一种钢管柱高精度调垂装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种钢管柱高精度调垂装置。


背景技术：

2.逆作法在城市地下空间开发中不断推广和普及。作为地下空间基坑开挖阶段中的主要受力构件，实现大承载力旋挖灌注桩柱的高质量施工为逆作法顺利实施的关键，其中钢管柱的垂直度，是确保柱身品质的重点和难点，现有的逆作法钢管柱调垂装置虽然也能满足基本的垂直度要求，但对于一些对精度要求极高的工程来说，还需设计一种钢管柱高精度调垂装置，实现钢管柱的高精度定位安装。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种钢管柱高精度调垂装置。
4.本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
5.一种钢管柱高精度调垂装置，包括调垂平台、钢管柱和检测模块，其中，
6.所述调垂平台包括第一平台和第二平台，所述第一平台平行于施工面，所述第二平台位于所述第一平台上方且与所述第一平台平行设置；所述第一平台上设有第一通孔，所述第二平台上设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔同心设置；所述第一平台上设有第一微调组件，所述第一微调组件围绕所述第一通孔设置；所述第二平台上设有第二微调组件，所述第二微调组件围绕所述第二通孔设置；
7.所述检测模块用于监测所述钢管柱的垂直度，并反馈信息以通过所述第一微调组件和所述第二微调组件调节所述钢管柱的垂直度。
8.优选地，所述第一平台和所述第二平台之间的距离大于等于1.5m。
9.优选地，所述第一平台和所述第二平台包括支架龙骨和钢板，所述第一平台和所述第二平台经所述支架龙骨焊接固定。
10.优选地，钢管柱高精度调垂装置还包括若干钢钎，若干所述钢钎周向均匀设置在所述第一通孔和所述第二通孔的边缘，穿过所述第一通孔和所述第二通孔部分置入施工面，所述钢钎与所述第一平台和所述第二平台焊接固定。
11.优选地，所述第一微调组件和所述第二微调组件均包括调节丝杆、调节螺栓和液压千斤顶，所述调节丝杆与所述钢管柱上的标准线对齐。
12.优选地，所述检测模块包括全站仪和经纬仪，所述第一微调组件和所述第二微调组件与所述全站仪和所述经纬仪联动，所述全站仪和所述经纬仪监测所述钢管柱的垂直度而后通过不同方向上的所述调节丝杆进行微调。
13.优选地，所述经纬仪为激光经纬仪，四个所述经纬仪分别设置在所述第二平台的四角上，相对的所述经纬仪的连线彼此垂直。
14.优选地，所述检测模块还包括激光测垂仪。
15.优选地，钢管柱高精度调垂装置还包括钢筋笼，所述钢筋笼调垂后穿过所述第一通孔和所述第二通孔置于施工面中；所述钢筋笼上设有挂钩，用于在所述钢管柱穿入所述钢筋笼的过程中辅助调整所述钢管柱。
16.优选地，所述钢筋笼的顶部设有两道可调间距的双箍筋。
17.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型的钢管柱高精度调垂装置将调垂平台与检测模块结合，在钢管柱的安装过程中，监测钢管柱的垂直度，利用调垂平台上的第一微调组件和第二微调组件对钢管件进行微调，检测模块实时反馈，对第一微调组件和第二微调组件的调整尺寸进行控制，从而实现钢管柱的超高精度定位安装。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的调垂平台和钢管柱的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例的钢管柱的安装示意图。
21.图中：10、调垂平台；11、第一平台；12、第二平台；13、支架龙骨；14、钢板；15、第一通孔；16、第二通孔；17、调节丝杆；18、调节螺栓；20、钢管柱；30、经纬仪。
具体实施方式
22.以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的，虽然描述了本实用新型的某些具体实施例，但本实用新型并不仅限于这些实施例。所描述的具体实施例仅用于解释说明。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。本公开还旨在涵盖替代品、修改和等同物。此外，在下面的描述中，为了向本领域普通技术人员提供对所公开技术的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，实施例可以在没有这些具体细节的情况下进行实施。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
