CN116105683B - 一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，属于建筑施工辅助设备使用的技术领域，其包括S1、通过工具柱标高A标定支承柱柱顶标高B；S2、布设支承柱监测网，建立标高变化基准线：S3、在每个支承柱上标定统一的标高数值，建立支承柱标高变化基准线；S4、布设支承柱标高变化线：S5、布设支承柱差异变形线；S6、在监测网内标定标高的支承柱旁架设激光水平仪，将激光调整到支承柱变化线环C1或C2原本的位置上，测得激光与现支承柱变化线环之间的偏差，结合步骤S2中监测网支承柱标高数据变化和激光与标高变化线环之间的偏差可得到不在监测网范围内支承柱沉降数值和支承柱柱顶标高数值。

Description

一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法

技术领域

本申请涉及建筑施工辅助设备使用的技术领域，尤其是涉及一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法。

背景技术

目前在逆作法施工时，一般采用钢管混凝土作为竖向支承柱，并随着土方的开挖施工界面层顶板、结构顶板和基础底板。由于土方开挖时竖向支承柱会不均匀上升或下沉，因此需要监测其标高变化，保证界面层顶板施工时标高不均匀变化在可控范围内。监测设备常采用激光水平仪作为建筑施工的辅助设备，保证工程的施工质量。

同时，在界面层顶板施工后基础底板施工前，相邻支承柱间以及边跨支承柱与支护结构间的差异变形要小于规范限值和设计控制值，避免结构梁板中产生过大的附加应力，导致裂缝的发生。

工程上一般在施工区域选择部分边跨支承柱和中部区域支承柱在土方开挖前建立支承柱标高监测网，并在土方开挖和结构施工过程中监测支承柱标高变化及差异变形。

现有监测手段主要存在两个不足，一是在界面层顶板施工前主要关注支承柱标高不均匀变化，支承柱标高监测网只对部分支承柱标高进行监测，未覆盖全部支承柱；二是界面层施工后基础底板施工前同时要关注相邻支承柱间以及边跨支承柱与支护结构间的差异变形，也未覆盖全部支承柱。因此，现有支承柱标高监测网虽基本能满足规范和设计要求，但无法监测到所有支承柱标高变化及差异变形。

发明内容

为了监测到所有支承柱标高变化及差异变形，本申请提供一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法。

本申请提供的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法采用如下技术方案：包括以下步骤：

S1、通过工具柱标高A标定支承柱柱顶标高B：工具柱固定在支承柱上方，在土方开挖前支承柱被掩埋，根据支承柱在施工图纸中的设计柱顶标高，将支承柱的设计柱顶标高转移到工具柱上并确定为工具柱标高A，即通过工具柱标高A间接确定并标明支承柱柱顶标高B；

S2、布设支承柱监测网，建立标高变化基准线：当土方开挖至支承柱露出，将工具柱标高A转移回支承柱上，在支承柱和边跨支承柱相邻的支护结构上布设监测点形成监测网，对支承柱和支护结构标高进行监测；

S3、在每个支承柱上标定统一的标高数值，建立支承柱标高变化基准线；

S4、布设支承柱标高变化线：土方开挖过程中，且在界面层顶板施工前，根据支承柱标高变化基准线每隔1m向下标注支承柱变化线环C1；界面层顶板施工后，根据支承柱柱顶标高B向下每隔1m标注支承柱变化线环C2，标注基础底板板顶标高D；支护结构标高的初始标高同工具柱标高A，且每隔1m向下标注，建立支护结构标高变化线C3；

S5、布设支承柱差异变形线：界面层顶板施工后且基础底板施工前，根据支承柱柱顶标高B偏移距离X在每根支承柱上标注出差异变形线环D1,同时在同一标高的支护结构上标注差异变形线D2，支护结构差异变形线D2与支护结构标高变化线C3不重合；建立测量相邻支承柱间以及边跨支承柱与支护结构差异变形的基准线，并向上和向下每隔1m在支承柱的柱身和支护结构上标注差异变形线D3和D4；

