一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置及使用方法

技术领域

本发明属于建筑地下结构施工技术领域，尤其涉及一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置及使用方法。

背景技术

随着国家技术、经济的快速发展，大型建筑工程均在向高深方向发展，地下工程逆作法施工相比传统的敞开的顺作法具有减少基坑变形、节省支撑费用、缩短施工期等优点，是一种节能、环保的绿色施工技术，致使逆作施工技术受到越来越普遍的应用。

逆作法施工包括“一桩一柱”和“一桩两柱”，“一桩一柱”和“一桩两柱”作为主要支撑已完成主体结构和施工载荷的作用，地下结构施工完成后，钢管柱一般外包混凝土作为地下室永久结构受力立柱，因此钢管柱的定位和垂直度必须严格控制精度，以便满足设计要求。钢管柱垂直度偏大会在承载时会增加柱的附加弯矩，并且给立柱外包混凝土施工带来困难。而“一桩两柱”施工时需要双柱同步下放、调垂，导致“一桩两柱”垂直度控制更加困难，施工难度更大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置及使用方法，以解决现有技术中“一桩两柱”施工时钢管柱垂直度调节困难、施工难度较大的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置的技术方案是：

一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置，包括：

底座：用于固定在桩孔孔口处，底座呈矩形，底座的中心处开设有与桩孔对应的避让孔；

调垂盘：放置在底座上，调垂盘呈“井”字形，包括用于供双钢管柱穿过的第一调节框和固定在第一调节框各侧边的定位框，第一调节框上设置有调节双钢管柱垂直度的第一调节螺栓，定位框上设置有调节调垂盘平整度的第二调节螺栓；第一调节框与避让孔对应设置；

调垂架：包括固定在底座上支腿和固定在支腿上部的调节架，调节架上包括与第一调节框上下对应的第二调节框，第二调节框上设置有用于调节双钢管柱垂直度的第三调节螺栓。

本发明中的“一桩两柱”施工用垂直度调节装置包括底座、设置在底座上的调垂盘，固定在底座上的调垂架，具体的，调垂盘包括第一调节框和定位框，第一调节框上设置有第一调节螺栓，第一调节螺栓能够对双钢管柱的垂直度进行初步调节；调垂架包括固定在底座上的支腿和固定在支腿上部的调节架，调节架包括与第一调节框上下对应的第二调节框，第二调节框上设置有第三调节螺栓，第三调节螺栓用于对双钢管柱的垂直度进行二次调节，本发明的调节装置的结构设置能够对双钢管柱的垂直度进行两次调节，保证了双钢管柱的垂直度调节精度。

进一步的，所述第一调节框与第二调节框均为矩形框，第一调节框设置有六个第一调节螺栓，第二调节框设置有六个第三调节螺栓。

有益效果：第一调节框与第二调节框设置成矩形，方便实现第一调节螺栓与第三调节螺栓的设置。

所述调节架与支腿之间固定有倾斜设置的加强肋。

有益效果：保证调垂架具有较高的结构强度。

所述调节架与底座之间设置有爬梯。

有益效果：方便施工工人在调节架与底座之间的上下，以方便对调节架的第二调节框的第三调节螺栓进行调节。

为实现上述目的，本发明所采用的一种“一桩两柱” 施工用垂直度调节装的使用方法的技术方案是：

一种“一桩两柱” 施工用垂直度调节装的使用方法，包括：

该方法是在 “一桩两柱”施工用垂直度调节装置的基础上使用的；

步骤一：桩基成孔，采用旋挖机进行成孔，以形成上大下小变直径桩孔；

步骤二：底座安装；使底座中心与桩孔中心同轴设置然后将底座固定在地面；

步骤三：向桩孔中吊装钢筋笼；钢筋笼采用分节吊装并将相邻两节钢筋笼的接头焊接连接；

步骤四：安装调垂盘；使调垂盘的方向与双钢管柱设计方向一致；

步骤五：双钢管柱吊装定位；用履带吊吊钩吊装双钢管柱，使双钢管柱定位方向与图纸设计方向保持一致；当双钢管柱吊装就位后，复核双钢管柱标高及位置，复核完成后，在双钢管柱周向焊接定位柱以将双钢管柱通过定位柱支撑在调垂盘上，松开履带吊吊钩；然后开启激光测斜仪对双钢管柱的垂直度进行动态观测，通过调节第一调节框上的第一调节螺栓，进行双钢管柱垂直度的初步调节；

