CN117005472A - 一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置及其使用方法，包括管桩调整单元、偏位反馈单元、内壁卡接定位单元；连接偏位反馈单元、管桩调整单元和内壁卡接定位单元的处理器。通过采用卡爪机构将垂直度检测装置置于管桩内部，并设置调整装置的直线驱动件为斜向支撑模式，且利用吊锤的重力作用设计出了电极片接触式偏位调整单元，本发明不仅消除了现有技术中管桩下放过程中会与检测装置出现干涉的技术问题，而且通过斜向支撑不仅减少了调整装置的机架结构应力，此外，通过检测装置与调整装置一体式的结构设计，实现了信息闭环提高了施工效率与质量。

Description

一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置及施工方法

技术领域

本发明属于管桩垂直度监控技术领域，更具体地，涉及一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置及施工方法。

背景技术

作为建筑领域的重要环节，传统的管桩施工过程中，由于震动作用，施工过程中常常出现偏位及垂直度偏差过大的问题，采用两台呈90度的经纬仪或全站仪监测垂直度，不仅费时费力，耗费测量人力、物力，且无法得到实时数据，无法及时纠偏。在这种情况下，亟需一种垂直度偏差实时监测及实时控制的施工方法来解决这些问题，保证施工质量，提高施工效率。

为了解决管桩垂直度偏位调整的技术问题，中国发明专利技术CN114777740A公开了一种管桩垂直度检测装置及检测方法，包括桩身围测定位件及垂直度检测仪，桩身围测定位件为条状结构件，桩身围测定位件上设置有滑槽，滑槽沿桩身围测定位件的长度方向设置，桩身围测定位件沿管桩的径向方向绕设一圈形成定位圈；垂直度检测仪包括安装底座，安装底座与滑槽相适配，垂直度检测仪通过其上的安装底座在定位圈上滑移，垂直度检测仪用以实现对管桩的不同位置的垂直度的检测。当本申请的桩身围测定位件沿管桩外壁绕设一圈使得首尾吻合后，挂接在其上的垂直度检测仪自然与管桩的中心轴线平行，垂直度检测仪测得的管桩垂直度更加精确可靠。因此，本申请提供的管桩垂直度检测装置操作方便、检测精度高、效率高；此外，中国实用新型专利CN214738066U公开了一种钢管桩垂直度调节的导向装置，包括上部调垂导向钢管、钢管桩原段、千斤顶，还包括调垂定位平台、加劲板；所述上部调垂导向钢管、钢管桩原段之间通过加劲板连接；所述调垂定位平台上设有上部调垂导向钢管、千斤顶；所述千斤顶用于调节上部调垂导向钢管的垂直度。本实用新型采用上部调垂导向钢管、调垂定位平台进行垂直度调节，加劲板刚度大，焊接处不易变形，从而调垂效果好、调垂精度高、施工便利；可使混凝土浮浆从预留间隙溢出，减少了混凝土的浪费且无需进行混凝土破除工作，减少施工时间、节约施工成本；构简单，造价低，拆卸方便，可重复使用，经济环保。

上述技术问题中，仍存在以下问题：(1)专利技术CN114777740A通过将垂直度检测装置安装至管桩外壁，显然在管桩下放至孔内过程容易产生干涉，从而产生装置或管桩的损坏；(2)现场施工过程中，通常已将管桩垂直度检测、调整过程分开处理，并基于检测数据通过分析数据后，人工完成控制调整过程，该方案的自动化有待提高；(3)专利技术CN214738066U所提出的调整装置，是将多个千斤顶以水平姿态安装，从而给管桩提供沿水平方向的推力，该方案虽能实现管桩的偏位调整，但由于力的相互作用原理，在千斤顶的尾部产生与灌装推力同样大小的反作用力，从而使得装置机架结构产生较大应力，长时间作用，难免造成疲劳强度的快速降低。此外，该方案所使用的千斤顶的数量也相对较多。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，通过采用卡爪机构将垂直度检测装置置于管桩内部，并设置调整装置的直线驱动件为斜向支撑模式，且利用吊锤的重力作用设计出了电极片接触式偏位调整单元，本发明不仅消除了现有技术中管桩下放过程中会与检测装置出现干涉的技术问题，通过斜向支撑不仅减少了调整装置的机架结构应力，而且减少了直线驱动装置的用量，与此同时，电极片接触式的检测装置设计结构简单有效，成本较为低廉；通过检测装置与调整装置一体式的结构设计，实现了信息闭环，节省人力资源，大大提高了施工效率与质量。