S6、在监测网内标定标高的支承柱旁架设激光水平仪，将激光调整到支承柱变化线环C1或C2原本的位置上，测得激光与现支承柱变化线环之间的偏差，结合步骤S2中监测网支承柱标高数据变化和激光与标高变化线环之间的偏差可得到不在监测网范围内支承柱沉降数值和支承柱柱顶标高数值；

S7、界面层顶板施工后且基础底板施工前，在监测网内的任意一根支承柱旁架设激光水平仪，将激光与支承柱的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪测量相邻支承柱，相邻支承柱不在监测网内也可，并取得激光与不在监测网内支承柱上D1的差值，从而确定该支承柱与相邻支承柱间的差异变形；在监测网内标定标高的边跨支承柱旁架设激光水平仪，将激光水平仪与该支承柱的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪测量相邻支承柱和支护结构，测得与相邻支承柱上D1的差值以及与D2的差值。

通过采用上述技术方案，通过建立部分支承柱标高监测网，实现了对所有支承柱标高变化的监测，同时基于本施工方法可快速测量所有相邻支承柱间以及边跨支承柱与支护结构间的差异变形，操作简单，实用性强，解决了现有的施工问题。

可选的，步骤S2中，在布设监测网时，支承柱上的监测点采用间隔设置的方式，即隔一个支承柱在一个支承柱上布置监测点。

通过采用上述技术方案，间隔设置的监测点使监测结果更加准确均衡。

可选的，步骤S3中，支承柱标高变化基准线定期与高程控制网复测，土方开挖期间每月一次，结构施工期间两月一次。

通过采用上述技术方案，定期与高程控制网进行复测保证了监测结果的准确性。

可选的，步骤S6中激光水平仪包括底座、垫板、轴承和主体，轴承位于主体底部，且轴承设置在垫板上，垫板一侧与底座铰接，垫板另一侧设置有定位螺栓，轴承侧壁上固定有定位板，定位螺栓依次贯穿定位板和垫板后与底座螺纹连接，定位螺栓与定位板和垫板均螺纹连接；底座上设置有悬挂组件，操作悬挂组件用于将底座竖向悬挂在土方开挖后的基坑内壁上。

通过采用上述技术方案，将激光水平仪放置在基坑内，进行测量时，为了对应变化线C1或C2的位置，需要调整激光水平仪的竖直位置，为了操作便利，通过悬挂组件直接将激光水平仪悬挂在基坑内壁上，快速实现激光水平仪竖直位置的调整，此时激光水平仪原本投射的水平面和竖直面进行互换使用，铰接设置的垫板为了满足激光水平仪此时的水平转动；而定位螺栓不仅能将垫板锁定在底座上，还能在主体相对垫板自转时，转动定位螺栓使定位螺栓与垫板侧壁抵紧，从而将主体转动后锁定在垫板上。

可选的，所述悬挂组件包括连接杆和定位杆，连接杆一端与底座滑动连接且无法脱离底座，另一端与定位杆铰接；底座水平状态下，底座竖直侧壁上开设有收纳槽，收纳槽沿水平方向开设，定位杆外壁与连接杆外壁抵接状态下，定位杆和连接杆均收纳在收纳槽内；抽出定位杆和连接杆，将连接杆插嵌在基坑内壁上。

通过采用上述技术方案，将连接杆和定位杆从收纳槽内抽出，而后转动定位杆，将定位杆插嵌在基坑内壁上，从而实现激光水平仪竖直位置的固定，操作及其便捷，位置可以随时调整。

可选的，所述连接杆外壁开设有凹槽，凹槽沿连接杆长度方向开设；沿远离连接杆与定位杆铰接处的方向，凹槽的槽深逐渐变深，定位杆靠近凹槽处插嵌在凹槽内。

通过采用上述技术方案，将定位杆和连接杆收纳进收纳槽内时，定位杆和连接杆的铰接处越靠近收纳槽，则定位杆和连接杆向收纳槽内插嵌的挤压程度越大，从而达到连接杆和定位杆收纳在收纳槽内后不轻易脱落的效果。

