误差较高，其中基线改化后的距离与坐标反算距离比较，距离相对中误差最低为 1/28000,最高为 1/33000;坐标反算距离与光电检测距离比较，距离相对中误差最低为 1/25000,最高为1/33000,因此利用单点约束的平差结果较为合理。具体约束平差报告如下：
通过比较分析，已知点收费站北点位于控制网的中间位置，以此作为约束点较为合理，因此本次平差采用以收费站北作为起算点的平差结果，最弱点点位中误差为±7.2mm,最弱边相对中误差 1/28000 ,满足规程规定的点位中误差限差±10cm 和最弱边相对中误差 1/16000 的精度要求。
（3）高程控制测量高程系统采用 1985 国家高程基准。由于桩 11 计量站点与排涝站南点距离测区较近，因此将此两点作为本次高程控制的起算点，III 海港环 4 三等水准点只作为高程校核点。
使用 TOPCON DL-102 电子水准仪，采用四等水准测量方式，首先对 III 海港环 4 三等水准与桩 11 计量站点进行往返联测，水准路线长 4.16 公里，高差较差为 37.5mm,满足规程规定的±40.8 精度要求，因此桩 11 计量站点可以作为本次高程控制的起算点。
然后在桩 11 计量站点与排涝站南点之间进行高程附合测量。水准路线由排涝站南点起，沿着 GPS 控制点 GPS1、GPS2、GPS3、GPS4、GPS5、GPS6、GPS7、GPS8 的顺序，最后附合到桩 11 计量站上，水准路线长 7.3km,闭合差为 12mm,满足规程规定的闭合差限差±53.7mm 的要求；每公里高差全中误差为±4.5mm,满足规程规定的±10mm 的精度要求，因此排涝站南点可以作为本次高程控制的起算点。
以桩 11 计量站点与排涝站南点作为起算点，对此附合线路进行简易平差，按距离长度将改正数均匀地分配到各段高差内，最后根据各段高差，算出各点的高程值。
3.2.2 桩位定位测量。
建筑物的定位是根据场区控制点，按照蓝图设计的坐标，把建筑物外围轮廓的主轴线之间的交点（即角桩），利用测量仪器放样到地面上，以此为准来放样建筑物桩基位置的轴线和桩位，这就是建筑物桩基的定位测量。
正确的工程桩基础定位测量操作为：
（1）编写桩位测设图及说明书。首先，确定以矩形墙体外廓的中心线或弧形的墙体十字轴线、圆心轴线做主轴线。其次，以场区设在控制网的西南角的基准点为起算点，该点坐标可以假定，建立场区坐标系统[17-18].再次，以建筑物西南角为起始，从左到右，从下到上开始编写桩基点号。最后，依据甲方、设计提供的场区水准点，拟定高程测量方案。
值得注意的是，在有的工程中，甲方和设计如果没有特殊要求，对于桩基坐标系统可以用设计原有坐标系（多为国家坐标系统或城市独立坐标系统），施工单位也可根据实际情况和施工需要自行编制桩基点位编号。
（2）桩位轴线测设相关质量控制。
桩位轴线测设是以建筑物的定位矩形网作为基础进行引桩的测设，一般采用极坐标法测设引桩[19-20].引桩的桩顶不能比地面太高或太低，要齐平或略高，并在引桩周围撒下白灰线。在桩位轴线放样完成后，应及时对轴线间距和轴线线长进行测量，实测距离与设计距离之间的误差，单排桩为±1cm,群桩为±2cm.
经甲方和监理现场检验，当轴线测量精度符合设计要求，方可测设承台桩位。
在测设承台桩位时，对同一承台桩位间的实测距离与设计长度之差不应大于±2cm ,对相邻承台桩位间的实量距离与设计长度之差不应大于±3cm,在桩基点位精度符合规范（表 3.20）要求时，才能进行下一施工工序[21-23].
（3）桩基施工过程中的纠偏。
测量人员将桩位的中心位置测设后，先在改点挖深坑，埋设护筒。
护筒埋设完毕后，需要对桩位进行重新放样，并在护筒外引出十字线。
钻机钻头或预制桩中心对准护筒内的桩位中心点，即可施工。在施工过程中，要对桩基点位和垂直度进行复测、纠偏。钻机工作人员可以根据护筒外的十字引线对点位进行复核，当偏移超过±5cm 时，进行纠偏，调整钻机、钻头。误差过大，则需要回填重新施工。在施工过程中，也会出现十字引线的 4 个点位遭到破坏，此时，需要利用全站仪等测量仪器重新复测点位。在垂直度的观测过程中，除了钻机自带调整角度垂直系统外，还可以通过光学仪器如全站仪等、水平尺或者铅锤进行垂直度进行测量调整。当钻头进入到较硬的岩层时，纠偏工作才能停止，最后灌注混凝土成孔后，对桩位中心进行复测，其结果作为竣工资料使用。
3.2.3 桩基础力学测量质量控制方法。
（1）严格执行基准梁及基准桩安装工艺标准。
一般情况下，基准桩与试验桩（图 3.8）、锚桩与试验桩（图 3.9）的中心距大于等于 3D.根据基准桩的点位确定基准梁的长度，其常用高跨比值大于等于 1/40.通常选用型钢作为基准梁，将其牢牢地架设在基准桩上。基准梁的一端固定，另一端自由支撑；为防止变形，要避免阳光直射基准梁；在基准梁的周围要设置照明和取暖设备；或用隔热材料包裹基准梁，将温度影响减到最低。根据基准桩的点位确定基准梁的长度，其常用高跨比值大于等于 1/40.
（2）根据检测结果确定处理方法，检测结果分类原则。
判断 III、IV 类桩是否影响承载力，需要对该桩进行静载试验。 对于 III、IV 类桩的处理，大致归纳为以下几种方法：
1、修补：注浆补强（图 3.10）、外包、截断接桩、复合地基、结构处理（图3.11）。一些桩的质量缺陷可以经过加工处理，桩基质量能达到使用要求的，相关单位要出具质量问题调查报告和质量处理方案；经建设单位、设计单位和监理单位审核通过后，承包单位方可进行质量处理；处理完毕后相关单位统一验收。
2、 限制使用（结构卸载、减荷、限制使用功能）。
3、 返工（补桩）一些桩因质量问题，需要补桩或加固，根据相关单位研究，给出处理方案后，承包单位对该桩重新处理；处理完毕后相关单位统一验收。
4、 上报有关单位。当该桩已经完全作废，失去利用价值时，需要将实际情况上报设计、甲方、监理等相关部门。经设计单位重新计算，设计出新的桩基位置和桩长，由施工单位进行再次测量、打桩，完毕后由相关单位统一验收。
