用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置及施工方法。装置部分主要包括主体支架，主体支架上具有中心孔，主体支架的一侧与桩筒固定连接；主体支架的另一侧设有多组定位调整单元，每组定位调整单元均包括定位角点、调平单元和定位孔；定位角点、调平单元和定位孔从主体支架的外边缘向中心点依次设置；与定位调整单元同侧的主体支架上设有水平校准单元以保证主体支架的水平度；所述桩筒上具有肋板卡槽和牛腿卡槽；矩形牛腿桩卡入桩筒中实现自身定位。本装置通过设计全新的结构，使得预制矩形牛腿桩在施工过程中垂直度和方向角得到了保证，有利于后续施工的顺利进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下工程相关技术设备领域，具体的说，是涉及一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置及施工方法。
技术介绍
当地下工程中采用预制构件拼装结构时，需提前对预制矩形牛腿桩周位进行测量定位，预制矩形牛腿桩在地下工程拼装结构时，初期做围护结构，后期做主体结构；但预制拼装结构在地下工程中的应用存在如下问题：1、预制矩形牛腿桩结构压装工艺不能满足垂直度精度要求。2、预制矩形牛腿桩结构方位角旋转尚不能得到有效的控制。3、地下工程大型预制矩形牛腿桩成桩工艺尚不能形成拼装结构压桩工艺。针对上述情况，常见的设计和施工方法及其存在的问题包括：1、植桩工艺施工：通过钻孔取土，然后将大型预制装进行引孔压桩至设计深度；但这种方法，当预制桩结构下沉至地面以下一定深度时，桩位垂直度、方位角都不能得到有效的控制，不能满足预制拼装结构要求；2、采用钢套筒对桩结构进行垂直度控制；但该方法钢套筒对钻孔注浆产生一定妨碍作用，且不可回收重复利用，造成浪费，另外钢套筒的存在使得拼装结构拼装时无法进行。因此，有必要设计一种装置，来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置。本装置通过设计全新的结构，使得预制矩形牛腿桩在施工过程中垂直度和方向角得到了保证，有利于后续施工的顺利进行。为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置，包括主体支架，主体支架上具有中心孔，主体支架的一侧与桩筒固定连接；主体支架的另一侧设有多组定位调整单元，每组定位调整单元均包括定位角点、调平单元和定位孔；定位角点、调平单元和定位孔从主体支架的外边缘向中心点依次设置；与定位调整单元同侧的主体支架上设有水平校准单元以保证主体支架的水平度；所述桩筒上具有肋板卡槽和牛腿卡槽；矩形牛腿桩卡入桩筒中实现自身定位。优选的，所述桩筒上具有多个预留注浆孔。优选的，所述肋板卡槽和牛腿卡槽均为两个，对称设置于桩筒上。优选的，所述水平校准单元为电子水平仪、倾斜度测试仪或调平气泡。优选的，所述主体支架为三角形型钢结构，定位调整单元为三组，每组之间的夹角相同。优选的，所述调平单元为螺栓支架，螺栓支架通过螺纹副与主体支架相连接，螺栓支架的底板与桩筒位于主体支架的同侧。优选的，所述调平单元为油缸，油缸的活塞杆与主体支架相铰接，油缸的底部与底板固定连接。优选的，所述主体支架上固定连接有多个吊升挂钩。在提供上述装置的同时，本专利技术还提供了一种利用上述装置的施工方法，步骤如下：A、按照工程设计要求进行钻孔施工；B、通过吊升挂钩将本装置吊装，然后通过定位调整单元调整主体支架的垂直度及方向角，再通过水平校准单元调整好水平度；C、吊升预制矩形牛腿桩，然后放入桩筒内，使矩形牛腿桩的牛腿被牛腿卡槽卡住，肋板被肋板卡槽卡住；再下沉至设计深度；D、对桩筒结构外预制矩形牛腿桩周进行注浆，待其固结硬化后，吊升本装置离开钻孔，再进行后续的注浆作业施工。本专利技术的有益效果是：(1)采用本装置施工可根据工程设计最大可允许误差，通过调整肋板卡槽、牛腿卡槽尺寸，将预制桩基垂直度、方位角精度进行量化，达到精确控制预制桩在下沉过程中的垂直度、方位角控制效果。(2)通过对桩周进行注浆，一方面可以控制桩身垂直度、方位角，另一方面也起到加固地层的作用，增强抵抗开挖扰动荷载的作用。(3)本装置可以实现循环重复使用，绿色环保，节约造价。(4)通过预制桩结构在地下隧道建设过程中的应用，可以起到抗浮作用。(5)采用本装置可以基本消除或控制预制拼装结构中预制桩垂直度、方位角的误差，使得地下工程预制拼装结构能够顺利进行。附图说明图1是本专利技术的俯视图；图2是本专利技术的正视图；图3是图1的A-A向剖视图；图4是本专利技术的左视图；图5是图1的B-B向剖视图；图6是
技术介绍
中提及的预制矩形牛腿桩的俯视图；图7是
技术介绍
