CN107013046B - 一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于固定建筑物中基础结构调直技术领域，公开了一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法；本方法使用缆风绳、手拉葫芦及地锚用于稳定和牵引所述钢管柱；使用至少三块限位板沿所述钢管柱外壁等分均布，作为钢管柱的辅助固定措施和安全措施；使用顶升牛腿设在所述钢管柱倾斜后较低的一侧，通过千斤顶支撑顶升牛腿；利用切割设备对所述钢管柱进行切割，然后千斤顶实施顶升矫正，并利用手拉葫芦和缆风绳辅助牵引和稳定所述钢管柱；矫正到位后，在顶升后的缝隙处焊接补强加劲钢板，在钢管柱内外浇筑混凝土，用于补强增加强度。本发明的方法可实施性高，工程量小；工具为简单常见工具，成熟可靠；操作过程简单安全，施工周期短。

Description

一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法

技术领域

本发明属于固定建筑物中基础结构调直技术领域，具体涉及一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法。

背景技术

目前，由于加工制造业能力的发展，对大型设备的要求越来越多，为了能够安置这些大型设备，迫切需要建设大量有相应大跨度空间的工业厂房；钢结构的工业厂房的跨度和高度都很大，能够满足大跨度空间的需求，但建造这样的钢结构工程需要承载力很大的立柱来支撑；钢管混凝土组合柱是一种新的建筑结构，其承重能力很高，大截面的钢管混凝土组合柱用于钢结构的工业厂房中能够发挥很好的支撑作用。

但是，由于某些施工场地的基础为回填土或者土质不优，常因基础的不均匀沉降和侧移，造成已经竖立好的钢管混凝土组合柱倾斜，影响进一步施工同时也存在安全隐患，需要对钢管混凝土组合柱进行矫正。对倾斜的钢管混凝土组合柱进行矫正目前有两种方法，其一是将基础承台推正，方法是在基础边打上两个反力桩，并且反力桩需为斜桩，然后将基础承台推正，该方法存在的主要问题是：打桩设备进场的费用很高，斜桩的施工难度较大，工艺实现性差。

其二是将混凝土基础承台凿开，将钢管柱从基础承台中挖出，凿去钢管柱内的混凝土，重新竖立钢管柱后再浇筑混凝土，相当于重新施工，该方法存在的主要问题是：组合柱的基础承台混凝土浇筑体积一般为2m³，并且在地下，若采用混凝土切割机、打孔机或风镐等设备将其凿开，工作量和难度可想而知，工程施工时间较长。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是如何提供一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，以避免钢管混凝土组合柱矫正施工工程量大，工艺实施难度大，周期长，使用大型机械成本高的问题，达到施工操作简单安全，工具简单常见的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，所述大截面钢管混凝土组合柱包括混凝土基础承台和混凝土基础承台以上的钢管柱，所述混凝土基础承台中预埋有部分钢管柱，预埋部分钢管柱内的混凝土高度与预埋部分钢管柱外的混凝土基础承台的高度相当；矫正的方法包括如下步骤：

1）、在所述钢管柱上部连接若干缆风绳，所述缆风绳的另一端通过手拉葫芦连接地锚，所述缆风绳、手拉葫芦及地锚用于稳定和牵引所述钢管柱；

2）、在所述混凝土基础承台以上的钢管柱下部外壁上，标识出环形切割标记线；

3）、将限位板下部与所述切割标记线以下的钢管柱外壁焊接固定；限位板上部应高于所述切割标记线；所述限位板至少三块，沿所述钢管柱外壁等分均布；

4）、在所述混凝土基础承台的上表面，将所述钢管柱柱脚周围的混凝土基础承台凿去一定部分，形成凹槽，用于后浇混凝土；这样后浇混凝土与原混凝土的粘接性更好，也有利于后浇混凝土对矫正后钢管柱的补强效果；

5）、在所述切割标记线以上，将顶升牛腿与所述钢管柱外壁焊接固定，所述顶升牛腿设在所述钢管柱倾斜后较低的一侧；

6）、在所述顶升牛腿下设置千斤顶，所述千斤顶的行程端顶住所述顶升牛腿的下表面，固定端顶住所述混凝土基础承台；所述千斤顶施加预顶紧力，支撑住所述顶升牛腿，为切割做好准备；

