液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法
【专利摘要】本发明涉及一种液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法。该定位装置，设于钢管柱的一侧，包括：水准仪，设于地面之上，所述水准仪的架设高程大于所述钢管柱的定位点的目标定位高程；塔尺，立设于地面之上，用于根据所述水准仪的架设高程、所述架设高程在所述塔尺上对应的一读数刻度、以及所述目标定位高程，计算得出所述目标定位高程在所述塔尺上对应的定位读数；激光扫平仪，设于地面之上，所述激光扫平仪包括激光发射口，用于发射激光束，并在所述激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合之后将所述激光束照射于所述钢管柱之上。本发明液压插入钢管柱的高程定位装置具有原理简单，实施方便，高程控制精度高等特点。
【专利说明】液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑测量领域，尤指一种液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法。
【背景技术】
[0002]随着轨道交通的发展，越来越多的深基坑工程被人们关注。大型深基坑结构工程中，常采用钢管柱与地下桩基础连接的方式作为地下结构竖向支撑。近年来，机械液压插入钢管柱的技术逐渐代替了人工定位安装的方式，成为大型钢管柱安装的常用技术。
[0003]液压插入钢管柱的方法，主要通过垂直度、中心位置以及高程的控制对钢管柱进行精确定位。在液压插入钢管柱的施工中，钢管柱上部距地面过高，中部被液压机环抱，只能通过设备与地面之间具备通视条件的部分对钢管柱的高程进行控制。这种情况给高程测量控制带来极大不便:第一，水准仪支架张开角度达到极限，最大限度地降低水准仪的高度，使控制点进入观测视野。在实际测量过程中，水准仪架设不稳使读数误差过大，还发生过超限操作导致支架损坏。第二，由于水准仪架设位置过低，测量人员在读数时必须俯身操作，甚至紧贴地面，容易造成操作错误，读数不准确。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法，可以解决现有水准仪对准时由于支架张开达到极限产生支架损坏的现象，以及架设不稳和操作不方便带来的读数不准确等问题。
[0005]实现上述目的的技术方案是:
[0006]本发明一种液压插入钢管柱的高程定位装置，设于钢管柱的一侧，包括:
[0007]水准仪，设于地面之上，所述水准仪的架设高程大于所述钢管柱的定位点的目标定位高程；
[0008]塔尺，立设于地面之上，用于根据所述水准仪的架设高程、所述架设高程在所述塔尺上对应的一读书刻度、以及所述目标定位高程，计算得出所述目标定位高程在所述塔尺上对应的定位读数；
[0009]激光扫平仪，设于地面之上，所述激光扫平仪包括激光发射口，用于发射激光束，并在所述激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合之后将所述激光束照射于所述钢管柱之上。
[0010]采用激光扫平仪替代原有的测量人员读数操作，可以减少人员的操作失误，提高高程控制精度。激光扫平仪的操作简单，给测量人员带来便利，可以加快液压插入钢管柱的速度，提高钢管柱插入效率。水准仪可选取适宜的高程，无需架设于较低的位置，杜绝了现有水准仪对准时由于支架张开达到极限产生支架损坏的现象。本发明液压插入钢管柱的高程定位装置具有原理简单，实施方便，高程控制精度高等特点。
[0011]本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的进一步改进在于，所述塔尺设于所述水准仪和所述钢管柱之间，所述激光扫平仪设于所述塔尺和所述钢管柱之间。
[0012]本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的进一步改进在于，所述激光扫平仪还包括供水平调整所述激光发射口方向的旋转机构。
[0013]本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的进一步改进在于，所述激光扫平仪还包括有升降机构，所述升降机构于垂直方向上调整所述激光束，使得所述激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合。