步骤六：调垂架的吊装安装；待双钢管柱在调垂盘中调垂达到设计要求后，采用履带吊吊装调垂架，调垂架定位后与底座固定连接，调垂架安装完成后，双钢管柱的上端位于调垂架的上方，调节第二调节框上的第三调节螺栓，进行双钢管柱垂直度的二次调垂。

有益效果：本发明的一种“一桩两柱” 施工用垂直度调节装的使用方法，当双钢管柱吊装入调垂盘并调整就位以后，调节第一调节框上的第一调节螺栓，第一调节螺栓能够对双钢管柱的垂直度进行初步调节，经过初步调节后，双钢管柱的垂直度较为精确并通过定位柱吊挂在调垂盘上，待双钢管柱的垂直度进行初步调节后，进行调垂架的吊装固定，此时，调垂架的上端位于调垂架的上方，调节调垂架的第二调节框上的第三调节螺栓，进行双管柱垂直度的二次调节，第三调节螺栓在调节双钢管柱的垂直度时，双钢管柱以定位柱与调垂架的接触位置为圆心实现微量的调节，以使双钢管柱的垂直度更加精准。

进一步的，在步骤四中，调垂盘放置后，调节定位框上的第二调节螺栓，校对调垂盘自身平整度，同时对调垂盘上的第一调节螺栓进行试拧紧，保证第一调节螺栓活动自如。

有益效果：第二调节螺栓的设置能够方便实现调垂盘平整度的调节。

在步骤五中，当双钢管柱穿过调垂盘的第一调节框时，吊放过程应缓慢进行，吊放过程中需安排人员轻扶双钢管柱以保证双钢管柱在较小幅度范围内偏移。

有益效果：双钢管柱在吊放时减缓速度以及安排人员在双钢管柱吊装时轻扶双钢管柱，避免双钢管柱在吊装时出现磕碰损伤。

在步骤五中，双钢管柱标高复核主要通过双钢管柱外壁标高控制线及钢管柱中心十字钢板标高进行双重控制；双钢管柱的位置复核主要通过底座上刻画的位置控制线及双钢管柱中心点定位坐标进行双重控制。

有益效果：保证双钢管柱的标高更加精准，保证双钢管柱的位置更加精准。

所述双钢管柱采用钢板进行连接，钢板在钢管柱轴向间隔设置。

有益效果：双钢管柱之间的连接更加简单，连接也更加稳定。

附图说明

图1是本发明中的底座的结构示意图；

图2是本发明中的调垂盘的结构示意图；

图3是本发明中的调垂架的结构示意图；

图4是本发明中的“一桩两柱”施工用垂直度调节装置的使用状态图；

图5是本发明中的两钢管柱的结构示意图。

附图标记：1-底座；2-避让孔；3-第一型钢；4-第二型钢；5-第三型钢；6-第四型钢；7-第一连接杆；8-第二连接杆；9-第三连接杆；10-第四连接杆；11-第一调节螺栓；12-第二调节螺栓；13-调垂盘；14-第一调节框；15-定位框；16-调垂架；17-支腿；18-调节架；19-第一支撑杆；20-第二支撑杆；21-第三支撑杆；22-第四支撑杆；23-第二调节框；24-第三调节螺栓；25-加强肋；26-爬梯；27-双钢管柱；28-钢板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的一种“一桩两柱”施工用垂直度调节装置及使用方法作进一步详细描述：

本发明的“一桩两柱”施工用垂直度调节装置是对双钢管柱的垂直度进行调整的装置，双钢管柱27是将两并排间隔设置的钢管柱用钢板28焊接连接，每根钢管柱的周向焊接有成列布设的栓钉，本实施例中，两钢管柱之间的钢板28为Q345B钢板，钢板28长度为14mm且钢板28沿钢管柱延伸方向间隔设置有多块，相邻钢板28之间的间距为4000mm，在焊接钢板28时，应使钢板28避开钢管柱周向的栓钉。

双钢管柱27在连接前需确保双钢管柱27平放后轴心在一个平面内且轴心应水平，双钢管柱27在连接后至吊装不得超过24h，以防止桩身因自重或其他因素产生非弹性变形。双钢管柱27连接后，利用激光测斜仪分别对双钢管柱27表面平整度进行测量并焊接激光测斜仪固定板，以保证双钢管柱27竖直起吊后激光测斜仪精度要求。