可选的，所述底座上设置有橡胶圈，橡胶圈位于收纳槽的槽口处，外壁橡胶圈与收纳槽内壁固定连接。

通过采用上述技术方案，橡胶圈增加了定位杆和连接杆收纳时与两者的摩擦力，进一步使连接杆和定位杆收纳在收纳槽后不易脱落。

可选的，所述悬挂组件设置有两个，且位于底座的同侧侧壁上，底座上可拆卸连接有皮带，皮带配合两个悬挂组件用于将激光水平仪悬挂在支承柱上。

通过采用上述技术方案，当将激光水平仪固定在基坑内壁上已经不满足当前测量环境，需要测量位于基坑中间位置的支承柱时，通过两个悬挂组件，并将皮带环绕过支承柱而后与悬挂组件连接，从而将激光水平仪固定在支承柱上，进一步增强了激光水平仪在使用时的便捷性。

可选的，所述皮带端部固定有保险钩，定位杆上开设有定位孔，保险钩贯穿定位孔锁定在定位杆上。

可选的，所述皮带采用具有伸缩调节功能的皮带。

通过采用上述技术方案，具有伸缩调节的皮带能够适应不同激光水平仪携带者的身高，同时还能够适应不同直径的支承柱。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过监测网少量监测点的布设实现了所有相邻支承柱间以及边跨支承柱与支护结构间的差异变形和所有支承柱标高变化的监测；

每隔1m标注标高变化线和差异变形线，可保证在任何位置开展测量工作，同时保证了数据的连续性；

悬挂组件和皮带的设置使激光水平仪能够结合实际工况，调整使用方式，从而更加快捷的测出想要的数据。

附图说明

图1是逆作法结构示意图；

图2是监测网布置示意图；

图3是支承柱用激光水平仪监测点位示意图；

图4是激光水平仪使用状态示意图；

图5是为凸显凹槽处部分结构示意图。

图中，1、工具柱；2、支承柱；3、界面层顶板；4、结构顶板；5、基础底板；6、激光水平仪；61、底座；611、收纳槽；612、橡胶圈；62、垫板；63、轴承；64、主体；7、定位板；71、定位螺栓；8、悬挂组件；81、连接杆；811、凹槽；82、定位杆；821、定位孔；9、皮带；91、保险钩。

实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法。

参考图1，一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法包括以下步骤：

S1、通过工具柱1标高A标定支承柱2柱顶标高B：工具柱1固定在支承柱2上方，在土方开挖前支承柱2被掩埋，根据支承柱2在施工图纸中的设计柱顶标高，施工图纸中对支承柱2柱顶标高有具体参数，将支承柱2的设计柱顶标高转移到工具柱1上并确定为工具柱1标高A，即通过工具柱1标高A间接确定并标明支承柱2柱顶标高B；

参考图1和图2，S2、布设支承柱2监测网，建立标高变化基准线：当土方开挖至支承柱2露出，将工具柱1标高A转移回支承柱2上，在支承柱2和边跨支承柱2相邻的支护结构上布设监测点形成监测网，对支承柱2和支护结构标高进行监测，支承柱2上的监测点采用间隔设置的方式，即隔一个支承柱2在一个支承柱2上布置监测点；

S3、在每个支承柱2上标定统一的标高数值，建立支承柱2标高变化基准线，并定期与高程控制网复测，土方开挖期间每月一次，结构施工期间两月一次，保证监测结果的准确性；

S4、布设支承柱2标高变化线：土方开挖过程中，且在界面层顶板3施工前，根据支承柱2标高变化基准线每隔1m向下标注支承柱2变化线环C1；界面层顶板3施工后，根据支承柱2柱顶标高B向下每隔1m标注支承柱2变化线环C2，标注基础底板5板顶标高D；支护结构标高的初始标高同工具柱1标高A，且每隔1m向下标注，建立支护结构标高变化线C3；每隔1m进行标注可以保证在任何位置开展测量工作，同时保证了数据的连续性；