按照本发明的第一方面，一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，包括：

固定安装于地面用于下放和调整管桩垂体度的管桩调整单元、用于检测管桩下放过程偏位状态的偏位反馈单元、用于将所述偏位反馈单元同轴向定位卡接至管桩内壁的内壁卡接定位单元；

所述管桩调整单元，包括固定设于地面的水平定位板、开设于水平定位板中心的中心过孔、以所述中心过孔为中心圆周等距分布设置于所述水平定位板上表面的至少3个第一转动连接轴、与所述第一转动连接轴转动连接的支撑臂、设于所述支撑臂中间的直线驱动部、通过第二转动连接轴与所述支撑臂上端转动连接的滑动限位组件；

所述内壁卡接定位单元，包括用于安装偏位反馈单元的中心筒体、从下往上依次套设于所述中心筒体外壁的第一支撑环、第二支撑环、第三支撑环和第四支撑环、设于第一支撑环与第二支撑环之间和第三支撑环与第四支撑环之间的撑壁组件、套设于中心筒体外壁并设于第二支撑环与第三支撑环之间的传动套筒、套设于中心筒体外壁并设于第一支撑环与第二支撑环和第三支撑环与第四支撑环之间的收爪弹簧、用于控制第四支撑环沿轴向直线运动的下压组件；所述第一支撑环与传动套筒固定连接，所述第二支撑环、第三支撑环和第四支撑环与传动套筒滑动连接；

所述撑壁组件，包括分别通过第一铰接轴和第二铰接轴与支撑环转动连接的第一连杆撑臂和第二连杆撑臂，所述第一连杆撑臂与第二连杆撑臂转动连接，所述第一连杆撑臂与第二连杆撑臂的转动连接点处设有与管桩内壁接触的顶块；

连接偏位反馈单元、管桩调整单元和内壁卡接定位单元的处理器。

优选的，所述的偏位反馈单元，包括：

设于中心筒体中心的检测腔室、设于中心筒体顶部的端盖、通过钢丝包芯线悬挂至端盖下方的吊锤、与吊锤中心水平高度保持一致并设于检测腔室内壁用于缓冲吊锤的上下运动的运动缓冲组件、与吊锤底部水平高度保持一致并设于检测腔室内壁不同方位的第一电极片、设于吊锤底部侧面的第二电极片。

优选的，所述的顶块的接触面形状为齿形，且为橡胶材质。

优选的，所述的直线驱动部为直线电机、气缸、液压缸或齿轮齿条机构。

优选的，所述的滑动限位组件，包括：

与第二转动连接轴固定连接的限位筒分部、设于所述限位筒分部边缘处用于相邻限位筒分部之间相互连接的定位凸缘、用于定位相邻定位凸缘的定位螺栓组、设于所述限位筒分部内壁面的滑轮组。

优选的，所述的运动缓冲组件，包括：

固定于所述检测腔室内壁的多个闭合环状导体；

所述吊锤材质为强磁材料。

优选的，所述的下压组件，包括：

设于中心筒体顶部的螺纹牙、螺纹连接于所述螺纹牙的下压螺母。

优选的，所述的下压组件，包括：

转动套设于中心筒体顶部的螺纹套、设于第四支撑环内部的螺纹牙，所述螺纹套与螺纹牙之间配合传动。

优选的，所述的内壁卡接定位单元，包括：

沿中心筒体中心轴线设置于中心筒体底部的激光发射器。

按照本发明的第二方面，一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：工作人员将水平定位板定位至地面，保持中心过孔与钻孔保持贯通，同时安装好管桩调整单元的其他部件；

