建筑结构预埋套管的精准定位安装方法及套管装配构件

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及建筑结构预埋套管的精准定位安装方法及套管装配构件。

背景技术

在高层建筑中，为了保证管道能够顺利穿设，各楼层均需设置预埋套管，目前采用的方法有轴线定位法、铅坠吊线法、光束定位法等。轴线定位法是根据建筑设计图纸中套管位置，利用建筑轴线放线数据，在模板上标注出套管位置，将套管分别固定在钢筋或模板上，然后浇筑混凝土。铅坠吊线法是利用建筑轴线放线数据，粗略估算套管圆心位置，然后在模板上开孔（直径大于60mm），使用铅坠通过上层模板新开孔至下一层套管圆心，安排人员在下一层套管附近观测并调整铅坠，使铅坠与上下两层套管圆心重合，然后在模板上标注套管周长位置，然后根据标注位置将套管分别固定在钢筋或模板上，最后随着楼板一同浇筑混凝土。光束定位法是利用激光设备通过下层套管对上层套管进行定位，然后对套管进行固定安装。还有一种方法是将套管直接安装在管道上，一同吊装进入预留管井，然后恢复管井钢筋、将套管固定在管井钢筋上，最后安装管井模板、浇筑混凝土，此方法只适用于在管井内安装套管。

轴线定位法、铅坠吊线法等需要频繁使用不同楼层轴线放线数据，容易导致累积误差，高层建筑轴线放线数据误差通常在20mm~30mm，而频繁使用建筑轴线放线数据，会使套管垂直安装误差扩大到30mm~50mm以上，严重影响管道安装质量和进度，而现有技术中的光束定位法，只测量上下两个楼层的套管位置，对于高层建筑来说也容易导致累积误差，并且无法精准确定相邻套管之间的位置关系，可能会导致套管中心线移位以及套管高低不平的问题，此外在施工过程中需要对每个套管分别进行定位安装，工作效率低，施工成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑结构预埋套管的精准定位安装方法及套管装配构件，以解决目前现有技术套管安装精度低、误差大、效率低等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种建筑结构预埋套管的精准定位安装方法，包括以下步骤：

步骤一：加工制作套管装配构件，确定套管、定位孔件的大小数量及其在限位板上的位置；

步骤二：利用首层建筑轴线数据，确定首层套管安装位置，并将步骤一中所述的套管装配构件固定在首层模板上，然后随着主体结构浇筑在混凝土中；

步骤三：a. 利用激光垂准仪在第二层模板上方定位安装套管装配构件：将激光垂准仪放置在第二层模板上方，利用建筑轴线放线数据，估算套管圆心位置，然后在所述第二层模板上相应圆心位置开孔，观察所述激光垂准仪的下激光，使其同时穿过所述第二层模板上开孔处以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，以确定所述第二层模板开孔位置准确，将待安装套管装配构件放置在所述第二层模板上，调整待安装套管装配构件的位置使所述激光垂准仪的下激光同时穿过所述第二层模板待安装套管装配构件上的定位孔、所述第二层模板开孔处、所述首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔；

b. 在待安装套管装配构件上选择两个定位孔重复上述操作，可确定第二层模板上待安装套管装配构件的位置，同时使用激光水平仪，调整待安装套管装配构件的安装高度，使所有套管管口处于同一水平线；

c. 将待安装套管装配构件固定在模板或钢筋上，最后随主体楼板浇筑施工，将套管装配构件浇筑在楼板混凝土中；

步骤四：a. 利用激光垂准仪在第三层模板上方定位安装套管装配构件：将所述激光垂准仪放置在第三层模板上方，利用建筑轴线放线数据，估算套管圆心位置，然后在所述第三层模板上相应圆心位置开孔，观察所述激光垂准仪的下激光，使其同时穿过所述第三层模板开孔处、第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，以确定所述第三层模板开孔位置准确，将待安装套管装配构件放置在所述第三层模板上，调整套管装配构件的位置使激光垂准仪的下激光同时穿过所述第三层模板套管装配构件上的定位孔、所述第三层模板开孔处、第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔；