7）、利用切割设备对所述钢管柱进行切割；沿所述切割标记线，从所述钢管柱倾斜后较低的一侧开始切割，并向两边对称延伸切割，当切开量达到所述切割标记线的四分之三后，停止切割；所述千斤顶开始顶升所述顶升牛腿，矫正所述钢管柱；

8）、所述千斤顶顶升过程应均匀、协调，缓慢顶升，调整所述钢管柱到竖直状态，并检测所述钢管柱竖直度是否达到矫正目标；顶升过程中注意观察所述钢管柱的倾斜情况，同时利用所述手拉葫芦和缆风绳辅助牵引和稳定所述钢管柱，防止意外倒塌事故发生；

9）、所述钢管柱矫正到位后，立即将所述限位板上部与所述钢管柱外壁焊接固定，在所述钢管柱上经切割和顶升后的缝隙处焊接补强加劲钢板，用于将所述缝隙上下的钢管柱连接并尽量将缝隙填满；

10）、切割掉所述限位板，继续焊接补强加劲钢板，将被所述限位板遮挡的缝隙部位填满；

11）、拆掉所述千斤顶、缆风绳，切割掉所述顶升牛腿；

12）、从所述钢管柱的上方管口向钢管柱内浇筑混凝土，所浇筑混凝土在所述钢管柱内的高度应高于所述缝隙，用于补强增加强度；在所述凹槽中浇筑混凝土，外包所述钢管柱，且高度应高于所述缝隙，所浇筑混凝土沿所述钢管柱外壁向所述凹槽边缘放坡，到所述凹槽边缘与所述混凝土基础承台上表面齐平，形成倾斜面。

本发明的方法可实施性高，工程量小；工具为简单常见工具，成熟可靠；操作过程简单安全，施工周期短。

进一步完善上述技术方案，在满足切割、焊接操作的前提下，所述环形切割标记线应尽量靠所述混凝土基础承台以上钢管柱的根部设置标识。

这样，在后浇混凝土时，用于补强的混凝土的高度不会超过所述混凝土基础承台上表面过多而影响美观。

进一步地，所述限位板为有一定厚度的热轧钢板；所述限位板与所述钢管柱的轴心线在同一平面上；所述限位板上部高于所述切割标记线的高度应大于所述千斤顶的行程端在顶升矫正过程中的行程长度；所述限位板上部与所述钢管柱外壁有一定间隙，以便于切割、矫正。

这样，限位板为标准的热轧件，可直接购买，锯断成所需长度和数量即可，成本低，加工简单；限位板作为钢管柱的辅助固定措施和安全措施，其上部高于切割标记线的高度大于千斤顶在顶升矫正过程中的行程，可有效保证顶升矫正过程中钢管柱不脱出限位板进而保障安全；限位板上部与钢管柱外壁有一定间隙，便于避免切割时误切到限位板，同时也为钢管柱矫正留有空间行程。

进一步地，所述顶升牛腿为热轧H型钢；所述热轧H型钢的腹板与所述钢管柱的轴心线在同一平面上；所述热轧H型钢的翼缘的宽度应等于或约小于所述钢管柱的直径；所述热轧H型钢与所述钢管柱外壁连接一端的上、下翼缘开设有与所述钢管柱外壁对应的圆弧，并通过上、下翼缘的圆弧及中间的腹板与所述钢管柱外壁焊接固定。

这样，顶升牛腿为标准的热轧件，可直接购买，锯断成所需长度即可，成本低，加工简单；顶升牛腿受力状态合理，便于顶升受力，通过圆弧与钢管柱外壁焊接固定，连接面积大，可靠稳定。

进一步地，所述切割设备为炔氧焰切割机。

这样，切割设备常见，技术成熟安全，成本低，效率高。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明利用大吨位千斤顶顶升矫正钢管柱，无需打反力桩孔推动基础承台或将钢管柱从基础承台的混凝土挖出，施工工程量小，实施难度小。

