一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构的制作方法

1.本实用新型属于桩基施工技术领域，特别涉及一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构。


背景技术：

2.随着建筑工程的发展和样式的提高，建筑物或构筑物对下部基础的承载要求也越来越高，而桩基础作为一种被广泛应用的基础形式，可以承载上部建筑物和构筑物的大部分荷载。在现有施工中，桩基础中，每根框架柱下靠一根大直径灌注桩承受，叫一柱一桩的施工形式。而一柱一桩中立柱桩的垂直度控制一直是个难点和技术攻关重点。尤其当垂直度要求高时现有的调整设备难以满足精度需求；且目前在成桩后再安装立柱，对立柱调垂、固定，对成孔后的桩孔等待的时间过长，桩孔二次清孔很难保证桩低沉渣的厚度。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构，用以解决钻孔桩上柱体的固定、承接以及精准调整以等技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构，包含钢立柱、连接于钢立柱下方的钻孔桩、连接于地面上的支承平台、连接于支承平台上且与钢立柱可拆卸连接的承重臂、连接于支承平台上的控制架、连接于控制架和钢立柱水平向之间的第一千斤顶、连接于钢立柱上的托架、连接于钢立柱地面下方其位于钢立柱外周的护筒、连接于护筒与钢立柱水平之间的第二千斤顶、连接第一千斤顶和第二千斤顶且位于地面上的调垂控制仪，连接于钢立柱外侧的测斜管以及连接测斜管且位于地面上的测斜仪；所述第一千斤顶和第二千斤顶均与调垂控制仪并联连接。
6.进一步的，所述控制架包含呈方形布置的控架立杆和连接于控架立杆顶部的控架横杆，所述控架立杆高度适应钢立柱安装标高。
7.进一步的，所述控架横杆水平向呈回字形且两个口字形之间连接有加强杆。
8.进一步的，控架横杆中内部口字形尺寸对应钢立柱，控架横杆两口字之间加强杆上间隔设置有连孔，连孔与钢立柱通过调节拉杆可拆卸连接。
9.进一步的，所述第一千斤顶可拆卸连接于控架立杆上且在钢立柱环形上间隔对称设置，第一千斤顶水平布置且第一千斤顶外伸部顶接钢立柱外壁。
10.进一步的，所述第一千斤顶外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱外壁连接。
11.进一步的，所述第二千斤顶固定端与护筒连接且在钢立柱环形上间隔对称设置，外伸端顶接钢立柱外壁，第二千斤顶外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱外壁连接。
12.进一步的，所述支承平台顶部坡度不超过1%，支承平台对应钢立柱柱心刻有定位十字线。
13.进一步的，所述护筒直径比钻孔桩直径大不少于20cm； 护筒顶部与支承平台固定
连接；在护筒中下部可拆卸连接有至少4个第二千斤顶，第二千斤顶千斤顶在护筒环向上间隔设置并对应安装有位移传感器。
14.本实用新型的有益效果体现在：
15.1）本实用新型通过控制架的设置，一方面可有效的承载钢立柱，且另一方面为第一千斤顶提供了安装空间，利于对钢立柱进行调整；且结合支承平台的设置，可通过钢立柱上预先连接的承重臂进行固定连接；
16.2）本实用新型通过第一千斤顶和第二千斤顶的设置，第一千斤顶连接于控制架上利于受力，且另一端直接侧向调节钢立柱，可进行精准调节和夹持固定；
17.3）第二千斤顶连接于护筒上，利于安装且便于调整和夹持固定；第一千斤顶和第二千斤顶均通过调垂控制仪联合控制，便于协作和同步控制；通过调节拉杆和吊车可进一步对钢立柱进行调整；
18.本实用新型通过定位结构的过程控制和调整，利于钻孔桩上部钢立柱的定位、固定、吊装以及后续的混凝土浇筑，可极大的保证施工质量和节约工期；本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
19.图1是钢立柱与下部桩体精准定位连接结构竖向剖面示意图；
20.图2是带调节拉杆的定位浇筑系统剖面示意图；
21.图3是控制架与钢立柱连接横向剖面示意图一；