b. 在待安装套管装配构件上选择两个定位孔重复上述操作，可确定第三层模板上待安装套管装配构件的位置，同时使用所述激光水平仪，调整套管装配构件的安装高度，使所有套管管口处于同一水平线；

c. 将待安装套管装配构件固定在模板或钢筋上，最后随主体楼板浇筑施工，将套管装配构件浇筑在楼板混凝土中；

步骤五：安装第四层及以上楼层套管时，重复进行所述步骤四的操作，直至整体建筑全部套管安装完成。

进一步的是，所述步骤三的a步替换为利用激光垂准仪在第二层模板下方定位套管装配构件：将所述激光垂准仪放置在所述第二层模板与所述首层楼板之间，使所述激光垂准仪的下激光穿过所述首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，所述激光垂准仪的上激光投射在所述第二层模板的下表面，在所述第二层模板的激光投点处开孔，使上激光穿过此孔，将待安装套管装配构件放置在所述第二层模板上，调整套管装配构件的位置使所述激光垂准仪的上激光同时穿过所述第二层模板上开孔处以及待安装套管装配构件上的定位孔；

所述步骤四的a步替换为利用激光垂准仪在第三层模板下方定位套管装配构件：将所述激光垂准仪放置在所述第三层模板与第二层楼板之间，使所述激光垂准仪的下激光同时穿过所述第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及所述首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，所述激光垂准仪的上激光投射在所述第三层模板的下表面，在所述第三层模板的激光投点处开孔，使上激光穿过此孔，将待安装套管装配构件放置在所述第三层模板上，调整套管装配构件的位置使激光垂准仪的上激光同时穿过所述第三层模板开孔处以及待安装套管装配构件上的定位孔。

进一步的是，上述步骤中判断激光是否穿过定位孔时可以采用人工直接观察或者采用手机安装针孔摄像头的方式观察。

进一步的是，在所述待安装套管装配构件楼层模板上开孔直径为15mm~25mm。

基于上述建筑结构预埋套管的精准定位安装方法，本发明还提供了一种套管装配构件，包括限位板、套管以及定位孔件，所述套管固定安装于所述限位板上，所述套管装配构件上具有至少两个定位孔件，所述定位孔件上设有定位孔，所述定位孔件带有所述定位孔的一端伸入到所述套管内部。

进一步的是，所述定位孔件与所述限位板为一体化结构，所述定位孔件与所述套管焊接。

进一步的是，所述定位孔件与所述限位板为可拆卸联接，所述定位孔件与所述套管插接，套管壁上设有与所述定位孔件相适配的插孔。

进一步的是，所述套管装配构件还包括定位锁，所述定位锁下端与所述限位板为可拆卸联接，所述定位孔件与所述定位锁为可拆卸联接，所述定位孔件与所述套管插接，套管壁上设有与所述定位孔件相适配的插孔。

进一步的是，所述定位孔件位于所述套管内侧且紧靠套管壁的位置上设有切断槽。

进一步的是，所述定位孔为直径为1.5mm~6mm的通孔。

本发明有益效果是：本发明提高了建筑结构预埋套管的安装精度，避免了现有技术在套管安装过程中的累积误差，并且克服了套管安装后套管中心线移位以及套管高低不平的问题，可以达到垂直安装误差不大于3mm，水平安装误差不大于1mm。另外，本发明采用模块化、标准化制作套管装配构件，优化了套管施工工艺，提高了套管安装效率，同时简化了工序，降低了施工成本以及后期管道安装成本，缩短了工期，提高了工程质量。

