专利名称：格构柱三轴自动无线实时调垂系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属土建基础施工领域，尤其涉及在土建"逆作法"施工中的格构柱调垂系统。
背景技术：
现有的格构柱自动实时调垂系统采用上部校正架法。如图1所示，在桩
孔地面免筑校正格构柱钢架基础16，并在钢架基础16上固定安装一定高度的校正钢架15，吊装格构柱6于桩孔内并与校正钢架15可调连接，采用经绊仪校直格构柱外露地面以上的经绵度，同时测斜仪14读出此时的垂直度基准数据，等到浇灌桩孔混凝土后，再次测量格构柱6的垂直度，如果垂直度不符合要求，则通过钢架15内的二轴调整装置调整格构柱的垂直度，当格构柱6垂直度满足要求后，将上述活动连接固定。其中二轴调整装置如图2所示通过X和Y两个方向的螺杆19人工调整格构柱的垂直度。但是上述上部^t正架法的调垂系统具有如下缺点
1、 由于格构柱校正钢架及钢架基础的总质量不可能设计很大，因此当校正力矩稍大时钢架基础连同钢架就会移动，从而失去了可靠的垂直度固定作用，这是导致调垂效果差的原因之一。
2、 由于首次校正垂直度时仅靠冒出地面2m的柱身，靠经綷仪与测斜联动读取垂直度，而整个格构柱身一般长在20m左右。因此其初测误差比较大，这也是导致调垂精度低的原因之一。
3、 在浇捣混凝土过程中，由于混凝土的冲击力，及提拔浇砼导管时会对格构柱产生一定的挤压力，而此时采用测斜管、监测测斜将非常麻烦，需要停止浇灌混凝土，卸下料斗，进行监测垂直度情况。因此给施工带来了相当大的困难。即不能进行边施工边进行实时监测与调垂。另外，当混凝土浇筑完毕，格构柱已插入灌注桩中时，此时虽能监测，但由于格构柱已经插入混
3凝土内，则虽发现垂直度不符合要求，但要调垂已很困难。
4、 调垂釆用人工机械构造，自动化程度低、时间长、工效低，而且采用二轴调垂，二个轴的方向由于存在摩力，会相互干扰，因此调垂效率低下。
5、 校正钢架虽然能重复使用，但钢架基础是采用混凝土材料，不能重复使用。其二、格构柱冒出地面上的2m,割掉后，基本不能重复使用。其三、校正钢架的高一般在3m左右，加上料斗约4.5m高，因此混凝土搅拌车不能向桩孔内直接投混凝土料，必须采用混凝土汽车传送泵，这也增加机械台班费(25元/m3)。综上所述造成了材料的浪费和成本的提高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种格构柱三轴自动无线实时调垂系统，可以有效提高格构柱调垂系统的可靠性与调垂精度，且自动化程度高。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案一种格构柱三轴自动无线实时调垂系统，包括;改置在桩孔内的格构柱、设置在桩孔顶部的护筒，及安装在桩孔地面上的地面定位平台，还包括测斜装置、调整装置和控制装置，所述测斜装置安装在格构柱上，所述调整装置设置在护筒和格构柱之间，所述测斜装置和调整机构分别与控制装置连接，控制装置接收并处理来自测斜装置的数据，并控制调整装置调节格构柱的垂直度。
所述调整装置是三轴可调机构。
所述三轴可调机构为三支呈120度均布的千斤顶，千斤顶的一伸缩端与格构柱相对，另一端顶于护筒内壁凸槽处。
所述护筒是一设有三个120度的外凸滑槽的圆管，所述千斤顶分别滑动式连接在所述外凸滑槽内。
所述控制装置为 一 中央计算机。
所述中央计算机还连接有一计算机监控终端。
所述测斜装置为一角度传感器。
所述测斜装置与控制装置通过无线信号连接。所述调整装置连接有一驱动^L构。
所述驱动才几构为一油压站，所述油压站和调整装置通过油路连接。 本实用新型的有益效果
a) 将格构柱的调整装置直接设置在护筒上，可以依靠护筒四周的土压力 提供给格构柱足够的调垂反力，这比原先依靠钢架基础的自重提供的反力要 大5-10倍。因此，可以有效提高格构柱三轴自动无线实时调垂系统的可靠 性，进而提高其调垂精度，调垂精度可以达1/500 ~ 1/2000的垂直精度。
b) 自动化程度高，当格构柱进入桩孔，上口校正固定后，即ii^全自动 控制状态，对格构柱在整个施工过程中，实施可进行随时监察并调正垂直度 的实时调控技术，从而极大地提高了本项技术的自动化程度。
c) 垂直度的信号及调控指令采用无线信号传输，避免了在繁忙的工地现 场其他工序对电线、电缆的损坏，与对格构柱调垂的干扰。
d) 采用三轴可调机构，不仅节约了可调机构的1/4材料，而且在二个方 向上的调垂不干扰。
e) 本实用新型冒出地面的格构柱长度仅是原方法的十分之一，即0.2m 左右；校正钢架和钢架基础可以全部省掉；由于浇混凝土的高度降低可以省 去混凝土汽车传送泵的费用；还可以省去一次性测斜仪。然而护筒的改造费 用又远低于钢架费用，且护筒也能重复使用。因此采用本实用新型可以有效 降低格构柱的调垂费用及成本。