S200：将偏位反馈单元及内壁卡接定位单元放入管桩内壁；

S300：启动内壁卡接定位单元中的下压组件，控制第四支撑环沿中心筒体的中心轴线向下运动，并向第三支撑环靠近，从而在第一连杆撑臂与第二连杆撑臂的侧撑作用下，使得顶块向外侧伸出并抵接管桩内壁，由于第一支撑环与中心筒体固定连接，因此第三支撑环通过传动套筒将第二支撑环下压致使其靠近第一支撑环，从而使得上下处的顶块同时向外伸出并与管桩内壁抵接；

S400：将吊锤安装于检测腔室之中，并将装置通电，偏位反馈单元中的第二电极片带电，管桩内壁不同方位的第一电极片与第二电极片接触时可构成闭合回路；

S500：通过吊机将管壁放置于滑动限位组件之中，并下放至中心过孔内部的钻孔中；

S600：利用锤击法将管桩向钻孔伸出下压，在下压过程中，若管桩出现偏斜，此时吊锤会在重力作用下依旧保持竖直状态，并使第二电极片与倾斜方向下的第一电极片发生接触，从而向外传递倾斜偏位信号至处理器，实现偏位检测；

S700：处理器控制管桩调整单元中的直线驱动部做伸缩运动，从而控制滑动限位组件反向倾斜以抵消管桩偏斜状态，实现偏位调整；

S800：当管桩完全下放至钻孔内部后，通过下压组件反向控制第四支撑环的运动，从而在收爪弹簧的作用下，内壁卡接定位单元的顶块释放与管桩的紧密抵接压力，随后拆卸本装备，完成管桩的偏位检测与调整一体式施工过程。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，通过采用卡爪机构将垂直度检测装置置于管桩内部，并设置调整装置的直线驱动件为斜向支撑模式，且利用吊锤的重力作用设计出了电极片接触式偏位调整单元，本发明不仅消除了现有技术中管桩下放过程中会与检测装置出现干涉的技术问题，通过斜向支撑不仅减少了调整装置的机架结构应力，而且减少了直线驱动装置的用量，与此同时，电极片接触式的检测装置设计结构简单有效，成本较为低廉；通过检测装置与调整装置一体式的结构设计，实现了信息闭环，节省人力资源，大大提高了施工效率与质量；

2.本发明的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，通过采用楞次定律的“来拒去留”原理，解决了基于锤击法下压管桩的过程中，由于惯性和冲击力的作用下，吊锤容易出现竖向位移脉冲，从而造成电极片触发异常的技术问题，在施工过程中，当锤击管桩时，吊锤在锤击瞬间速度为零，而管桩速度方向向下，从而在吊锤与管桩之间产生相对运动趋势，紧接着，产生相对位移，此时由于具有强磁性的吊锤在闭合环状导体之间相对运动，从而使得闭合环状导体内部产生了感应电动势，进而对磁性吊锤产生与运动方向相反的作用力，阻碍其运动，实现了缓慢下降的技术效果，提高了吊锤姿态的稳定性；

3.本发明的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，通过设置激光发射器，解决了内壁卡接定位单元在卡接至管桩内壁时难以确定是否卡接到位的技术问题，施工过程中将激光发射器打开，并在管桩的另一端观察激光的指向，与此同时，控制下压组件做内壁卡接，当激光的指向了管桩中心时，即可表明内壁卡接定位单元已处于管桩的中心位置。

附图说明

图1为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的管桩调整单元施工状态示意图；

图2为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的内壁卡接定位单元整体结构示意图；

图3为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的偏位反馈单元部分内部结构示意图；

图4为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的偏位反馈单元的吊锤结构示意图；

图5为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的局部放大图A；

图6为本发明实施例一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的施工流程图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-管桩调整单元、101-水平定位板、102-中心过孔、111-第一转动连接轴、112-支撑臂、113-直线驱动部、114-第二转动连接轴、120-滑动限位组件、121-限位筒分部、122-定位凸缘、123-定位螺栓组、124-滑轮组、2-管桩、3-内壁卡接定位单元、300-中心筒体、301-第一支撑环、302-第二支撑环、303-第三支撑环、304-第四支撑环、305-第一铰接轴、306-第一连杆撑臂、307-顶块、308-第二连杆撑臂、309-第二铰接轴、311-传动套筒、312-收爪弹簧、313-下压组件、4-偏位反馈单元、400-检测腔室、401-运动缓冲组件、411-第一电极片、412-吊锤、413-第二电极片、414-钢丝包芯线、421-激光发射器。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～5所示，在本发明实施例中，所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，包括：