中提及的预制矩形牛腿桩的左视图；图8是
技术介绍
中提及的预制矩形牛腿桩的正视图；图中：1、定位角点；2、主体支架；3、水平校正单元；4、定位孔；5、调平单元；6、桩筒；7、肋板卡槽；8、牛腿卡槽；9、吊升挂钩；10、预留注浆孔，15、中心孔；11、预制矩形牛腿桩主体；12、牛腿；13、肋板；14、桩位控制点。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术进行详细说明。实施例：参考图6-8所示，现有的预制矩形牛腿桩，包括预制矩形牛腿桩主体11，预制矩形牛腿桩主体11的顶部具有桩位控制点14，预制矩形牛腿桩主体的对称两个面分别安装有肋板13，另外的对称的两个面分别安装有牛腿12。本专利技术为了解决现有预制矩形牛腿桩在施工过程中遇到的问题，提供了一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置，该装置的结构如图1-5所示：包括主体支架2，主体支架2上具有中心孔15，主体支架2的下侧与桩筒6固定连接；主体支架2的另上侧设有多组定位调整单元，每个定位调整单元均包括定位角点1、调平单元5和定位孔4。根据需要，定位孔4可以选择为螺纹孔。定位角点1可以是盲孔。同时，主体支架2的上侧还具有水平校准单元3；从施工精度的角度考虑，水平校准单元3可以是为电子水平仪、倾斜度测试仪或调平气泡。作为优选的结构，桩筒6上具有肋板卡槽7和牛腿卡槽8，用于卡固牛腿12和肋板13，且桩筒6上具有多个预留注浆孔10，便于后续注浆。所述牛腿卡槽8和肋板卡槽7均为型钢预制结构；通过预制牛腿卡槽8和肋板卡槽7，可以使桩位旋转控制在一定的范围之内，通过调整其与牛腿12和肋板13之间的间隙，适当调整预制桩在成桩过程中的方位角的精度。具体来说，肋板卡槽7和牛腿卡槽8均为两个，对称设置于桩筒6上，桩筒6结构为型钢预制结构。采用型钢做桩筒结构具有一定的重度，可以抵抗在预制桩下沉过程中对桩筒的碰撞，确保下沉过程中垂直度的不变，保证了垂直度、方位角在下沉过程中的可靠性；另外，也可减小其在提升、安放过程中的磨损，提高使用寿命。主体支架2最好为三角形型钢结构，则定位调整单元就为三组，每组之间的夹角均为120°，且所述定位角点1、调平单元5和定位孔4为从主体支架2的外边缘向中心点依次设置。所述调平单元5可为螺栓支架，则螺栓支架通过螺纹副与主体支架2相连接，螺栓支架的底板与桩筒6位于主体支架2的同侧。当调平单元5为油缸时，就将油缸的活塞杆与主体支架2相铰接，油缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置，其特征在于，包括：主体支架，主体支架上具有中心孔，主体支架的一侧与桩筒固定连接；主体支架的另一侧设有多组定位调整单元，每组定位调整单元均包括定位角点、调平单元和定位孔；定位角点、调平单元和定位孔从主体支架的外边缘向中心点依次设置；与定位调整单元同侧的主体支架上设有水平校准单元以保证主体支架的水平度；所述桩筒上具有肋板卡槽和牛腿卡槽；矩形牛腿桩卡入桩筒中实现自身定位。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制矩形牛腿桩垂直度和方位角的装置，其特征在于，包括：
主体支架，主体支架上具有中心孔，主体支架的一侧与桩筒固定连接；
主体支架的另一侧设有多组定位调整单元，每组定位调整单元均包括定位角点、调平
单元和定位孔；定位角点、调平单元和定位孔从主体支架的外边缘向中心点依次设置；
与定位调整单元同侧的主体支架上设有水平校准单元以保证主体支架的水平度；
所述桩筒上具有肋板卡槽和牛腿卡槽；
矩形牛腿桩卡入桩筒中实现自身定位。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述桩筒上具有多个预留注浆孔。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述肋板卡槽和牛腿卡槽均为两个，对
称设置于桩筒上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水平校准单元为电子水平仪、倾斜
度测试仪或调平气泡。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主体支架为三角形型钢结构，定位
调整单元为三组，每组之间的夹角相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，李强，路林海，王德超，胡永利，秦世鹏，
申请(专利权)人：济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37