附图说明

图1为本发明套管装配构件的结构示意图；

图2为本发明第一种套管装配构件限位板的结构示意图；

图3为本发明第一种套管装配构件的结构示意图；

图4为图3中A-A剖面示意图；

图5为本发明第二种套管装配构件限位板的结构示意图；

图6为本发明第二种套管装配构件定位孔件的结构示意图；

图7为本发明第二种套管装配构件的结构示意图；

图8为图7中B-B剖面示意图；

图9为本发明第三种套管装配构件限位板的结构示意图；

图10为本发明第三种套管装配构件定位孔件的结构示意图；

图11为本发明第三种套管装配构件定位锁的俯视示意图；

图12为本发明第三种套管装配构件定位锁的仰视示意图；

图13为本发明第三种套管装配构件的结构示意图；

图14为图13中C-C剖面示意图。

图中：1、限位板；1a、第一限位板；1b、第二限位板；1c、第三限位板；2、套管；3、定位孔件；3a、第一定位孔件；3b、第二定位孔件；3c、第三定位孔件； 4、定位孔；5、切断槽；6、套管补片；7、定位锁；8、T型支座；9、凹槽；10、T型空槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供一种建筑结构预埋套管的精准定位安装方法，包括以下步骤：

步骤一：加工制作套管装配构件，确定套管、定位孔件的大小数量及其在限位板上的位置；

步骤二：利用首层建筑轴线数据，确定首层套管安装位置，并将套管装配构件固定在首层模板上，然后随着主体结构浇筑在混凝土中；

步骤三：a. 利用激光垂准仪在第二层模板上方定位安装套管装配构件：将激光垂准仪放置在第二层模板上方，利用建筑轴线放线数据，估算套管圆心位置，然后在第二层模板上相应圆心位置开孔，观察激光垂准仪下激光，使其同时穿过第二层模板上开孔处以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，以确定第二层模板开孔位置准确，将待安装套管装配构件放置在第二层模板上，调整待安装套管装配构件的位置使激光垂准仪的下激光同时穿过第二层模板待安装套管装配构件上的定位孔、第二层模板开孔处、首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔；

b. 在待安装套管装配构件上选择两个定位孔重复上述操作，可确定第二层模板上待安装套管装配构件的位置，同时使用激光水平仪，调整待安装套管装配构件的安装高度，使所有套管管口处于同一水平线；

c. 将待安装套管装配构件固定在模板或钢筋上，最后随主体楼板浇筑施工，将套管装配构件浇筑在楼板混凝土中；

步骤四：a. 利用激光垂准仪在第三层模板上方定位安装套管装配构件：将激光垂准仪放置在第三层模板上方，利用建筑轴线放线数据，估算套管圆心位置，然后在第三层模板上相应圆心位置开孔，观察激光垂准仪下激光，使其同时穿过第三层模板开孔处、第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，以确定第三层模板开孔位置准确，将待安装套管装配构件放置在第三层模板上，调整套管装配构件的位置使激光垂准仪的下激光同时穿过第三层模板套管装配构件上的定位孔、第三层模板开孔处、第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔；

b. 在待安装套管装配构件上选择两个定位孔重复上述操作，可确定第三层模板上待安装套管装配构件的位置，同时使用激光水平仪，调整套管装配构件的安装高度，使所有套管管口处于同一水平线；

c. 将待安装套管装配构件固定在模板或钢筋上，最后随主体楼板浇筑施工，将套管装配构件浇筑在楼板混凝土中；

步骤五：安装第四层及以上楼层套管时，重复进行所述步骤四的操作，直至整体建筑全部套管安装完成。

具体的，上述方法步骤中判断激光是否穿过定位孔时可以采用人工直接观察或者采用手机安装针孔摄像头的方式观察。一般的，对于普通建筑物来说，楼层之间的距离不太大，采用人工直接观察激光是否穿过定位孔即可，对于一些层高要求比较高的建筑物来说，可以采用手机安装针孔摄像头的方式观察激光是否穿过定位孔。

具体的，一般在待安装套管装配构件楼层模板上开孔直径为15mm~25mm，本发明在模板上开孔直径为20mm，现有技术中一般在模板上开孔直径大于60mm，后期需要修补模板开孔防止漏浆，本发明提供的方法在待安装套管楼层模板上开孔直径为20mm，开孔比较小，在浇筑混凝土时影响不大，修补起来也更加容易。

基于上述一种建筑结构预埋套管的精准定位安装方法，本发明还提供一种套管装配构件，套管装配构件根据设计图纸通过激光切割加工完成，包括限位板1、套管2以及定位孔件3，如图1所示，套管2固定安装于限位板1上，套管装配构件上的套管2的数量和位置关系根据建筑结构的实际情况确定，限位板1可以是钢板或者铁板，套管装配构件上具有至少两个定位孔件3，定位孔件3可以是金属或者非金属材质，定位孔件3上设有定位孔4，定位孔件3带有定位孔4的一端伸入到套管2的内部。