固定安装于地面用于下放和调整管桩2垂体度的管桩调整单元1、用于检测管桩下放过程偏位状态的偏位反馈单元4、用于将所述偏位反馈单元4同轴向定位卡接至管桩2内壁的内壁卡接定位单元3；

所述管桩调整单元1，包括固定设于地面的水平定位板101、开设于水平定位板101中心的中心过孔102、以所述中心过孔102为中心圆周等距分布设置于所述水平定位板101上表面的至少3个第一转动连接轴111、与所述第一转动连接轴111转动连接的支撑臂112、设于所述支撑臂112中间的直线驱动部113、通过第二转动连接轴114与所述支撑臂112上端转动连接的滑动限位组件120；

所述内壁卡接定位单元3，包括用于安装偏位反馈单元4的中心筒体300、从下往上依次套设于所述中心筒体300外壁的第一支撑环301、第二支撑环302、第三支撑环303和第四支撑环304、设于第一支撑环301与第二支撑环302之间和第三支撑环303与第四支撑环304之间的撑壁组件、套设于中心筒体300外壁并设于第二支撑环302与第三支撑环303之间的传动套筒311、套设于中心筒体300外壁并设于第一支撑环301与第二支撑环302和第三支撑环303与第四支撑环304之间的收爪弹簧312、用于控制第四支撑环304沿轴向直线运动的下压组件313；所述第一支撑环301与传动套筒311固定连接，所述第二支撑环302、第三支撑环303和第四支撑环304与传动套筒311滑动连接；

所述撑壁组件，包括分别通过第一铰接轴305和第二铰接轴309与支撑环转动连接的第一连杆撑臂306和第二连杆撑臂308，所述第一连杆撑臂306与第二连杆撑臂308转动连接，所述第一连杆撑臂306与第二连杆撑臂308的转动连接点处设有与管桩2内壁接触的顶块307；

连接偏位反馈单元4、管桩调整单元1和内壁卡接定位单元3的处理器。

如图2～4所示，在本发明实施例中，所述的偏位反馈单元4，包括设于中心筒体300中心的检测腔室400、设于中心筒体300顶部的端盖、通过钢丝包芯线414悬挂至端盖下方的吊锤412、与吊锤412中心水平高度保持一致并设于检测腔室400内壁用于缓冲吊锤412的上下运动的运动缓冲组件401、与吊锤412底部水平高度保持一致并设于检测腔室400内壁不同方位的第一电极片411、设于吊锤412底部侧面的第二电极片413。

在本发明实施例中，所述的顶块307的接触面形状为齿形，且为橡胶材质。

本发明实施例的工作原理：首先，工作人员将水平定位板101定位至地面，保持中心过孔102与钻孔保持贯通，同时安装好管桩调整单元1的其他部件；紧接着，将偏位反馈单元4及内壁卡接定位单元3放入管桩2内壁；紧接着，启动内壁卡接定位单元3中的下压组件313，控制第四支撑环304沿中心筒体300的中心轴线向下运动，并向第三支撑环303靠近，从而在第一连杆撑臂306与第二连杆撑臂308的侧撑作用下，使得顶块307向外侧伸出并抵接管桩2内壁，由于第一支撑环301与中心筒体300固定连接，因此第三支撑环303通过传动套筒311将第二支撑环302下压致使其靠近第一支撑环301，从而使得上下处的顶块307同时向外伸出并与管桩2内壁抵接；紧接着，将吊锤412安装于检测腔室400之中，并将装置通电，偏位反馈单元4中的第二电极片413带电，管桩2内壁不同方位的第一电极片411与第二电极片413接触时可构成闭合回路；紧接着，通过吊机将管桩2放置于滑动限位组件120之中，并下放至中心过孔102内部的钻孔中；紧接着，利用锤击法将管桩2向钻孔伸出下压，在下压过程中，若管桩2出现偏斜，此时吊锤412会在重力作用下依旧保持竖直状态，并使第二电极片413与倾斜方向下的第一电极片411发生接触，从而向外传递倾斜偏位信号至处理器，实现偏位检测；紧接着，处理器控制管桩调整单元1中的直线驱动部113做伸缩运动，从而控制滑动限位组件120反向倾斜以抵消管桩2偏斜状态，实现偏位调整；紧接着，当管桩2完全下放至钻孔内部后，通过下压组件313反向控制第四支撑环304的运动，从而在收爪弹簧312的作用下，内壁卡接定位单元3的顶块307释放与管桩2的紧密抵接压力，随后拆卸本装备，完成管桩2的偏位检测与调整一体式施工过程。