24.此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
26.如附图1和附图2所示，本实用新型实施例的钢管柱高精度调垂装置包括调垂平台10、钢管柱20和检测模块，其中，
27.调垂平台10包括第一平台11和第二平台12，第一平台11平行于施工面，第二平台12位于第一平台11上方且与第一平台11平行设置；第一平台11上设有第一通孔15，第二平台12上设有第二通孔16，第一通孔15和第二通孔16同心设置；第一平台11上设有第一微调组件，第一微调组件围绕第一通孔15设置；第二平台12上设有第二微调组件，第二微调组件围绕第二通孔16设置；
28.检测模块用于检测调垂平台10的水平度和实时监测钢管柱20的垂直度，并反馈信息以通过第一微调组件和第二微调组件调节钢管柱20的垂直度。
29.本实用新型实施例的钢管柱20高精度调垂装置包括两层结构的调垂平台10，通过对钢管柱20做上下两层水平定位及垂直度监控，最大程度确保了钢管柱20的垂直度及水平高程，保证钢管柱20的施工质量；该装置操作简单，高效便利，利用检测模块监控进行垂直度监控，并通过第一平台11和第二平台12上的第一微调组件和第二微调组件进行调整，有效实现钢管柱20快速定位安装、校准，大幅度提升工作效率，对施工人员的专业素养要求较低，施工速度快，工期较短。
30.在一些实施场景中，如附图2所示，钢管柱20下端埋入钢筋混凝土灌注桩2.5m，钢管柱20底定位偏差要求小于5mm。灌注桩浇灌混凝土后需将钢柱吊入桩孔定位安装，在地下12.1m深处准确定位安装钢管柱20难度很大，可采用本实用新型的装置进行钢管柱20安装，满足定位精度要求。
31.如附图1所示，第一平台11和第二平台12包括支架龙骨13和钢板14，第一平台11和第二平台12经支架龙骨13焊接固定，第一平台11采用支架龙骨13围成方框，钢板14位于方框内并与支架龙骨13焊接，第一通孔15开设在钢板14的中心位置；第二平台12同样采用支架龙骨13围成方框，钢板14位于方框内并与支架龙骨13焊接，第二通孔16开设在钢板14的中心位置；第一平台11和第二平台12水平平行设置，之间通过竖直的支架龙骨13焊接固定；基于上述结构，本实施例的调垂平台10可在现场拆解或组装，提高了搬运过程中的便利性，可多次重复利用，采取绿色环保工艺，降低建造成本。在一实施场景中，支架龙骨13为工字钢20a，钢板14为35mm厚钢板14。
32.如附图2所示，在地下逆作施工的实施场景中，竖向支撑钢管柱20一般较长，采用本实施例的装置的调直体系通过三点定位调节的方式调直钢管柱20。第一平台11和第二平台12的钢板14上设有第一微调组件和第二微调组件，第一微调组件和第二微调组件用于定位钢管柱20与桩位中心重合，将调垂平台10固定于地面上稳固后，利用第一微调组件和第二微调组件与钢管柱20形成四个方向的作用力，利用杠杆原理调节并固定。实时调节过程中，利用检测模块中的经纬仪30、全站仪等仪器监测钢管柱20的倾斜度，形成测斜数据后，第一时间现场汇总至检测模块中的电脑，固定计算程式，从而得出钢管柱20测斜垂直度，达到图纸设计要求(一般不小于1/1000)后，停止微调钢管柱20并固定。通过第一通孔15和第二通孔16的中间点同心定位，合理有效的调节钢管柱20垂直度。采用此方法进行钢管柱20调垂施工精度高，速度快，并整体调直架体系可以循环利用，操作简便。
33.优选地，检测模块包括激光测垂仪，激光测垂仪主要用于检测钢管柱20自身的垂直度，具体的使用方式为：现场采用在钢管柱20两端距钢管柱20身等距离位置处定点拉线
测量的方法，并采用激光测垂仪复核自身垂直度，通过测量钢管柱20各位置距柱身垂直距离与两侧控制距离的偏差来确定钢管柱20是否垂直。
34.在完成钢管柱20的自身垂直度检测后，需要安装调垂平台10，优选地，操作平台上部需高出地面至少1.5m，才能有一定杠杆调节效果，第一平台11和第二平台12之间的距离大于等于1.5m，满足一般长度的钢管柱20的使用需求。由于钢管柱20为圆柱，且钢管柱20标高为地面正负零标高，故需土建施工方将施工面开挖至钢管柱20标高
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1.5m以下，从而保证钢管柱20柱顶标高和吊运便利。施工面需要有一定的地面承载力，如场地硬化、局部做混凝土墩基础、或者在施工面增加路基箱，保证具有一定的承载能力。
