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打桩船高精度沉桩工艺在大桥钢管复合桩的应用摘要：随着打桩船沉桩技术的进步目前通常采用GPS-RTK打桩定位技术进行钢管复合桩位的高精度定位。相比于传统的GPS定位技术该技术具有测量精度高数据可靠测量速度快动态监测等优势全天候运行等优点现已成为大型打桩船必不可少的关键技术。文章通过实例阐述GPS-RTK打桩定位技术在大桥钢管复合桩工程中打桩船高精度沉桩工艺的应用情况。关键词：打桩船；精度；沉桩；研究引言近啄甏笮偷目绾4笄殴こ讨鸾ピ龆啵海上桩基工程的施工多采用大型打桩船方法该方法带动桥梁建设科技进步也促进先进设备及关键施工技术的应用因此具有广阔的深海水域能源资源的开发利用前景。然而在海上桩基施工工作中桩位精度一直是众多学者研究的课题。目前GPS-RTK技术由于使用方便、快捷越来越被广泛使用。该技术在工程项目中使用时具有很高的精度如港珠澳大桥的建设过程中就采用了这种技术此外GPS-RTK技术往往需要结合其他技术来确保测量精度。实践证明打桩船高精度沉桩采用定位GPS-RTK技术能显著的提高工程质量。1工程实例1.1概况港珠澳大桥非通航孔桩基采用钢管复合桩其桩长为75m重90t属超长超重桩根据《大桥质量管理制度》中对钢管桩的精度要求钢管桩桩顶平面偏位≤10cm桩顶高程≤±10cm垂直度≤1/250是普通规范限差的2.5倍沉桩精度要求高。本项目施工水域位于江河中心位置风浪大水流急暗涌频繁潮汐类型属于不规则的半日潮混合潮型日不等现象明显施工水域附近航道较多高速客船、各类货船航行频繁施工环境相当恶劣。1.2施工方案设计采用大型打桩船沉桩法进行施工。大型打桩船沉桩法有以下优点：成孔速度快效率高能在较短的时间内完成工程计划；机械设备需求量较少材料周转便捷可以有效的控制施工成本。其缺点如下：受环境影响较大尤其江海上风浪的影响；打桩船需要先进的作业操作系统要求各环节具有较高的施工工艺。1.3“长大海基”打桩船的主要参数主尺度：74.75m×27m×5.2m；吃水：3.0m；桩架高度：100m；桩架打桩变幅：±18.5°；桩架起重变幅：6°～20°；双钩联吊最大起重量：250t；植桩直径：800-3200mm；植桩长度：85m+水深；移船绞车：8×35t；锤型：BSPCGL-370/IHCS-600；定位系统厘米级GPS定位系统。1.4施工工艺流程海上沉桩流程为：前期准备（调试桩基定位系统）运输钢桩沉桩船就位打桩船运桩就位机械立桩管桩进龙口移船就位稳定船身、控制好龙口竖向角度调整桩位平面借助GPS精准定位、拉紧缆绳桩自沉借助GPS调整船位和龙口压上柴油锤和替打借助GPS重新调整船位和龙口启动小冲程锤击管桩正常锤击管桩利用GPS软件分析角度变化并及时调整锤击频率满足沉桩控制条件后停锤估测桩偏位起吊锤和替打移船取桩。1.5海上GPS-RTK技术GPS-RTK系统常用于打桩船定位系统GPS-RTK技术是海上GPS打桩定位系统的主要技术该技术包括了传统的测量技术、电子传感技术、实时分析和处理数据等功能。首先基准站GPS接收机设在岸上已定的控制点上然后将3个移动台GPS接收机安装在打桩船后侧的适当位置。在移动台上使用已知精度坐标和采集的载波相位用微分求解坐标。该项目使用的“长大海基”打桩船装配一套高精度打桩定位系统系统硬件包括三台TrimbleR7GPS流动站两台高精度测距仪一台高精度侧倾仪等组成。TrimbleR7GPS流动站以RTK方式实时控制船体的位置、方向和姿态由测距仪测得的实时桩中心与测距仪相对距离最后根据船体姿态和相对关系计算出实际钢管桩中心位置从而实现对桩身的定位和定向。桩架上安装有1台高精度倾斜仪（纵、横向精度为0.01度）其显示的纵、横向倾斜度与需打设的钢管中心线一致。通过前后调整桩架、左右船舱注入平衡水达到对钢管纵、横向垂直度的控制。桩顶标高由安装在桩架上的“高程监测系统”实时测定。GPS、测距仪、倾斜仪所测得的数据实时传送至控制室计算机中再通过软件显示在屏幕上。1.6系统设计精度及功能模块在精密设备的安装和操作之前按照系统的设计和设备的精度（双GPS-RTK）得到的平面定位误差理论值应小于5cm桩顶标高误差应小于5cm。该系统的精度是定位误差应小于10cm垂直定位误差应小于10cm。保证测量定位精度的方法：打桩船开始施工作业时当施工第一根钢管桩时应在海上固定测量点使用常规的设备去定位管桩桩位将得到的数据与船上的定位系统得到的数据做对比当坐标系统转换参数及设备系统参数调校精确时