在本发明实施例中，通过采用卡爪机构将垂直度检测装置置于管桩2内部，并设置调整装置的直线驱动件为斜向支撑模式，且利用吊锤的重力作用设计出了电极片接触式偏位调整单元，本发明不仅消除了现有技术中管桩2下放过程中会与检测装置出现干涉的技术问题，通过斜向支撑不仅减少了调整装置的机架结构应力，而且减少了直线驱动装置的用量，与此同时，电极片接触式的检测装置设计结构简单有效，成本较为低廉；通过检测装置与调整装置一体式的结构设计，实现了信息闭环，节省人力资源，大大提高了施工效率与质量。

如图1所示，在本发明实施例中，所述的直线驱动部113为直线电机、气缸、液压缸或齿轮齿条机构。

如图1和图5所示，在本发明实施例中，所述的滑动限位组件120，包括：

与第二转动连接轴114固定连接的限位筒分部121、设于所述限位筒分部121边缘处用于相邻限位筒分部121之间相互连接的定位凸缘122、用于定位相邻定位凸缘122的定位螺栓组123、设于所述限位筒分部121内壁面的滑轮组124。

如图3和图4所示，在本发明实施例中，所述的运动缓冲组件401，包括：

固定于所述检测腔室400内壁的多个闭合环状导体；

所述吊锤412材质为强磁材料。

在本发明实施例中，通过采用楞次定律的“来拒去留”原理，解决了基于锤击法下压管桩2的过程中，由于惯性和冲击力的作用下，吊锤412容易出现竖向位移脉冲，从而造成电极片触发异常的技术问题，在施工过程中，当锤击管桩2时，吊锤412在锤击瞬间速度为零，而管桩速度方向向下，从而在吊锤412与管桩2之间产生相对运动趋势，紧接着，产生相对位移，此时由于具有强磁性的吊锤412在闭合环状导体之间相对运动，从而使得闭合环状导体内部产生了感应电动势，进而对磁性吊锤412产生与运动方向相反的作用力，阻碍其运动，实现了缓慢下降的技术效果，提高了吊锤姿态的稳定性。

如图2所示，在本发明实施例中，所述的下压组件313，包括：

设于中心筒体300顶部的螺纹牙、螺纹连接于所述螺纹牙的下压螺母。

如图2所示，在本发明实施例中，所述的下压组件313，包括：

转动套设于中心筒体300顶部的螺纹套、设于第四支撑环304内部的螺纹牙，所述螺纹套与螺纹牙之间配合传动。

如图3所示，在本发明实施例中，所述的内壁卡接定位单元3，包括：

沿中心筒体300中心轴线设置于中心筒体300底部的激光发射器421。

在本发明实施例中，通过设置激光发射器421，解决了内壁卡接定位单元3在卡接至管桩2内壁时难以确定是否卡接到位的技术问题，施工过程中将激光发射器421打开，并在管桩2的另一端观察激光的指向，与此同时，控制下压组件313做内壁卡接，当激光的指向了管桩2中心时，即可表明内壁卡接定位单元3已处于管桩2的中心位置。