“一桩两柱”施工用垂直度调节装置如图1所示，包括底盘、调垂盘13和调垂架16，具体的，底座1固定在桩孔孔口处，底座1呈矩形，包括四根工字钢焊接而成的矩形框架和焊接在矩形框架底面的矩形钢板，矩形钢板的中心处开设有避让孔2，本实施例中，避让孔2为圆孔且避让孔2与桩孔对应设置。

底座1的矩形框内设置有调垂盘13，调垂盘13呈“井”字形，包括供双钢管柱27穿过的第一调节框14和定位框15，本实施例中，第一调节框14为矩形框，定位框15也为矩形框，在第一调节框14的各个侧边分别设置有一个矩形框，这样，第一调节框14和设置在第一调节框14各个侧边的定位框15形成“井”字形结构。

本实施例，调垂盘13包括在左右方向平行间隔设置的第一型钢3、第二型钢4，以及在前后方向平行间隔设置的第三型钢5、第四型钢6，第一型钢3分别与第三型钢5、第四型钢6焊接连接，且第一型钢3的前端位于第三型钢5的前方，第一型钢3的后端位于第三型钢5的后方；第二型钢4分别与第三型钢5、第四型钢6焊接连接，第二型钢4的前端位于第三型钢5的前方，第二型钢4的后端位于第四型钢6的后方；第一型钢3的前端与第二型钢4的前端焊接有第一连接杆7，第一型钢3的后端与第二型钢4的后端焊接有第二连接杆8；第三型钢5的左端位于第一型钢3的左侧，第三型钢5的右端位于第二型钢4的右侧，第四型钢6的左端位于第一型钢3的左方，第四型钢6的右端位于第二型钢4的右方，第三型钢5的左端与第四型钢6的左端固定连接有第三连接杆9，第三型钢5的右端与第四型钢6的右端固定连接有第四连接杆10，本实施例中，第一型钢3、第二型钢4、第三型钢5、第四型钢6、第一连接杆7、第二连接杆8、第三连接杆9、第四连接杆10均为工字钢。

本实施例中，第一调节框14由第一型钢3、第二型钢4、第三型钢5、第四型钢6围成，在第一调节框14的第一型钢3上沿前后方向分别设置有两个第一调节螺栓11，第二型钢4与第一型钢3上的第一调节螺栓11对应的位置设置有两个第一调节螺栓11，第一型钢3上的第一调节螺栓11与第二型钢4上的第一调节螺栓11均沿左右方向延伸设置；在第一调节框14的第三型钢5上设置有一个第一调节螺栓11，在第一调节框14的第四型钢6上设置有一个第一调节螺栓11，且第三型钢5上的第一调节螺栓11与第四型钢6上的第一调节螺栓11相对设置且均沿前后方向延伸。

第一型钢3上位于前侧的第一调节螺栓11、第二型钢4上位于前侧的第一调节螺栓11、第三型钢5上的第一调节螺栓11用来调节双钢管柱27中的其中一个钢管的垂直度；第一型钢3上位于后侧的第一调节螺栓11、第二型钢4上位于后侧的第一调节螺栓11、第四型钢6上的第一调节螺栓11用来调节双钢管柱27中的另一个钢管的垂直度。

第一连接杆7、第一型钢3、第二型钢4、第三型钢5围成一个定位框15，第二连接杆8、第一型钢3、第二型钢4、第四型钢6围成一个定位框15，第三连接杆9、第一型钢3、第三型钢5、第四型钢6围成一个定位框15，第四连接杆10、第二型钢4、第三型钢5、第四型钢6围成一个定位框15；在定位框15的第一连接杆7、第二连接杆8、第三连接杆9、第四连接杆10上分别设置有两根沿上下方向延伸的第二调节螺栓12，第二调节螺栓12的下端与底座1的矩形钢板顶压接触以通过调节各个第二调节螺栓12调整垂直盘的平整度。

