本发明专利技术公开了一种盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，包括工具节、定位平台、定位机构、十字准星板、激光定位仪和控制器，所述工具节的上端伸出桩孔，工具节的下端与钢管柱的钢管上端相连，钢管下端插入底部的钻孔灌注桩内；所述定位平台为矩形，其固定于桩孔外围的水平地面上，定位平台与桩孔同轴配置，工具节的下端超出定位平台顶部；所述定位机构有多组，周向间隔布置于定位平台内沿与工具节之间，定位机构的驱动端与工具节的外周面接触。本发明专利技术还公开了一种盖挖逆作法永久钢管柱定位施工方法。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术利用信息技术与机械设备联机实现定位垂直度自动化调整，无需作业人员进入钢套筒，即可快速、方便地将钢管柱与桩基精确定位，并高效完成垂直度自动调整工作。度自动调整工作。度自动调整工作。
【技术实现步骤摘要】
一种盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂装置及施工方法
[0001]本专利技术涉及地下空间施工
，具体涉及一种盖挖逆作法永久钢管混凝土柱定位调垂装置及施工方法。
技术介绍
[0002]随着我国城市化程度不断加深，在人口密集区修建地铁车站的需求持续增加，而采用盖挖逆作法可以有效地降低地铁车站施工对地面交通的影响，而且可以减少基坑开挖作业时的支护成本，由此得到了广泛的认可。盖挖逆作法相比于传统的明挖施工法，施工技术要求高、施工难度大。作为承载竖向荷载的永久钢管柱，其施工过程中对垂直度、轴心位置及柱顶高程都有着极高的精度要求，特别是在地铁枢纽站，为了保证钢管柱有足够的承载力，通常采用大直径且超长的钢管柱，这就对钢管柱的调垂和定位提出了更高的要求。
[0003]目前大部分大型地铁车站施工，采用盖挖逆作法可以有效地解决地面交通疏解问题，对于一些软弱地层基坑，可降低基坑开挖作业安全风险及支护成本。地铁车站钢管柱作为永久结构柱，承担施工阶段和使用阶段的竖向荷载，其施工过程对安装精度包括柱体高程、平面位置以及垂直度要求十分严格，因此，在盖挖逆作法进行中，中间永久钢管柱的安装，是关乎整个工程质量和结构安全的关键。然而，现有施工方法中钢管柱定位多采用钢套筒人工定位，工艺繁琐且耗时较长，人员上下钢套管更是不易；而利用HPE液压垂直插入机，则工艺施工流程简单，速度快，但成本投入较大。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，针对现有不足，提供一种安全可靠、省时省力的盖挖逆作法永久钢管柱精准定位调垂装置及施工方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，包括工具节、定位平台、定位机构、十字准星板、激光定位仪和控制器，所述工具节的上端伸出桩孔，工具节的下端与钢管柱的上端相连，钢管下端伸入桩基内；所述定位平台为矩形，其固定于桩孔外围的水平地面上，定位平台与桩孔同轴配置，工具节的下端超出定位平台顶部；所述定位机构有多组，周向间隔布置于定位平台内沿与工具节之间，定位机构的驱动端与工具节的外周面接触；所述十字准星板固定于钢管的内下部，十字准星板的中心粘贴有反光定位准星，反光定位准星位于钢管的轴线上；所述激光定位仪通过支架固定在工具节的上方，当钢管竖直且与桩孔同轴时，激光定位仪发射的激光经反光定位准星反射后被激光定位仪接收；所述激光定位仪和定位机构均分别与控制器相连。
[0006]按上述方案，所述定位机构为螺旋千斤顶，多组螺旋千斤顶沿桩孔外沿周向均匀间隔分布；所述螺旋千斤顶与定位平台的内周面相连，螺旋千斤顶的驱动端与工具节的外周面接触，可推动工具节径向移动。
[0007]按上述方案，所述螺旋千斤顶的一端设有矩形板，矩形板与定位平台的内周面接触；所述螺旋千斤顶的另一端为驱动端，其驱动端连接有第一弧形板，第一弧形板与工具节
的外周面适配。
[0008]按上述方案，所述钢管的内底部预先浇筑混凝土，形成配重台；所述定位十字准星板设置在配重台的上表面，钢管的下端伸入桩基内。
[0009]按上述方案，所述定位调垂系统还包括调垂机构和倾角传感组件，调垂机构有多组，周向间隔布置在钢管外壁，调垂机构的连接装置与钢管外壁连接；所述倾角传感组件固定于钢管内壁；所述调垂机构和倾角传感组件均分别与控制器相连。
[0010]按上述方案，所述调垂机构包括连接件和电动锁紧装置；所述连接件固定于钢管的外壁；所述电动锁紧装置的一端与连接件连接，电动锁紧装置的另一端与钢缆的一端连接，钢缆的另一端经由桩孔上的定滑轮变向后接入卷扬机中，由卷扬机控制钢缆收缩与放松。
[0011]按上述方案，所述连接件为板状结构，其一端为与钢管外壁适配的弧面；连接件上开设有条形通孔；所述电动锁紧装置包括壳体、旋转电机、转轴和条形锁块，所述旋转电机安装在壳体内，旋转电机的电机轴与转轴的一端相连，转轴的另一端伸出壳体，与顶部的条形锁块相连，锁块与条形通孔适配；旋转电机通过转轴带动条形锁块转动，当条形锁块的长度方向转动至与条形通孔的长度方向垂直时，条形锁块与连接件锁紧(条形锁块无法从条形通孔穿出)，此时钢缆通过条形锁块和连接件对钢管施加作用力；当条形锁块的长度方向转动至与条形通孔的长度方向一致时，条形锁块可退出条形通孔，由钢缆收回。
[0012]按上述方案，所述旋转电机通过导线连接到控制器，并由控制器控制其运转。
[0013]按上述方案，所述倾角传感组件包括四个安装于同一高度上的无线倾角传感器，无线倾角传感器沿钢管内壁周向均匀间隔分布，无线倾角传感器使用无线通信技术与控制器连接。
