逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置及其施工方法。本裝置包括吊車、鋼絲繩、液壓機(jī)，鋼管柱的上端伸出在液壓機(jī)的外側(cè)，鋼管柱的下端為敞口；鋼管柱的伸出于液壓機(jī)上側(cè)的柱身上沿著鋼管柱的軸線對(duì)稱分布有振動(dòng)器，且所有振動(dòng)器均沿著鋼管柱的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)；鋼管柱的下端柱身上布設(shè)有擾動(dòng)部件，且鋼管柱的下端柱身上還設(shè)置有缺口。施工時(shí)確保兩根鋼絲繩長度一致且都處于拉緊狀態(tài)，利用液壓機(jī)的抱夾裝置對(duì)鋼管柱進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并利用成對(duì)設(shè)置的振動(dòng)器進(jìn)行調(diào)垂，直至鋼管柱的垂直度和定位滿足要求即可。采用本發(fā)明中的垂直定位裝置和施工方法，易于操作和調(diào)垂，且控制精確，特別適合于大直徑和較長長度的鋼管柱的施工安裝。
【專利說明】逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑樁基施工領(lǐng)域，具體涉及一種逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]逆作法現(xiàn)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各類高層建筑及地鐵等大型項(xiàng)目的基礎(chǔ)工程中，作為永久性支撐，其鋼管柱隨著基坑的加大加深亦變得超大超長，且對(duì)鋼管柱垂直度的要求越來越高，施工難度也越來越大。
[0003]現(xiàn)有的鋼管柱垂直度一般在鋼管柱下置過程中憑借其自重或利用簡單的人工調(diào)節(jié)裝置來控制，但是對(duì)大直徑、長度長的鋼管柱根本不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這種傳統(tǒng)的控制鋼管柱垂直度的方法即使鋼管柱頂端有很小的偏位，經(jīng)過一定長度的放大后(由垂直度偏差引起)，也將對(duì)鋼管柱底端產(chǎn)生較大的偏位，例如25米長的鋼管柱頂端偏位5mm，則鋼管柱底端與樁心的偏位將可能達(dá)125_。此外，鋼管柱產(chǎn)生偏位后，后期補(bǔ)救施工處理工期長、費(fèi)用高。
[0004]因此，如何在鋼管柱的施工過程中獲得精確的垂直度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直努力解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠精確調(diào)整直徑大、長度長的鋼管柱在基坑中的垂直度的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，本裝置結(jié)構(gòu)簡單且易于操作。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，包括吊車、用于懸吊鋼管柱的兩根鋼絲繩和液壓機(jī)，所述鋼管柱的上端伸出在液壓機(jī)的外側(cè)，鋼管柱的下端為敞口 ；
[0008]本裝置還包括設(shè)置在伸出于液壓機(jī)上側(cè)的鋼管柱柱身上的振動(dòng)器，所述振動(dòng)器成對(duì)設(shè)置，每一對(duì)振動(dòng)器均沿著鋼管柱的軸線對(duì)稱分布，且所有振動(dòng)器均沿著鋼管柱的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)；
[0009]所述鋼管柱的下端柱身上布設(shè)有擾動(dòng)部件，且鋼管柱的下端柱身上還設(shè)置有若干連通鋼管柱內(nèi)外的缺口。
[0010]優(yōu)選的，所述擾動(dòng)部件為固設(shè)在鋼管柱下端柱身上的錨釘。
[0011]優(yōu)選的，所述缺口設(shè)置為4?8個(gè)，且缺口均沿著鋼管柱的環(huán)狀管壁均勻分布。
