一种盖挖逆作法钢管柱定位装置及制作方法与流程

本发明涉及地下工程建设施工领域，具体涉及一种盖挖逆作法钢管柱定位装置及制作方法。

背景技术：

盖挖逆作法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶板下进行施工，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。通常是先在地表面向下做基坑的围护结构和中间桩柱，基坑围护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑，以防止围护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通。

随着城市和城市轨道交通的飞速发展，越来越多的地铁车站修建于交通繁忙、建筑物密集、地下管线纵横交错的城市繁华地区和交通繁忙地段。由于盖挖逆作法对地面交通干扰少、有利于环境保护，已成为当今国内外在交通繁忙的市中心区修建地铁车站采取的一种有效方法。

盖挖逆作法施工中，主要用钢管桩来承受施工阶段和使用阶段竖向荷载，对钢管柱的精度以及垂直度控制都提出了相当高的要求，钢管柱施工定位也成为盖挖逆作法工程施工中的重难点之一。现有技术中钢管柱定位施工多采用HPE工法以及钢套管护壁定位法。

HPE工法超过一定深度后定位精度无法保证，且造价高，桩基混凝土初凝后无法插入定位，工程事故风险高。

钢套管护壁定位法是在钢套管的保护下，人工入孔清除孔内护壁泥浆后，在抗拔桩混凝土上安装锥形定位器，再将钢管柱吊放至孔内，通过锥形定位器的自动导向功能，精确完成钢管柱的下部定位。但在安装锥形定位器前需要经过以下工序：埋设钢套管(防止抽泥浆后坍孔)、抽排泥浆、人工入孔破桩头以及人工入孔安装锥形定位器。该工法施工时间长，对工期影响较大；同时，当钢套管很长时，在施工完成后拔出钢套管的难度大，导致钢套管重复利用率低，从而使施工成本较高。

技术实现要素：

本发明目的在于：针对在盖挖逆作法钢管柱定位施工中，采用钢套管护壁定位法存在工序多导致施工周期长，钢套管拔出难度大导致施工成本高的问题，本发明提供一种盖挖逆作法钢管柱定位装置及制作方法，通过在钢管柱上安装该定位装置后，无需使用钢套管护壁、无需在安装定位器前进行抽排泥浆、无需人工进行地下深孔破除桩头，有效解决了传统钢管柱定位法工序多、成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种盖挖逆作法钢管柱定位装置，包括传动装置、制动装置和支撑装置；所述支撑装置包括支撑板和轴承，所述轴承外圈与支撑板板面固定相连；所述传动装置包括与钢管柱固定相连的螺纹套，所述螺纹套内配设有螺杆，所述螺杆一端沿钢管柱径向延伸至钢管柱内，另一端与轴承内圈固定相连。

由于该定位装置的螺纹套与钢管柱固定相连，在人工进入钢管柱内旋转螺杆时，螺杆移动带动支撑板向外扩张后撑在抗拔桩孔壁上提供水平反力，使钢管柱的中心位置发生移动，从而调整钢管柱垂直度，使用该装置后，无需使用钢套管护壁、无需在安装定位器前抽排泥浆、无需进行地下深孔破除桩头，有效解决了现有技术中的钢套管护壁定位法所存在的工序多、成本高的问题，该定位装置操作简单、安全性高，有效缩短了钢管柱施工工期，大大降低了工程成本，具有良好的经济性。

作为本发明的优选方案，所述定位装置在使用时，四个为一组，沿圆周方向均布于钢管柱的下部。通过采用四个定位装置沿圆周方向均布于钢管柱的下部，这样可以在十字方向上快速调节钢管柱的中心位置，从而提升钢管柱的垂直度。