一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的施工方法，包括如下步骤：

S100：工作人员将水平定位板101定位至地面，保持中心过孔102与钻孔保持贯通，同时安装好管桩调整单元1的其他部件；

S200：将偏位反馈单元4及内壁卡接定位单元3放入管桩2内壁；

S300：启动内壁卡接定位单元3中的下压组件313，控制第四支撑环304沿中心筒体300的中心轴线向下运动，并向第三支撑环303靠近，从而在第一连杆撑臂306与第二连杆撑臂308的侧撑作用下，使得顶块307向外侧伸出并抵接管桩2内壁，由于第一支撑环301与中心筒体300固定连接，因此第三支撑环303通过传动套筒311将第二支撑环302下压致使其靠近第一支撑环301，从而使得上下处的顶块307同时向外伸出并与管桩2内壁抵接；

S400：将吊锤412安装于检测腔室400之中，并将装置通电，偏位反馈单元4中的第二电极片413带电，管桩2内壁不同方位的第一电极片411与第二电极片413接触时可构成闭合回路；

S500：通过吊机将管桩2放置于滑动限位组件120之中，并下放至中心过孔102内部的钻孔中；

S600：利用锤击法将管桩2向钻孔伸出下压，在下压过程中，若管桩2出现偏斜，此时吊锤412会在重力作用下依旧保持竖直状态，并使第二电极片413与倾斜方向下的第一电极片411发生接触，从而向外传递倾斜偏位信号至处理器，实现偏位检测；

S700：处理器控制管桩调整单元1中的直线驱动部113做伸缩运动，从而控制滑动限位组件120反向倾斜以抵消管桩2偏斜状态，实现偏位调整；

S800：当管桩2完全下放至钻孔内部后，通过下压组件313反向控制第四支撑环304的运动，从而在收爪弹簧312的作用下，内壁卡接定位单元3的顶块307释放与管桩2的紧密抵接压力，随后拆卸本装备，完成管桩2的偏位检测与调整一体式施工过程。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，包括：

固定安装于地面用于下放和调整管桩(2)垂体度的管桩调整单元(1)、用于检测管桩下放过程偏位状态的偏位反馈单元(4)、用于将所述偏位反馈单元(4)同轴向定位卡接至管桩(2)内壁的内壁卡接定位单元(3)；

所述管桩调整单元(1)，包括固定设于地面的水平定位板(101)、开设于水平定位板(101)中心的中心过孔(102)、以所述中心过孔(102)为中心圆周等距分布设置于所述水平定位板(101)上表面的至少3个第一转动连接轴(111)、与所述第一转动连接轴(111)转动连接的支撑臂(112)、设于所述支撑臂(112)中间的直线驱动部(113)、通过第二转动连接轴(114)与所述支撑臂(112)上端转动连接的滑动限位组件(120)；

所述内壁卡接定位单元(3)，包括用于安装偏位反馈单元(4)的中心筒体(300)、从下往上依次套设于所述中心筒体(300)外壁的第一支撑环(301)、第二支撑环(302)、第三支撑环(303)和第四支撑环(304)、设于第一支撑环(301)与第二支撑环(302)之间和第三支撑环(303)与第四支撑环(304)之间的撑壁组件、套设于中心筒体(300)外壁并设于第二支撑环(302)与第三支撑环(303)之间的传动套筒(311)、套设于中心筒体(300)外壁并设于第一支撑环(301)与第二支撑环(302)和第三支撑环(303)与第四支撑环(304)之间的收爪弹簧(312)、用于控制第四支撑环(304)沿轴向直线运动的下压组件(313)；所述第一支撑环(301)与传动套筒(311)固定连接，所述第二支撑环(302)、第三支撑环(303)和第四支撑环(304)与传动套筒(311)滑动连接；

所述撑壁组件，包括分别通过第一铰接轴(305)和第二铰接轴(309)与支撑环转动连接的第一连杆撑臂(306)和第二连杆撑臂(308)，所述第一连杆撑臂(306)与第二连杆撑臂(308)转动连接，所述第一连杆撑臂(306)与第二连杆撑臂(308)的转动连接点处设有与管桩(2)内壁接触的顶块(307)；

