一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构的制作方法

2021-01-17 12:01:04|

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本实用新型隧道施工技术领域，特别是涉及一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构。

背景技术：

随着轨道交通建设的蓬勃发展，建筑密集区修建地铁车站的需求越来越强烈，处于城市中心地带地铁车站采用明挖法施工会阻断地面交通，而盖挖逆作法能最大限度地减少施工占地面积，无需中断交通，极大地降低了因地铁施工对城市交通运行及居民生活的影响，因此，近年来得到了广泛应用。盖挖逆作法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶板下进行施工，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。

在盖挖逆作法中，钢管柱作为盖挖结构的主要受力结构件，其可承受施工阶段和使用阶段的竖向载荷，对钢管柱的安装精度和垂直度控制都提出了相当高的要求，尤其是在大型综合交通枢纽工程中，通常采用大直径且超长的钢管混凝土柱，此时无论是成孔的垂直度控制、钢管柱的安装精度还是管内混凝土灌注质量要求均大幅度提高，也成为了整个深基坑建设中的难点。同时，施工过程中钢管柱的安装精度和垂直度将直接影响钢管柱在后续施工和使用阶段的承载性能和安全性能。因此，保证钢管柱的顺利安装和精确定位是施工中的技术难点，也是技术重点。

现有技术中钢管柱的定位施工多采用hpe液压垂直法，其通过hpe液垂直插入机机身上的两个液压垂直插入装置，在支承桩混凝土浇注后、混凝土初凝前将底端封闭的永久性钢管柱垂直插入支承桩混凝土中，直到插入至设计标高。但是，hpe液压垂直法在超过一定深度后定位精度无法保证。

目前，针对大型综合交通枢纽工程中大直径钢管柱的安装定位还没有一个完整、成熟和安全的施工结构。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构，其能监测钢管柱垂直度并及时纠偏，进而保证了钢管柱的安装精度和垂直度，保证盖挖逆作结构的工程质量和安全性能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构，钢套管、钢管柱和用于吊装所述钢套管、钢管柱的全套管全回转钻机，所述钢管柱设置在所述钢套管中，所述钢管柱上设有垂直传感器和液压千斤顶，所述垂直传感器感测所述钢管柱的垂直度；所述液压千斤顶根据所述垂直传感器的垂直度读数调整钢管柱的位置。

相对于现有技术，本实用新型提供了一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构，本实用新型在安装钢管柱时，使用垂直传感器实时检测钢管柱的垂直度情况，并使用液压千斤顶实现自动化纠偏，保证钢管柱的垂直度达到设计要求。本实用新型通过对钢管柱垂直读度的调控，实现了钢管柱的精准定位，进而保证了盖挖逆作结构的工程质量和安全性能。

进一步地，所述液压千斤顶的一端设置在所述钢管柱上，另一端抵住所述钢套管的内壁。

进一步地，所述液压千斤顶为四个，四个所述液压千斤顶沿着所述钢管柱的圆周方向等间距设置。根据垂直传感器的读数可以判断钢管柱的偏移量，进而控制四个液压千斤顶在不同方向对钢管柱进行纠偏。

进一步地，所述液压千斤顶位于所述钢管柱的中下部。将液压千斤顶设置在钢管柱的中下部，能够更加有效地对钢管柱进行纠偏，也使得纠偏的结果更加精准。

进一步地，所述垂直传感器为两个，两个所述垂直传感器分别设置在所述钢管柱的顶部和底部。

进一步地，所述垂直传感器为倾角传感器。本实用新型通过设置倾角传感器，并将其设置在钢管柱的顶部和底部，可以通过测量钢管柱的顶面和底面相对于水平位置的倾斜度，进而判断钢管柱是否垂直，而根据倾角传感器的x/y轴读数即可判断其偏移量，进而及时纠偏。

进一步地，所述液压千斤顶上设有链绳。在液压千斤顶上安装链绳以实现后期的拆除，达到重复利用的目的。

进一步地，还包括工具柱，所述工具柱设置在所述钢管柱顶部。工具柱的作用就是辅助钢管柱安装至设计顶板标高，而工具柱内置的钢爬梯方便工作人员进入钢管柱内，移动至顶板位置后，拆卸与顶板以下钢管柱的连接处，完成钢管柱柱顶的标高。

