[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

说明书

本发明公开了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，涉及土木工程基坑工程领域，包括地表钢架定位系统、地下气囊定位系统和垂直度监测系统，所述地表钢架定位系统包括地表临时固定钢架、扁担梁、千斤顶、带卡尺定位螺杆，通过地表钢架定位系统对钢管立柱的桩端定位，所述地下气囊定位系统包括定位气囊、气泵、气管管线、气阀、气压表，具有快速充放气和易回收利用等特点，提高钢管立柱桩垂直定位的施工效率、缩短了施工工期、降低了工程成本，通过改变气囊的大小和位置适用多种不同直径、长度的钢管立柱桩施工。

技术领域

本发明涉及一种钢管立柱桩可回收气囊式高精度定位装置，主要涉及土木工程基坑工程领域。

背景技术

逆作法钢管立柱桩是桩基工程中应用最为广泛的桩基结构型式之一，主要是通过机械或人工在地基中施做桩孔后，再吊装钢管立柱桩至桩孔中设计位置和标高，随后浇筑混凝土形成钢管立柱桩桩基部分。逆作法钢管立柱桩具有承载力高、工艺简单、施工速度快、工程成本低等优点，尤其适用于对承载能力要求高、工期要求紧的城市轨道交通工程和桩基工程中，但逆作法钢管立柱桩的施工中存在钢管立柱桩准确定位的关键技术问题，定位装置的选择十分关键。传统的钢管立柱桩定位装置主要分为地表定位装置和地下定位装置两大类。地表定位装置大多包括桩托(支)架和定位系统两部分，具有操作简单和施工速度快的优点，但是其定位精度受桩长影响，当桩长太大时定位精度较低，不能满足工程要求。地下定位装置主要通过在地下安装千斤顶实现桩定位，当桩较长或桩与桩孔壁距离较近时，千斤顶既不好安装，又不好拆除，也不好控制，其施工效率较低。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出一种钢管立柱桩可回收气囊式高精度定位装置，通过地表钢架定位系统对钢管立柱的桩端定位，通过地下气囊定位系统对钢管立柱的地下段进行定位，能够更加方便精确的调整钢管立柱的定位，显著提高其定位精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括地表钢架定位系统、地下气囊定位系统和垂直度监测系统。

通过地表钢架定位系统对钢管立柱的桩端定位，通过地下气囊定位系统对钢管立柱的地下段进行定位，能够更加方便精确的调整钢管立柱的定位，显著提高其定位精度。

进一步，所述地表钢架定位系统包括地表临时固定钢架、扁担梁、千斤顶和定位螺杆，所述地表临时固定钢架位于桩孔上方的地面，所述桩孔端桩两侧设有吊装孔，所述扁担梁穿过所述吊装孔，所述扁担梁的两端通过千斤顶搭设于所述地表临时固定钢架，通过所述千斤顶的伸缩完成钢管立柱的桩端垂向定位，所述定位螺杆分布于吊装孔端桩外围，该定位螺杆与所述地表临时固定钢架螺纹配合，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水平向定位和固定，扁担梁挂设钢管立柱的上端，将扁担梁的两端通过千斤顶调整其上下高度，进而间接的调整钢管立柱的高度，调整过程更加平稳，精度更高。拆卸的时候缩短千斤顶，由于千斤顶的存在，缩短千斤顶即可卸掉扁担梁两段的支撑，使得各部件拆卸变得更加容易。

进一步，所述定位螺杆分上下两层，每层所述定位螺杆数量为6-10根，定位螺杆上设有刻度，所述定位螺杆的外端设有手摇杆，所述定位螺杆上设有定位螺母，该定位螺母抵靠至所述地表临时固定钢架的外壁。第一层定位螺杆起桩端水平向精准定位和固定作用，第二层定位螺杆起钢管立柱桩定位后的再加固作用。

进一步，所述吊装孔由一对螺纹钢筋弯制成圆形后与钢管立柱桩端焊接而成，制作难度更低，更节省材料和重量。

进一步，所述地下气囊定位系统包括定位气囊、气泵、气管管线、气阀和气压表，所述定位气囊分布于钢管立柱的外围，所述定位气囊挂设于所述钢管立柱外侧壁的挂钩，所述定位气囊通过所述气管管线连通至所述气泵，所述气阀和所述气压表设置于所述气管管线，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相对定位，通过控制定位气囊的膨胀度，进而控制钢管立柱与桩孔侧壁的间距，最终实现对钢管立柱的桩身的定位。所述气阀为三通球气阀，可控制气囊充和放气。