2、本发明方法操作过程简单方便，安全可靠，施工周期短，大大减低了成本，缩短了施工周期。

3、本发明无需使用大型机械设备，使用工具简单常见，可行性、适应性高。

4、本发明在钢管柱对接处利用补强加劲钢板和内外补强混凝土进行加强，这样很好地补强了对接处钢管柱的强度和稳定性，符合力学性能，满足使用要求。

附图说明

图1-本发明具体实施例中缆风绳布置示意图；

图2-本发明具体实施例中施工过程结构示意图；

图3-本发明具体实施例矫正后的状态示意图；

其中：1-钢管柱，2-地锚，3-手拉葫芦，4-缆风绳，5-顶升牛腿，6-千斤顶，7-限位板，8-切割标记线，9-混凝土基础承台，10-后浇混凝土。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，所述大截面钢管混凝土组合柱包括混凝土基础承台9和混凝土基础承台9以上的钢管柱1，所述混凝土基础承台9中预埋有部分钢管柱1，预埋部分钢管柱1内的混凝土高度与预埋部分钢管柱1外的混凝土基础承台9的高度相当；矫正的方法包括如下步骤：

1）、参见图1，在所述钢管柱1上部连接若干缆风绳4，所述缆风绳4的另一端通过手拉葫芦3连接地锚2，所述缆风绳4、手拉葫芦3及地锚2用于稳定和牵引所述钢管柱1；

1.1）、根据土质及受力情况，合理选择地锚2类型；以钢管柱1的轴心线为中心，经测距和计算，在钢管柱1的周围360°范围内等分均布设置8个地锚2；

1.2）、在所述钢管柱1上部缠绕连接8条缆风绳4，分别通过手拉葫芦3与地锚2连接，缆风绳4与地面角度为45°，相邻缆风绳4之间的水平夹角为45°，缆风绳4均为两两对称布置；

2）、参见图2，在所述混凝土基础承台9以上的钢管柱1下部外壁上，标识出环形切割标记线8；

3）、将限位板7下部与所述切割标记线8以下的钢管柱1外壁焊接固定；限位板7上部应高于所述切割标记线8；所述限位板7为六块，沿所述钢管柱1外壁等分均布；

4）、在所述混凝土基础承台9的上表面，将所述钢管柱1柱脚周围的混凝土基础承台9凿去一定部分，形成凹槽，凹槽为以钢管柱1为中心的圆环状凹槽，凹槽外圆到钢管柱1外壁距离五十厘米，凹槽深二十厘米，用于后浇混凝土10；这样后浇混凝土10与原混凝土的粘接性更好，也有利于后浇混凝土10对矫正后钢管柱1的补强效果；

5）、在所述切割标记线8以上，将顶升牛腿5与所述钢管柱1外壁焊接固定，所述顶升牛腿5设在所述钢管柱1倾斜后较低的一侧；

6）、在所述顶升牛腿5下设置千斤顶6，所述千斤顶6的行程端顶住所述顶升牛腿5的下表面，固定端顶住所述混凝土基础承台9；所述千斤顶6施加预顶紧力，支撑住所述顶升牛腿5，为切割做好准备；

7）、利用切割设备对所述钢管柱1进行切割；沿所述切割标记线8，从所述钢管柱1倾斜后较低的一侧开始切割，并向两边对称延伸切割，当切开量达到所述切割标记线8的四分之三后，停止切割；所述千斤顶6开始顶升所述顶升牛腿5，矫正所述钢管柱1；

8）、所述千斤顶6顶升过程应均匀、协调，缓慢顶升，调整所述钢管柱1到竖直状态，并使用铅垂线法或全占仪检测所述钢管柱1竖直度是否达到矫正目标；顶升过程中注意观察所述钢管柱1的倾斜情况，同时利用所述手拉葫芦3和缆风绳4辅助牵引和稳定所述钢管柱1，防止意外倒塌事故发生；