具体的，定位孔件3位于套管内侧且紧靠套管壁的位置上设有切断槽5，便于定位孔件3位于套管内部的一端可以从定位孔件3上取下来。

具体的，定位孔4形状可以是矩形、圆形或其他形状均可，通常为圆形，其直径大小与激光光束宽度以及安装精度有关，一般为1.5mm~6mm的通孔，本发明中采用的定位孔直径为4.5mm。

实施例1：

在上述具体实施方式提供的建筑结构预埋套管的精准定位安装方法的基础上，本实施例将上述方法步骤三的a步替换为利用激光垂准仪在第二层模板下方定位套管装配构件：将激光垂准仪放置在第二层模板与首层楼板之间，使激光垂准仪的下激光穿过首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，所述激光垂准仪的上激光投射在第二层模板的下表面，在第二层模板的激光投点处开孔，使上激光穿过此孔，将待安装套管装配构件放置在第二层模板上，调整套管装配构件的位置使激光垂准仪的上激光同时穿过第二层模板上开孔处以及待安装套管装配构件上的定位孔。

本实施例将上述方法步骤四的a步替换为利用激光垂准仪在第三层模板下方定位套管装配构件，将激光垂准仪放置在第三层模板与第二层楼板之间，使激光垂准仪的下激光同时穿过第二层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔以及首层楼板已完成安装套管装配构件上的定位孔，激光垂准仪的上激光投射在第三层模板的下表面，在第三层模板的激光投点处开孔，使上激光穿过此孔，将待安装套管装配构件放置在第三层模板上，调整套管装配构件的位置使激光垂准仪的上激光同时穿过第三层模板开孔处以及待安装套管装配构件上的定位孔。

实施例2：

在上述具体实施方式提供的建筑结构预埋套管的精准定位安装方法的基础上，本实施例在步骤一中加工套管装配构件，套管装配构件包括限位板1、套管2以及定位孔件3，根据设计图纸，将不同直径的套管2垂直焊接在限位板1上，套管装配构件通过激光切割加工完成，激光切割精度为0.2mm，采用套管装配构件的方式可以精确表达套管之间的位置关系，通过计算调整安装精度可以达到微米级别，现有技术无法精准确定相邻套管之间位置关系，利用现有技术安装套管，垂直误差通常在30mm~50mm之间，水平误差在10mm~15mm之间，而本实施例提供的方法对于超高层建筑安装套管，可以达到垂直安装误差不大于3mm，水平安装误差不大于1mm。

本实施例在步骤二中利用首层建筑轴线数据确定首层套管安装位置，将套管装配构件通过角码固定在首层模板上，然后随着主体结构浇筑在混凝土中，在步骤三至步骤五中均利用激光测量设备来确定其他楼层套管安装位置，将相应的套管装配构件通过角码或其他方式固定在模板或钢筋上，最后随主体楼板浇筑施工，将套管装配构件浇筑在楼板混凝土中，由于激光受环境影响小，测量值更加稳定精确。本实施例提供的方法除首层外，其他楼层安装套管均不使用建筑轴线放线数据，避免了现有技术中需要频繁使用不同楼层轴线放线数据而导致的累积误差，提高了套管的安装精度和工程进度。

本实施例提供的方法采用激光定位的方式确定套管安装位置，除建筑首层和第二层外，其他楼层均采用在垂直方向同时测量三个定位孔的方式，即待安装楼层套管装配构件上的定位孔、下一楼层已完成安装套管装配构件上的定位孔、以及下两楼层已完成安装套管装配构件上的定位孔，采用三点一线的方式避免了垂直方向的累积误差；在水平方向上，采用激光水平仪，保证所有套管管口处于同一水平线。

