[发明专利]一种钢管立柱桩可回收气囊式高精度定位装置及施工方法

权利要求书

1.一种钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，包括地表钢架定位系统、地下气囊(15)定位系统和垂直度监测系统。

2.根据权利要求1所述的逆作法钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，所述地表钢架定位系统包括地表临时固定钢架(1)、扁担梁(8)、千斤顶(30)和定位螺杆，所述地表临时固定钢架(1)位于桩孔(14)上方的地面，所述钢管立柱桩(12)端桩(24)两侧设有吊装孔(9)，所述扁担梁(8)穿过所述吊装孔(9)，所述扁担梁(8)的两端通过千斤顶(30)搭设于所述地表临时固定钢架(1)，通过所述千斤顶(30)的伸缩完成钢管立柱的桩端(24)垂向定位，所述定位螺杆分布于吊装孔端桩(24)外围，该定位螺杆与所述地表临时固定钢架(1)螺纹配合，所述定位螺杆的内端抵靠至所述钢管立柱的桩壁，通过螺杆的伸缩完成钢管立柱的桩端(24)水平向定位和固定。

3.根据权利要求1所述的逆作法钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，所述吊装孔(9)由一对螺纹钢筋弯制成圆形后与钢管立柱桩端(24)焊接而成。

4.根据权利要求1所述的逆作法钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，所述地下气囊(15)定位系统包括定位气囊(15)、气泵(16)、气管(17)管线、气阀(18)和气压表(19)，所述定位气囊(15)分布于钢管立柱的外围，所述定位气囊(15)挂设于所述钢管立柱外侧壁的挂钩(25)，所述定位气囊(15)通过所述气管(17)管线连通至所述气泵(16)，所述气阀(18)和所述气压表(19)设置于所述气管(17)管线，所述定位气囊通过充放气的体积胀缩调整钢管立柱的桩身(12)相对定位。

5.根据权利要求4所述的一种钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于：所述定位气囊(15)上设有挂耳(26)，所述挂耳(26)挂于钢管桩(12)侧壁上的挂钩(25)上。

6.根据权利要求4所述的逆作法钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，所述定位气囊(15)包括内胆、缠丝、中胆和表层，内胆为黑色橡胶，缠丝尼龙丝材质，中胆为橡胶材质，表层为超细强力纤维或PU或PVC材质，定位气囊(15)外形呈胶囊形，定位气囊(15)上有一根气密性气管(17)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于：所述垂直度监测系统包括垂直度传感器(21)、传感线路(23)和电脑设备，所述垂直度传感器(21)分布于钢管立柱的外壁，该垂直度传感器(21)通过所述传感线路(23)连接至所述电脑设备(22)。

8.根据权利要求7所述的逆作法钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位装置，其特征在于，所述垂直度传感器(21)用L型铁支架和强力磁铁固定在钢管立柱桩壁上，垂直度监测精度为0.001°。

9.根据权利要求1所述的一种钢管立柱桩的可回收气囊(15)式高精度定位施工方法，其特征在于：施工步骤如下：

1)根据设计图纸预制钢管立柱桩和钢筋笼(13)，并焊接好挂钩，桩位测量放线，十字控制线及标高引测，在放样点施做桩孔(14)，清孔后将地表临时固定钢架(1)摆放至桩孔(14)正上方；

2)利用吊机沉放预制好的钢管立柱桩和钢筋笼(13)，当挂钩距离地面以上0.5m时，将气囊(15)挂钩(25)挂于挂钩上，然后缓慢沉放钢管立柱桩和钢筋笼(13)至桩顶距离地面2.5m时，安装垂直度传感器(21)在距离桩顶2m的桩壁上，并依次连接好垂直定位传感线路(23)和电脑设备(22)，调试成功后将传感器置零，再缓慢沉放钢管立柱桩和钢筋笼(13)，然后利用两根扁担梁(8)穿过吊装孔(9)后置于千斤顶(30)上，利用千斤顶(30)调节钢管立柱桩钢筋笼(13)至设计标高；

3)依次连接好气泵(16)、气管(17)管线、气阀(18)、气压表(19)，准备进入工作状态；

4)联通气泵(16)电源，依次打开4个三通球阀使气囊(15)充气至0.5MPa，并维持气压数值稳定，使桩身(12)达到完全对中状态；

5)根据垂直传感器监测的数据，分别手摇第一排的4个带卡尺定位螺杆和伸缩4个千斤顶(30)，使桩端(24)移到完全铅锤方向，再紧定位螺母(28)进行固定，即完成桩端(24)精准定位；

6)分别手摇第二排的4个带卡尺定位螺杆至刚好与桩钢管立柱桩壁接触，再紧定位螺母(28)进行固定，使钢管立柱桩的定位更加稳固；

7)利用泵送混凝土机灌注混凝土至钻孔设计标高，达到初凝强度即可完全放掉气囊(15)中的气体，并回收气囊(15)以备下次使用。