图l是现有采用上部^f交正架的调垂系统的结构示意图2是现有二轴可调机构的结构示意图3是本实用新型格构柱三轴自动无线实时调垂系统的示意图4a是本实用新型的三轴可调机构的俯视示意图4b是图4a的A-A视图5是本实用新型首次测量垂直度基准数据示意图； 图中l-千斤顶，2-传感器，3-中央计算机，4-油压站，5-护筒，51-滑槽， 6-格构柱，7-地面固定连接机构，8-桩孔，9-吊车，10-监控终端，ll-经绰仪，12-浇砼导管，13-砼料斗，14-测斜仪，15-钢架，16-钢架基础，17-钢筋笼， 18-混凝土汽车传送泵，19-螺杆。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作清楚、完整地说明
请参见图3，并配合参见图4a和图4b,这种格构柱三轴自动无线实时调 垂系统，包括放置在桩孔8内的格构柱6，设置在桩孔8顶部并套置在格构 柱6外部的护筒5,及安装在桩孔8地面上的地面固定连接机构7,还包括 测斜装置、调整装置和控制装置。所述测斜装置安装在格构柱6上，所述调 整装置设置在护筒5和格构柱6之间，所述测斜装置和调整机构分别与控制 装置连接，控制装置接收并处理来自测斜装置的数据，并控制调整装置调节 格构柱的垂直度。
该格构柱6插入桩孔内，桩孔顶部设有护筒5，格构柱6上部和护筒5之 间有一定空间。该格构柱6差不多有20几米长，护筒5高有1.5米左右，护 筒5与地面固定连接机构7固定连接。
所述调整装置为三轴可调机构。所述三轴可调才几构设置在护筒5和格构 柱6之间。请参见图3，所述三轴可调机构为三支在护筒5圆周方向呈120度 均布于护筒5内的千斤顶1。所述调整装置还连接有一驱动装置。所述驱动机 构在本实施例中采用一放置在地面的油压站4。油压站4和千斤顶1通过油路 管连接。
请参见图4a和图4b:所述千斤顶1的伸缩端与格构柱6相对，其另一端 设置于护筒5内壁。为了方便千斤顶1的安装，在原钻孔桩的护筒基础上稍 作改动，增设三个外凸的滑槽51，将所述护筒5从原来的圓筒形改装成一内 带有三个120度方向均布的外凸滑槽51的圆管。三支千斤顶1分别滑动式连 接在所述滑槽51的内壁上。当格构柱6调垂及施工结束后，可以通过滑槽51 取出千斤顶1。将三轴可调机构直接设置在护筒5上，可以依靠护筒5四周的 土压力提供给格构柱6足够的调垂反力，这比原先依靠钢架基础16的自重提 供的反力要大5~10倍。因此，可以有效提高格构柱三轴自动无线实时调垂 系统的可靠性，进而提高其调垂精度，使得调垂精度可以达1/500~ 1/2000的垂直精度。
另外，采用三轴可调才几构不Y义节约了可调才几构的1/4材津+，而且在两个方 向上的调垂不干扰。原有的二轴可调机构，请参见图2，当X方向的垂直度 调好后，必须用X方向一对螺杆才几构夹紧，在调Y方向时，由于X方向夹紧 产生的Y方向的摩擦力会干扰Y方向的调节，影响其调垂精度与效率。而用 本实用新型的三轴可调机构，由于X、 Y方向调垂是同步进行的，且由中央计 算机3通过液压来控制，因此相比二轴可调机构具有更高的调垂精度和可靠 度。
所述测斜装置为一角度传感器2,其与中央计算机3通过无线信号传输。 采用无线传输可以避免在繁忙的工地现场其他工序对电线、电缆的损坏，以 致干扰格构柱6的调垂。采用传感器可以实现随时随地测量格构柱6的垂直 度。混凝土的冲击力，以及提拔浇砼导管12时会对格构柱6产生一定的挤压 力，影响格构柱6的垂直度。而原先采用测斜仪14监测垂直度相当麻烦，需 要停止浇灌混凝土，卸下砼料斗13,才能进行监测。因此给施工带来了相当 大的困难。总之，原先不能边施工边进行监测与调垂。如此，当混凝土浇筑 完毕，格构柱6已插入灌注桩中时，此时虽能监测，但由于格构柱6已经插 入混凝土内，此时虽发现格构柱6垂直度不符合要求，但再要调垂已很困难。
另外，采用传感器2可以在格构柱6起吊时与经绰仪11配合测量格构柱 6的首次垂直度基准数据。而原先的侧斜仪，由于安装问题，只能在格构柱6 进入桩孔8后，通过测量冒出地面2米的格构柱6柱身来获得整个格构柱6 的垂直度，因此误差比较大。请参见图5，为本实施例首次测量格构柱6垂直 度基准数据的示意图当吊车9起吊在高空后，传感器2直接将垂直信号传 入已经调试好的中央计算机3，并与经绰仪11测读的数据比对后，作为首次 垂直度基准数据存入中央计算机3,以此作为后继调垂的依据。由于经纬仪 11的测读数据为整个格构柱6柱长，因此，它的精度就是仪器的精度，而没 有格构柱6本身弯曲及放大倍数的误差。故而，可以有效提高格构柱6初始 测垂精度，进而提高格构柱6的调垂精度。
采用上述格构柱三轴自动无线实时调垂系统，可以在格构柱6进入桩孔8， 上口校正固定后，进入全自动控制状态，实现实时监控调垂，可以在发现格
7构柱6垂直度不符合要求时及时予以调整，自动化程度高。