22.图4是控制架与钢立柱连接横向剖面示意图二。
23.附图标记：1-钢立柱、2-托架、3-控制架、31-控架立杆、32-控架横杆、4-第一千斤顶、5-护筒、6-第二千斤顶、7-测斜管、8-支承平台、9-承重臂、10-测斜仪、11-调垂控制仪、12-调节拉杆。
具体实施方式
24.以某商业建筑为例，此建筑地下三层，为一层停车库、设备用房与两层商业，地上七层为商业及商管用房、库房。本工程总体施工工艺采用全逆作法施工，基坑周边采用地下连续墙（两墙合一）作为竖向围护结构。逆作法施工区域利用结构梁板作为水平支撑构件。
25.本工程基础设计等级甲级, 工程桩为钻孔混凝土灌注桩,桩径1200mm及1500mm，总计131根，桩端持力层为(5)-2中风化安山岩，桩长约23m。基础底板标高-15.7m，底板厚度700mm，局部底板厚度900mm。本工程采用钢筋混凝土框架结构，地下室结构梁板砼等级c35。主楼一层结构梁板砼等级c35，二层及以上梁板砼等级c30，框架柱采用钢管混凝土柱，钢管柱混凝土采用c60。工程采用全逆作法施工，工程桩桩顶至负一层顶板那之间采用钢管柱（即“一柱一桩”），钢管柱插入桩顶以下2米，钢管直径φ600、φ700、φ800、φ1000。钻孔灌注桩桩身混凝土强度等级为c40、钢管柱与桩身上部混凝土强度等级为c60。
26.如图1至图4所示，一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构，包含钢立柱1、连接于钢立柱1下方的钻孔桩、连接于地面上的支承平台8、连接于支承平台8上且与钢立柱1可
拆卸连接的承重臂9、连接于支承平台8上的控制架3、连接于控制架3和钢立柱1水平向之间的第一千斤顶4、连接于钢立柱1上的托架2、连接于钢立柱1地面下方其位于钢立柱1外周的护筒5、连接于护筒5与钢立柱1水平之间的第二千斤顶6、连接第一千斤顶4和第二千斤顶6且位于地面上的调垂控制仪11，连接于钢立柱1外侧的测斜管7以及连接测斜管7且位于地面上的测斜仪10；所述第一千斤顶4和第二千斤顶6均与调垂控制仪11并联连接。
27.本实施例中，控制架3通过形钢件焊接或螺栓连接而成。控制架3包含呈方形布置的控架立杆31和连接于控架立杆31顶部的控架横杆32，所述控架立杆31高度适应钢立柱1安装标高。控架横杆32水平向呈回字形且两个口字形之间连接有加强杆。控架横杆32中内部口字形尺寸对应钢立柱1，控架横杆32两口字之间加强杆上间隔设置有连孔，连孔与钢立柱1通过调节拉杆12可拆卸连接。
28.本实施例中，第一千斤顶4螺栓连接于控架立杆31上且在钢立柱1环形上间隔对称设置，第一千斤顶4水平布置且第一千斤顶4外伸部顶接钢立柱1外壁。第一千斤顶4外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱1外壁连接。
29.本实施例中，第二千斤顶6固定端与护筒5连接且在钢立柱1环形上间隔对称设置，外伸端顶接钢立柱1外壁，第二千斤顶6外伸部连接有弧形缓冲垫对应钢立柱1外壁连接。
30.本实施例中，支承平台8顶部坡度不超过1%，支承平台8对应钢立柱1柱心刻有定位十字线。
31.本实施例中，护筒5直径比钻孔桩直径大不少于20cm； 护筒5顶部与支承平台8固定连接；在护筒5中下部可拆卸连接有至少4个第二千斤顶6，第二千斤顶6千斤顶在护筒5环向上间隔设置并对应安装有位移传感器。
32.结合图1至图4，进一步说明一种钢立柱与下部桩体精准定位连接结构的施工方法，具体步骤如下：
33.步骤一、施工前，对施工场地进行清理和整平并设计支承平台8且坡度不超过1%，场地硬化后钢立柱1安装前，先测量定位，确定钢立柱1的平面位置，然后在场地上弹出十字线，待成孔后，清理泥浆，并重新复核十字轴线，确保钢立柱1定位准确。
34.由于本工程的地下室采用逆作法施工，钢立柱1桩施工场地标高在
±
0.000左右，为保证立柱桩的垂直度，施工场地的平整度要求较高，所以在施工前要对施工场地进行清理和整平并压实，其中支承平台8且硬化200mm厚的c20混凝土，中间预留直径为1.3米的孔洞；散水坡度不超过1%，以防止加载后发生倾斜。
