CN108798042B - 一种钢管柱一体化施工调垂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管柱一体化施工调垂方法，用全站仪将钢管柱中心点投放至小导洞拱顶，并在导洞两侧侧壁投放桩纵向轴线。钢管柱安装前，在最底节钢管柱下口安装定位十字丝，将高强PE线系在中心点上，钢管柱安装完成后，将此线从钢管柱内引至拱顶桩位中心点上，并将线拉直，保证两点在一条直线上，然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，然后拉好桩位所在纵向轴线，并用全站仪定位纵向轴线上的桩位中心点，最后利用卡盘调节钢管柱位置使得柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心这四点在一条直线上，可保证钢管柱垂直度，也能保证钢管柱施工位置准确。本发明取消了抽排桩孔泥浆、钢护筒、人工孔下安装定位器等多道传统工序，提高了施工安全性；降低施工造价，提高施工功效。

Description

一种钢管柱一体化施工调垂方法

技术领域

本发明涉及一种工程施工技术，尤其涉及一种钢管柱一体化施工调垂方法。

背景技术

近几年来随着市政设施的完善、生活品质的提高以及对环境的改善，城市中心区域新建地铁车站已基本没有明、盖挖施工条件，新建地铁车站多采用洞桩法(简称“PBA”)暗挖修建而成。目前，洞桩法修建的暗挖车站施工顺序、暗挖车站钢管柱差异沉降情况及其对结构的影响等研究较少，需要进行系统的研究。

目前常用的暗挖车站钢管柱安装多采用桩顶安装定位器的方法。在盖挖施工中钢管柱在地面完成安装，作业空间大，现已有专用抱管机定位，桩柱一体浇筑技术。但此方法是浇筑混凝土完成后，依靠设备外力强行插入钢管柱，对钢管柱底端要求进行封端，且对已浇筑混凝土缓凝时间要求较高；另对钢管柱柱芯混凝土需另行用时施工。

现有技术中，在桩顶安装定位器领域，人工下孔安装钢管柱，属有限空间作业，安全性差。超灌混凝土高度不易控制，凿除超灌混凝土时间较长。定位器安装质量验证困难，钢管柱垂直度难以保证，工序繁琐，施工效率低。在液压垂直插入技术领域，HPE垂直插入机设备过于庞大，只能在地表上进行施工，无法在狭小空间(如导洞)内使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管柱一体化施工调垂方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的钢管柱一体化施工调垂方法，用全站仪将钢管柱中心点投放至小导洞拱顶，并在导洞两侧侧壁投放桩纵向轴线，钢管柱安装前，在最底节钢管柱下口安装定位十字丝，将高强PE线系在中心点上，钢管柱安装完成后，将此线从钢管柱内引至拱顶桩位中心点上，并将线拉直，保证两点在一条直线上，然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，然后拉好桩位所在纵向轴线，并用全站仪定位纵向轴线上的桩位中心点，最后利用卡盘调节钢管柱位置使得柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心这四点在一条直线上，保证钢管柱垂直度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的钢管柱一体化施工调垂方法，取消了抽排桩孔泥浆、钢护筒、人工孔下安装定位器等多道传统工序，提高了施工安全性；降低了施工造价，节约了钢管柱安装时间、提高施工效率，尤其在洞内(有限空间内)。

附图说明

图1为本发明实施例提供的钢管柱一体化施工调垂示意图。

图2为本发明实施例中底节钢管柱调垂示意图。

图3为本发明实施例中顶节钢管柱调垂示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的钢管柱一体化施工调垂方法，其较佳的具体实施方式是：

用全站仪将钢管柱中心点投放至小导洞拱顶，并在导洞两侧侧壁投放桩纵向轴线，钢管柱安装前，在最底节钢管柱下口安装定位十字丝，将高强PE线系在中心点上，钢管柱安装完成后，将此线从钢管柱内引至拱顶桩位中心点上，并将线拉直，保证两点在一条直线上，然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，然后拉好桩位所在纵向轴线，并用全站仪定位纵向轴线上的桩位中心点，最后利用卡盘调节钢管柱位置使得柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心这四点在一条直线上，保证钢管柱垂直度。

具体包括以下步骤：

S1：钢管柱中心点位置坐标计算，全站仪放点至拱顶；钢管柱纵向轴线上的桩位中心点坐标计算，全站仪放点至导洞两侧侧壁；钢管柱顶标高位置计算，水准仪放点至导洞两侧侧壁；

