基于高精度信息化监控超深软土桩柱一体化施工方法
【专利摘要】本发明涉及基于高精度信息化监控超深软土桩柱一体化施工方法，主要施工步骤包括：场地硬化、钢柱拼接、栓钉连接、钢护筒安放、钢筋笼下放、钢柱套架安装、钢柱吊装下放、钢柱位置调整及钢柱垂直度调整等；本发明在钢柱套架上下两端分别设置用于调节水平位置及垂直位置的千斤顶，且两个千斤顶都均采用数控式，在钢柱整个施工下放过程中，能通过千斤顶调节钢柱水平位置及垂直度，且千斤顶均放置在焊有千斤顶搁置板的钢柱套架上，施工过程中不会随意移动，保证了施工效率和施工质量，该施工方法施工速度快，施工质量好，可准确方便调节钢柱位置及垂直度，能有效控制逆作法中钢柱位置的调节，施工方便，可实现信息化监控施工，具有应用前景。
【专利说明】
基于高精度信息化监控超深软土桩柱一体化施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及超深软土粧柱一体化施工方法，尤其涉及基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法。
【背景技术】
[0002]逆作法为开发地下空间等提供技术支撑，逆作法信息化施工技术、柱墙沉降控制技术、逆作挖土技术、逆作柱梁板与柱墙连接技术等，为逆作法技术的推广奠定了必要的技术基础。逆作法施工比传统的敞开式顺作法具有减少基坑变形，节省支撑费用、缩短施工工期的优点，是一种节能、环保的绿色施工方法。
[0003]国内大多数逆作法工程仍受施工技术条件限制，如工程基坑深度均不超过20m，地下逆作结构层数多为3层以下，而且在进行地下逆作时，对地上上部结构的施工多有荷载限制等。同时超大、超深基坑逆作法开挖回筑的施工越来越普遍，设计对逆作支撑粧柱的要求也逐步提高，如此高精度的钢立柱施工除要求下部支承粧的垂直度达到1/300?1/200的精度外，还必须有一套成熟、高效且稳定的调垂方法和设备，而传统的施工方式采用测斜仪调整钢立柱的垂直度，该方法测量点较多且受多方面因素的影响而无法达到较高的精度，更重要的是耗时费力，效率非常低。
[0004]鉴于此，目前亟需发明一种施工速度快，施工质量好，可准确方便调节钢柱位置及垂直度的施工方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法。
[0006]基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于包括以下步骤:
1)场地硬化:施工时先将场地硬化，素混凝土垫层浇筑时设置一组千斤顶安置孔，用于安放薄型千斤顶，套架底板安装在素混凝土垫层的薄型千斤顶上；
2)钢柱拼接:将两截钢柱的钢柱耳板对齐，用连接螺栓拧紧，中间接触处用焊缝焊接，钢柱标高位置处的钢柱耳板与固定H型钢用螺栓连接牢固；
3)栓钉连接:钢柱底部设置栓钉，在栓钉根部粘结一组多点位移计，钢柱埋入粧孔的每个栓钉上分别焊接拉环，用连接件穿过纵向对齐的每个拉环并通过钢柱的底部从另一面对应的拉环穿出，两端预留一定长度方便钢柱位置调整，钢柱位置调整完后连接件取下；
4)钢护筒安放:钢护筒放入粧孔内，其顶部用钢护筒定位螺杆固定在套架底板上；
5)钢筋笼下放:钢筋笼的上部钢筋套丝处理后与直螺纹套筒底部连接，钢筋笼下放后，直螺纹套筒顶部通过竖向固定钢筋与钢护筒焊接连接；
6)钢柱套架安装:先将钢柱套架焊接在套架底板上，钢柱套架上设有水平仪和套架竖向倾角仪，根据水平仪和套架竖向倾角仪的度数来数控调节薄型千斤顶，待钢柱套架位置调节准确后用套架可调螺栓将其拧紧固定在套架底板上，钢柱套架底部设置4个调节水平千斤顶，顶部设置4个调节垂直千斤顶；
7)钢柱吊装下放:钢柱采用履带吊进行吊装，下放时将固定H型钢放置在套架底板上；
8)钢柱水平位置调整:通过四个调节水平千斤顶来调节钢柱的中心位置，使钢柱的中心与粧孔的中心位置重合，同时参照设置在钢柱上部的绝对标高观测点参照绝对标高观测点复核钢柱的标尚;
10)钢柱垂直度调整:根据设置在钢柱上的垂直度检测杆、轴力计、钢柱上端的倾角仪的读数监控调节垂直度千斤顶，完成钢柱垂直度调整，调整好后将固定H型钢用调节螺杆与套架底板固定。
[0007]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于薄型千斤顶、调节水平千斤顶及调节垂直度千斤顶为数控式千斤顶。
