一种先插法钢管柱施工方法与流程

本技术涉及钢管柱高精度安装的领域，尤其是涉及一种先插法钢管柱施工方法。

背景技术：

1、在项目修建过程中，遇到基坑超长、超宽、体量巨大，基坑深度超深，地质条件差、地下水问题突出等难题时，为解决问题，一般采用盖挖逆作法施工。该方法以结构本体作为支撑，具备了相当大刚度，大大提高超深基坑的安全性，盖挖顶板完成后，形成一道强有力的内支撑，防止围护结构向基坑内变形，地下结构都在顶板覆盖下进行，自上而下逐层开挖建造主体结构直至底板。

2、桩柱包括桩基础和钢管柱，逆作法重要的环节是实施竖向桩柱体系，形成竖向支撑，来承担整个建筑的结构、施工荷载，并保证差异沉降满足结构安全需要。根据该工法实践，竖向支撑体系涉及到成孔质量、桩柱安装垂直度控制等，施工层数越多，所需的竖向承载能力越强，所带来的施工难度越大，质量控制要求越高。桩柱的施工质量直接影响着竖向承载能力以至影响逆作工法能否实现及结构整体的安全稳定性。

3、关于盖挖逆作法中钢管柱安装工艺的研究，国内有大量的实际工程案例。以hpe为主的钢管柱后插法安装工艺，利用全套管全回转钻机将钢管插入超缓凝混凝土中，过程中监测钢管柱垂直度，在市场占有率较大。后插法为利用全套管全回转钻机将钢管插入超缓凝混凝土中，超缓凝混凝土初凝、终凝离散型大，导致钢管柱插入过程中混凝土已初凝，钢管柱无法安装，须二次钻孔浇筑混凝土，重新安装钢管柱，但仍无法弥补柱基断桩缺陷。

技术实现思路

1、为了避免由于超缓凝混凝土凝固时间难以控制，而产生钢管柱无法插入柱基内的安装风险，本技术提供一种先插法钢管柱施工方法。

2、本技术提供的一种先插法钢管柱施工方法，采用如下的技术方案：

3、一种先插法钢管柱施工方法，包括步骤：

4、放线定位，埋设护筒；

5、定位后确定桩孔成孔，使用扩底钻头进行扩孔；

6、搭设钢筋笼，调整钢筋笼位置；

7、在桩孔内下放钢筋笼；

8、吊装调垂机移动至桩孔上方，将调垂机移动至测定位置，保持调垂机水平；

9、吊装钢管柱，将钢管柱吊放至调垂机内，通过控制系统对钢管柱水平标高和垂直度进行调整；在桩孔内埋设导管，浇筑桩基混凝土；

10、更换混凝土，继续对钢管柱内进行浇筑。

11、通过采用上述技术方案，在施工过程中使用该方法，控制系统采用无线传输技术，通过无线传输进行高精度安装操作，使钢筋笼和钢管柱在吊装安装时通过高精度操作保证施工精度，使用该方法进行浇筑时，可以一次性浇筑完成，简易方便，施工效率提升，节约总工期，一次性浇筑取消了超缓凝混凝土使用，避免了由于超缓凝混凝土凝固时间难以控制，而产生钢管柱无法插入柱基内的安装风险、提高了工效、降低了成本。

12、优选的，在所述步骤吊装调垂机移动至桩孔上方，将调垂机移动至测定位置，保持调垂机水平，所述调垂机包括抱夹和液压支腿；

13、所述将调垂机移动至测定位置包括步骤：将调垂机抱夹中心与所述桩孔中心对准，调节所述液压支腿控制所述调垂机水平。

14、通过采用上述技术方案，调垂机通过调整抱夹中心位置对钢管柱的位置进行调整，液压支腿首先用于调整调垂机本身的水平，进一步的，通过液压支腿调整钢管柱的水平标高和垂直度，提高钢管柱的位置精度。

15、优选的，所述调整钢管柱位置，通过控制系统对钢管柱位置进行调整时，所述控制系统包括无线传输器、传感器，以及信息中心；

16、所述钢管柱通过所述控制系统控制，确定所述钢管柱的水平标高和垂直度，通过所述传感器确定所述钢管柱的位置，并将该位置信息通过无线传输器传输至所述信息中心，所述信息中心处理位置信息数据后对所述钢管柱位置进行调整。

17、通过采用上述技术方案，传感器用于感应所要吊装的部件的位置，并将该位置信息通过无线传输器传输给信息中心，信息中心获取信息后进行处理和计算，并可对设备发出控制命令，通过多重调整对位置进行精确定位。