[0014]本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的进一步改进在于，所述水准仪包括供于垂直方向上调整所述水准仪的支架，所述支架支设于所述地面之上。
[0015]本发明一种液压插入钢管柱的高程定位操作方法，包括:
[0016]于钢管柱之上设置定位点，并标记所述定位点；
[0017]计算得出所述钢管柱上定位点的目标定位高程；
[0018]架设水准仪，置于所述钢管柱的一侧，架设高程大于所述目标定位高程；
[0019]与所述水准仪同侧立设塔尺，读出所述水准仪水平对应所述塔尺上的读数刻度，根据所述水准仪的架设高程、所述架设高程在所述塔尺上对应的所述读数刻度、以及所述目标定位高程，计算得出所述目标定位高程在所述塔尺上对应的定位读数；
[0020]与所述水准仪同侧架设激光扫平仪，调整激光扫平仪上激光发射口的高度，使得射出的激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合；
[0021]调整所述激光扫平仪上激光发射口的方向，使得所述激光束照射于所述钢管柱之上。
[0022]本发明液压插入钢管柱的高程定位操作方法的进一步改进在于，通过液压机将所述钢管柱插入地面，直至所述钢管柱上的所述定位点与所述激光束重合。
[0023]本发明液压插入钢管柱高程定位操作方法，所述激光扫平仪包括供水平调整所述激光发射口方向的旋转机构和供垂直调整所述激光发射口高度的升降机构。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的结构示意图；
[0025]图2为本发明液压插入钢管柱的高程定位装置使用时的结构示意图；
[0026]图3为本发明液压插入钢管柱的高程定位操作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0028]参阅图1，显示了本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的结构示意图。本发明液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法，通过激光扫平仪代替现有技术中测量人员的人工操作，相比现有的通过水准仪进行人工对准钢管柱上的定位点，具有精确性高，操作简单方便的特点。另外，采用水准仪和塔尺来确定高程的定位高度，将钢管的目标定位高程通过水准仪换算标记到塔尺上，于塔尺上形成定位读数，再经过激光扫平仪发射的激光对准塔尺上的定位读数，然后再旋转激光扫平仪，使得激光束照射到钢管柱上，这样就形象直观的将高程的定位高度显示到钢管柱上，通过液压机将钢管柱插入到地面之下，当钢管柱上的定位点与激光束重合时，就达到了高程定位的限制，停止液压机即可。水准仪的采用只是将目标高程定位高度标记到塔尺上，所以并不会产生现有技术中的支架损坏的现象。下面结合附图对本发明液压插入钢管柱的高程定位装置及定位操作方法进行说明。
[0029]参阅图1，为本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的结构示意图。下面结合图1，对本发明液压插入钢管柱的高程定位装置进行说明。
[0030]如图1所示，本发明液压插入钢管柱的高程定位装置包括水准仪20、塔尺30、以及激光扫平仪40，用于液压机50将钢管柱10插入地面时的高程定位。水准仪20、塔尺30、和激光扫平仪40设于地面60之上，且设于钢管柱10的同一侧，作为本发明的一较佳实施方式，塔尺30设于水准仪20和钢管柱10之间，激光扫平仪40设于塔尺30和钢管柱10之间。当然，塔尺30也可以设置于钢管柱10和激光扫平仪40之间，这样当激光扫平仪40对准塔尺30上的定位读数后，撤走塔尺30即可实现激光扫平仪40发出的激光束照射到钢管柱10之上。
[0031]水准仪20包括支架201，水准仪20通过支架201支设于地面60之上，通过调整支架201支撑脚的角度，可以调整水准仪20的高度，通过支架201将水准仪20调整至适宜的高程，该架设高程大于钢管柱的目标定位高程即可，然后通过水准仪20水平读出塔尺30上对应的读数刻度302，根据水准仪20的架设高程、塔尺30上的读数刻度302以及目标定位高程，换算得出塔尺30上的定位读数301，该定位读数301为钢管柱10上定位点的定位高度。激光扫平仪40包括激光发射口、旋转机构、以及升降机构，通过激光发射口发射出水平的激光束401，旋转机构带动激光发射口一起转动，通过旋转机构控制激光束401的照射方向，升降机构带动激光发射口在垂直方向上运动，通过升降机构调整激光扫平仪40发出的激光束401的高度。通过升降机构调整激光束401的高度，通过旋转机构调整激光束401的方向，使得激光束401与塔尺30上的定位读数重合，这样激光束401距地面60的高度就是钢管柱10埋入的高程定位高度。结合图2所示，然后通过激光扫平仪40的旋转机构调整激光发射口的方向，使得激光发射口发出的激光束401照射至钢管柱10上，液压机50将钢管柱10插入地面60的过程中，当钢管柱10上的定位点101与激光束401重合时，液压机50停止工作，钢管柱10插入到位。
