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1、建筑逆作施工一柱一 桩 支承钢柱自动调垂系 统 技术研究为缩短建设周期，尽快发挥投资效益 ，工程结构施工采用地下、地上同时进行 的逆作法施工工艺已有多项工程实践。逆 作法施工采用的 “一柱一桩”或 “一柱 多桩” 是整个双向施工工艺的中最重要 的竖向受力构件，由于现有的施工工艺局 限，其支承钢柱的垂直度一直是困扰“逆 作法”进一步发展的障碍之一。 一、课题研究目的二、目前现状和解决办 法目前现状：a、钢柱上口能准确定位 固定b、开挖前无法观察、测 量垂直度c、尚无有效纠偏控制垂 直度的办法 解决方法：a、采用一柱多桩，设置 临时钢支柱b、对一柱一桩偏斜，用 砼包大结构柱三、钢柱调垂系统a、自动
2、调垂系 统组成:1、传感器2、电脑及程序3、空压机4、气囊5、压电磁气阀b、工作原理 1、钢柱的下部适当位 置放置四个气囊 2、钢柱的上方放置二 个角度传感器，分别监 测钢柱两个方向的垂直 度 3、计算机程序启动空 压机对钢柱相应倾斜方 向的气囊充气，同时反 方向的气囊放气 4、钢柱垂直时，保持 各气囊气压不变 C、工艺流程参照混凝土结构施工及验收规范，结合设计院提出的设计要求，逆作法支承钢柱的控制垂直度宜小于 1/300d、钢柱垂直度的控制标准钢柱调垂系 统是在桩位定位 、孔径、成孔垂 直度均符合要求 的基础上实施的 ，所以成孔质量 是一柱一桩成功 实施的前提和必 要条件 四、钢柱调垂施工流
3、程A、 定位成孔按照操作规程依次在钢柱上安装角 度传感器、气囊、和进出气管等部件B、钢柱调垂施工准备调试传感器， 测出初始读数，归零 。将钢柱插入桩孔的 钢筋笼内。固定钢柱 上口，连接控制线和 进出气管C、钢柱吊放入孔由计算机自动 测出钢柱偏差 ，可选择自控 或手控，控制 气囊进行充放 气使钢柱垂直 。调垂控制过 程中随时可调 ，始终保持钢 柱垂直状态 D、钢柱调垂控制E、浇砼，调垂设备回 收浇砼过程中注意对钢柱的保护 ，当砼面接近钢柱底部时，放慢浇 筑速度，避免对钢柱产生偏差。当 浇筑面达到气囊下方 1m 时，停止 浇砼拆除传感器、回收气囊，清洁 整理备用 E、数据记录与输出实时反映纵横轴斜
4、度实时反映各气囊气压按设定间隔记录数据数据可保存查询打印五、调垂系统特 点 可随时调整钢柱垂直度 自动实时跟踪 自动化程度高，可靠耐用 人机对话，界面友好 施工方便，操作简便六、调垂系统工艺参数 角度传感器分辨率 6 角秒 气囊最大充气压强 0.08 MPa 气囊尺寸400600 mm 长度 8001200 mm 气囊水平净推力12吨七、钢柱自动调垂系统应用成果航站楼工程 47根一柱一桩钢柱，44根达到1/400的垂 直度要求，3根达到 1/300 廖创兴工程 78根一柱一桩钢柱垂直度为1/300以上， 有60%达到1/600 、技术成果B、经济效益a、由于垂直度得到保证，航站楼逆作法 由一柱
5、四桩改为一柱一桩减少钢柱61根，节省费用46万元b、一柱一桩取代一柱四桩，航站楼工程取消柱上承台33个，节约16万元 C、改善钢柱受力状态原逆作法钢柱均按偏心受压构 件进行截面设计，由于极大地提高 了钢柱的垂直度，因此可近似地按 轴心受压构件进行截面设计减小格构柱截面15% 以往钢柱产生 较大倾斜后，需加大 外包柱断面，不仅浪 费材料，而且减小了 地下室使用空间。而 采用了自动调垂系统 ，一柱一桩垂直度得 到了有效控制消除了扩大包柱 现象D、施工精度可与顺作法媲美 九、前景展望本系统为成功解决建筑双向施工逆作法施工地下室承重钢柱的控制精度问题开创了先河本系统已向中华人民共和国国家知识产权局申报
6、了实用新型专利本技术研究成功地运用到廖创兴工程逆作法钢管柱的调垂并进一步扩大应用到地铁明珠线二期东安路车站工程逆作法 H型钢柱的垂直度控制使逆作法承重钢立柱的品种由单一的格构式，扩大为可采用钢格构式、钢管、H 型钢等多种形式，使结构设计师和业主有了更多的选择。本系统还可拓展用于其他方面 的施工精度的控制，若将角度传感器 装于地下墙成槽抓斗上，并在抓斗的 两侧设置动力装置（液压或气压机构），则可大大提高成槽的垂直度。若 将角度传感器与动力装置置于成孔机 钻头上则可大大提高目前灌注桩成孔 1/100 垂直度的标准，并且可做到成 孔、测孔（垂直度）一次完成。综上所述，一柱一桩自动调垂系统极大地完善了逆作法施工工艺，为进一步发挥逆作法施工的优越性克服了一个重要障碍，也为进一步推广应用逆作法工艺创造了更加美好的前景