18、优选的，所述钢管柱安装时，安装场地设有所述调垂机，所述钢管柱顶部放置有高精度倾角传感器，所述抱夹抱紧所述钢管柱，所述钢管柱长度方向的中线与所述抱夹中心对准，所述调垂机对所述钢管柱进行垂直度调整，其中采用相对调垂法调整钢管柱的垂直度，所述相对调垂法包括初调置零、精调归零阶段。

19、通过采用上述技术方案，控制系统对钢管柱进行扫描后，可确认钢管柱的三维位置，对钢管柱的前后左右等方位进行调整，确定钢管柱的垂直度，保证钢管柱的安装精度，满足施工需求，达到最优标准。

20、优选的，所述工具节上刻设有刻度，所述钢管柱水平定位后，利用全站仪对所述钢管柱的水平标高进行复测。

21、通过采用上述技术方案，通过工具节上设有的刻度，确认钢管柱的高度位置，对钢管柱的高度进行快速调整，且在进行钢管柱高度位置确定之前，需要根据设计给出的参数提前计算好钢管柱以及工具节顶部所需的安装标高的位置，然后进行钢管柱安装，安装时，钢管柱被调垂机固定。

22、优选的，所述调垂机对所述钢管柱进行垂直度调整，包括：

23、通过所述高精度倾角传感器检测所述钢管柱的垂直度；

24、通过所述调垂机与所述高精度传感器的数显装置观察所述钢管柱的垂直度；

25、在所述调垂机对所述钢管柱进行垂直度调整之后，还包括：

26、通过全站仪扫直线功能从不同角度复测所述钢管柱的垂直度。

27、通过采用上述技术方案，全站仪扫直线功能可以从不同角度复测钢管柱的垂直度，若钢管柱的垂直度不满足需求则马上进行调整，多角度进行确认可以使钢管柱在安装时的误差更小，确保安装精度，调垂机与高精度倾角传感器通过监测钢管柱顶部的水平倾角从而确认钢管柱是否处于误差范围内的垂直状态，全站仪扫描、调垂机和高精度倾角传感器共同配合，提高钢管柱的安装精度。

28、优选的，所述通过所述调垂机与所述高精度传感器的数显装置观察所述钢管柱的垂直度，包括：

29、多个抱紧油缸对所述工具节的多个方向进行调整，调节控制所述工具节顶部的垂直度。

30、通过采用上述技术方案，通过四个抱紧油缸对工具节的多个方向进行调整，具体可包括上、下、左、右、前、后六个方向。

31、优选的，所述在桩孔内埋设导管，浇筑桩基混凝土，包括步骤：

32、清除所述桩孔内底部沉渣，使所述桩孔满足施工需求；

33、在所述桩孔内埋设导管；

34、浇筑第一种水下混凝土直至桩基顶设计标高；

35、第一种所述水下混凝土超灌0.8-1.0米。

36、通过采用上述技术方案，清理后通过导管进行第一次浇筑，超灌是为了保证桩头强度，确保桩基承载力满足要求。

37、优选的，所述导管在第一种水下混凝土中保持埋设高度范围为2-6米。

38、通过采用上述技术方案，为了使水下混凝土在浇筑的过程中效果更好，避免空鼓等情况的发生。

39、优选的，所述更换混凝土，继续对钢管柱内进行浇筑包括：

40、将第一种所述水下混凝土更换为高标号的第二种水下混凝土；

41、对所述钢管柱内进行浇筑；

42、浇筑过程中在钢管柱间使用溜槽机和填料机均匀连续的向所述桩孔内回填碎石；

43、设置测绳，监测所述混凝土标高和桩柱间碎石面高度；

44、将所述第二种水下混凝土超灌0.8-1.0米。

45、通过采用上述技术方案，浇筑混凝土的过程中，为了保证钢管柱柱外混凝土的高度不上升，钢管柱间使用溜槽机和填料机均匀连续的向孔内回填碎石，保证钢管柱内混凝土和钢管柱外压差一致，并使用测绳监测混凝土标高和钢管柱碎石面的高度，超灌混凝土是为了保证钢管柱承载力可以满足需求。

46、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

47、1.控制系统采用无线传输技术，通过无线传输进行高精度安装操作，使钢筋笼和钢管柱在吊装安装时通过高精度操作保证施工精度，使用该方法进行浇筑时，可以一次性浇筑完成，简易方便，施工效率提升，节约总工期，一次性浇筑取消了超缓凝混凝土使用，避免了由于超缓凝混凝土凝固时间难以控制，而产生钢管柱无法插入柱基内的安装风险、提高了工效、降低了成本。