[0012]進(jìn)一步的，所述鋼管柱的下端柱身上還設(shè)有輔助定位架，所述輔助定位架由若干條鋼筋構(gòu)成，所述鋼筋均沿著鋼管柱的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)，任一所述鋼筋的上端均與鋼管柱焊接為一體，所有鋼筋的下端頭均焊接在一起，且鋼筋下端頭的焊接部位于鋼管柱的下側(cè)。
[0013]更進(jìn)一步的，任一構(gòu)成輔助定位架的鋼筋均由上段、中段和下段構(gòu)成，所有鋼筋的中段分布在鋼管柱的周側(cè)并均與鋼管柱的軸線相平行，且所有鋼筋的中段均處在以鋼管柱的軸線為中心線的圓周面上。
[0014]本發(fā)明的目的之二是提供一種利用上述逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置的施工方法，其包括如下步驟:
[0015]I)、安裝并定位液壓機(jī)；
[0016]2)、利用準(zhǔn)確定位的吊車將鋼管柱垂直吊裝到液壓機(jī)上，并確保吊車上用于懸吊鋼管柱的兩根鋼絲繩長度一致且都處于拉緊狀態(tài)，從而此時(shí)鋼管柱在自身重力作用下處于自然豎直狀態(tài)；
[0017]3)、通過液壓機(jī)將鋼管柱壓入灌裝有樁身混凝土的安裝孔中，當(dāng)鋼管柱的底端接近樁身混凝土澆筑面時(shí)，利用液壓機(jī)的抱夾裝置將鋼管柱頂部準(zhǔn)確定位后夾緊，再將液壓機(jī)抱夾裝置放開，待鋼管柱靜止后，復(fù)測鋼管柱的垂直度和定位位置，滿足要求后再次夾緊，利用液壓機(jī)的壓力將鋼管柱插入初凝前的樁身混凝土中；
[0018]4)、待鋼管柱底端的壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，再次放開液壓機(jī)抱夾裝置，同時(shí)啟動(dòng)對(duì)稱放置在鋼管柱周側(cè)的振動(dòng)器，通過振動(dòng)器使鋼管柱擺動(dòng)以再次調(diào)垂，復(fù)測鋼管柱的垂直度和定位位置滿足要求后，即可將鋼管柱固定；否則利用液壓機(jī)和振動(dòng)器重新對(duì)鋼管柱進(jìn)行調(diào)垂和定位，重復(fù)上述工作直至鋼管柱的垂直度和定位滿足要求即可。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]I)、本發(fā)明將鋼管柱的下端設(shè)置為敞口，并在鋼管柱的下端柱身上布設(shè)有缺口和擾動(dòng)部件，則在鋼管柱的施工安裝過程中，鋼管柱自上而下插入樁身混凝土?xí)r，樁身混凝土由鋼管柱下端的敞口和柱身上的缺口進(jìn)入鋼管柱內(nèi)部，以避免因樁身混凝土初凝而鋼管柱不能及時(shí)插入的情況；而鋼管柱下端柱身上的擾動(dòng)部件則起到攪動(dòng)樁身混凝土的作用，以阻止混凝土凝結(jié)并使混凝土能夠順利地經(jīng)缺口進(jìn)入鋼管柱內(nèi)部。
[0021]鋼管柱的上述結(jié)構(gòu)可以在施工安裝的過程中顯著減小插入阻力，從而有效地提高了工作效率，降低了施工工期。
[0022]2)、本發(fā)明在鋼管柱的下端柱身上還設(shè)有輔助定位架，輔助定位架呈籠頭狀圍設(shè)在鋼管柱的下端柱身上，其具有以下兩個(gè)作用:其一，可以保證鋼管柱在自上而下插入混凝土的過程中，不會(huì)相對(duì)安裝孔即樁孔產(chǎn)生較大的傾斜，從而保證逆作法后插鋼管柱與樁二者中心的基本重合；其二，輔助定位架由條狀的鋼筋圍成，具有一定的柔性，則其在隨鋼管柱插入混凝土?xí)r，即使鋼管柱出現(xiàn)偏位，也不會(huì)造成因?yàn)閯偠冗^大而破壞樁護(hù)壁，以致引起土體塌方的現(xiàn)象發(fā)生，從而確保了施工的安全性。
[0023]此外，輔助定位架還具有制作簡單、成本低廉和施工方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]3)、采用本發(fā)明中的垂直定位裝置和施工方法，易于操作和調(diào)垂，且控制精確，特別適合于大直徑和較長長度的鋼管柱的施工安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是鋼管柱的安裝施工結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是振動(dòng)器的安裝位置示意圖。
[0027]圖3是鋼管柱的底端接近樁身混凝土澆筑面時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4是鋼管柱插入樁身混凝土后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5是圖4的1-1剖面示意圖。
