CN105735319B - 一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法，该装置包括：定位支座，包括正方形外框，所述外框的四条边框中部内侧设置有限位钢板；调垂支架，包括内衬护筒，钢管立柱桩设置于所述内衬护筒内部，所述内衬护筒四周环向均布八个调垂支脚，所述调垂支脚卡进四处限位钢板内，其中所述调垂支脚设置有高强套筒和调垂螺杆，所述内衬护筒设有螺孔，与钢管立柱桩上螺孔对位后由加固螺栓固定。本发明提供了一种利用多向顶升效果使钢管立柱垂直度符合要求并兼顾立柱桩定位的施工装置及施工方法，解决了桩孔打设后桩位中心标记遗失后定位偏差大和调垂装置使用复杂施工人员操作困难的问题。

Description

一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域中逆作法施工一柱一桩钢管柱吊放过程中的定位、调垂施工，其特别涉及一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法。

背景技术

随着城市的发展，施工技术也得到飞速发展，逆作法相比传统的敞开式顺作法具有减少基坑变形、节省支撑费用、缩短施工工期的优点，是一种节能、环保的绿色施工方法而被广泛采用。一柱一桩施工是逆作法施工核心工序之一，尤其是大型建筑物施工时，一柱一桩数量较大，往往同时多处桩位同时施工，而熟练施工人员班组一般仅有1～2班，且定位调垂时间过长可能会导致桩孔塌落等问题，如何快速完成立柱桩定位调垂，是大型逆作法工程的一大难题。

目前常用的调垂方法有气囊纠偏法、校正架法和液压千斤顶控制法。气囊纠偏控制法，理论上讲是完全可行的，除地表控制外，通过地下多个气囊充气来调整，但实践证明由于地下地质情况存多种变数，如坍孔及气囊碰到异物被刺破出现漏气等不可预见性的问题，故部分气囊充气后仍无法达到控制纠偏钢管立柱垂直度的目的；校正架法是在桩位上放置一个钢制的校正架，校正架一般高3米，上下各有4个校正用的螺杆，因钢立柱的顶标高一般不会高出地面过多，所以校正前先在钢立柱上接一段约3米长的桩帽，用校正架上的螺杆对桩帽先稍加固定，观测桩帽的垂直度，通过上下各4个螺杆对其进行校正，校正完毕后对桩帽进行焊接固定，然后浇筑混凝土，因为运用一个3米高的校正架，导致后续的混凝土浇筑必需由泵车泵送；液压千斤顶操控平台控制法，一次性投入较大(尤其是多处桩位同时施工时)，制作、操作复杂，实际操控一启动就是数厘米，不能进行以毫米为单位的微调，钢管柱是永久支承结构的重要组成部分，设计结构受力对其定位要求非常高，控制调整精度一般不得大于1/500，施工确保钢立柱垂直度为关键工艺。

综上所述，克服钢管立柱桩在校垂过程中的校正架对后期施工的影响以及调垂时长和精度是施工的关键。鉴于此，基于当前工程的实际需要，目前亟待提供一种可快速完成调垂、操作简单的调垂装置，若能兼顾钢管立柱定位，也是对目前现有技术的创新。

发明内容

本发明提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法，其目的是为了克服上面所述的各类钢管立柱桩调垂装置或方法的不足，尤其是解决大规模一柱一桩施工时多处桩位立柱安装时调垂进度无法匹配桩基施工的难题，即研究开发一种可快速完成钢管立柱桩调垂并且造价相对低廉的调垂装置，提供了一种利用多向顶升效果使钢管立柱垂直度符合要求并兼顾立柱桩定位的施工装置及施工方法，解决了桩孔打设后桩位中心标记遗失后定位偏差大和调垂装置使用复杂施工人员操作困难的问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，包括：

定位支座，包括正方形外框，所述外框的四条边框中部内侧设置有限位钢板；

调垂支架，包括内衬护筒，钢管立柱桩设置于所述内衬护筒内部，所述内衬护筒四周环向均布八个调垂支脚，所述调垂支脚卡进四处限位钢板内，其中所述调垂支脚设置有高强套筒和调垂螺杆，所述内衬护筒设有螺孔，与钢管立柱桩上螺孔对位后由加固螺栓固定。

进一步的，所述定位支座的外框截面为工字型，采用钢板焊接而成。

进一步的，所述定位支座外框的四角设置有角部加固板。

进一步的，所述定位支座外框的四条边框中部外侧设置有支座加劲板。

进一步的，所述钢管立柱桩的垂直度通过旋转所述调垂螺杆进行调整，调整数据通过检测装置获取，直至垂直度符合要求。

为了达到上述目的，本发明还提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置的施工方法，包括下列步骤：