9）、所述钢管柱1矫正到位后，立即将所述限位板7上部与所述钢管柱1外壁焊接固定，在所述钢管柱1上经切割和顶升后的缝隙处焊接补强加劲钢板，用于将所述缝隙上下的钢管柱1连接并尽量将缝隙填满；

10）、切割掉所述限位板7，继续焊接补强加劲钢板，将被所述限位板7遮挡的缝隙部位填满；

11）、拆掉所述千斤顶6、缆风绳4，切割掉所述顶升牛腿5；

12）、参见图3，从所述钢管柱1的上方管口向钢管柱1内浇筑混凝土，所浇筑混凝土在所述钢管柱1内的高度应高于所述缝隙，用于补强增加强度；在所述凹槽中浇筑混凝土，外包所述钢管柱1，且高度应高于所述缝隙，所浇筑混凝土沿所述钢管柱1外壁向所述凹槽边缘放坡，到所述凹槽边缘与所述混凝土基础承台9上表面齐平，形成倾斜面。

本发明的方法可实施性高，工程量小；工具为简单常见工具，成熟可靠；操作过程简单安全，施工周期短。

其中，在满足切割、焊接操作的前提下，所述环形切割标记线8应尽量靠所述混凝土基础承台9以上钢管柱1的根部设置标识。这样，在后浇混凝土10时，用于补强的混凝土的高度不会超过所述混凝土基础承台9上表面过多而影响美观。

其中，所述限位板7为有一定厚度的热轧钢板；所述限位板7与所述钢管柱1的轴心线在同一平面上；所述限位板7上部高于所述切割标记线8的高度应大于所述千斤顶6的行程端在顶升矫正过程中的行程长度；所述限位板7上部与所述钢管柱1外壁有一定间隙。这样，限位板7为标准的热轧件，可直接购买，锯断成所需长度和数量即可，成本低，加工简单；限位板7作为钢管柱1的辅助固定措施和安全措施，其上部高于切割标记线8的高度大于千斤顶6在顶升矫正过程中的行程，可有效保证顶升矫正过程中钢管柱1不脱出限位板7进而保障安全；限位板7上部与钢管柱1外壁有一定间隙，便于避免切割时误切到限位板7，同时也为钢管柱1矫正留有空间行程。

其中，所述顶升牛腿5为热轧H型钢；所述热轧H型钢的腹板与所述钢管柱1的轴心线在同一平面上；所述热轧H型钢的翼缘的宽度应等于或约小于所述钢管柱1的直径；所述热轧H型钢与所述钢管柱1外壁连接一端的上、下翼缘开设有与所述钢管柱1外壁对应的圆弧，并通过上、下翼缘的圆弧及中间的腹板与所述钢管柱1外壁焊接固定。这样，顶升牛腿5为标准的热轧件，可直接购买，锯断成所需长度即可，成本低，加工简单；顶升牛腿5受力状态合理，便于顶升受力，通过圆弧与钢管柱1外壁焊接固定，连接面积大，可靠稳定。

其中，所述切割设备为炔氧焰切割机。这样，切割设备常见，技术成熟安全，成本低，效率高。

实施时，进一步地，可以根据钢管柱1直径的实际大小和缆风绳4应对称设置，并且相邻缆风绳4之间的水平夹角不大于60°的原则，可选用六条、十条或十二条缆风绳4，这样可综合考虑兼顾施工成本和施工安全。实施时，进一步地，还可以使用钢管柱1附近合适的固定物，如其它钢柱、梁等，代替地锚2用于连接缆风绳4，这样可以适当减少施工工程量。另外，实施时，进一步地，还可以使用气缸、机械式伸缩杆或液压杆代替千斤顶6，这样，可以综合从顶升力、顶升操作难易程度、顶升过程缓慢均匀可控性等多方面考虑选用从而达到最优使用效果。上述实施时可以进一步改进的方案均应视为落入本发明保护范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，所述大截面钢管混凝土组合柱包括混凝土基础承台和混凝土基础承台以上的钢管柱，所述混凝土基础承台中预埋有部分钢管柱，预埋部分钢管柱内的混凝土高度与预埋部分钢管柱外的混凝土基础承台的高度相当；其特征在于，矫正的方法包括如下步骤：