[0032]下面结合图1和图2所示，对本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的工作原理及过程进行说明。
[0033]如图1所示，根据计算出的钢管柱10上的定位点101的目标定位高程，调整水准仪20上的支架201，使得水准仪20置于一适宜的高程，该架设高程大于定位点101的目标定位高程即可，通过水准仪20水平读出塔尺30上的读数刻度302，在根据水准仪20的架设高程、塔尺30上的读数刻度302以及定位点101的目标定位高程，计算出塔尺30上对应该目标定位高程的定位读数301。启动激光扫平仪40，发出激光束401，调整激光扫平仪40上的旋转机构和升降机构，使得激光束401与塔尺30上的定位读数301重合，此时激光束401的高度即为钢管柱10上定位点101的定位高度。这时水准仪20可以收起，也可以放置用于后续的复核操作。然后调整激光扫平仪40的旋转机构，使得激光扫平仪40发出的激光束401照射到钢管柱10之上，如图2所示将激光扫平仪40旋转180度，将激光束401照射到钢管柱10上。采用液压机50将钢管柱10压入地面60，当定位点101与激光束401重合时，即达到了钢管柱10的目标定位高程，停止液压机50的运行，钢管柱10达到了埋入要求。通过观察激光束401照射到钢管柱101上的激光点与定位点101重合，即可知道何时到达定位高度，省去了现有技术中，采用水准仪人工对准过程，降低操作错误。
[0034]本发明液压插入钢管柱的高程定位装置的有益效果为:
[0035]采用激光扫平仪替代现有技术中测量人员读数操作，有效减少人员的操作失误，提高高程控制的精确度。具有操作简单，测量人员不必俯身长时间操作，该定位装置实施方便，定位容易，可以加快液压插入钢管柱的速度，提高液压机的工作效率。
[0036]采用水准仪将目标定位高程换算标记到塔尺上，用以确定激光束的高度，并不像现有技术中将水准仪架设于较低的高度，再人工进行水平对准，所以可以防止水准仪支架产生损坏的现象。
[0037]本发明的定位装置具有原理简单，操作方便，高程控制精确度高等特点。
[0038]参阅图3，为本发明液压插入钢管柱高程定位操作方法的流程图。下面结合图3，对本发明液压插入钢管柱高程定位操作方法进行说明。
[0039]如图3所示，本发明液压插入钢管柱高程定位操作方法包括:
[0040]执行步骤S11，于钢管柱之上标记定位点。结合图1所示，在钢管柱10之上设置定位点101，将定位点101标记。接着执行步骤S12。
[0041]执行步骤S12，计算钢管柱定位点的目标定位高程。结合施工要求，基坑围护中钢管柱需埋入的深度，计算出该定位的目标定位高程。接着执行步骤S13。
[0042]执行步骤S13，架设水准仪，调整适宜位置，大于所述目标定位高程。在地面60之上架设水准仪20，结合图1所示，调整水准仪20的支架201，使得水准仪20水平对应的架设高程大于定位点的目标定位高程。较佳地，选取支架201的适宜支撑角度，避免支架201超限支撑而损坏。接着执行步骤S14。
[0043]执行步骤S14，立设塔尺，于塔尺上找出对应目标定位高程的的定位读数。在水准仪20和钢管柱10之间立设塔尺30，通过水准仪20水平读出塔尺30上对应的读数刻度302，再根据水准仪20的架设高程、目标定位高程以及水准仪20的高程计算出塔尺上对应的定位读数301。然后水准仪20可以收起，后续可以不用，但也可以放置用于后续的复核操作。接着执行步骤S15。
[0044]执行步骤S15，架设激光扫平仪，调整激光束与所述定位读数重合。激光扫平仪包括供水平调整激光发射口方向的旋转机构和供垂直调整激光发射口高度的升降机构。在塔尺30和钢管柱10之间架设激光扫平仪40，调整激光扫平仪40的升降机构和旋转机构，使得通过激光发射口发出的激光束401与塔尺30上的定位读数301重合，然后不再调整升降机构，确定激光束401的高度即为钢管柱的定位高度。激光扫平仪40也可以设于塔尺30和水准仪20之间。接着执行步骤S16。