测量放线：通过全站仪放出两个支座角点点位，做好标记、注意保护；

支座安放：桩孔打设完成后，吊放定位支座，将支座对角端部放置于支座角点上，并调平定位支座；

吊放立柱：将钢筋笼与钢管立柱穿过支座底板中间孔洞，并临时固定；

安装支架：在钢管立柱顶部安装调垂支架，通过固定螺栓固定，调垂螺杆均提前调平、居中；

立柱定位：解除钢管立柱临时固定，将调垂支架下放，调垂支脚卡入定位支座的限位钢板内，完成钢管立柱定位；

立柱调垂：通过测量装置，测得钢管立柱倾斜量，旋转对应的调垂螺杆，调整钢管立柱倾斜角度，直至符合要求；

混凝土灌注：完成立柱调垂、桩孔清孔后，进行混凝土浇筑；

装置拆除：待混凝土达到强度后，解除固定螺栓，吊起调垂支架和定位支座。

本发明提出的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法与现有技术相比具有以下优点：

(1)定位装置与调垂一体化，装置结构简单易得，造价较为低廉，操作普适性强；利用正方形对角线交叉点确定桩位中心，避免了传统桩基定位中心点在桩孔打设后消失的弊端；采用八个调垂支脚，多向调整，可调节度更大、更灵活。

(2)利用细密螺纹调整调垂支架水平度，变相进行立柱调垂，精度更高，并且操作简单，即便没有激光测垂装置，通过水准仪测量调垂支架上各方向上支脚顶部标高，拧动调垂螺杆，直至标高相等，也能完成钢管立柱调垂。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置结构示意图。

图2所示为图1中按A-A方向的剖面结构示意图。

图3所示为图2中按B-B方向的剖面结构示意图。

图4所示为本发明较佳实施例的定位支座结构示意图。

图5所示为图4中按C-C方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1～图5，图1所示为本发明较佳实施例的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置结构示意图，图2所示为图1中按A-A方向的剖面结构示意图，图3所示为图2中按B-B方向的剖面结构示意图，图4所示为本发明较佳实施例的定位支座结构示意图，图5所示为图4中按C-C方向的剖面结构示意图。

本发明提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，包括：定位支座，包括正方形外框，所述外框的四条边框中部内侧设置有限位钢板；调垂支架，包括内衬护筒，钢管立柱桩设置于所述内衬护筒内部，所述内衬护筒四周环向均布八个调垂支脚，所述调垂支脚卡进四处限位钢板内，其中所述调垂支脚设置有高强套筒和调垂螺杆，所述内衬护筒设有螺孔，与钢管立柱桩上螺孔对位后由加固螺栓固定。

根据本发明较佳实施例，所述定位支座外轮廓为正方形，所述定位支座的外框截面为工字型，采用钢板焊接而成。所述定位支座外框的四角设置有角部加固板，所述定位支座外框的四条边框中部外侧设置有支座加劲板。

通过放线定位两个支座角点位置后，将已连接了调垂支架的钢管立柱吊放至桩孔内，将调垂支脚卡进四处限位钢板内，即可完成立柱定位，根据检测装置数据旋转调垂螺杆调整立柱垂直度，直至垂直度符合要求。

本实施例以直径1200mm桩孔、外径700mm钢管立柱的大直径钢管立柱桩施工为例，拟采用2000mm×2000mm×400mm定位支座，内衬护筒外径750mm、壁厚20mm，调垂支脚长度450mm的定位调垂装置。

支座外框高400mm，由20mm钢板焊接为工字型，上下翼板宽150mm，中间腹板框370mm，围合成正方形，外轮廓为2000mm×2000mm正方形，底部四角设置支座垫板，垫板为厚200mm、边长400mm正方形钢板，外框两角焊接吊耳；支座外框下翼板焊接20mm厚支座底板，外轮廓为正方形，边长1700mm，内部轮廓为圆形，直径1200mm；支座外框四角内均采用钢板加固，角部加固板板厚20mm、高400mm，宽250mm，与支座外框焊接连接；同样在支座外框中部内外两侧焊接钢板，进行加固，支座加劲板尺寸用角部加固板；支座外框各边中部内衬均对称焊接两块限位钢板，钢板间距180mm(加大10mm方便调垂支脚卡入)，钢板尺寸400mm×150mm×20mm。