[0008]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于调节水平千斤顶及调节垂直度千斤顶的两侧均焊有千斤顶搁置板，通过千斤顶搁置板固定在钢柱套架上，调节水平千斤顶及调节垂直度千斤顶与钢柱接触面之间设有弧形顶托。
[0009]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于步骤I)中所述的套架底板下部对应接触薄型千斤顶的位置焊接千斤顶固定筒，所述千斤顶固定筒与千斤顶安置孔相匹配，薄型千斤顶安装在千斤顶安置孔中。
[0010]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于钢柱套架上部工字钢设有水平仪，垂直的工字钢每边均设有套架竖向倾角仪。
[0011 ]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于轴力计布置在调节杆上，调节杆一端与钢柱上的拉环连接，另一端与钢柱套架通过固定螺栓连接。
[0012]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于连接件为钢丝绳或连接杆。
[0013]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于钢柱套架采用工字钢连接制成，并设有用于斜撑的支撑斜杆。
[0014]所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于所述套架底板为一块带有圆孔的钢板，圆孔孔径略大于钢护筒外径至钢护筒能放入圆孔中。
[0015]通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有以下的特点和有益效果:
1)本发明的钢柱套架为可调式，将钢柱套架底部通过薄型千斤顶设置在素混凝土垫层上，可通过薄型千斤顶的调节来保证钢柱套架的垂直度，使施工时的精度得到保证；
2)本发明采用了可回收式多点位移计，且钢柱的栓钉外侧焊有拉环，通过钢丝绳(或连接杆)将栓钉连接，防止钢柱下放过程中与钢筋笼挂住，同时钢丝绳(或连接杆)可回收，节约成本；
3)本发明在钢柱套架上下两端分别设置用于调节水平位置及垂直位置的千斤顶，且两个千斤顶都均采用数控式，在钢柱整个施工下放过程中，能通过千斤顶调节钢柱水平位置及垂直度，且千斤顶均放置在焊有千斤顶搁置板的钢柱套架上，施工过程中不会随意移动，保证了施工效率和施工质量，该施工方法施工速度快，施工质量好，可准确方便调节钢柱位置及垂直度。
【附图说明】
[0016]图1是本发明粧柱一体化信息化施工监测定位装置示意图；
图2是图1的1-1剖面图；
图3是图1的2-2剖面图；
图4是千斤顶安置孔布置图；
图5是钢管柱拼接节点图；
图6是本发明施工工艺流程图；
图中:1-灌注粧;2-原地面;3-土层;4-钢柱;5-钢柱套架;6-素混凝土垫层;7-粧孔;8-钢护筒;9-调节螺杆;10-套架可调螺栓;11-调节水平千斤顶；12-调节垂直度千斤顶；13-调节件；14-数字倾角仪；15-拉环；16-垂直度检测杆；17-钢筋笼；18-固定螺栓；19-固定H型钢;20-支撑斜杆;21-钢护筒定位螺杆;22-栓钉;23-拉环；24-多点位移计;25-连接件；26-千斤顶安置孔;27-薄型千斤顶；28-套架底板;29-直螺纹套筒；30-竖向固定钢筋；31-套架竖向倾角仪;32-钢柱耳板;33-焊缝;34-定位螺栓;35-水平仪;36-连接螺栓;37-轴力计；38-绝对标高观测点；39-千斤顶放置板;40-弧形顶托;41-千斤顶固定筒;42-千斤顶搁置板。
【具体实施方式】
[0017]本实施方式钢结构焊接工艺、螺栓连接施工工艺等均为常规技术，本实施中就不在累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。
