CN210238595U - 逆作法一柱一桩水下调垂施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，包括：钢管柱倾斜度测量机构；钢管柱顶部定位调垂机构，包括环绕钢护筒顶部设置并固定于混凝土平台上平面上的定位调垂钢板、安装于定位调垂钢板上的定位调垂支架，定位调垂钢板设有与钢护筒中心轴线重合的孔口，定位调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，定位孔沿周缘连接有定位螺丝；钢管柱垂直度调整机构，包括钢管柱底部沿周向均匀连接的四根钢丝绳，在地面环绕定位调垂钢板周向均布有四个液压紧绳器，四根钢丝绳的上端分别与四个液压紧绳器连接。本实用新型根据激光倾斜仪指示的方位与偏差，进行钢管柱垂直度的微调使之满足设计要求。

Description

逆作法一柱一桩水下调垂施工装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工技术，具体涉及逆作施工工艺。

背景技术

随着社会经济的发展及城市土地成本的提高，大型建筑工程均在向高深方向发展，地下工程“逆作施工工艺”相比传统的敞开式顺作法具有减少基坑变形、节省支撑费用、缩短施工期等优点，是一种节能、环保的绿色施工技术，所以逆作施工技术受到越来越普遍的应用。

逆作施工中的一柱一桩作为主要支撑已完成主体结构和施工荷载的作用，地下结构施工完成后，钢管柱一般外包混凝土作为地下室永久结构受力立柱，因此钢管柱的定位和垂直度必须严格控制精度，以便满足设计要求。钢管柱垂直度偏大会在承载时会增加柱的附加弯矩，并且给立柱外包混凝土施工带来困难。因此钢管柱施工的垂直精度成为急需解决的施工难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，可以对钢管柱的垂直度在整个施工过程中进行随时动态调整。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，用于调整钢管柱的垂直度，钢管柱放入钢护筒，钢护筒顶部周围设置混凝土平台，该调垂施工装置包括：钢管柱倾斜度测量机构，包括安装于钢管柱顶部侧面的激光倾斜仪以及安装于钢管柱底部侧面且与激光倾斜仪位置对应的光靶；

钢管柱顶部定位调垂机构，包括环绕钢护筒顶部设置并固定于混凝土平台上平面上的定位调垂钢板、安装于定位调垂钢板上的定位调垂支架，所述定位调垂钢板设有与钢护筒中心轴线重合的孔口，所述定位调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝；

钢管柱垂直度调整机构，包括钢管柱底部沿周向均匀连接的四根钢丝绳，在地面环绕定位调垂钢板周向均布有四个液压紧绳器，四根钢丝绳的上端分别与四个液压紧绳器连接。

可选的，所述定位调垂支架包括两根并排设置的横梁和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。

可选的，定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝，且钢丝绳从两个定位螺丝之间的限位空间通过。

可选的，所述钢丝绳的下端固定于耳板，所述钢管柱的底部侧面开设有耳板安装孔，耳板插入耳板安装孔并与钢管柱焊接固定。

可选的，所述钢管柱的顶部侧面焊接有牛腿，所述牛腿的顶部焊接连接有与钢管柱垂直的搁板。

可选的，所述搁板上方设有定位平板，所述搁板与定位平板之间设有用于调节定位平板水平的调节螺栓。

可选的，所述定位调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。

可选的，所述定位调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

本实用新型采用上述技术方案，根据激光倾斜仪指示的方位与偏差，进行钢管柱垂直度的微调使之满足设计要求，当钢管柱调直并达到设计要求时，锁紧固定钢丝绳，浇注水下混凝土。

具有如下有益效果：

1、目前，常规测斜管法不能实时的反映被测钢格构柱柱体的绝对倾角，需要测量→调整→复测→调整→复测……，而激光倾斜仪可以实时反映被测钢格构柱柱体的倾斜变化情况，激光倾斜仪实际测量精度不小于1/600,理论测量精度在1/1500以上，避免了人为因素造成的误差，所以重复精度非常高。

2、根据激光测斜仪显示的孔内立柱垂直度偏差值大小及方向，采用钢管柱顶部定位调垂机构及钢管柱垂直度调整机构进行垂直度调整，可以对钢管柱的垂直度在整个施工过程中进行随时动态调整。不需传统的调垂架和工具段，而且能够快速、便捷、高精度地对钢管柱垂直度进行实时监测调垂，使得施工效率显著提高。可以改变目前传统监测在技术上存在的精度偏差、效率低的现状。

3、该调垂施工装置均在产品生产时加工成型，现场只需简单的安装。成本低、使用寿命长、重量轻、体积小，便于携带。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1是逆作法一柱一桩水下调垂施工工艺流程图；

