寧波舟山港主通道公路工程起於浙江省舟山市定海區，起點接甬舟高速公路，在馬目入海，跨越灰鱉洋後在岱山登陸，設置魚山支線連接魚山島。其中，DSSG04標段鋼管樁共涉及101個墩位，每個墩位根據墩身高度不同設鋼管樁12～16根不等；壁厚20～24mm，樁徑分1.6m、1.8m及2.0m三種，樁長68m至106m，總共1316根；鋼管樁主要為斜樁，斜率有1/4.5、1/5和1/6三種。
鋼管樁沉放施工船載定位系統
鋼管樁沉放施工採用國內先進的浙樁8號打樁船進行沉放。浙樁8號船自帶定位系統，為泰雷茲導航定位GPS接收機，定位方法採用GPS-RTK技術。目前，該技術已經很成熟，需要對定位系統的設置做好準備工作。施工前，需對該定位系統進行校核比對，在打樁船流動站架設基座上，分別架設本標段和打樁船自帶流動站，實時測量該點座標，互相比較，兩者座標差值在允許的範圍之內，方可投入使用。
船載GPS打樁定位系統由GPS基站、GPS流動站、樁架傾斜儀、2臺測距儀、1臺攝像機、其他檢測設備、計算機以及測控軟件等幾部分組成。定位原理如下：在岸上的控制點設置基站，在打樁船的適宜位置安裝3臺GPS定位天線，以RTK模式實時測出3臺天線處的三維座標，同時用旋轉臺上方的傾斜儀測出的船體橫搖和縱傾值計算出水平的船位座標以及方位，再根據樁架測傾儀和兩臺測距儀測出的樁身相對位置，經船體與樁架幾何關係換算，推算出鋼管樁中心的座標以及方位，以此達到控制樁位的目的。定位系統各個儀器佈置如圖1所示。
圖1
船載GPS打樁定位系統對樁頂標高的測量，是通過高程比較法來實現的。在樁架下龍口的開孔窗中間設一水平橫絲，橫絲的實時高程通過GPS實時高程進行推算。測量員通過安裝在橫絲後面的攝像機，觀測鋼管樁上的刻度線在橫絲上的讀數，從而計算出樁頂的實際標高，進而實現在打樁過程中對樁頂標高連續變化的觀測記錄。GPS打樁定位系統能有效地進行鋼管樁傾角控制、樁頂標高控制、鋼管樁中心位置的修正等工作。
鋼管樁沉放施工中的樁位校核
本標段鋼管樁距離岸邊很遠，沒有可以依賴的穩定測量平臺，給鋼管樁定位帶來巨大的挑戰。鋼管樁採用打樁船沉放，控制條件和檢核方法單一，為了能確保鋼管樁施工精度，需要優化測量控制手段並加強校核頻率。
測量工作基本思路是：高精度全站儀加GPS衛星定位系統。兩者測量手段互為補充，相互校核檢驗，充分發揮各自的優勢，形成有機和諧的整體，保證鋼管樁沉放的精度。項目部引進瑞士徠卡GS14型靜態GPS接收機3臺、TC1201型全站儀1臺、卡西歐編程計算器1部及相關數據處理軟件用來進行鋼管樁沉放施工樁位測定。
測點佈置
根據船縱軸線，全站儀撥角確定垂直於船縱軸線兩點，通過距離測定該兩點AB至縱軸線中點距離等距，考慮船體晃動的影響，在AB兩點焊接簡易強制對中裝置。根據打樁船樁架傾角調節裝置位於縱軸線上，AB連線中心與鋼管樁被遮擋，故在中點附近佈置C點全站儀實時測量C點與樁任意麵中軸線D點距離以及D點與AB兩點高差。如圖2所示。
圖2
定位數據採集
打樁船對鋼管樁精準定位並自由沉樁後，在船上兩側觀測點利用GPS測定該兩點（A、B）的實時座標。事先確定AB兩點至船縱軸線等距，橫軸線中C點至A、B距離採用全站儀測距獲取，由此數據可以推算C點實時座標及船軸線方位角；同時利用全站儀或者水準儀測定AB與C點高差，通過測定C點至樁架距離S和鋼管半徑確定該高程面樁位中心座標，通過斜率測定儀測定出的斜率推算出樁頂高程位置的樁中心座標。進而確定鋼管樁是否能夠滿足規定的定位要求。
鋼管樁座標計算
為了能夠根據實時測定數據現場快速推算樁位偏差，通過卡西歐5800計算器編程，輸入採集數據，直接求算樁中心座標。
定位結果分析
由於海上鋼管樁沉樁施工完全依賴於打樁船作為測量定位平臺，船體受潮差變化、水流流向、流速、風向和風力大小等綜合因素的影響，船體時刻位於波動狀態。樁位監測儀能夠實時顯示樁位動態變化情況。所以需要船載定位結果與複核測量同步觀測，然而複核測量是一項時間段內的測量過程，所以其結果對比較差必然存在差異。經驗性判斷分析，較差在於10cm內能夠說明鋼管樁定位結果在要求範圍內。
GPS-RTK定位系統精度（平面位置和高程）可以達到釐米級，能夠滿足沉樁精度±20cm的要求。利用GPS-RTK定位系統進行海上鋼管樁沉放施工，具有定位方便快捷的特點，可實時提供放樣點的三維座標而且不受天氣影響，可全天候作業，在複雜的水域環境作業優點尤為突出。施工中應加強關鍵部位過程控制與檢校工作，經常對控制點和基線進行復測、校核，以防沉降、位移而影響精度和工程質量。
作者 / 張英飛 周亞軍 王致遠
作者單位 / 中交第二航務工程局有限公司寧波舟山港主通道DSSG04標段項目部
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