S2：调垂机精准就位；

S3：底节钢管柱口安装定位十字丝，高强PE线系在中心点；

S4：调垂机吊装系统逐一吊放钢管柱；

S5：顶节钢管柱吊放至标高位置，精密水准仪标高复测；标高符合要求后卡盘锁死调节平面位置；

S6：顶节钢管柱上口法兰盘处安装定位十字线；

S7：拉好桩位所在纵向轴线；

S8：将高强PE线引至拱顶中心点拉直保证两点在一条直线上；

S9：利用卡盘调节钢管柱平面位置。

所述S1包括：

S1.1：控制点布置，由地面控制网引致洞内并进行导线复核，确认精准无误后使用；

S1.2：测量仪器使用仪器分别为：徕卡全站仪TS06、徕卡精密水准仪DNA03；

S1.3：测量放样采用双检复测，一人放点样完成后，另一人重新放样进行复测；

S1.4：为防止点位破坏，采用红色喷漆进行标记，并在一旁悬挂警示牌，放点完成后对施工班组进行点位交底。

所述S2包括：

S2.1：调垂机在地面进行分解，通过竖井龙门吊吊运至井下；

S2.2：采用水平尺对调垂机进行调平定位；

S2.3：全部就位后采用丝杠支顶在导洞侧墙上。

所述S3包括：

S3.1：将φ900钢管柱通过竖井龙门吊吊运至井下；

S3.2：底节钢管柱底口法兰盘上标注十字中心线，焊接φ14钢筋在十字中心线处，并在钢筋底部打磨刻槽系两根高强PE线呈十字交叉状；

S3.3：在十字丝中心点上绑一根高强PE线，PE线拎浮球，依靠浮力将PE线浮至孔面。

所述S4包括：

S4.1：钢管运输至孔口处，利用调垂机进行钢管柱吊装，钢管柱下端用叉车抬起，上端用调垂机吊钩吊起；

S4.2：钢管柱上端缓慢吊起，下端缓慢下放，直至钢管柱垂直吊起，注意钢管柱在调整垂直时不能碰触地面，钢管柱下端始终要与地面保持10cm距离；

S4.3：钢管柱调整垂直稳定后，缓慢下放，人工配合，使上节钢管柱与下节的螺栓孔位按照标记对齐，然后安装螺栓，螺栓分两次拧紧，第一次进行初拧，初拧力矩为221N/m，拧完合格后用蓝漆标记，第二次进行终拧，终拧力矩为408N/m，拧完合格后用红漆标记；注意在拧紧螺栓的过程中钢管柱上端吊点不能拆除；

S4.4：钢管柱螺栓终拧后，调垂机吊起已经安装好的钢管柱，松开卡具，然后将已安装的钢管柱下放，在最新安装一节钢管柱上端的法兰处，用卡具固定好钢管柱，继续采用相同办法安装下一节钢管柱。

所述S5具体操作为：

调垂机调平稳定后利用吊装系统将钢管柱逐一安装吊放，全部安装吊放完成后，导洞两侧侧壁标高拉线调整钢管柱标高，后采用水准仪进行复测标高，调至满足标高要求卡盘固定锁死。

所述S6具体操作包括：

钢管柱标高调整完成后，在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字中心线；

所述S7中采用高强PE线将导洞两侧桩位中心的纵向轴线连接成一条直线；

所述S8中将悬浮高强PE线引至拱顶中心点拉直保证两点在一条直线上，确保垂直度。

所述S9包括：

S9.1：调整卡盘位置和调垂机底座标高调节钢管柱垂直度；

S9.2：反复调整至柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心点在一条直线为止。

本发明的钢管柱一体化施工调垂方法，所述施工方法为倒垂法，采全站仪将钢管柱中心点投放至小导洞拱顶，并在导洞两侧侧壁投放桩纵向轴线。钢管柱安装前，在最底节钢管柱下口安装定位十字丝，将高强PE线系在中心点上，钢管柱安装完成后，将此线从钢管柱内引至拱顶桩位中心点上，并将线拉直，保证两点在一条直线上，然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，然后拉好桩位所在纵向轴线，并用全站仪定位纵向轴线上的桩位中心点，最后利用卡盘调节钢管柱位置使得柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心这四点在一条直线上，有效的保证了钢管柱垂直度。并且采用调垂机完成钢筋笼安置、钢管柱安置，柱下桩身混凝土水下混凝上灌注及钢管样柱芯混凝土浇筑一体化施工，取消抽排桩孔泥浆、剔凿桩头混凝上、安装定位器、安装钢管柱、多次浇筑混凝土多道工序，以保证钢管柱垂直，实现机械快速桩柱一体化施工。