连接偏位反馈单元(4)、管桩调整单元(1)和内壁卡接定位单元(3)的处理器。

2.根据权利要求1所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的偏位反馈单元(4)，包括：

设于中心筒体(300)中心的检测腔室(400)、设于中心筒体(300)顶部的端盖、通过钢丝包芯线(414)悬挂至端盖下方的吊锤(412)、与吊锤(412)中心水平高度保持一致并设于检测腔室(400)内壁用于缓冲吊锤(412)的上下运动的运动缓冲组件(401)、与吊锤(412)底部水平高度保持一致并设于检测腔室(400)内壁不同方位的第一电极片(411)、设于吊锤(412)底部侧面的第二电极片(413)。

3.根据权利要求2所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于：

所述的顶块(307)的接触面形状为齿形，且为橡胶材质。

4.根据权利要求1～3其中任意一项所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于：

所述的直线驱动部(113)为直线电机、气缸、液压缸或齿轮齿条机构。

5.根据权利要求4所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的滑动限位组件(120)，包括：

与第二转动连接轴(114)固定连接的限位筒分部(121)、设于所述限位筒分部(121)边缘处用于相邻限位筒分部(121)之间相互连接的定位凸缘(122)、用于定位相邻定位凸缘(122)的定位螺栓组(123)、设于所述限位筒分部(121)内壁面的滑轮组(124)。

6.根据权利要求2所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的运动缓冲组件(401)，包括：

固定于所述检测腔室(400)内壁的多个闭合环状导体；

所述吊锤(412)材质为强磁材料。

7.根据权利要求6所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的下压组件(313)，包括：

设于中心筒体(300)顶部的螺纹牙、螺纹连接于所述螺纹牙的下压螺母。

8.根据权利要求6所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的下压组件(313)，包括：

转动套设于中心筒体(300)顶部的螺纹套、设于第四支撑环(304)内部的螺纹牙，所述螺纹套与螺纹牙之间配合传动。

9.根据权利要求5～8其中任意一项所述的一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置，其特征在于，所述的内壁卡接定位单元(3)，包括：

沿中心筒体(300)中心轴线设置于中心筒体(300)底部的激光发射器(421)。

10.一种管桩垂直度实时监控调整一体式施工装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：工作人员将水平定位板(101)定位至地面，保持中心过孔(102)与钻孔保持贯通，同时安装好管桩调整单元(1)的其他部件；

S200：将偏位反馈单元(4)及内壁卡接定位单元(3)放入管桩(2)内壁；

S300：启动内壁卡接定位单元(3)中的下压组件(313)，控制第四支撑环(304)沿中心筒体(300)的中心轴线向下运动，并向第三支撑环(303)靠近，从而在第一连杆撑臂(306)与第二连杆撑臂(308)的侧撑作用下，使得顶块(307)向外侧伸出并抵接管桩(2)内壁，由于第一支撑环(301)与中心筒体(300)固定连接，因此第三支撑环(303)通过传动套筒(311)将第二支撑环(302)下压致使其靠近第一支撑环(301)，从而使得上下处的顶块(307)同时向外伸出并与管桩(2)内壁抵接；

S400：将吊锤(412)安装于检测腔室(400)之中，并将装置通电，偏位反馈单元(4)中的第二电极片(413)带电，管桩(2)内壁不同方位的第一电极片(411)与第二电极片(413)接触时可构成闭合回路；

S500：通过吊机将管桩(2)放置于滑动限位组件(120)之中，并下放至中心过孔(102)内部的钻孔中；

S600：利用锤击法将管桩(2)向钻孔伸出下压，在下压过程中，若管桩(2)出现偏斜，此时吊锤(412)会在重力作用下依旧保持竖直状态，并使第二电极片(413)与倾斜方向下的第一电极片(411)发生接触，从而向外传递倾斜偏位信号至处理器，实现偏位检测；

S700：处理器控制管桩调整单元(1)中的直线驱动部(113)做伸缩运动，从而控制滑动限位组件(120)反向倾斜以抵消管桩(2)偏斜状态，实现偏位调整；

S800：当管桩(2)完全下放至钻孔内部后，通过下压组件(313)反向控制第四支撑环(304)的运动，从而在收爪弹簧(312)的作用下，内壁卡接定位单元(3)的顶块(307)释放与管桩(2)的紧密抵接压力，随后拆卸本装备，完成管桩(2)的偏位检测与调整一体式施工过程。