一种超长钢管柱先插法工艺高精度定位方法与流程

本技术涉及地下建筑物建造的领域，尤其是涉及一种超长钢管柱先插法工艺高精度定位方法。

背景技术：

1、在建造地下建筑物时，通常会采用一种超长的钢管柱来作为后期的结构柱，该超长钢管柱作为顶板支撑结构具有一次成型、精度高、承载力超强的特点。

2、现有的，挖出预定深度的沉孔后，先将钢筋笼与中空的钢管柱焊接为一体，整体下放至沉孔内，再从钢管柱中间放入灌注混凝土的管道，从钢筋笼底部进行灌注；钢筋笼灌注完成形成灌注桩后，继续往钢管柱内部灌注，直至混凝土浆液填满钢管柱内部。

3、针对上述中的相关技术，申请人认为在下放过程后，因为钢管柱和钢筋笼是刚性连接，若钢筋笼与沉孔侧壁产生碰撞发生偏移，则会导致钢管柱发生偏移，改变钢管柱的垂直度，增大了质量事故风险。

技术实现思路

1、为降低钢管柱发生偏移在下放过程中产生的垂直度偏移量，减少出现质量事故风险的情况，本技术提供一种超长钢管柱先插法工艺高精度定位方法。

2、本技术提供的一种超长钢管柱先插法工艺高精度定位方法采用如下的技术方案：

3、一种超长钢管柱先插法工艺高精度定位方法，施工方法包括：

4、步骤一：在预定位置挖出预定深度的沉孔，在钢管柱顶端固定安装工具节；

5、步骤二：通过钢丝绳将钢筋笼吊在钢管柱底部，再通过工具节一同下放钢管柱和钢筋笼；

6、步骤三：通过检测组件检测钢管柱出现倾斜后，再通过调整组件调整钢管柱的倾斜度；

7、步骤四：在钢管柱内部插入输浆管道，一边往沉孔内灌注混凝土一边提升输浆管道底端的高度；直至钢管柱内充满混凝土；

8、步骤五：拆除工具节。

9、通过采用上述技术方案，在地面挖出用于预埋钢管柱的沉孔，在钢管柱顶端安装可拆卸的工具节，工具节与钢管柱之间为刚性连接，通过对工具节进行操作从而完成对钢管柱的调整；将钢筋笼顶部与钢管柱底部通过钢丝绳软连接后整体下放，减少了钢筋笼因挂壁发生倾斜的同时带动钢管柱一同倾斜的缺口；通过检测组件，方便施工人员监测到钢管柱倾斜度发生变化时马上采取相应措施，再通过调整组件完成对钢管柱的调整即可；下放完成后往钢筋笼位置灌注混凝土，直至钢筋笼形成灌注桩将钢管柱位置固定，继续灌注混凝土填充钢管柱内部增强钢管柱的承载力；

10、通过该方案，一来钢筋笼与钢管柱之间使用钢丝绳软连接，减少了钢管柱与钢筋笼刚性连接时，钢筋笼与沉孔孔壁碰撞导致钢管柱倾斜的情况，降低施工过程中发生质量风险事故的概率；二来通过工具节减少了在钢管柱本体上进行额外的施工流程，减少了对钢管柱本体的损坏，第三通过工具节与钢管柱之间的刚性连接，在工具节上施工即可影响钢管柱整体，降低了施工难度。

11、优选的，所述检测组件包括两组距离传感器，两组所述距离传感器分别固定安装在所述工具节的顶端和底端；

12、所述通过检测组件检测钢管柱出现倾斜的方法包括：

13、两组所述距离传感器检测所述工具节两点与沉孔的孔壁之间的间距，再通过两个间距值计算得到所述工具节的倾斜度，将所述工具节的倾斜度作为所述钢管柱的倾斜度。

14、通过采用上述技术方案，因为工具节与钢管柱为刚性连接，只需测量计算工具节的倾斜度，即可得出钢管柱的倾斜度，无需对钢管柱整体进行测量，减少了施工人员的施工难度。