[0045]执行步骤S16，调整激光扫平仪，将激光束照射于所述钢管柱之上。结合图2所示，调整激光扫平仪40上的旋转机构，将激光束401照射到钢管柱10之上，在钢管柱10上映射的激光点就是定位点101的最低高度限制。若激光扫平仪40设于塔尺30和水准仪20之间，此时只需撤走塔尺30，激光扫平仪40激光发射口发出的激光束401即可照射于钢管柱10之上。接着执行步骤S17。
[0046]执行步骤S17，液压插入钢管柱，直至所述钢管柱上的定位点与所述激光束重合。液压机50运行，将钢管柱10埋入地面60之下，直至钢管柱10上的定位点101与激光束401映射到钢管柱10上的激光点重合，液压机50停止运行，钢管柱10埋入到位。接着进行下一个钢管柱的预埋，此时激光扫平仪的高度已经定位好，可以继续使用，埋入相邻的钢管柱时，只需调整激光扫平仪的旋转机构，调整激光射出的方向即可。
[0047]本发明液压插入钢管柱高程定位操作方法的有益效果为:
[0048]采用激光扫平仪替代现有技术中测量人员读数操作，有效减少人员的操作失误，提高高程控制的精确度。具有操作简单，测量人员不必俯身长时间操作，该定位装置实施方便，定位容易，可以加快液压插入钢管柱的速度，提高液压机的工作效率。
[0049]采用水准仪将目标定位高程换算标记到塔尺上，用以确定激光束的高度，并不像现有技术中将水准仪架设于较低的高度，再人工进行水平对准，所以可以防止水准仪支架产生损坏的现象。
[0050]本发明的定位方法具有原理简单，操作方便，高程控制精确度高等特点。
[0051]以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种液压插入钢管柱的高程定位装置，设于钢管柱的一侧，其特征在于，包括: 水准仪，设于地面之上，所述水准仪的架设高程大于所述钢管柱的定位点的目标定位闻程; 塔尺，立设于地面之上，用于根据所述水准仪的架设高程、所述架设高程在所述塔尺上对应的一读数刻度、以及所述目标定位高程，计算得出所述目标定位高程在所述塔尺上对应的定位读数； 激光扫平仪，设于地面之上；所述激光扫平仪包括激光发射口，用于发射激光束，并在所述激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合之后将所述激光束照射于所述钢管柱之上。
2.如权利要求1所述的液压插入钢管柱的高程定位装置，其特征在于，所述塔尺设于所述水准仪和所述钢管柱之间，所述激光扫平仪设于所述塔尺和所述钢管柱之间。
3.如权利要求1所述的液压插入钢管柱的高程定位装置，其特征在于，所述激光扫平仪还包括供水平调整所述激光发射口方向的旋转机构。
4.如权利要求1至3任一项所述的液压插入钢管柱的高程定位装置，其特征在于，所述激光扫平仪还包括有升降机构，所述升降机构于垂直方向上调整所述激光束，使得所述激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合。
5.如权利要求1所述的液压插入钢管柱的高程定位装置，其特征在于，所述水准仪包括供于垂直方向上调整所述水准仪的支架，所述支架支设于所述地面之上。
6.一种液压插入钢管柱的高程定位操作方法，其特征在于，包括: 于钢管柱之上设置定位点，并标记所述定位点； 计算得出所述钢管柱上定位点的目标定位高程； 架设水准仪，置于所述钢管柱的一侧，架设高程大于所述目标定位高程； 与所述水准仪同侧立设塔尺，读出所述水准仪水平对应所述塔尺上的读数刻度，根据所述水准仪的架设高程、所述架设高程在所述塔尺上对应的所述读数刻度、以及所述目标定位高程，计算得出所述目标定位高程在所述塔尺上对应的定位读数； 与所述水准仪同侧架设激光扫平仪，调整激光扫平仪上激光发射口的高度，使得射出的激光束与所述塔尺上的所述定位读数重合； 调整所述激光扫平仪上激光发射口的方向，使得所述激光束照射于所述钢管柱之上。
7.如权利要求6所述的钢管柱的高程定位操作方法，其特征在于，通过液压机将所述钢管柱插入地面，直至所述钢管柱上的所述定位点与所述激光束重合。
8.如权利要求6或7所述的钢管柱高程定位操作方法，其特征在于，所述激光扫平仪包括供水平调整所述激光发射口方向的旋转机构和供垂直调整所述激光发射口高度的升降机构。
【文档编号】G01C5/02GK103913147SQ201410139148
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】寇凯平, 裴鸿斌, 刘鹏 申请人:中国建筑第八工程局有限公司