[0018]本发明的粧柱一体化信息化施工监测定位装置，所述粧为灌注粧I，该灌注粧I从原地面2往土层3开挖得到，柱为钢柱，本发明的定位装置包括钢柱4、钢柱套架5、钢护筒8及套架底板28，所述套架底板28固定在素混凝土垫层6上的薄型千斤顶27上，钢护筒8通过钢护筒定位螺杆21固定在套架底板28上，钢柱套架5与套架底板28通过套架可调螺栓10固定在套架底板28上，钢护筒8内设置钢筋笼17，钢柱4底部位于钢筋笼17内，钢柱4上部的拉环15与钢柱套架5通过调节杆13连接，钢柱套架5底部设置调节水平千斤顶11、顶部设有调节垂直千斤顶12，调节水平千斤顶11与调节垂直千斤顶12均与钢柱4顶触连接，钢筋笼17顶部通过直螺纹套筒29固定在钢护筒8上，钢柱4上设置垂直度检测杆16、倾角仪14及绝对标高观测点38，钢柱套架5采用水平工字钢和垂直工字钢连接制成，并设置支撑斜杆20斜撑，提高其稳定性，水平仪35设置在上表面的水平工字钢上，套架竖向倾角仪31设置在垂直工字钢上，调节杆13上设有轴力计37，为了便于钢柱4的下放，本发明在钢柱4底部设置栓钉22，在栓钉22根部粘结2-3组多点位移计24，钢柱4埋入粧孔7的每个栓钉22上分别焊接拉环23，用连接件25穿过纵向对齐的每个拉环23并通过钢柱4的底部从另一面对应的拉环23穿出，连接件25两端预留方便钢柱4位置调整的长度，调整完后剪去多余长度即可，所用的连接件25为钢丝绳或连接杆。
[0019]为了薄型千斤顶27安装稳定，本发明在所述素混凝土垫层6上预留用于安放薄型千斤顶27的千斤顶安置孔26，套架底板28下部对应位置焊有千斤顶固定筒41，千斤顶固定筒41与千斤顶安置孔26匹配。
[0020]如图所示，所述钢柱4由钢柱段拼接构成，每个钢柱段上设置钢柱耳板32，相邻钢柱段连接时，对应的钢柱耳板32用连接螺栓36连接，其余接触部位用焊缝33连接，标高位置处的钢柱耳板32用定位螺栓34与固定H型钢19连接，固定H型钢19通过调节螺杆9固定在套架底板28上。
[0021]如图2所示，所述调节水平千斤顶11与调节垂直千斤顶12侧边均焊有连接钢柱套架5的千斤顶搁置板42，调节水平千斤顶11、调节垂直千斤顶12与钢柱4的接触面处放有弧形顶托40。
[0022]本发明工作时，其薄型千斤顶27、调节水平千斤顶11和调节垂直度千斤顶12分别连接电脑，肉眼观察水平仪35，如果显示不水平，则通过电脑调节薄型千斤顶27，至其水平为止，薄型千斤顶27用于调节套架底板28;调节水平千斤顶11和调节垂直度千斤顶12分别由电脑控制用于调节钢柱4的水平位置及垂直位置，在施工过程中，监测其位置，并对其进行定位。
[0023]如图6所示，本发明主要包括如下施工步骤:
1)场地硬化:施工时先将场地硬化，素混凝土垫层6浇筑时设置若干个千斤顶安置孔26，便于安放薄型千斤顶；
2)钢柱4拼接:将两截钢柱的钢柱耳板32对齐，用连接螺栓36拧紧，中间处用焊缝33焊接，钢柱4标高位置处的钢柱耳板32与固定H型钢19用螺栓34连接牢固；
3)栓钉22连接，在栓钉22根部粘结若干个多点位移计24，钢柱4埋入粧孔7的每个栓钉22上焊接一拉环23，用钢丝绳或连接杆等连接件25穿过每个拉环23并通过钢柱4的底部从另一面的拉环23穿出，两端预留一定长度方便钢柱4位置调整，钢柱4位置调整完后连接件25取下，一般该长度为20-50cm;
4)钢护筒8安放:钢护筒8放入粧孔7后用钢护筒定位螺杆21固定；
5)钢筋笼17下放:钢筋笼17的上部钢筋套丝处理后与直螺纹套筒29连接，钢筋笼17下放后用若干个竖向固定钢筋30，一端与直螺纹套筒29焊接，一端与钢护筒8焊接；
6)钢柱套架5安装:在素混凝土垫层6的千斤顶安置孔26上放置薄型千斤顶27，套架底板28上的千斤顶固定筒41套入薄型千斤顶27，根据套架上的水平仪35和套架竖向倾角仪31的度数来数控调节薄型千斤顶27;待位置调节准确后用套架可调螺栓10拧紧固定；
7)钢柱4吊装下放:钢柱4采用履带吊进行吊装，下放时将固定H型钢19放置在套架底板28上;
8)钢柱4位置调整:通过四个调节水平千斤顶11来调节钢柱4的中心位置，使之与粧孔7的中心位置重合，参照绝对标高观测点38复核钢柱4的标高；
钢柱4垂直度调整:根据垂直度检测杆16、轴力计37、钢柱4上端的倾角仪14的读数信息化监控调节垂直度千斤顶12，完成钢柱4垂直度调整，调整好后将固定H型钢用调节螺杆9与套架底板28固定。
【主权项】