调垂架16与底座1可拆连接，调节架18包括固定在底座1上的支腿17和固定在支腿17顶部的调节架18，调节架18为矩形架，调节架18包括矩形框架和固定在矩形框架内部的呈“井”字结构支撑架，支撑架由在左右方向平行间隔设置的第一支撑杆19、第二支撑杆20，在前后方向平行间隔设置的第三支撑杆21、第四支撑杆22焊接而成，在调节架18的内部设置有与第一调节框14上下对应的第二调节框23，本实施例中，第二调节框23为矩形框，第二调节框23由第一支撑杆19、第二支撑杆20、第三支撑杆21、第四支撑杆22围成。在第一支撑杆19上沿前后方向间隔设置有两个第三调节螺栓，第二支撑杆20上与第一支撑杆19的第三调节螺栓对应的位置设置有两个第三调节螺栓，在第三支撑杆21上设置有一个第三调节螺栓，在第四支撑杆22上与第三支撑杆21上的第三调节螺栓对应的位置设置有一个第三调节螺栓；第一支撑杆19上的第三调节螺栓、第二支撑杆20上的第三调节螺栓均沿左右方向延伸设置，第三支撑杆21上的第三调节螺栓、第四支撑杆22上的第三调节螺栓均沿前后方向延伸设置。

第一支撑杆19前侧的第三调节螺栓、第三支撑杆21上的第三调节螺栓、第二支撑杆20前侧的第三调节螺栓用来对双钢管柱27的其中一个钢管柱的垂直度进行调节。第一支撑杆19后侧的第三调节螺栓、第四支撑杆22上的第三调节螺栓、第二支撑杆20后侧的第三调节螺栓用来对双钢管柱27的另一个钢管柱的垂直度进行调节。

本实施例中，调垂架16的支腿17与底座1用螺栓可拆连接，为了增加调垂架16的结构强度，本实施例中，在调垂架16的调节架18与支腿17之间固定有倾斜设置的加强肋25，在调垂架16的每个侧面均设置有两根加强肋25，两根加强肋25呈“八”字状分布。

为了方便实现施工工人上到调垂架16的调节架18上调节第三调节螺栓，本实施例中，在调节架18与底座1之间设置有爬梯26。

调垂架16设计需满足双钢管柱27周边具有200mm自由活动间隙以保证调垂空间。调垂架16高度根据钢管深度进行控制，高度比控制在1:10，且调垂架16高度尽量小于4m以满足现场混凝土浇筑及安全要求。

本发明的“一桩两柱” 施工用垂直度调节装置在对双钢管柱27的垂直度进行调节时的安装使用方法包括如下步骤：

步骤一：桩基成孔，采用挖掘机进行成孔，以形成上大下小的变直径桩孔。在桩基成孔前，先根据设计位置进行桩孔中心点放样，随后利用旋挖机配合取芯钻进行桩位开孔，然后安装护筒，护筒采用20mm壁厚钢板卷制而成，护筒安装应高处地面200mm。

桩基成孔时，采用旋挖机成孔工艺，先利用2000mm直径钻头一次成孔至设计深度，随后每200mm分级扩孔（即2000mm→2200mm→2400mm→2600mm），当在土层或强度较低的岩层中施工时，可进行跨级成孔；旋挖机在逆作桩桩身段孔径大小施工完成后，采用3000mm钻头对地下结构双钢管柱27插入段进行扩孔,形成上大下小超大变直径桩孔。

成孔过程中需采用泥浆进行护壁，泥浆比重根据土质宜控制在1.1-1.3，成孔完成后，采用超声波成孔检测仪进行桩孔垂直度、沉渣厚度、孔径检测，满足要求后方可吊放钢筋笼。

步骤二：底座1安装；使底座1中心与桩孔中心同轴设置然后将底座与预埋在地面的预埋螺栓固定连接，从而将底座1固定在地面上。

在底座1安装前，成孔检测完成后将护筒周边混凝土上的渣土及泥浆进行清理，随后将底座1安装在混凝土上，底座1中心与护筒中心及桩孔中心同轴设置，偏差不得大于10mm。

底座1安装必须满足水平度要求，底座1各点高低差不得大于5mm。

步骤三：向桩孔中吊装钢筋笼，钢筋笼采用分节吊装并将相邻两节钢筋笼的接头焊接连接。

在分节吊装钢筋笼时，每节钢筋笼长根据钢筋笼主筋长度进行控制，接头采用焊接接头，单面焊接不小于10d，且断面接头率控制在50%以下，相邻主筋焊接点净距不小于500mm。