S5、布设支承柱2差异变形线：界面层顶板3施工后且基础底板5施工前，根据支承柱2柱顶标高B偏移距离X在每根支承柱2上标注出差异变形线环D1,X可以为0.2m也可以为0.5m，同时在同一标高的支护结构上标注差异变形线D2，支护结构差异变形线D2与支护结构标高变化线C3不重合；建立测量相邻支承柱2间以及边跨支承柱2与支护结构差异变形的基准线，并向上和向下每隔1m在支承柱2的柱身和支护结构上标注差异变形线D3和D4；若果标注期间遇到结构顶板4，则增大或缩小间隔量从而避开结构顶板4；

参考图3和图4，S6、在监测网内标定标高的支承柱2旁架设激光水平仪6，以激光水准仪水平状态下进行描述：激光水准仪包括底座61、垫板62、轴承63和主体64，主体64位于垫板62上方，轴承63固定在主体64底部与垫板62顶部之间，垫板62底部与底座61顶部抵接，垫板62一侧的竖直侧壁与底座61相交处与底座61铰接，铰接轴水平设置，轴承63外壁上固定有定位板7，定位板7位于轴承63与主体64共同转动的区域，定位板7上设置有定位螺栓71，定位螺栓71依次贯穿定位板7和垫板62后与底座61螺纹连接，定位螺栓71与定位板7和垫板62均为螺纹连接的方式。

底座61背离垫板62的侧壁上固定有调节腿，调节腿设置有四个分布在垫板62的四个方位，用于调节垫板62为水平状态，调节腿可以采用螺杆也可以采用其他方式伸缩杆的方式。底座61两侧的竖直侧壁上固定有铁环，底座61上设置有皮带9，皮带9端部均固定有保险钩91，保险钩91与铁环钩挂固定，从而工作人员便于携带激光水准仪，两个铁环的连线与垫板62和底座61的铰接轴垂直。

参考图4和图5，底座61未设置铁环的竖直侧壁上开设有收纳槽611，收纳槽611开设有两个且位于同一侧壁上，底座61上设置有悬挂组件8，悬挂组件8设置有两组，悬挂组件8包括连接杆81和定位杆82，连接杆81一端与定位杆82铰接，另一端深入收纳槽611内，且无法脱离收纳槽611，可以在连接杆81远离定位杆82的端部设置凸块进行防脱设置；连接杆81上开设有凹槽811，凹槽811从连接杆81和定位杆82铰接处起始沿连接杆81长度方向延伸，同时槽深逐渐加深，定位杆82和连接杆81收纳时，定位杆82靠近连接杆81的部分插嵌在凹槽811内，从而形成连接杆81和定位杆82的组合体越向收纳槽611插嵌越紧的状态，且收纳槽611的槽口内壁处固定有一圈橡胶圈612，保证了连接杆81和定位杆82的组合体收纳在收纳槽611内后不易脱落。

参考图3和图4，将激光调整到支承柱2变化线环C1或C2原本的位置上，激光水平仪6使用时，若放在基坑底部转动调节腿能够将激光调整到C1或C2原本的位置上，则激光水平仪6采用水平使用的状态，将定位螺栓71旋转，从而使主体64能够相对垫板62转动，转动到合适角度，旋转定位螺栓71，定位螺栓71贯穿定位板7后端部与垫板62顶面抵接从而保证主体64射出的激光位置不变。