[0030]圖6是圖4的2-2剖面示意圖。
[0031]圖中標(biāo)記符號(hào)的含義如下:
[0032]10—液壓機(jī)20—鋼管柱21—缺口 22—鋪釘
[0033]30一輔助定位架31—鋼筋40—樁身混凝土 41一樁頂浮衆(zhòng)
[0034]50—振動(dòng)器60—鋼絲繩

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作過程做進(jìn)一步說明。
[0036]如圖1?4所示的一種逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，包括吊車、用于懸吊鋼管柱20的兩根鋼絲繩60和液壓機(jī)10，所述鋼管柱20的上端伸出在液壓機(jī)10的外側(cè)，鋼管柱20的下端為敞口 ；伸出于液壓機(jī)10上側(cè)的鋼管柱20柱身上設(shè)有四個(gè)振動(dòng)器50，四個(gè)所述振動(dòng)器50兩兩成對(duì)，每一對(duì)振動(dòng)器50均沿著鋼管柱20的軸線對(duì)稱分布，且所有振動(dòng)器50均沿著鋼管柱20的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)；所述鋼管柱20的下端柱身上布設(shè)有錨釘22，且鋼管柱20的下端柱身上還設(shè)置有若干連通鋼管柱20內(nèi)外的缺口 21，所述缺口21設(shè)置為四個(gè)，且四個(gè)缺口 21均沿著鋼管柱20的環(huán)狀管壁均勻分布。
[0037]如圖1、3、4、6所示，所述鋼管柱20的下端柱身上還設(shè)有輔助定位架30，所述輔助定位架30由八條鋼筋31構(gòu)成，所述鋼筋31均沿著鋼管柱20的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)。任一鋼筋31均由上段、中段和下段構(gòu)成，所有鋼筋31的中段分布在鋼管柱20的周側(cè)并均與鋼管柱20的軸線相平行，且所有鋼筋31的中段均處在以鋼管柱20的軸線為中心線的圓周面上。任一所述鋼筋31上段的上端均與鋼管柱20焊接為一體，而所有鋼筋31下段的下端頭均焊接在一起，且鋼筋31下端頭的焊接部位于鋼管柱20的下側(cè)。
[0038]如圖2、圖3所示，鋼筋31的下段與鋼管柱20的軸線之間的夾角Θ為30°。
[0039]本發(fā)明的工作過程如下:
[0040]I)、安裝并定位液壓機(jī)10 ；
[0041]2)、利用準(zhǔn)確定位的吊車將鋼管柱20垂直吊裝到液壓機(jī)10上，并確保吊車上用于懸吊鋼管柱20的兩根鋼絲繩60長度一致且都處于拉緊狀態(tài)，從而此時(shí)鋼管柱在自身重力作用下處于自然豎直狀態(tài)；
[0042]3)、通過液壓機(jī)10將鋼管柱20壓入灌裝有樁身混凝土的安裝孔中，當(dāng)鋼管柱20的底端接近樁身混凝土澆筑面即樁頂浮漿41的頂面時(shí)，利用液壓機(jī)10的抱夾裝置將鋼管柱20頂部準(zhǔn)確定位后夾緊，再將液壓機(jī)抱夾裝置放開，待鋼管柱20靜止后，復(fù)測鋼管柱20的垂直度和定位位置，滿足要求后再次夾緊，利用液壓機(jī)10的壓力將鋼管柱20插入初凝前的樁身混凝土 40中；
[0043]4)、待鋼管柱20底端的壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，再次放開液壓機(jī)抱夾裝置，同時(shí)啟動(dòng)對(duì)稱放置在鋼管柱20周側(cè)的振動(dòng)器50，通過振動(dòng)器50使鋼管柱20擺動(dòng)以再次調(diào)垂，復(fù)測鋼管柱20的垂直度和定位位置滿足要求后，即可將鋼管柱20固定；否則利用液壓機(jī)10和振動(dòng)器50重新對(duì)鋼管柱20進(jìn)行調(diào)垂和定位，重復(fù)上述工作直至鋼管柱20的垂直度和定位滿足要求即可。
[0044]樁頂浮漿41后期予以鑿除，樁身混凝土 40的頂面即為設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。
【權(quán)利要求】