15、优选的，所述调整组件包括全回转钻机的夹持装置和沿周向安装在所述工具节外侧壁上的若干驱动件，所述全回转钻机的夹持装置架设于所述沉孔孔口处；若干所述驱动件用于驱动所述钢管柱往垂直于地面方向移动；

16、所述通过检测组件检测钢管柱出现倾斜的方法包括：

17、所述钢管柱穿过所述全回转钻机的夹持装置下放至所述沉孔内，当加测钢管柱出现倾斜时，通过所述全回转钻机的夹持装置夹持工具节，再通过所述驱动件驱使所述钢管柱往垂直于地面方向偏移，直至所述钢管柱倾斜度达标。

18、通过采用上述技术方案，在钢管柱发生倾斜后，使用全回转钻机的夹持装置夹持工具节的一端，再使用驱动件推动工具节的另外一端，以达到调整钢管柱的角度；该过程采用六点定位调节方式提高了对钢管柱角度调整的准确率；而且利用用于挖孔的全回转钻机自身的夹持装置作为其中一点定位，提高了调整效率也降低了调整成本。

19、优选的，所述钢筋笼位置处灌注的混凝土为一号混凝土，所述钢管柱内灌注的混凝土为二号混凝土；所述二号混凝土的密度与强度均大于所述一号混凝土；

20、所述在钢管柱内部插入输浆管道，往沉孔内灌注混凝土直至钢管柱内充满混凝土的施工方法还包括：

21、将所述沉孔在所述钢筋笼位置处灌满所述一号混凝土后，继续灌注直至所述一号混凝土浆液高度达到所述钢管柱底部第一设计高度后，往所述钢管柱和所述沉孔间的间隙填充用于平衡所述二号混凝土对所述一号混凝土压力的填充物达到第二设计高度；施工人员更换二号混凝土对所述钢管柱进行灌注。

22、因为钢管柱需要承受庞大的建筑压力，所以需要使用强度更大的混凝土来提高钢管柱的承载力，通过采用上述技术方案，在钢筋笼位置灌注一号混凝土后，换成抗压能力更强和密度更大的二号混凝土对钢管柱进行灌注，填充钢管柱，从而增强钢管柱的承载力；为减少钢管柱内密度更大的二号混凝土将钢筋笼内的一号混凝土置换到钢管柱内的情况，在钢管柱和沉孔间填充填充物平衡二号混凝土对一号混凝土的压力，同时在钢管柱内灌注达到第一设计高度的一号混凝土，在灌注二号混凝土时将该部分一号混凝土置换到二号混凝土顶部后流出，使钢管柱内存在的均为二号混凝土。

23、优选的，所述驱动件为液压缸；所述工具节外侧壁上沿周向设置有若干基台，所述基台朝上的一侧固定安装有安装架；所述安装架转动式安装有一对底板，所述底板的转轴滑移式安装于所述安装架，两所述底板之间相互铰接；所述底板安装有用于限制所述液压缸位置的固定件；两所述底板相互远离的一侧分别设置有第一弧形保护罩和第二弧形保护罩；所述第一弧形保护罩和所述第二弧形保护罩的内弧面均朝向所述液压缸；所述基台上安装有用于锁定所述第一弧形保护罩与所述第二弧形保护罩相互靠近一端的限位组件；

24、在往所述钢管柱和所述沉孔间的间隙填充用于平衡所述二号混凝土对所述一号混凝土压力的填充物达到第二设计高度之前，所述施工的方法还包括：

25、使用所述固定件将所述液压缸固定放置在所述底板上，采用所述液压缸自身重力按压所述底板，将所述第一弧形保护罩和所述第二弧形保护罩顶起合拢，通过所述限位组件将所述第一弧形保护罩和所述第二弧形保护罩定位。