作为本发明的优选方案，所述支撑板为与抗拔桩孔壁相适应的弧形板。采用这样的设计，可以使支撑板与抗拔桩孔壁更好地接触，支撑板受力更均匀，减小支撑板受力后的形变。

作为本发明的优选方案，所述定位装置还设有用于防止支撑板旋转的制动装置，其包括至少一根制动杆和至少一块制动板，所述制动板套设于螺纹套外并与螺纹套固定相连，所述制动杆穿过制动板后与支撑板固定相连。采用这样的设计可以防止在吊放钢管柱的时候，避免支撑板出现旋转现象，从而使支撑板的圆弧面始终与抗拔桩孔壁的弧面相对应，确保在使用时二者更好的接触，使支撑板受力更均匀，减小支撑板受力后的变形。

作为本发明的优选方案，所述支撑板上设有多个肋板，所有肋板沿支撑板的弧长方向分布。采用这样的设计，可以进一步减小支撑板在受力后的形变。

作为本发明的优选方案，所述螺杆伸入钢管柱内的端部设有用于拧紧工具夹持的夹持平面。通过在螺杆端部设置夹持平面，便于人工进入钢管柱内使用工具旋转螺杆，从而调整钢管柱的中心位置。

作为本发明的优选方案，所述螺纹套分为两段，呈同轴间隔分布并通过配设于螺纹套外的套管相连。采用这样的设计，可以不用加工一根很长的螺纹套，从而降低螺纹套加工工艺难度，即降低制造成本。

作为本发明的优选方案，所述螺纹套内填充有润滑脂。通过在螺纹套内填充润滑脂，可以降低螺纹副的摩擦使螺杆转动更加轻松，同时也可以对螺纹起到密封作用，防止异物进入钢管柱内。

一种盖挖逆作法钢管柱定位装置的制作方法，包括以下几个步骤：

a、组装传动装置：将螺杆拧入螺纹套内；

b、组装支撑装置：将轴承外圈与支撑板焊接，轴承内圈与螺杆焊接；

c、组装制动装置：将制动板套在螺纹套外并焊接，将制动杆穿过制动板后与支撑板焊接；

d、确认安装位置：经过钢管柱抗浮计算，确定钢管柱定位装置安装位置，并在钢管柱外壁上标记出定位装置安装位置的中心点；

e、开孔：根据标记的中心点画出与螺纹套外径相适配的圆，沿画线开孔；

f、安装定位装置：将定位装置插入开孔内，并将螺纹套与钢管柱进行焊接。

该定位装置的各部件制造和组装工艺均较为简单，容易实施，在钢管柱上安装该定位装置后，采用人工进入钢管柱内旋转螺杆，调整钢管柱的中心位置，可以使钢管柱具有较好的垂直度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

由于该定位装置的螺纹套与钢管柱固定相连，在人工进入钢管柱内旋转螺杆时，螺杆移动带动支撑板向外扩张后撑在抗拔桩孔壁上提供水平反力，使钢管柱的中心位置发生移动，从而调整钢管柱垂直度，使用该装置后，无需使用钢套管护壁、无需在安装定位器前抽排泥浆、无需进行地下深孔破除桩头，有效解决了现有技术中的钢套管护壁定位法所存在的工序多、成本高的问题，该定位装置操作简单、安全性高，有效缩短了钢管柱施工工期，大大降低了工程成本，具有良好的经济性。

附图说明

图1为本发明的盖挖逆作法钢管柱定位装置总体结构示意图。

图2为图1中传动装置示意图。

图3为图1中制动装置示意图。

图4为图3中制动板示意图。

图5为图1中支撑装置示意图。

图中标记：1-传动装置，11-螺纹套，12-套管，13-螺杆，2-制动装置，21-制动杆，22-制动板，3-支撑装置，31-支撑板，32-轴承，33-肋板，4-钢管柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供一种盖挖逆作法钢管柱定位装置；

如图1-图5所示，本实施例中的盖挖逆作法钢管柱定位装置，包括传动装置1、制动装置2和支撑装置3；所述支撑装置3包括支撑板31和轴承32，所述轴承32外圈与支撑板31板面焊接；所述传动装置1包括两个螺纹套11，呈同轴间隔布置并通过配设于螺纹套11外的套管12相连，所述螺纹套11内配设有螺杆13，所述螺杆13一端沿钢管柱4径向延伸至钢管柱4内，另一端与轴承32内圈焊接；所述制动装置2包括两根制动杆21和三块制动板22，所述制动板22套设于套管12外并与套管12焊接，所述制动杆21穿过制动板22后与支撑板31焊接。