若放在基坑底部转动调节腿不能够快速将激光调整到C1或C2原本的位置上，则激光水平仪6采用竖直使用的状态。定位杆82远离连接杆81的端部开设有定位孔821，便于保险钩91与定位杆82固定。从插嵌槽内抽出定位杆82和连接杆81，将定位杆82插嵌在基坑内壁上，或从铁环上取下皮带9，将皮带9环绕任一支承柱2后与定位孔821钩挂固定，悬挂的高度取决于C1和C2的高度位置，而后调整调节支腿，使主体64呈水平状态，此时主体64投射的激光平面颠倒使用，即原本的水平激光面为现在的竖直激光面。而垫板62相对底座61转动，保证了主体64可以在水平面内转动便于测量，此时定位螺栓71贯穿定位板7后与垫板62螺纹连接，保证主体64不相对垫板62随意转动。所述皮带9采用具有伸缩调节功能的皮带9，从而能适应不同直径的支承柱2。

参考图3和图4，将激光调整到支承柱2变化线环C1或C2原本的位置上，测得激光与现支承柱2变化线环之间的偏差，结合步骤S2中监测网支承柱2标高数据变化和激光与标高变化线环之间的偏差可得到不在监测网范围内支承柱2沉降数值和支承柱2柱顶标高数值，精确度达到毫米级别。例如，测得监测网内支承柱2的激光与此柱C1的差值为E1，再测不在监测网内的支承柱2，取得的激光与标高变化线环的偏差E2，E2即为不在监测网范围内支承柱2的沉降数值，则不在监测网内的柱顶标高为：原本此柱的柱顶设计值与E2之和,即参考图3，在L2处架设激光水平仪6，可分别测量L2与L1、L2与L3的偏差。

S7、界面层顶板3施工后且基础底板5施工前，在监测网内的任意一根支承柱2旁架设激光水平仪6，将激光与支承柱2的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪6测量相邻支承柱2，相邻支承柱2不在监测网内也可，并取得激光与不在监测网内支承柱2上D1的差值，从而确定该支承柱2与相邻支承柱2间的差异变形；在监测网内标定标高的边跨支承柱2旁架设激光水平仪6，将激光水平仪6与该支承柱2的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪6测量相邻支承柱2和支护结构，测得与相邻支承柱2上D1的差值以及与D2的差值。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过工具柱(1)标高A标定支承柱(2)柱顶标高B：工具柱(1)固定在支承柱(2)上方，在土方开挖前支承柱(2)被掩埋，根据支承柱(2)在施工图纸中的设计柱顶标高，将支承柱(2)的设计柱顶标高转移到工具柱(1)上并确定为工具柱(1)标高A，即通过工具柱(1)标高A间接确定并标明支承柱(2)柱顶标高B；

S2、布设支承柱(2)监测网，建立标高变化基准线：当土方开挖至支承柱(2)露出，将工具柱(1)标高A转移回支承柱(2)上，在支承柱(2)和边跨支承柱(2)相邻的支护结构上布设监测点形成监测网，对支承柱(2)和支护结构标高进行监测；

S3、在每个支承柱(2)上标定统一的标高数值，建立支承柱(2)标高变化基准线；

S4、布设支承柱(2)标高变化线：土方开挖过程中，且在界面层顶板(3)施工前，根据支承柱(2)标高变化基准线每隔1m向下标注支承柱(2)变化线环C1；界面层顶板(3)施工后，根据支承柱(2)柱顶标高B向下每隔1m标注支承柱(2)变化线环C2，标注基础底板(5)板顶标高D；支护结构标高的初始标高同工具柱(1)标高A，且每隔1m向下标注，建立支护结构标高变化线C3；

S5、布设支承柱(2)差异变形线：界面层顶板(3)施工后且基础底板(5)施工前，根据支承柱(2)柱顶标高B偏移距离X在每根支承柱(2)上标注出差异变形线环D1,同时在同一标高的支护结构上标注差异变形线D2，支护结构差异变形线D2与支护结构标高变化线C3不重合；建立测量相邻支承柱(2)间以及边跨支承柱(2)与支护结构差异变形的基准线，并向上和向下每隔1m在支承柱(2)的柱身和支护结构上标注差异变形线D3和D4；

