CN110016914A - 逆作法钢管柱垂直度校正装置及钢管柱施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆作法钢管柱垂直度校正装置及钢管柱施工方法，包括竖直设置的导向筒，钢管柱下部竖直插入导向筒内，导向筒上端外套设有水平的承台板，承台板与导向筒固定连接，承台板上端面设有检测承台板水平度的水平检测器、对钢管柱施加径向压力的径向加载机构，承台板下端面设有调整承台板水平度的竖向调节支撑；还包括监测钢管柱垂直度的垂直检测器，施工人员可根据监测数据控制径向加载机构对钢管柱施加径向压力，调整钢管柱的垂直度。本发明通过简易的装置和施工方法，解决了传统逆作法钢管柱垂直度不易控制的问题，达到了预期的效果，无需使用体积庞大、费用高的HPE液压垂直插入机，进而有利于降低施工成本，节省施工空间。

Description

逆作法钢管柱垂直度校正装置及钢管柱施工方法

技术领域

本发明涉及基础施工技术领域，尤其涉及一种逆作法钢管柱垂直度校正装置及钢管柱施工方法。

背景技术

由于我国土地资源日益紧张，城市地下空间的开发进入高速发展的阶段，近几年我国新型基坑支护技术普遍采用逆作法，尤其是城市地下综合体和轨道交通地下车站等多层地下结构的施工。逆作法施工主体结构的竖向承重体系常采用“一柱一桩”结构，即在基坑内施作中间支撑，待中间支撑桩浇筑至基坑底标高后，在支撑桩顶安装一根逆作施工的支撑上部施工荷载的永久性钢管柱，而钢管柱施工时的垂直度控制对于工程的质量至关重要。

近几年， HPE液压垂直插入钢管柱工法得到广泛的应用，它根据二点定位的原理，通过HPE液压垂直插入机机身上的两个液压垂直插入装置，在支承桩混凝土浇筑后、混凝土初凝前将底端封闭的永久性钢管柱垂直插入支承桩混凝土中，直到插入至设计标高。虽然HPE工法具有工效高、精确度高、质量易保证的优点，但是HPE液压垂直插入机体积庞大，且其设备价格昂贵，成本高。

鉴于此，本发明开发一种构造简单、占地面积小，操作方便、成本低且能较好控制垂直度的校正装置及施工工法。

发明内容

本发明的目的是开发一种构造简单、占地面积小，操作方便、成本低且能较好控制逆作法钢管柱垂直度的校正装置及钢管柱施工方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种逆作法钢管柱垂直度校正装置，包括竖直设置的导向筒，所述钢管柱下部竖直插入导向筒内，导向筒上端外套设有水平的承台板，承台板与导向筒固定连接，承台板上端面设有检测承台板水平度的水平检测器，承台板下端面设有调整承台板水平度的竖向调节支撑，承台板上端面还设有在同一平面内从不同方向对钢管柱施加径向压力的径向加载机构；

还包括监测钢管柱垂直度的垂直检测器，以及与垂直检测器通讯的手持终端，用于接收并显示垂直检测器的监测数据，施工人员可根据监测数据控制径向加载机构对钢管柱施加径向压力，调整钢管柱的垂直度。

一种逆作法钢管柱的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：将钢管柱周边的非桩孔位置进行素混凝土硬化和整平处理；

步骤2：在待安装钢管柱上安装垂直检测器，垂直检测器与手持终端通讯，传递动态数据；

步骤3：待素混凝土硬化至设计强度后，取一直钢管作为导向筒，将其竖直套装在钢管柱的桩孔外，再取一中心开孔的钢板作为承台板，将其水平套装在导向筒上端，并通过焊接固定，在承台板下端面安装调整承台板水平度的竖向调节支撑，在承台板上端面安装监测承台板水平度的水平检测器；

步骤4：在通过竖向调节支撑将承台板调整至水平状态后，把步骤2所述待安装钢管柱从承台板的孔内插入桩孔，在承台板上端面安装从同一平面的不同方向对钢管柱施加径向压力的径向加载机构，通过径向加载机构施加径向压力，调整钢管柱至垂直状态；

步骤5：使用振动锤的护筒夹紧钢管柱顶部，将钢管柱插入下方的支撑桩内，在插入过程中，手持终端实时显示钢管柱垂直度的动态数据，当显示钢管柱倾斜时，操作人员控制径向加载机构调节其对钢管柱各个方向施加的径向压力的值，调整钢管柱的垂直度；

步骤6：待钢管柱垂直度及标高达到设计规范要求时，利用径向加载机构对其进行固定，卸下振动锤，进行浇筑工作，垂直传感器继续对钢管柱进行监控，若有倾斜，再用径向加载机构进行调整，直至浇筑完毕，拆下垂直检测器再利用。

本发明的有益效果是：本发明通过简易的装置和施工方法，解决了传统逆作法钢管柱垂直度不易控制的问题，达到了预期的效果，无需使用体积庞大、费用高的HPE液压垂直插入机，进而有利于降低施工成本，节省施工空间。

附图说明

图1为本发明一种逆作法钢管柱的施工示意图；

图2为承台板的俯视图；

图3为垂直检测器的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，一种逆作法钢管柱的垂直度校正装置，包括竖直设置的导向筒1，所述钢管柱2下部竖直插入导向筒1内，导向筒1上端外套设有水平的承台板3，承台板3与导向筒1固定连接，承台板3上端面设有检测承台板3水平度的水平检测器4，承台板3下端面设有调整承台板3水平度的竖向调节支撑5，承台板3上端面还设有在同一平面内从不同方向对钢管柱2施加径向压力的径向加载机构6；