图2是钢管柱顶部定位调垂机构结构示意图；

图3是图2中1-1剖面结构示意图；

图4是钢管柱垂直度调整机构结构示意图；

图5是钢管柱完全垂直状态示意图；

图6是钢管柱有角度状态示意图。

具体实施方式

本实用新型适用于垂直度要求较高的逆作法施工中一柱一桩钢格构柱、钢管柱等钢管柱的施工，适用于各种地质土层。适用于逆作施工的工业民用建筑、地铁车站等工程。

实施例一

如图2至图4所示，逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，用于调整钢管柱的垂直度，钢管柱3放入钢护筒1，钢护筒顶部周围设置混凝土平台11，该调垂施工装置包括：

钢管柱倾斜度测量机构，包括安装于钢管柱顶部侧面的激光倾斜仪6以及安装于钢管柱底部侧面且与激光倾斜仪位置对应的光靶。

钢管柱顶部定位调垂机构，包括环绕钢护筒顶部设置并固定于混凝土平台上平面上的定位调垂钢板12、安装于定位调垂钢板上的定位调垂支架，所述定位调垂钢板设有与钢护筒中心轴线重合的孔口，所述定位调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝24。

钢管柱垂直度调整机构，包括钢管柱底部沿周向均匀连接的四根钢丝绳4，在地面环绕定位调垂钢板周向均布有四个液压紧绳器5，四根钢丝绳的上端分别与四个液压紧绳器连接。

激光倾斜仪是激光器和倾斜仪的有机组合，激光器是为了激光倾斜仪在钢构柱上的精确定位和安装，安装完成后，激光线就是钢构柱的轴线，轴线垂直与钢构柱的横截面，所以，此时的激光也垂直与钢构柱的横截面，激光线就代表钢构柱的轴线。激光与倾斜仪的测量轴线平行并保证足够高的精度。激光倾斜仪安装完后，实时监测实际与一般的高精度倾斜仪是一样的，倾斜仪的测量轴线就是激光，也就是钢构柱的轴线，倾斜仪实时测出的数据就是钢构柱的轴线与倾斜仪铅垂线的角度，即钢构柱的X、Y向(如果是双向倾斜仪)的倾角。

根据激光倾斜仪指示的方位与偏差，采用紧绳器拉伸钢丝绳，进行钢管柱垂直度的微调使之满足设计要求。当钢管柱调直并达到设计要求时，锁紧固定钢丝绳，浇注水下混凝土。

参考图2和图3所示，所述定位调垂支架包括两根并排设置的横梁21和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁22，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。定位调垂钢板12上对应两根横梁21的两端设有定位槽23，定位槽可由角钢垂直焊接在定位调垂钢板12上形成，对两根横梁21的两端进行定位。两根纵梁并排焊接在两根横梁之间，两根横梁和两根纵梁可以由角钢或者方钢制成。定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝24，且钢丝绳从两个定位螺丝之间的限位空间通过。可以采用定位螺丝进行垂直度调整，与钢管柱垂直度调整机构配合，直至垂直度符合设计要求。当垂直度满足设计要求后灌注混凝土，混凝土初凝后，再将钢管柱顶部定位调垂机构拆除。

在本实施例中，所述钢丝绳的下端固定于耳板，所述钢管柱的底部侧面开设有耳板安装孔，耳板插入耳板安装孔并与钢管柱焊接固定。

作为一种实施方式，所述钢管柱的顶部侧面焊接有牛腿，所述牛腿的顶部焊接连接有与钢管柱垂直的搁板。所述搁板上方设有定位平板，所述搁板与定位平板之间设有用于调节定位平板水平的调节螺栓。

激光倾斜仪自带可充电电池，可连续工作24小时以上，在现场测量时无需外部供电，方便快捷。

实施例二

参考图1所示，一种逆作法一柱一桩水下调垂施工工艺，包括如下步骤：

S1，在混凝土平台上安装钢管柱顶部定位调垂机构；

S2，准确定位安装激光倾斜仪在钢管柱上；

S3，吊装钢管柱；

S4，实时监测激光倾斜仪数据的采集和输出；

S5，根据激光测斜仪指示的方位与偏差，通过钢管柱顶部定位调垂机构以及钢管柱垂直度调整机构进行钢管柱垂直度的微调使之满足设计要求；

S6，当钢管柱调直并达到设计要求时，锁紧固定钢丝绳，浇注水下混凝土。

测量定位后，将定位调垂钢板固定于混凝土平台，使孔口中心轴线与桩孔中心轴线重合。所述定位调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。或者，所述定位调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