进一步地，还包括钢筋笼，所述钢筋笼设置在所述钢套管和所述钢管柱之间，且所述钢筋笼焊接在所述钢套管内壁。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例的盖挖逆作永久钢管柱的施工结构整体结构图；

图2为本实用新型实施例的液压千斤顶的安装结构图。

具体实施方式

一种盖挖逆作永久钢管柱的施工结构，请参阅图1，包括全套管全回转钻机10、钢套管20、钢管柱30和钢筋笼(图未示出)，所述全套管全回转钻机用于吊装所述钢套管和钢管柱。

具体地，所述钢套管20采用所述全套管全回转钻机10以360°回转下压，边回转边压入成孔中，使得旋挖钻抓土过程中始终保证钢套管20比钻孔深度超前3-5m；在这个过程中，全套管全回转钻机10每钻进10-15m，暂停压入钢套管20，并用超声波钻孔检测仪检测成孔垂直度，所述成孔垂直度不大于千分之三，同时采用全站仪对钢套管20的垂直度进行修正。将钢套管20安装深度控制在桩基桩顶以上3m的位置，防止其嵌入桩基混凝土中造成拆除、起拔困难。在成孔深度位于钢套管20以下后，加入制备合格的泥浆后继续直径2.5m钻孔桩钻孔，边钻孔边加入稳定液，使孔内液面保持一定高度，以增加压力，保证钢套管20的质量。在钢套管20安装完成后，对钢套管20内进行清孔处理，并立即对桩基进行混凝土灌注，所述混凝土为超缓凝混凝土，混凝土灌注时坍落度为18cm-22cm，且混凝土初凝时间应考虑混凝土灌注完成时间以及钢管柱30插入作业时间，在本实施例中，混凝土初凝时间为30h。

进一步，所述钢筋笼设置在所述钢套管20内壁，具体地，所述钢筋笼采用两根定位钢筋焊接在所述钢套管20内壁。

进一步，所述钢管柱30上设有垂直传感器405和液压千斤顶50，所述钢管柱30的顶部设有工具柱；具体地，所述垂直传感器40设置在所述钢管柱30的顶部和底部，在本实施例中，所述垂直传感器40为倾角传感器，在钢管柱30上安装时必须保证倾角传感器为水平状态，且倾角传感器的无线接收显示器x/y轴数字归零。所述钢管柱30采用所述全套管全回转钻机10吊装在所述钢套管20内部，且所述钢管柱30位于所述钢筋笼内部，使得所述钢筋笼位于所述钢管柱30和所述钢套管20之间。当钢管下放至设定位置后，请参阅图2，在钢管柱30的外壁安装4个液压千斤顶50，并使液压千斤顶50的一端安装在钢套管20的内壁上，另一端抵住钢管柱30的外壁；所述液压千斤顶50上设置有钢丝绳或铁链等链绳，方便后续将液压千斤顶50拆除时将其抽离出孔外。在本实施例中，所述四个液压千斤顶50沿着所述钢管柱30的圆周方向等间距设置，且所述液压千斤顶50安装的位置靠近钢管柱30的中下部，但高于桩基混凝土顶面的标高。进一步，将所述工具柱设置在所述钢管柱30顶部，由于钢管柱30设计柱顶标高位于原地面以下0～10m的范围内，工具柱的作用就是辅助钢管柱30安装至设计顶板标高，而工具柱内置的钢爬梯方便工作人员进入钢管柱30内，移动至顶板位置后，拆卸与顶板以下钢管柱30的连接处，完成钢管柱30柱顶的标高。在本实施例中，工具柱的直径为φ2100m，壁厚为20mm，工具柱与钢管柱30顶部结合，且工具柱高出地面平面2.5～4m。

本实用新型的垂直传感器和液压千斤顶的工作原理为：检测调节钢管柱垂直度时，倾角传感器自动检测钢管柱垂直度，并将数据传输至无线接收显示器中，根据无线接收显示器上的数据自动调整钢管柱上安装的四个液压千斤顶对顶的行程进行纠偏，当无线接收显示器中x/y轴的数据读数为零，则钢管柱垂直，钢管柱的垂直度校验成功。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

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