由于该定位装置的螺纹套与钢管柱固定相连，在人工进入钢管柱内旋转螺杆时，螺杆移动带动支撑板向外扩张后撑在抗拔桩孔壁上提供水平反力，使钢管柱的中心位置发生移动，从而调整钢管柱垂直度，使用该装置后，无需使用钢套管护壁、无需在安装定位器前抽排泥浆、无需进行地下深孔破除桩头，有效解决了现有技术中的钢套管护壁定位法所存在的工序多、成本高的问题，该定位装置操作简单、安全性高，有效缩短了钢管柱施工工期，大大降低了工程成本，具有良好的经济性。

本实施例中，所述定位装置在使用时，四个为一组，沿圆周方向均布于钢管柱4的下部。通过采用四个定位装置沿圆周方向均布于钢管柱的下部，这样可以在十字方向上快速调节钢管柱的中心位置，从而提升钢管柱的垂直度。

本实施例中，所述支撑板31为与抗拔桩孔壁相适应的弧形板。采用这样的设计，可以使支撑板与抗拔桩孔壁更好地接触，支撑板受力更均匀，减小支撑板受力后的形变。

本实施例中，所述支撑板31上设有两块肋板33，所述肋板33沿支撑板31的弧长方向分布于轴承32两侧。采用这样的设计，可以进一步减小支撑板在受力后的形变。

本实施例中，所述螺杆13伸入钢管柱4内的端部设有用于拧紧工具夹持的夹持平面，可以在螺杆端部外圆上加工出四个对称的平面。通过在螺杆端部设置夹持平面，便于人工进入钢管柱内旋转螺杆，从而调整钢管柱的中心位置。

本实施例中，所述螺纹套11内填充有润滑脂。通过在螺纹套内填充润滑脂，可以降低螺纹副的摩擦使螺杆转动更加轻松，同时也可以对螺纹起到密封作用，防止异物进入钢管柱内。

实施例2

本发明提供一种盖挖逆作法钢管柱定位装置的制作方法；包括以下几个步骤：

a、组装传动装置：将两段螺纹套11通过套管12焊接相连后，将螺杆13拧入螺纹套11内；

b、组装支撑装置：将轴承32外圈焊接于支撑板31板面中心，轴承32内圈与螺杆13焊接；

c、组装制动装置：将三块制动板22间隔套在套管12外并焊接，将制动杆21穿过制动板22后与支撑板31焊接；

d、确认安装位置：经过钢管柱抗浮计算，确定钢管柱定位装置安装位置，并在钢管柱4外壁上标记出定位装置安装位置的中心点；

e、开孔：根据标记的中心点画出与螺纹套11外径相适配的圆，沿画线开孔；

f、安装定位装置：将组装好的定位装置有螺杆一端插入开孔内，并将定位装置与钢管柱4焊接牢固。

该定位装置的各部件制造和组装工艺均较为简单，容易实施，在钢管柱上安装该定位装置后，采用人工进入钢管柱内旋转螺杆，调整钢管柱的中心位置，可以使钢管柱具有较好的垂直度。

具体地，将钢管柱进行钢板封底，预浇一定方量的混凝土抗浮并提供定位人员的站立点，在柱内混凝土顶面上方1.5m处钢管柱外侧安装4个定位装置，定位装置螺杆伸入钢管柱内300mm。通过人工进入钢管柱内旋转螺杆，带动支撑板往抗拔桩孔壁方向移动后撑在孔壁上提供水平反力，以达到调整钢管柱下部定位的目的。钢管柱初次定位在钢筋笼下放后实施，定位完成后通过钢管柱外侧下放导管浇筑抗拔桩混凝土，并在靠近钢管柱底部位置的抗拔桩混凝土初凝前人工进入钢管柱内复核定位，等强后进行钢管柱内剩余混凝土的浇筑，完成钢管柱的施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。