另外，所述中央计算机3还连接有一计算机监控终端10。操作人员在远 离现场情况下，通过监控终端10监控格构柱调垂过程并对中央计算机3发出 指令。
本实用新型冒出地面的格构柱6高度仅是原方法的十分之一，即从2m降 到0.2m左右；校正钢架15和钢架基础16可以全部省掉；由于浇混凝土的高 度降低可以省去混凝土汽车传送泵18的费用；还可以省去一次性测斜仪14。 然而护筒5的改造费用又远低于钢架15费用，且护筒5也能重复使用。因此 采用本实用新型可以有效降低格构柱的调垂费用及成本。 本实用新型的格构柱的施工调垂工艺流程步骤如下 第一步，护筒5埋设、钻孑L桩成孔并吊放桩钢筋笼至桩孔8内； 第二步，在格构柱6上安装传感器2，起吊格构柱6，经绵仪ll、传感器 2测量垂直度，并将首次垂直度数据存入中央计算机3。
第三步，将格构柱6吊入桩孔8内，格构柱6上口与护筒5上口定位后 固定，将千斤顶1置入护筒5的滑槽51、并联接千斤顶1和油压站4的油路； 第四步，启动调垂系统使之进入自动调垂状态，若调垂系统测得的垂直 度不符合要求，自动进行调垂直至符合要求。具体如下
1. 传感器2测取格构柱6的垂直度数据，并其送入中央计算机3;
2. 中央计算机3将该数据和垂直度基准数据比较，如不符合要求则通过 油压站4控制千斤顶1以调整格构柱6的垂直度，直到垂直度符合要求；如 符合要求则回到步骤1,直至格构柱6定位施工完毕。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新 型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精 神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此本实用新型的保护范围当视权 利要求书所界定者为准。
8
权利要求1.一种格构柱三轴自动无线实时调垂系统，包括放置在桩孔内的格构柱、设置在桩孔顶部的护筒，及安装在桩孔地面上的地面定位平台，其特征在于还包括测斜装置、调整装置和控制装置，所述测斜装置安装在格构柱上，所述调整装置设置在护筒和格构柱之间，所述测斜装置和调整机构分别与控制装置连接，控制装置接收并处理来自测斜装置的数据，并控制调整装置调节格构柱的垂直度。
2. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述调整装置是三轴可调^li构。
3. 如权利要求2所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述三轴可调机构为三支呈120度均布的千斤顶，千斤顶的一伸缩端与格构 柱相对，另一端连接于护筒内壁。
4. 如权利要求3所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述护筒是一设有三个120度均布外凸滑槽的圆管，所述千斤顶分别滑动式 连接在所述外凸滑槽内。
5. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述控制装置为一中央计算机。
6. 如权利要求5所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述中央计算机还连接有一计算机监控终端。
7. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述测斜装置为 一 角度传感器。
8. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述测斜装置与控制装置通过无线信号连接。
9. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述调整装置连接有 一驱动机构。
10. 如权利要求1所述的格构柱三轴自动无线实时调垂系统，其特征在于所 述驱动机构为一油压站，所述油压站和调整装置通过油路管连接。
专利摘要本实用新型属土建基础施工领域，尤其涉及在土建“逆作法”施工中的桩、柱调垂系统。公开了一种格构柱三轴自动无线实时调垂系统，包括放置在桩孔内的格构柱、设置在桩孔顶部的护筒，及安装在桩孔地面上的地面固定连接机构，还包括测斜装置、调整装置和控制装置，所述测斜装置安装在格构柱上，所述调整装置设置在护筒和格构柱之间，所述测斜装置和调整机构分别与控制装置连接，控制装置接收并处理来自测斜装置的数据，并控制调整装置调节格构柱的垂直度。本实用新型可以有效提高格构柱三轴自动无线实时调垂系统的可靠性与调垂精度，且自动化程度高。
文档编号E02D5/34GK201301447SQ200820155688
公开日2009年9月2日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者周红春, 明 唐, 徐平飞, 李定江 申请人:上海建工(集团)总公司