调垂支架主要由一个内衬护筒和八只调垂支脚组成。内衬护筒规格见前述，距上沿150mm处，环向均匀开设8个螺孔，供直径16mm、长60mm的加固螺栓穿过，为方便与钢管立柱对位，可开扁孔(同样对应在钢管立柱上部开设8个螺孔)；支脚有15mm厚钢板焊接而成，上部钢板尺寸为450mm×180mm，两侧钢板最大高度400mm、最小高度270mm，底部钢板弯折158°平行部分长140mm，倾斜部分320mm，端部封板尺寸为300mm×180mm；调垂螺杆设于调垂支脚外沿向中心100mm处，直径32mm，长500mm(含下部托座)；调垂螺杆外套筒采用高强材质，两端与调垂支脚钢板焊接，高300mm、外径80mm，与调垂螺杆相契合。

桩基成孔后，将定位支座放置于两个支座角点定位点上，将带有调垂支架的钢管立柱吊放穿过支座底板孔洞，将四只支脚卡入限位钢板内，即可完成钢管立柱定位，通过拧动调垂螺杆，配合测量倾斜度仪器，完成钢管立柱调垂。

为了达到上述目的，本发明还提出一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置的施工方法，包括下列步骤：

测量放线：通过全站仪放出两个支座角点点位，做好标记、注意保护；

支座安放：桩孔打设完成后，吊放定位支座，将支座对角端部放置于支座角点上，并调平定位支座；

吊放立柱：将钢筋笼与钢管立柱穿过支座底板中间孔洞，并临时固定；

安装支架：在钢管立柱顶部安装调垂支架，通过固定螺栓固定，调垂螺杆均提前调平、居中；

立柱定位：解除钢管立柱临时固定，将调垂支架下放，调垂支脚卡入定位支座的限位钢板内，完成钢管立柱定位；

立柱调垂：通过测量装置，测得钢管立柱倾斜量，旋转对应的调垂螺杆，调整钢管立柱倾斜角度，直至符合要求；

混凝土灌注：完成立柱调垂、桩孔清孔后，进行混凝土浇筑；

装置拆除：待混凝土达到强度后，解除固定螺栓，吊起调垂支架和定位支座。

综上所述，本发明提出的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置及施工方法与现有技术相比具有以下优点：

(1)定位装置与调垂一体化，装置结构简单易得，造价较为低廉，操作普适性强；利用正方形对角线交叉点确定桩位中心，避免了传统桩基定位中心点在桩孔打设后消失的弊端；采用八个调垂支脚，多向调整，可调节度更大、更灵活。

(2)利用细密螺纹调整调垂支架水平度，变相进行立柱调垂，精度更高，并且操作简单，即便没有激光测垂装置，通过水准仪测量调垂支架上各方向上支脚顶部标高，拧动调垂螺杆，直至标高相等，也能完成钢管立柱调垂。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，其特征在于，包括：

定位支座，包括正方形外框，所述外框的四条边框中部内侧设置有限位钢板；

调垂支架，包括内衬护筒，钢管立柱桩设置于所述内衬护筒内部，所述内衬护筒四周环向均布八个调垂支脚，所述调垂支脚卡进四处限位钢板内，其中所述调垂支脚设置有高强套筒和调垂螺杆，所述内衬护筒设有螺孔，与钢管立柱桩上螺孔对位后由加固螺栓固定。

2.根据权利要求1所述的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，其特征在于，所述定位支座的外框截面为工字型，采用钢板焊接而成。

3.根据权利要求1所述的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，其特征在于，所述定位支座外框的四角设置有角部加固板。

4.根据权利要求1所述的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，其特征在于，所述定位支座外框的四条边框中部外侧设置有支座加劲板。

5.根据权利要求1所述的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置，其特征在于，所述钢管立柱桩的垂直度通过旋转所述调垂螺杆进行调整，调整数据通过检测装置获取，直至垂直度符合要求。

6.一种根据权利要求1所述的大直径钢管立柱桩快速定位调垂装置的施工方法，其特征在于，包括下列步骤：

测量放线：通过全站仪放出两个支座角点点位，做好标记、注意保护；

支座安放：桩孔打设完成后，吊放定位支座，将支座对角端部放置于支座角点上，并调平定位支座；

吊放立柱：将钢筋笼与钢管立柱穿过支座底板中间孔洞，并临时固定；

安装支架：在钢管立柱顶部安装调垂支架，通过固定螺栓固定，调垂螺杆均提前调平、居中；

立柱定位：解除钢管立柱临时固定，将调垂支架下放，调垂支脚卡入定位支座的限位钢板内，完成钢管立柱定位；

立柱调垂：通过测量装置，测得钢管立柱倾斜量，旋转对应的调垂螺杆，调整钢管立柱倾斜角度，直至符合要求；

混凝土灌注：完成立柱调垂、桩孔清孔后，进行混凝土浇筑；

装置拆除：待混凝土达到强度后，解除固定螺栓，吊起调垂支架和定位支座。