S6、在监测网内标定标高的支承柱(2)旁架设激光水平仪(6)，将激光调整到支承柱(2)变化线环C1或C2原本的位置上，测得激光与现支承柱(2)变化线环之间的偏差，结合步骤S2中监测网支承柱(2)标高数据变化和激光与标高变化线环之间的偏差可得到不在监测网范围内支承柱(2)沉降数值和支承柱(2)柱顶标高数值；

S7、界面层顶板(3)施工后且基础底板(5)施工前，在监测网内的任意一根支承柱(2)旁架设激光水平仪(6)，将激光与支承柱(2)的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪(6)测量相邻支承柱(2)，取得激光与相邻支承柱(2)上D1的差值，从而确定该支承柱(2)与相邻支承柱(2)间的差异变形；在监测网内标定标高的边跨支承柱(2)旁架设激光水平仪(6)，将激光水平仪(6)与该边跨支承柱(2)的差异变形线环D1对齐，转动激光水平仪(6)测量相邻支承柱(2)和支护结构，测得边跨支承柱(2)D1与边跨支承柱(2)相邻的支承柱(2)的D1差值，以及边跨支承柱(2)D1与边跨支承柱(2)相邻的支护结构D2的差值。

2.根据权利要求1所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：步骤S2中，在布设监测网时，支承柱(2)上的监测点采用间隔设置的方式，即隔一个支承柱(2)在一个支承柱(2)上布置监测点。

3.根据权利要求1所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：步骤S3中，支承柱(2)标高变化基准线定期与高程控制网复测，土方开挖期间每月一次，结构施工期间两月一次。

4.根据权利要求1所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：步骤S6中激光水平仪(6)包括底座(61)、垫板(62)、轴承(63)和主体(64)，轴承(63)位于主体(64)底部，且轴承(63)设置在垫板(62)上，垫板(62)一侧与底座(61)铰接，垫板(62)另一侧设置有定位螺栓(71)，轴承(63)侧壁上固定有定位板(7)，定位螺栓(71)依次贯穿定位板(7)和垫板(62)后与底座(61)螺纹连接，定位螺栓(71)与定位板(7)和垫板(62)均螺纹连接；底座(61)上设置有悬挂组件(8)，操作悬挂组件(8)用于将底座(61)竖向悬挂在土方开挖后的基坑内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述悬挂组件(8)包括连接杆(81)和定位杆(82)，连接杆(81)一端与底座(61)滑动连接且无法脱离底座(61)，另一端与定位杆(82)铰接；底座(61)水平状态下，底座(61)竖直侧壁上开设有收纳槽(611)，收纳槽(611)沿水平方向开设，定位杆(82)外壁与连接杆(81)外壁抵接状态下，定位杆(82)和连接杆(81)均收纳在收纳槽(611)内；抽出定位杆(82)和连接杆(81)，将连接杆(81)插嵌在基坑内壁上。

6.根据权利要求5所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述连接杆(81)外壁开设有凹槽(811)，凹槽(811)沿连接杆(81)长度方向开设；沿远离连接杆(81)与定位杆(82)铰接处的方向，凹槽(811)的槽深逐渐变深，定位杆(82)靠近凹槽(811)处插嵌在凹槽(811)内。

7.根据权利要求6所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述底座(61)上设置有橡胶圈(612)，橡胶圈(612)位于收纳槽(611)的槽口处，外壁橡胶圈(612)与收纳槽(611)内壁固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述悬挂组件(8)设置有两个，且位于底座(61)的同侧侧壁上，底座(61)上可拆卸连接有皮带(9)，皮带(9)配合两个悬挂组件(8)用于将激光水平仪(6)悬挂在支承柱(2)上。

9.根据权利要求8所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述皮带(9)端部固定有保险钩(91)，定位杆(82)上开设有定位孔(821)，保险钩(91)贯穿定位孔(821)锁定在定位杆(82)上。

10.根据权利要求8所述的一种逆作法施工支撑柱标高变化及差异变形监测方法，其特征在于：所述皮带(9)采用具有伸缩调节功能的皮带(9)。

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