1.基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于包括以下步骤: 1)场地硬化:施工时先将场地硬化，素混凝土垫层(6)浇筑时设置一组千斤顶安置孔(26)，用于安放薄型千斤顶(27)，套架底板(28)安装在素混凝土垫层(6)的薄型千斤顶(27)上； 2)钢柱(4)拼接:将两截钢柱的钢柱耳板(32)对齐，用连接螺栓(36)拧紧，中间接触处用焊缝(33)焊接，钢柱(4)标高位置处的钢柱耳板(32)与固定H型钢(19)用螺栓(34)连接牢固； 3)栓钉(22)连接:钢柱(4)底部设置栓钉(22)，在栓钉(22)根部粘结一组多点位移计(24)，钢柱(4)埋入粧孔(7)的每个栓钉(22)上分别焊接拉环(23)，用连接件(25)穿过纵向对齐的每个拉环(23)并通过钢柱(4)的底部从另一面对应的拉环(23)穿出，两端预留一定长度方便钢柱(4)位置调整，钢柱(4)位置调整完后连接件(25)取下； 4)钢护筒(8)安放:钢护筒(8)放入粧孔(7)内，其顶部用钢护筒定位螺杆(21)固定在套架底板(28)上； 5)钢筋笼(17)下放:钢筋笼(17)的上部钢筋套丝处理后与直螺纹套筒(29)底部连接，钢筋笼(17)下放后，直螺纹套筒(29)顶部通过竖向固定钢筋(30)与钢护筒(8)焊接连接； 6)钢柱套架(5)安装:先将钢柱套架(5)焊接在套架底板(28)上，钢柱套架(5)上设有水平仪(35)和套架竖向倾角仪(31)，根据水平仪(35)和套架竖向倾角仪(31)的度数来数控调节薄型千斤顶(27)，待钢柱套架(5)位置调节准确后用套架可调螺栓(10)将其拧紧固定在套架底板(28)上，钢柱套架(5)底部设置4个调节水平千斤顶(11)，顶部设置4个调节垂直千斤顶(12); 7)钢柱(4)吊装下放:钢柱(4)采用履带吊进行吊装，下放时将固定H型钢(19)放置在套架底板(28)上； 8)钢柱(4)水平位置调整:通过四个调节水平千斤顶(11)来调节钢柱(4)的中心位置，使钢柱(4)的中心与粧孔(7)的中心位置重合，同时参照设置在钢柱(4)上部的绝对标高观测点(38 )参照绝对标高观测点(38 )复核钢柱(4 )的标高； 9)钢柱(4)垂直度调整:根据设置在钢柱(4)上的垂直度检测杆(16)、轴力计(37)、钢柱(4)上端的倾角仪(14)的读数监控调节垂直度千斤顶(12)，完成钢柱(4)垂直度调整，调整好后将固定H型钢(19)用调节螺杆(9)与套架底板(28)固定。2.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于薄型千斤顶(27)、调节水平千斤顶(11)及调节垂直度千斤顶(12)为数控式千斤顶。3.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于调节水平千斤顶(11)及调节垂直度千斤顶(12)的两侧均焊有千斤顶搁置板(42)，通过千斤顶搁置板(42)固定在钢柱套架(5)上，调节水平千斤顶(11)及调节垂直度千斤顶(12)与钢柱(4)接触面之间设有弧形顶托(40)。4.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于步骤I)中所述的套架底板(28)下部对应接触薄型千斤顶(27)的位置焊接千斤顶固定筒(41)，所述千斤顶固定筒(41)与千斤顶安置孔(26)相匹配，薄型千斤顶(27)安装在千斤顶安置孔(26)中。5.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于钢柱套架(5)上部工字钢设有水平仪(35)，垂直的工字钢每边均设有套架竖向倾角仪(31)。6.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于轴力计(37)布置在调节杆(13)上，调节杆(13)—端与钢柱(4)上的拉环(15)连接，另一端与钢柱套架(5)通过固定螺栓(18 )连接。7.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于连接件(25)为钢丝绳或连接杆。8.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于钢柱套架(5)采用工字钢连接制成，并设有用于斜撑的支撑斜杆(20)。9.根据权利要求1所述的基于高精度信息化监控超深软土粧柱一体化施工方法，其特征在于所述套架底板(28)为一块带有圆孔的钢板，圆孔孔径略大于钢护筒(8)外径至钢护筒(8)能放入圆孔中。
【文档编号】E02D5/38GK105887811SQ201510947961
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】吴金兴, 吴晓斌, 吴晓峰
【申请人】深圳市福田建安建设集团有限公司