1.一種逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，包括吊車、用于懸吊鋼管柱(20)的兩根鋼絲繩(60)和液壓機(jī)(10)，其特征在于: 鋼管柱(20)的上端伸出在液壓機(jī)(10)的外側(cè)，鋼管柱(20)的下端為敞口 ； 本裝置還包括設(shè)置在伸出于液壓機(jī)(10)上側(cè)的鋼管柱(20)柱身上的振動(dòng)器(50)，所述振動(dòng)器(50)成對(duì)設(shè)置，每一對(duì)振動(dòng)器(50)均沿這鋼管柱(20)的軸線對(duì)稱分布，且所有振動(dòng)器(50)均沿著鋼管柱(20)的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)； 所述鋼管柱(20)的下端柱身上布設(shè)有擾動(dòng)部件，且鋼管柱(20)的下端柱身上還設(shè)置有若干連通鋼管柱(20)內(nèi)外的缺口(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，其特征在于:所述擾動(dòng)部件為固設(shè)在鋼管柱(20)下端柱身上的錨釘(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，其特征在于:所述缺口(21)設(shè)置為4?8個(gè)，且缺口(21)均沿著鋼管柱(20)的環(huán)狀管壁均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，其特征在于:所述鋼管柱(20)的下端柱身上還設(shè)有輔助定位架(30)，所述輔助定位架(30)由若干條鋼筋(31)構(gòu)成，所述鋼筋(31)均沿著鋼管柱(20)的環(huán)狀管壁均勻分布在柱身的周側(cè)，任一所述鋼筋(31)的上端均與鋼管柱(20)焊接為一體，所有鋼筋(31)的下端頭均焊接在一起，且鋼筋(31)下端頭的焊接部位于鋼管柱(20)的正下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置，其特征在于:任一構(gòu)成輔助定位架(30)的鋼筋(31)均由上段、中段和下段構(gòu)成，所有鋼筋(31)的中段分布在鋼管柱(20)的周側(cè)并均與鋼管柱(20)的軸線相平行，且所有鋼筋(31)的中段均處在以鋼管柱(20)的軸線為中心線的圓周面上。
6.一種利用權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的逆作法后插鋼管柱垂直定位裝置的施工方法，其包括如下步驟: 1)、安裝并定位液壓機(jī)(10)； 2)、利用準(zhǔn)確定位的吊車將鋼管柱(20)垂直吊裝到液壓機(jī)(10)上，并確保吊車上用于懸吊鋼管柱(20)的兩根鋼絲繩(60)長度一致且都處于拉緊狀態(tài)，從而此時(shí)鋼管柱在自身重力作用下處于自然豎直狀態(tài)； 3)、通過液壓機(jī)(10)將鋼管柱(20)壓入灌裝有樁身混凝土的安裝孔中，當(dāng)鋼管柱(20)的底端接近樁身混凝土澆筑面時(shí)，利用液壓機(jī)(10)的抱夾裝置將鋼管柱(20)頂部準(zhǔn)確定位后夾緊，再將液壓機(jī)抱夾裝置放開，待鋼管柱(20)靜止后，復(fù)測鋼管柱(20)的垂直度和定位位置，滿足要求后再次夾緊，利用液壓機(jī)(10)的壓力將鋼管柱(20)插入初凝前的樁身混凝土(40)中； 4)、待鋼管柱(20)底端的壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，再次放開液壓機(jī)抱夾裝置，同時(shí)啟動(dòng)對(duì)稱放置在鋼管柱(20)周側(cè)的振動(dòng)器(50)，通過振動(dòng)器(50)使鋼管柱(20)擺動(dòng)以再次調(diào)垂，復(fù)測鋼管柱(20)的垂直度和定位位置滿足要求后，即可將鋼管柱(20)固定；否則利用液壓機(jī)(10)和振動(dòng)器(50)重新對(duì)鋼管柱(20)進(jìn)行調(diào)垂和定位，重復(fù)上述工作直至鋼管柱(20)的垂直度和定位滿足要求即可。
【文檔編號(hào)】E02D29/045GK104196248SQ201410350120
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】戴良軍, 曾偉, 錢禮平, 崔林釗, 陳衛(wèi)東 申請(qǐng)人:安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院