钢管(格构)柱起吊采用80T/100T履带吊和汽吊双机抬吊，空中回直的施工方法。起吊前先在地面上安装激光测斜仪，吊直后用经纬仪双向校正其垂直度，垂直后将钢管(格构)柱吊往孔口并慢慢下入孔内。若钢管(格构)柱顶标高不平，可通过搁板上的调节螺栓调节直至顶部水平。

本实用新型主要采用实时监测系统和调垂结合的方法，对钢构柱倾斜度进行调整。通过实时监测数据，反复校正后使钢管柱严格居中，并使钢管柱的垂直度达到设计要求与使用要求。

如激光测斜仪显示立柱垂直度未达到1/600设计要求，须采用该调垂施工装置进行钢管(格构)调直工作，直至垂直度符合设计要求。

调节垂直度的步骤：

1)准确定位安装激光倾斜仪在钢管柱上；

2)实时监测数据的采集和输出，数据实时输出分为两种工况。

工况1：完全垂直状态。见图5所示，图中：钢管柱母线301，激光601，激光倾斜仪安装定位后随钢构柱被吊起下井(孔)，钢构柱处于完全垂直状态时，钢构柱与激光倾斜仪的铅垂线重合，既：激光倾斜仪测出与钢构柱偏斜零度。因为倾斜仪的测量轴线与钢构柱母线L平行(通过仪器安装激光定位保证)，所以倾斜仪的测量轴线与其铅垂线的角度也就是钢构柱的轴线(或某一条能代表钢构柱轴线的母线)与铅垂线的角度。

工况2：有角度状态。见图6所示，图中：激光倾斜仪天然垂线602，钢管柱与铅垂线角度603，钢构柱有一定偏斜时，倾斜仪的测量轴线与倾斜仪的铅垂线就有一个角度实时输出，也就是钢构柱的轴线(或某一条能代表钢构柱轴线的母线)与倾斜仪的铅垂线的角度实时输出[因为倾斜仪的测量轴线就是激光轴线，也就是钢构柱的轴线(或某一条能代表钢构柱轴线的母线)]。

3)据不同工况下反馈的信息判定偏差方位，调节调垂架的调节杆，最终使得激光倾斜仪位移读数△X和△Y归零，直到满足要求，垂直度调节完成。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，用于调整钢管柱的垂直度，钢管柱放入钢护筒，钢护筒顶部周围设置混凝土平台，其特征在于该调垂施工装置包括：钢管柱倾斜度测量机构，包括安装于钢管柱顶部侧面的激光倾斜仪以及安装于钢管柱底部侧面且与激光倾斜仪位置对应的光靶；

钢管柱顶部定位调垂机构，包括环绕钢护筒顶部设置并固定于混凝土平台上平面上的定位调垂钢板、安装于定位调垂钢板上的定位调垂支架，所述定位调垂钢板设有与钢护筒中心轴线重合的孔口，所述定位调垂支架设有与孔口轴线重合的定位孔，所述定位孔沿周缘连接有调整钢管柱顶部位置以使钢管柱顶部中心轴线与桩孔中心轴线重合的定位螺丝；

钢管柱垂直度调整机构，包括钢管柱底部沿周向均匀连接的四根钢丝绳，在地面环绕定位调垂钢板周向均布有四个液压紧绳器，四根钢丝绳的上端分别与四个液压紧绳器连接。

2.根据权利要求1所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述定位调垂支架包括两根并排设置的横梁和两根并排设置且与横梁垂直连接于同一平面的纵梁，两根横梁和两根纵梁围成正方形的定位孔。

3.根据权利要求2所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：定位孔的每条边中部并排连接两个定位螺丝，且钢丝绳从两个定位螺丝之间的限位空间通过。

4.根据权利要求1所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述钢丝绳的下端固定于耳板，所述钢管柱的底部侧面开设有耳板安装孔，耳板插入耳板安装孔并与钢管柱焊接固定。

5.根据权利要求1所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述钢管柱的顶部侧面焊接有牛腿，所述牛腿的顶部焊接连接有与钢管柱垂直的搁板。

6.根据权利要求5所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述搁板上方设有定位平板，所述搁板与定位平板之间设有用于调节定位平板水平的调节螺栓。

7.根据权利要求1所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述定位调垂钢板用膨胀螺丝固定于混凝土平台。

8.根据权利要求1所述的逆作法一柱一桩水下调垂施工装置，其特征在于：所述定位调垂钢板与预埋于混凝土平台内的地锚焊接。

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