35.步骤二、根据成孔精度要求和调垂需要，定制4米长的钢制的护筒5，护筒5直径比钻孔桩直径大不少于20cm,壁厚12mm左右； 加工制作控制架3，待钻孔桩成孔下放钢筋笼以后，重新测设出控制架3的位置，中心误差控制在5mm以内；根据定位安装控制架3，在控制架3下部的支承平台8上测放出钢立柱1就位中心线，并在相应位置进行标识，确保其定位必须正确。
36.其中控制架3上部与钢立柱1托架2支撑连接，下部可拆卸连接有至少4个第一千斤顶4，用于钢立柱1轴心对中调节和钢立柱1固定，调垂过程中作为支点；此外，在护筒5中设有至少4个第二千斤顶6，用于钢立柱1垂直度调节，调垂过程中作为力的作用点；待控制架3就位以后，根据测量的数据确定钢立柱1标高，在钢立柱1对应标高位置上焊接托架2，钢立柱1通过调节标高的托架2搭设在控制架3上部，此外，平台下部还设置有短钢筋，以便钢立
柱1倾角的调节。
37.对于步骤二中钢筋笼，所述钢筋笼包含有三部分：下部钻孔桩钢筋笼、钢立柱1管内钢筋笼和钢立柱1管外侧与下部钻孔桩钢筋笼同直径的钢筋笼；钢筋笼外侧的保护层连接有圆形滚轮式混凝土垫块。
38.其中，下部钻孔桩钢筋笼，在钢筋加工场按设计要求、桩径不同时分类加工，根据成孔深度调配，结合现场情况可在桩孔附近制作成全笼一次性吊放到井口，并在笼顶位置对称位置焊接n形环，以与钢立柱1连接；
39.本实施例中，钢立柱1管内钢筋笼根据设计下料，管内的可与钢管焊接，双面焊5d，单面焊10d，为了受力均匀最好是采取双面焊，管外锚筋的按设计制成笼形伸入工具柱中，为不影响进料管上下移动最顶的加劲筋可适当放大与工具柱内径紧贴；钢立柱1管外部分的钢筋笼按设计要求单独制作，加劲箍在主筋外侧，并在孔口与下部钢筋笼进行连接。
40.本实施例中，根据钢立柱1长且锚入钢筋笼内的长度长的特点，采用先放入钢筋笼后，待钢筋笼顶部与桩孔顶部基本平齐后，再把钢立柱1吊装就位，对准桩孔中心先行插入一段按设计要求，钢立柱1插入钢筋笼内2000mm后，利用吊车臂上的附钩进行孔内钢筋笼二次回提升套入垂直于孔内的钢立柱1外侧的施工方法。
41.步骤三、在钢立柱1的侧面设置测斜管7，布置时使测斜管7钢立柱1的中心标志线固定在钢立柱1外侧；其中，测斜管7安装在钢立柱1外壁，安装时保持测斜管7上、下圆心与钢立柱1中心在同一平面，同时保持上部两个圆心之间的距离与下部两个圆心之间的距离相等，测直管中间略有弯曲对测量结果没有影响；安装好以后，检查测直管、钢立柱1之间的圆心偏差(xs3，ys3)， x s3、ys3均≤3mm为合格。
42.本实施例中，钢立柱1加工完成运至施工现场后，开始安装测斜管7，测斜管7设置在钢柱的侧表面，长10米，距钢柱柱顶1米处开始设置；测斜管7采用专用环箍固定，每隔1米布置一道环箍，测斜管7安装保证与钢管柱表面平行与钢管柱轴心平行。为确保测斜管7测试垂直度能代表钢管安放垂直度，测斜管7应与钢管完全平行，因此，寻找钢管的母线至关重要，钢管出厂时在钢柱外侧用墨线弹出母线位置，测斜管7安装时严格按墨线方向安装。
43.现场施工时，调整控制架3中控架立杆31的高度来调平至水平并与支承平台8固定连接；支承平台8和调直架时应保证居中，保证是“四心归一”护筒5中心线、支承平台8中心、控制架3中心、桩位中心。
44.垂直控制调整时，垂直控制系统采用测斜管7测量钢立柱1垂直度，通过控制架3上第一千斤顶4对钢立柱1施加侧向推力，从而改变钢立柱1的倾斜角，使钢立柱1垂直度达到要求。
45.钢立柱1对中以后，将垂直度监控探头放入测斜管7内，探头通过电缆沿pvc管内的十字槽滑入管内，分两个轴向，每0.5米采集一个数据，共采集80个数据，绘制出垂直度初始曲线；而后，再次将垂直度监控探头放入测斜管7内，实时监控，根据初始曲线判断出钢立柱1偏移量，直至垂直度确保满足小于1/500的要求，力争达到小于1/600的目标，调整第一千斤顶4和/或第二千斤顶6进行调校，直至垂直度满足设计要求，并用第一千斤顶4和第二千斤顶6将钢立柱1固定。
46.在钢立柱1上部还设有导向柱，控制架3与导向柱用调节拉杆12连接，当第一千斤顶4和第二千斤顶6无法或调节作用不大时，采用调节拉杆12联合千斤顶调节垂直度，直至
符合要求。
47.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。