35.调垂平台10上的第一微调组件和第二微调组件均包括四组液压千斤顶，液压千斤顶包括调节丝杆17和调节螺栓18，四组液压千斤顶均匀分布在第一通孔15或第二通孔16的周围，两两相对设置，且相对的调节丝杆17之间的中心连线与另一组的中心连线垂直，交叉点与第一通孔15和第二通孔16的圆心点重合，同时，在确定第一微调组件和第二微调组件的位置后，安装时，控制钢管柱20上的标准线与调节丝杆17设置的位置对齐，实现钢管柱20的初定位。
36.优选地，本实施例的装置还包括若干钢钎，若干钢钎周向均匀设置在第一通孔15和第二通孔16的边缘，穿过第一通孔15和第二通孔16部分置入施工面，钢钎与第一平台11和第二平台12焊接固定。钢钎的使用方式为：在调垂平台10安装好之后，采用十字线与线垂结合的方式对中，先用十字线定出桩孔中心位置，用十字钢筋放在第二平台12的中心，用线锤把十字钢筋和十字线对准，调垂平台10要求水平架设在桩孔孔口上，调垂平台10的通孔中心应与桩中心点要吻合，偏差不得大于5mm。调垂平台10对中后，在四个角位置各采用4根2m长的钢钎置入地下，钢钎与第一平台11和第二平台12焊接固定；值得注意的是，钢钎的数量视现场具体情况酌情增加。
37.优选地，检测模块包括全站仪和经纬仪30，第一微调组件和第二微调组件与全站仪和经纬仪30联动，全站仪和经纬仪30监测钢管柱20的垂直度而后通过不同方向上的调节丝杆17进行微调。经纬仪30为激光经纬仪，检测精度更高。
38.现场安装钢管柱20，悬吊钢管柱20并下方，钢管柱20安装垂直度施工精度要求极高，在合理半径内均满足吊装要求，共设置三个吊点，分别位于钢管柱20顶端、中部和末端，钢管柱20顶端为主吊点，中部和末端吊点与起重机副钩连接辅助起吊。把钢管柱20吊起来离地面约50cm，再使角度进行改变，直到变得垂直，然后去掉底端副吊，把钢管柱20移到桩孔位置，对准桩孔位置缓缓入孔。钢管柱20达到设计要求的标高后，固定在调垂平台10上，利用全站仪确定钢管柱20的中心位置，然后通过吊机吊钩的移动对钢管柱20中心点位置进行粗调定位，而后利用第一微调组件、第二微调组件和检测模块中的全站仪和经纬仪30进行微调。
39.在一些实施例中，需要先放钢筋笼，而后将钢管柱20放入钢筋笼中，因此，本实施例的装置还包括钢筋笼。
40.钢管柱调垂：
41.①
在钢管柱20下放至设计标高后，拧紧调节螺栓18，通过保证钢管柱20四周距调节丝杆17距离相等的方式来保证钢管柱20调到桩孔中心；
42.②
由于钢管柱20与钢筋笼需进行有效连接，都是借助调垂平台10下放到设计标
高，因此先放置钢筋笼到设计标高，再放置钢管柱20至设计标高，钢筋笼上设置挂钩，用于钢管柱20连接，保证钢管柱20不偏移，同时在钢管柱20进入钢筋笼后辅助进行调垂校正工序；
43.③
钢管柱20垂直度检测。采用全站仪或者经纬仪30进行钢管垂直度测试，经过仪器监测钢管柱20上的标准线与铅锤设置的4道线是否重合，通过操纵第一平台11和第二平台12的液压千斤顶的调节丝杆17进行调节，通过多组数据反复调节，使钢柱垂直度达到允许偏差值。
44.通过图形与文字提示，指导钢管柱20调整调垂平台10对刚管柱垂直度进行调节，直至符合要求。这种垂直度测试方法简易可行，现场操作也可间接实时反映调垂过程钢管柱20在孔内的垂直度变化情况；检测结果如达不到设计要求由检测人员给出数据及调整方向，调整液压千斤顶进行校直调整，最后再固定调直架上部的刚性螺杆件进行达到设计要求。经调垂后的钢管柱20由定位架上的固定螺杆进行紧固。
45.优选地，钢筋笼顶部增加2道双箍筋，钢管柱20插入范围内的双箍筋间距适当调大，防止钢管柱20上的栓钉、环筋等碰触钢筋笼造成无法正常调垂。
46.优选地，钢筋笼顺直吊放入孔后，全站仪再次复核孔位和护筒中心偏差，并做好标识；钢筋笼的内侧可安放4只导向纠偏装置，钢管柱20插入调垂平台10上的第一通孔15和第二通孔16后，开启孔内导向纠偏导向。
47.优选地，如附图1所示，第一平台11可设置四个经纬仪30，四个经纬仪30分别设置在第二平台12的四角上，相对的经纬仪30的连线彼此垂直。利用互成直角的两台激光经纬仪观测钢管柱20上的标准线，待钢管柱20靠自重插入至支承桩内3m时，根据观测数据进行初调：根据第一平台11上的垂直度的检测数据，利用第一微调组件和第二微调组件对钢管柱20进行调垂，直至达到设计要求的1/1000，然后将调垂平台10和钢管柱20分上下2层用槽钢呈井字形固定，同时在钢筋笼和钢管柱20之间用短钢筋加强固定。
48.完成钢管柱20安装后，分别浇筑支承桩水下c35和钢管柱20内水下c50混凝土，孔内回填；混凝土浇筑完成后，再次对钢管柱20进行了复核，保证垂直度达到要求。后续可将调垂平台10拆除，在其他施工场所中多次重复利用。
49.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。