本发明的有益效果如下：

取消了抽排桩孔泥浆；

取消了钢护筒、人工孔下安装定位器，降低施工造价；

提高了施工安全性，提高施工功效。

具体实施例：

如图1-图3所示，本发明提供一种桩柱一体化调垂施工方法，所述施工方法在狭小空间内通过机械快速桩柱一体化施工，从而提高施工安全性。

具体技术方案如下：

一、桩柱一体化施工放线

施工前利用引至的洞内的导线控制点，采用徕卡全站仪TS06对施工的桩位中心进行放点，仪器的激光功能可直接投放至拱顶，人工用水泥钉固定在拱顶并作好标记。

导洞壁两侧投放柱纵向轴线两道，两道纵向轴线上下间距宜为1m，并在纵向轴线上投放柱中心点，并做好标记。

二、钢筋笼的制作、安装

1、根据导洞尺寸，确定每段笼长尺寸，每段不超过2.5m进行分段，以保证洞内运输吊装，制作严格按设计图纸及规范要求进行控制。

2、钢筋笼安装时节与节之间采用直螺纹套筒+锁母要连接紧固。

三、钢管柱洞内运输及安装

1、钢管柱运输

1)钢管柱在由地面至竖井底的垂直运输过程中，利用竖井龙门吊垂直吊运。2)钢管柱由竖井底至架设工作面的水平运输由自制的架子车或叉车完成。运输过程中，将吊运的钢管柱稳稳地平放于停靠在操作平台的架子车上或叉车上，使用机械配合人工推运至作业点。运输过程中要采取必要的加固、防护措施，避免钢管柱侧向滚动或前后滑动造成安全隐患。

2、钢管柱安装

钢管柱吊装由调垂机和叉车配合完成，钢管柱分节吊装。钢管柱的吊起和下放采用吊装盖板。

2)调垂机到达孔口后，利用护桩十字线对中调垂机卡盘中心，然后将调垂机托盘对中，利用水平靠尺和水准仪进行测量，调平和对中完成后，调垂机底座四角利用千斤顶顶在导洞侧壁上，将调垂机固定。

3)钢管运输至孔口处，利用调垂机进行钢管柱吊装，钢管柱下端用叉车抬起，上端用调垂机吊钩吊起。

4)钢管柱上端缓慢吊起，下端缓慢下放，直至钢管柱垂直吊起，注意钢管柱在调整垂直时不能碰触地面，钢管柱下端始终要与地面保持10cm距离。

5)钢管柱调整垂直稳定后，缓慢下放，人工配合，使上节钢管柱与下节的螺栓孔位按照标记对齐，然后安装螺栓，螺栓分两次拧紧，第一次进行初拧，初拧力矩为221N/m，拧完合格后用蓝漆标记，第二次进行终拧，终拧力矩为408N/m，拧完合格后用红漆标记；注意在拧紧螺栓的过程中钢管柱上端吊点不能拆除。

6)钢管柱螺栓终拧后，调垂机吊起已经安装好的钢管柱，松开卡具，然后将已安装的钢管柱下放，在最新安装一节钢管柱上端的法兰处，用卡具固定好钢管柱，继续采用相同办法安装下一节钢管柱。

7)安装最顶一节钢管柱，最后统一安装，安装前先将浇筑的混凝土凿毛，并清理干净，采用吊架安装，安装完成后，安装柱内钢筋笼，浇筑混凝土。

四、钢管柱定位固定

1、钢管柱安装前，在最底节钢管柱法兰下口安装定位十字丝，将高强PE线绑在中心点上，PE线另一端头系上浮球，依靠浮力将PE线浮至孔面。

2、钢管柱安装完成后，先用水准仪找平，再将PE线从钢管柱内引至最上一道柱纵向轴线以上，并和最上一道纵向轴线上的柱中心点与重合，将线拉直，保证两点在一条直线上。然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，最后调整卡盘位置和调垂机底座标高调节钢管柱使得柱底中心、柱顶中心、两道纵向轴线中心这四点在一条直线上，保证钢管柱位置准确。

五、灌筑混凝土

1、导管底端距孔底应保持300-500mm。

2、灌注过程中，导管埋入混凝土深度宜为2-6m。

3、如中桩及中柱砼型号不同，桩身C30混凝土灌注至桩顶，此时对钢管柱与孔壁间进行细砂回填，回填高度以压住钢管柱外四周桩基混凝土上返即可。

第一次C30混凝土浇筑至桩顶50cm处。

钢管柱外侧回填6m的高细砂。

4、细砂回填到相应高度开始浇筑钢管柱内C50微膨胀自密实混凝土，在混凝土浇筑过程中要及时量测钢管柱外细砂和柱内混凝土上升高度，防止柱外侧混凝土上返。

5、多浇筑2m³C50微膨胀自密实混凝土，将钢管柱内的C30混凝土和泥渣顶出钢管柱，浇注完成后，等混凝土达到设计强度后，再安装最顶节钢管柱，并安装柱内钢筋笼，浇筑混凝土至柱顶。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，用全站仪将钢管柱中心点投放至小导洞拱顶，并在导洞两侧侧壁投放桩纵向轴线，钢管柱安装前，在最底节钢管柱下口安装定位十字丝，将高强PE线系在中心点上，钢管柱安装完成后，将此线从钢管柱内引至拱顶桩位中心点上，并将线拉直，保证两点在一条直线上，然后在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字线，然后拉好桩位所在纵向轴线，并用全站仪定位纵向轴线上的桩位中心点，最后利用卡盘调节钢管柱位置使得柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心这四点在一条直线上，保证钢管柱垂直度；