还包括监测钢管柱2垂直度的垂直检测器7，以及与垂直检测器7通讯的手持终端8（图中未画出），用于接收并显示垂直检测器7的监测数据，施工人员可根据监测数据控制径向加载机构6对钢管柱2施加径向压力，调整钢管柱2的垂直度。

所述水平检测器4包括至少三个不共线的水准气泡。

所述竖向调节支撑5包括若干液压支撑腿51，液压支撑腿51沿导向筒周向均匀布置。

所述径向加载机构6包括液压泵61以及若干分别与液压泵61连接的液压千斤顶62，液压千斤顶62沿导向筒1周向均匀布置，通过液压泵61分别驱使各液压千斤顶62沿导向筒1径向伸展/收缩，能够实现钢管柱2垂直度的调整。

所述液压千斤顶62的输出端连接有可拆卸的弧形夹板63，弧形夹板63与钢管柱2弧度贴合，以便在液压泵61给与液压千斤顶63动力时液压千斤顶62的压力能够完全夹紧钢管柱2。

所述垂直检测器7包括第一垂直传感器71、第二垂直传感器72，第一垂直传感器71、第二垂直传感器72通过支撑件73固定在钢管柱2上部外侧面，且设置在同一平面的两个相互交叉垂直的方向上。

利用上述装置可以辅助钢管柱的施工，达到控制钢管柱的垂直度的目的。具体为：

如图1所示，一种逆作法钢管柱的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：将钢管柱周边的非桩孔位置进行素混凝土9硬化和整平处理；

步骤2：在待安装钢管柱上安装垂直检测器7，垂直检测器7与手持终端8通讯，传递动态数据；

步骤3：待素混凝土9硬化至设计强度后，取一直钢管作为导向筒1，将其竖直套装在钢管柱2的桩孔10外，再取一中心开孔的钢板作为承台板3，将其水平套装在导向筒1上端，并通过焊接固定，在承台板3下端面安装调整承台板3水平度的竖向调节支撑5，在承台板3上端面安装监测承台板3水平度的水平检测器4；

步骤4：在通过竖向调节支撑5将承台板3调整至水平状态后，把步骤2所述待安装钢管柱2从承台板3的孔内插入桩孔10，在承台板3上端面安装从同一平面的不同方向对钢管柱2施加径向压力的径向加载机构6，通过径向加载机构6施加径向压力，调整钢管柱2至垂直状态；

步骤5：使用振动锤11的护筒12夹紧钢管柱2顶部，将钢管柱2插入下方的支撑桩内，在插入过程中，手持终端8实时显示钢管柱2垂直度的动态数据，当显示钢管柱2倾斜时，操作人员控制径向加载机构6调节其对钢管柱2各个方向施加的径向压力的值，调整钢管柱2的垂直度；

步骤6：待钢管柱2垂直度及标高达到设计规范要求时，利用径向加载机构6对其进行固定，卸下振动锤11，进行浇筑工作，垂直传感器7继续对钢管柱2进行监控，若有倾斜，再用径向加载机构6进行调整，直至浇筑完毕，拆下垂直检测器7再利用。

本发明通过简易的装置和施工方法，解决了传统逆作法钢管柱垂直度不易控制的问题，达到了预期的效果，无需使用体积庞大、费用高的HPE液压垂直插入机，进而有利于降低施工成本，节省施工空间。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (2)

1.一种逆作法钢管柱垂直度校正装置，其特征在于，包括竖直设置的导向筒，所述钢管柱下部竖直插入导向筒内，导向筒上端外套设有水平的承台板，承台板与导向筒固定连接，承台板上端面设有检测承台板水平度的水平检测器，承台板下端面设有调整承台板水平度的竖向调节支撑，承台板上端面还设有在同一平面内从不同方向对钢管柱施加径向压力的径向加载机构；

还包括监测钢管柱垂直度的垂直检测器，以及与垂直检测器通讯的手持终端，用于接收并显示垂直检测器的监测数据，施工人员可根据监测数据控制径向加载机构对钢管柱施加径向压力，调整钢管柱的垂直度。

2.一种逆作法钢管柱的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将钢管柱周边的非桩孔位置进行素混凝土硬化和整平处理；

步骤2：在待安装钢管柱上安装垂直检测器，垂直检测器与手持终端通讯，传递动态数据；

步骤3：待素混凝土硬化至设计强度后，取一直钢管作为导向筒，将其竖直套装在钢管柱的桩孔外，再取一中心开孔的钢板作为承台板，将其水平套装在导向筒上端，并通过焊接固定，在承台板下端面安装调整承台板水平度的竖向调节支撑，在承台板上端面安装监测承台板水平度的水平检测器；

步骤4：在通过竖向调节支撑将承台板调整至水平状态后，把步骤2所述待安装钢管柱从承台板的孔内插入桩孔，在承台板上端面安装从同一平面的不同方向对钢管柱施加径向压力的径向加载机构，通过径向加载机构施加径向压力，调整钢管柱至垂直状态；

步骤5：使用振动锤的护筒夹紧钢管柱顶部，将钢管柱插入下方的支撑桩内，在插入过程中，手持终端实时显示钢管柱垂直度的动态数据，当显示钢管柱倾斜时，操作人员控制径向加载机构调节其对钢管柱各个方向施加的径向压力的值，调整钢管柱的垂直度；

步骤6：待钢管柱垂直度及标高达到设计规范要求时，利用径向加载机构对其进行固定，卸下振动锤，进行浇筑工作，垂直传感器继续对钢管柱进行监控，若有倾斜，再用径向加载机构进行调整，直至浇筑完毕，拆下垂直检测器再利用。