步骤四：安装调垂盘13，使调垂盘13的方向与双钢管柱27设计方向一致；调垂盘13放置后，调节定位框15上的第二调节螺栓12，校对调垂盘13自身平整度，同时对调垂盘13上的第一调节螺栓11，保证第一调节螺栓11活动自如。

步骤五：双钢管柱27吊装定位；用履带吊将连接在一起的双钢管柱27从特制胎架上同步吊起后保持竖立状态，确保安全后转移至桩孔位置，使双钢管柱27定位方向与图纸设计方向保持一致；当双钢管柱27穿过调垂盘13的第一调节框14时，吊放过程应缓慢进行，控制在2m/min以内，吊放过程中需安排人员轻扶双钢管柱27以保证双钢管柱27在较小幅度范围内偏移，以避免双钢管柱27外壁抗剪栓钉碰撞钢筋笼。

当双钢管柱27吊装就位后，符合双钢管柱27标高及位置，双钢管柱27标高复核主要通过双钢管柱27外壁标高控制线及钢管柱中心十字钢板标高进行双重控制，保证标高精度控制在5mm范围内；双钢管柱27的位置复核主要通过底座1上刻画的位置控制线及双钢管柱27中心点定位坐标进行双重控制，保证双钢管柱27位置精度控制在5mm范围内。

复核完成后，在双钢管柱27周向焊接8根定位柱以将双钢管柱27通过定位柱支撑在调垂盘13上，当定位板焊接完成并达到强度后方可进行松开履带吊吊钩；然后开启激光测斜仪对双钢管柱27的垂直度进行动态观测，当垂直度无法满足设计要求的≤1/500时，根据测斜仪显示的X/Y轴偏差值，通过调节第一调节框14上的第一调节螺栓11，进行双钢管柱27的垂直度的初步调节，直至双钢管柱27X/Y轴偏差值均满足设计要求即可。

步骤六：调垂架16的吊装安装；待双钢管柱27在调垂盘13中调垂达到设计要求后，采用履带吊吊装调垂架16，调垂架16定位后与底座1通过螺栓固定连接，调垂架16安装完成后，双钢管柱27的上端位于调垂架16的上方，调节第二调节框23上的第三调节螺栓，进行双钢管柱27垂直度的二次调垂，二次调垂精度可达到1/1000，远远超出设计精度要求。

本发明在对双钢管柱的垂直度进行调节时，采用上述的垂直度调节装置对双钢管柱27的垂直度进行调节，能够将双钢管柱27进行整体吊装、下放、整体调垂，减少了大量重复性工作，操作更加简单。不仅如此，本发明的垂直度调节装置通过调垂盘13的第一调节框14上的第一调节螺栓11对双钢管柱27的垂直度进行初步调节，调垂精度可达到1/500；在调垂架16安装完成后，通过调垂架16的调节架18上的第二调节框23的第三调节螺栓对双钢管柱27的垂直度进行二次调节，二次调垂精度能够达到1/1000，能够完全保证双钢管柱27的垂直度满足设计精度要求。

上述实施例中，所述第一调节框与第二调节框均为矩形框，第一调节框设置有六个第一调节螺栓，第二调节框设置有六个第三调节螺栓；其他实施例中，第一调节框与第二调节框架还可以与双钢管柱的外部轮廓相似。

上述实施例中，所述调节架与支腿之间固定有倾斜设置的加强肋；其他实施例中，加强肋还可以不设置。

上述实施例中，所述调节架与底座之间设置有爬梯；其他实施例中，爬梯还可以不设置。

上述实施例中，在步骤四中，调垂盘放置后，调节定位框上的第二调节螺栓，校对调垂盘自身平整度，同时对调垂盘上的第一调节螺栓进行试拧紧，保证第一调节螺栓活动自如；其他实施例中，在校对调垂盘自身平整度后，对于调垂盘上的第一调节螺栓还可以不尝试拧紧。

上述实施例中，在步骤五中，当双钢管柱穿过调垂盘的第一调节框时，吊放过程应缓慢进行，吊放过程中需安排人员轻扶双钢管柱以保证双钢管柱在较小幅度范围内偏移；其他实施例中，单双钢管柱穿过调垂盘的第一调节框时，仅放慢吊放速度，而不需要安排人员轻扶双钢管柱。

上述实施例中，所述双钢管柱采用钢板进行连接，钢板在钢管柱轴向间隔设置；其他实施例中，双钢管柱还可以通过连接杆进行连接。