具体包括以下步骤：

S1：钢管柱中心点位置坐标计算，全站仪放点至拱顶；钢管柱纵向轴线上的桩位中心点坐标计算，全站仪放点至导洞两侧侧壁；钢管柱顶标高位置计算，水准仪放点至导洞两侧侧壁；

S2：调垂机精准就位；

S3：底节钢管柱口安装定位十字丝，高强PE线系在中心点；

S4：调垂机吊装系统逐一吊放钢管柱；

S5：顶节钢管柱吊放至标高位置，精密水准仪标高复测；标高符合要求后卡盘锁死调节平面位置；

S6：顶节钢管柱上口法兰盘处安装定位十字线；

S7：拉好桩位所在纵向轴线；

S8：将高强PE线引至拱顶中心点拉直保证两点在一条直线上；

S9：利用卡盘调节钢管柱平面位置。

2.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S1包括：

S1.1：控制点布置，由地面控制网引至洞内并进行导线复核，确认精准无误后使用；

S1.2：测量仪器使用仪器分别为：徕卡全站仪TS06、徕卡精密水准仪DNA03；

S1.3：测量放样采用双检复测，一人放样完成后，另一人重新放样复测；

S1.4：为防止点位破坏，采用红色喷漆进行标记，并在一旁悬挂警示牌，放样完成后对施工班组进行点位交底。

3.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S2包括：

S2.1：调垂机在地面进行分解，通过竖井龙门吊吊运至井下；

S2.2：采用水平尺对调垂机进行调平定位；

S2.3：全部就位后采用丝杠支顶在导洞侧墙上。

4.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S3包括：

S3.1：将φ900钢管柱通过竖井龙门吊吊运至井下；

S3.2：底节钢管柱底口法兰盘上标注十字中心线，焊接φ14钢筋在十字中心线处，并在钢筋底部打磨刻槽系两根高强PE线呈十字交叉状；

S3.3：在十字丝中心点上绑一根高强PE线，PE线拎浮球，依靠浮力将PE线浮至孔面。

5.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S4包括：

S4.1：钢管运输至孔口处，利用调垂机进行钢管柱吊装，钢管柱下端用叉车抬起，上端用调垂机吊钩吊起；

S4.2：钢管柱上端缓慢吊起，下端缓慢下放，直至钢管柱垂直吊起，注意钢管柱在调整垂直时不能碰触地面，钢管柱下端始终要与地面保持10cm距离；

S4.3：钢管柱调整垂直稳定后，缓慢下放，人工配合，使上节钢管柱与下节的螺栓孔位按照标记对齐，然后安装螺栓，螺栓分两次拧紧，第一次进行初拧，初拧力矩为221N/m，拧完合格后用蓝漆标记，第二次进行终拧，终拧力矩为408N/m，拧完合格后用红漆标记；注意在拧紧螺栓的过程中钢管柱上端吊点不能拆除；

S4.4：钢管柱螺栓终拧后，调垂机吊起已经安装好的钢管柱，松开卡具，然后将已安装的钢管柱下放，在最新安装一节钢管柱上端的法兰处，用卡具固定好钢管柱，继续采用相同办法安装下一节钢管柱。

6.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S5具体操作为：

调垂机调平稳定后利用吊装系统将钢管柱逐一安装吊放，全部安装吊放完成后，导洞两侧侧壁标高拉线调整钢管柱标高，后采用水准仪进行复测标高，调至满足标高要求卡盘固定锁死。

7.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S6具体操作包括：

钢管柱标高调整完成后，在最顶节钢管柱上口法兰处安装定位十字中心线；

所述S7中采用高强PE线将导洞两侧桩位中心的纵向轴线连接成一条直线；

所述S8中将悬浮高强PE线引至拱顶中心点拉直保证两点在一条直线上，确保垂直度。

8.根据权利要求1所述的钢管柱一体化施工调垂方法，其特征在于，所述S9包括：

S9.1：调整卡盘位置和调垂机底座标高调节钢管柱垂直度；

S9.2：反复调整至柱底中心、柱顶中心、纵向轴线中心、拱顶柱中心点在一条直线为止。

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