26、因为在对钢管柱与沉孔之间的间隙回填填充物时，施工人员通常会将运输来的填充物直接从车斗上倒下，容易将安装在工具节上的液压缸撞击损坏，通过采用上述技术方案，将液压缸放置在相互铰接的两块底板上，通过液压缸自身重力使两块底板转动；分别设置在两块底板上的第一弧形保护罩和第二弧形保护罩随底板转动，最终在底板上方合拢，经限位组件定位后对液压缸形成保护；该保护方式只需将液压缸放置于底板上，即可通过结构间的联动对液压缸进行保护，且安装在工具节上方便再次使用。

27、优选的，所述液压缸的活塞杆朝靠近或远离所述工具节方向伸缩；所述第一弧形保护罩远离所述工具节的一侧开设有第一滑移槽，所述第一弧形保护罩在所述第一滑移槽内朝所述液压缸的活塞杆伸缩方向滑移式安装有第一延长板；所述第二弧形保护罩远离所述工具节的一侧开设有平行于所述第一滑移槽的第二滑移槽，所述第二弧形保护罩在所述第二滑移槽内滑移式安装有第二延长板；所述第一延长板延伸出所述第一滑移槽的一端和所述第二延长板延伸出所述第二滑移槽的一端均设置有顶杆；两所述顶杆通过连接件与所述液压缸的活塞杆拆卸式连接；

28、在往所述钢管柱和所述沉孔间的间隙填充用于平衡所述二号混凝土对所述一号混凝土压力的填充物达到第二设计高度之前，所述施工方法还包括：

29、所述液压缸的活塞杆往远离所述工具节方向移动的过程中，带动所述第一延长板和所述第二延长板一同移动。

30、通过采用上述技术方案，因为第一弧形保护罩和第二弧形保护罩只能保护液压缸的缸体，而当需要调整钢管柱倾斜度时，液压缸的活塞杆会延伸出底板范围，可能会被填充物撞击；活塞杆通过连接件带动第一延长板和第二延长板滑移，延伸出活塞杆上方遮挡活塞杆，形成对活塞杆的保护，该延伸方式使用便利且无需使用额外的驱动件。

31、优选的，所述限位组件包括卡接块和移动杆；所述第二弧形保护罩靠近所述第一弧形保护罩的一侧壁上开设有移动槽，所述移动槽连通于所述第二滑移槽；所述移动杆一端穿过所述移动槽固定安装于所述第二延长板、所述卡接块固定连接于所述移动杆的另一端；所述第一弧形保护罩靠近所述第二弧形保护罩的一侧壁开设有供所述卡接块和所述移动杆同时卡入的避位槽，所述避位槽的槽底侧壁朝第二延长板的滑移方向延伸有供所述卡接块滑入的卡接槽，所述第一弧形保护罩靠近所述第二弧形保护罩的一侧壁且对应所述卡接槽的位置开设有供所述移动杆滑移的让位槽；

32、所述通过所述限位组件将所述第一弧形保护罩和所述第二弧形保护罩定位的方法包括：

33、当所述第一弧形保护罩和所述第二弧形保护罩合拢，所述卡接块通过所述避位槽插入所述第一弧形保护罩内，所述第二延长板带动所述移动杆往远离所述工具节方向移动，直至所述卡接块滑入所述卡接槽。

34、通过采用上述技术方案，卡接块在第二延长板的作用下往远离工具节方向滑移，从而通过卡接槽卡接于第一弧形保护罩，锁定第一弧形保护罩和第二弧形保护罩互相靠近的一侧，从而将第一弧形保护罩和第二弧形保护罩定位，该定位方式结构稳定，不易解除。

35、优选的，所述连接件包括橡胶弧形连接块，两所述橡胶弧形连接块分别固定安装于两所述顶杆靠近所述液压缸的活塞杆一端，两所述橡胶弧形连接块的内弧面均卡接于所述液压缸的活塞杆。