本实施例提供的方法由于套管装配构件在加工制作时就根据设计图纸确定了套管之间的位置关系，因此对于一个套管装配构件来说，只需任意选取上面的两个定位孔观测是否与下方两个楼层对应位置的定位孔一致即可确定套管装配构件上所有套管的位置是否一致，而无需对所有套管进行一一观测，提高了套管安装效率，降低了施工成本。

实施例3：

在上述具体实施方式提供的套管装配构件的基础上，本实施例中的套管装配构件包括第一限位板1a、套管2以及第一定位孔件3a，如图2至图4所示，第一定位孔件3a与第一限位板1a为一体化结构，直接由激光切割完成，这样套管2与第一限位板1a联接时，要先根据第一定位孔件3a的形状对套管壁进行部分切割，然后将套管壁焊接在第一定位孔件3a上，之后利用套管补片6对套管壁的缺口进行修补，使套管壁完整，此时第一定位孔件3a带有定位孔4的一端位于套管内部。

实施例4：

在上述具体实施方式提供的套管装配构件的基础上，本实施例中的套管装配构件包括第二限位板1b、套管2以及第二定位孔件3b，如图5至图8所示，第二定位孔件3b为独立配件，第二定位孔件3b与第二限位板1b为可拆卸联接，套管壁与第二限位板1b联接处设有与第二定位孔件3b结构相适配的插孔，第二定位孔件3b带有定位孔4的一端可以通过插孔插入套管2内部，第二限位板1b上的相应位置设有与第二定位孔件3b位于套管2外侧部分相适配的空槽，第二定位孔件3b插入套管2后，第二定位孔件3b与第二限位板1b焊接以实现固定的目的，这样套管2与第二限位板1b联接时避免了对套管壁进行切割，简化了工序。

实施例5：

在上述具体实施方式提供的套管装配构件的基础上，本实施例中的套管装配构件包括第三限位板1c、套管2、第三定位孔件3c以及定位锁7，如图9至图14所示，定位锁7的下端具有T型支座8，第三限位板1c上设有对应的T型空槽10，定位锁7通过下端支座与第三限位板1c为可拆卸联接，定位锁7上端具有与第三定位孔件3c结构相适配的凹槽9，第三定位孔件3c与定位锁7为可拆卸联接，套管壁在与位于定位锁7上的第三定位孔件3c的对应高度处设有与第三定位孔件3c结构相适配的插孔，第三定位孔件3c带有定位孔4的一端可以通过插孔插入套管2内部，第三定位孔件3c在制作时可根据实际需要调整长度，只需与定位锁7及第三限位板1c适配即可，定位锁7下端的支座也可以是其他任意形状，只需与第三限位板1c的空槽形状适配即可，本实施例中的套管装配构件也适用于外侧带有翼环的刚性防水套管的安装。

本发明中描述的套管装配构件既适用于在模板上，也适用于建筑预留管井内安装套管，套管装配构件根据设计图纸制作，上面设有编号，每一个套管装配构件与其所在楼层和具体位置一一对应，这样安装套管装配构件时根据编号安装即可。定位孔件的位置可以在制作构件前任意选择，只需要确保在不同楼层的相同位置上下一致即可，另外采用激光水平仪，可以保证所有套管管口处于同一水平线上。对套管进行定位安装时，在每个套管装配构件上选取两个定位孔，分别利用激光垂准仪，使激光同时穿过待安装楼层、下一楼层以及下两楼层的相同位置套管装配构件的定位孔，采用三点一线的方式，避免了垂直方向的累积误差，并且也保证了套管装配构件上所有套管的位置准确无误。在完成对套管的定位安装后，定位孔件位于套管内部的部分可从切断槽处取下来，从而避免影响后续管道安装，制作的定位孔件厚度较薄，施工人员可以直接掰取下来，操作简单，方便灵活。

本发明中描述的定位孔件以及三点一线的定位方式也适用于船舶业、石油业等其他相关领域的安装工程及测量控制工程中的位置节点在直线方向的精确定位，其中位于定位孔件上的定位孔的大小可以决定安装或测量控制的精度，在安装或测量控制过程中，使直线激光同时穿过至少三个且大小形状相同的定位孔件上的定位孔，并依次重复操作，可以避免直线方向上的累积误差，确保定位精确。

上述各实施例仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。