[0014]本专利技术还公开了一种盖挖逆作法永久钢管柱定位施工方法,该方法包括以下步骤：
[0015]步骤一、埋设钢护筒，再旋挖成孔；
[0016]步骤二、制作并吊装桩基钢筋笼；
[0017]步骤三、提供如上所述的定位调垂系统的各构件，在水平面上安装定位平台；
[0018]步骤四、制作钢管，在钢管的下端设配重台后安装粘贴有反光定位准星的十字准星板，在钢管的上端安装工具节，在钢管中部内壁安装无线倾角传感器，在钢管下部外壁焊接连接件并与电动锁紧装置连接，再将钢管吊装下放至桩孔内；
[0019]步骤五、钢管柱定位：通过全站仪定位架设激光定位仪，激光定位仪向钢管柱内的十字准星板发射激光信号，若激光定位仪接收到反光定位准星反射的激光信号，此时钢管柱轴心与桩基轴心重合；若激光定位仪无法接收到反光定位准星反射的激光信号，则控制器控制螺旋千斤顶动作，推动工具节径向移动，继而调整钢管柱上端位置，直至激光定位仪接收到反光定位准星反射的激光信号，此时钢管柱上部轴心与钻孔灌注桩的桩基轴心重合；
[0020]步骤六、钢管柱调垂：钢管柱中部的无线倾角传感器实时监测钢管柱的倾斜度信息，并将倾斜度信息发送至控制器，控制器根据倾斜度信息实时控制卷扬机，卷扬机收缩或放松钢缆，调整钢管径向位置，直至钢管垂直度满足要求；
[0021]步骤七、桩基混凝土的浇筑及钢管柱混凝土的灌注浇筑；
[0022]步骤八、拆除所述定位调垂系统；
[0023]步骤九、桩孔回填；
[0024]步骤十、钢护筒拔除。
[0025]本专利技术的有益效果为：本专利技术利用信息技术与机械设备结合，先通过激光定位仪确保钢管柱轴心与桩基轴心重合，再使用无线倾角传感器精确监测钢管柱的垂直度，实现定位垂直度自动化调整，无需作业人员进入钢套筒，即可快速、方便地将钢管柱与桩基精确定位，并高效完成垂直度自动调整工作，有效地解决了软地层基坑开挖作业安全风险，对钢管柱定位工艺繁琐，耗时长的问题；加快了钢管柱安装进度，节省了施工成本，提高了企业的经济效益。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一个具体实施例的示意图。
[0027]图2为图1的1
‑
1局部放大图。
[0028]图3为图1的A
‑
A剖视放大图。
[0029]图4为图1的B
‑
B剖视放大图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，包括工具节、定位平台、定位机构、十字准星板、激光定位仪和控制器，所述工具节的上端伸出桩孔，工具节的下端与钢管柱的上端相连，钢管下端伸入桩基内；所述定位平台为矩形，其固定于桩孔外围的水平地面上，定位平台与桩孔同轴配置，工具节的下端超出定位平台顶部；所述定位机构有多组，周向间隔布置于定位平台内沿与工具节之间，定位机构的驱动端与工具节的外周面接触；所述十字准星板固定于钢管的内下部，十字准星板的中心粘贴有反光定位准星，反光定位准星位于钢管的轴线上；所述激光定位仪通过支架固定在工具节的上方，当钢管竖直且与桩孔同轴时，激光定位仪发射的激光经反光定位准星反射后被激光定位仪接收；所述激光定位仪和定位机构均分别与控制器相连。2.如权利要求1所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述定位机构为螺旋千斤顶，多组螺旋千斤顶沿桩孔外沿周向均匀间隔分布；所述螺旋千斤顶与定位平台的内周面相连，螺旋千斤顶的驱动端与工具节的外周面接触，可推动工具节径向移动。3.如权利要求2所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述螺旋千斤顶的一端设有矩形板，矩形板与定位平台的内周面接触；所述螺旋千斤顶的另一端为驱动端，其驱动端连接有第一弧形板，第一弧形板与工具节的外周面适配。4.如权利要求1所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述钢管的内底部预先浇筑混凝土，形成配重台；所述定位十字准星板设置在配重台的上表面，钢管的下端伸入桩基内。5.如权利要求1所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述定位调垂系统还包括调垂机构和倾角传感组件，调垂机构有多组，周向间隔布置在钢管外壁，调垂机构与钢管外壁相连；所述倾角传感组件固定于钢管内壁；所述调垂机构和倾角传感组件均分别与控制器相连。6.如权利要求5所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述调垂机构包括连接件和电动锁紧装置；所述连接件固定于钢管的外壁；所述电动锁紧装置的一端与连接件连接，电动锁紧装置的另一端与钢缆的一端连接，钢缆的另一端经由桩孔上的定滑轮变向后接入卷扬机中，由卷扬机控制钢缆收缩与放松。7.如权利要求6所述的盖挖逆作法永久钢管柱定位调垂系统，其特征在于，所述连接件为板状结构，其一端为与钢管外壁适配的弧面；连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晶，姚海涛，陈龙辉，王斌，崔晓斌，王洪波，陈龙，
申请(专利权)人：中铁十一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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