1）、在所述钢管柱上部连接若干缆风绳，所述缆风绳的另一端通过手拉葫芦连接地锚，所述缆风绳、手拉葫芦及地锚用于稳定和牵引所述钢管柱；

2）、在所述混凝土基础承台以上的钢管柱下部外壁上，标识出环形切割标记线；

3）、将限位板下部与所述环形切割标记线以下的钢管柱外壁焊接固定；限位板上部应高于所述环形切割标记线；所述限位板至少三块，沿所述钢管柱外壁等分均布；

4）、在所述混凝土基础承台的上表面，将所述钢管柱柱脚周围的混凝土基础承台凿去一定部分，形成凹槽，用于后浇混凝土；

5）、在所述环形切割标记线以上，将顶升牛腿与所述钢管柱外壁焊接固定，所述顶升牛腿设在所述钢管柱倾斜后较低的一侧；

6）、在所述顶升牛腿下设置千斤顶，所述千斤顶的行程端顶住所述顶升牛腿的下表面，固定端顶住所述混凝土基础承台；所述千斤顶施加预顶紧力，支撑住所述顶升牛腿，为切割做好准备；

7）、利用切割设备对所述钢管柱进行切割；沿所述环形切割标记线，从所述钢管柱倾斜后较低的一侧开始切割，并向两边对称延伸切割，当切开量达到所述环形切割标记线的四分之三后，停止切割；所述千斤顶开始顶升所述顶升牛腿，矫正所述钢管柱；

8）、所述千斤顶顶升过程应均匀、协调，缓慢顶升，调整所述钢管柱到竖直状态，并检测所述钢管柱竖直度是否达到矫正目标；顶升过程中注意观察所述钢管柱的倾斜情况，同时利用所述手拉葫芦和缆风绳辅助牵引和稳定所述钢管柱，防止意外倒塌事故发生；

9）、所述钢管柱矫正到位后，立即将所述限位板上部与所述钢管柱外壁焊接固定，在所述钢管柱上经切割和顶升后的缝隙处焊接补强加劲钢板，用于将所述缝隙上下的钢管柱连接并将缝隙填满；

10）、切割掉所述限位板，继续焊接补强加劲钢板，将被所述限位板遮挡的缝隙部位填满；

11）、拆掉所述千斤顶、缆风绳，切割掉所述顶升牛腿；

12）、从所述钢管柱的上方管口向钢管柱内浇筑混凝土，所浇筑混凝土在所述钢管柱内的高度应高于所述缝隙，用于补强增加强度；在所述凹槽中浇筑混凝土，外包所述钢管柱，且高度应高于所述缝隙，所浇筑混凝土沿所述钢管柱外壁向所述凹槽边缘放坡，到所述凹槽边缘与所述混凝土基础承台上表面齐平，形成倾斜面。

2.根据权利要求1所述一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，其特征在于：在满足切割、焊接操作的前提下，所述环形切割标记线应靠所述混凝土基础承台以上钢管柱的根部设置标识。

3.根据权利要求1所述一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，其特征在于：所述限位板为有一定厚度的热轧钢板；所述限位板与所述钢管柱的轴心线在同一平面上；所述限位板上部高于所述环形切割标记线的高度应大于所述千斤顶的行程端在顶升矫正过程中的行程长度；所述限位板上部与所述钢管柱外壁有一定间隙，以便于切割、矫正。

4.根据权利要求1所述一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，其特征在于：所述顶升牛腿为热轧H型钢；所述热轧H型钢的腹板与所述钢管柱的轴心线在同一平面上；所述热轧H型钢的翼缘的宽度应等于或小于所述钢管柱的直径；所述热轧H型钢与所述钢管柱外壁连接一端的上、下翼缘开设有与所述钢管柱外壁对应的圆弧，并通过上、下翼缘的圆弧及中间的腹板与所述钢管柱外壁焊接固定。

5.根据权利要求1所述一种大截面钢管混凝土组合柱的矫正方法，其特征在于：所述切割设备为炔氧焰切割机。