36、通过采用上述技术方案，橡胶弧形连接块卡接于活塞杆，活塞杆复位时，通过橡胶弧形连接块同步带动顶杆往靠近工具节方向移动，驱使第一延长板和第二延长板复位，同时第二延长板上的卡接块移动到避位槽处，解除第一弧形保护罩与第二弧形保护罩的定位；该连接件使活塞杆回缩的同时使第一延长板和第二延长板复位，最终解除限位组件的定位，方便施工人员取出液压缸。

37、优选的，所述钢管柱底部外侧壁设置有锚筋；

38、所述通过钢丝绳将钢筋笼吊在钢管柱底部的方法还包括：

39、将所述钢筋笼套于设置有所述锚筋的钢管柱节段后，通过钢丝绳将所述钢筋笼吊在所述钢管柱底部。

40、通过采用上述施工方法，在使用钢丝绳将钢管柱与钢筋笼连接时，将钢筋笼套在钢管柱设置有锚筋的节段上，当灌注一号混凝土时，将锚筋随钢筋笼一同灌注，一号混凝土凝固后，形成的混凝土管桩与钢管柱底部锚筋为整体，增强了管桩与钢管柱结合部的稳定性，加强了钢管柱的承载力。

41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

42、1. 在地面挖出用于预埋钢管柱的沉孔，在钢管柱顶端安装可拆卸的工具节，工具节与钢管柱之间为刚性连接，通过对工具节进行操作从而完成对钢管柱的调整；将钢筋笼顶部与钢管柱底部通过钢丝绳软连接后整体下放，减少了钢筋笼因挂壁发生倾斜的同时带动钢管柱一同倾斜的缺口；通过检测组件，方便施工人员监测到钢管柱倾斜度发生变化时马上采取相应措施，再通过调整组件完成对钢管柱的调整即可；下放完成后往钢筋笼位置灌注混凝土，直至钢筋笼形成灌注桩将钢管柱位置固定，继续灌注混凝土填充钢管柱内部增强钢管柱的承载力；

43、通过该方案，一来钢筋笼与钢管柱之间使用钢丝绳软连接，减少了钢管柱与钢筋笼刚性连接时，钢筋笼与沉孔孔壁碰撞导致钢管柱倾斜的情况，降低施工过程中发生质量风险事故的概率；二来通过工具节减少了在钢管柱本体上进行额外的施工流程，减少了对钢管柱本体的损坏，第三通过工具节与钢管柱之间的刚性连接，在工具节上施工即可影响钢管柱整体，降低了施工难度。

44、2. 因为钢管柱需要承受庞大的建筑压力，所以需要使用强度更大的混凝土来提高钢管柱的承载力，通过采用上述技术方案，在钢筋笼位置灌注一号混凝土后，换成抗压能力更强和密度更大的二号混凝土对钢管柱进行灌注，填充钢管柱，从而增强钢管柱的承载力；为减少钢管柱内密度更大的二号混凝土将钢筋笼内的一号混凝土置换到钢管柱内的情况，在钢管柱和沉孔间填充填充物平衡二号混凝土对一号混凝土的压力，同时在钢管柱内灌注达到第一设计高度的一号混凝土，在灌注二号混凝土时将该部分一号混凝土置换到二号混凝土顶部后流出，使钢管柱内存在的均为二号混凝土。

45、3. 因为在对钢管柱与沉孔之间的间隙回填填充物时，施工人员通常会将运输来的填充物直接从车斗上倒下，容易将安装在工具节上的液压缸撞击损坏，通过采用上述技术方案，将液压缸放置在相互铰接的两块底板上，通过液压缸自身重力使两块底板转动；分别设置在两块底板上的第一弧形保护罩和第二弧形保护罩随底板转动，最终在底板上方合拢，经限位组件定位后对液压缸形成保护；该保护方式只需将液压缸放置于底板上，即可通过结构间的联动对液压缸进行保护，且安装在工具节上方便再次使用。