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        樁柱一體電測(cè)法測(cè)量校正設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用

        2014-09-21 02:48:10
        建筑施工 2014年6期
        關(guān)鍵詞:金屬棒圓管燈泡

        上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

        1 工程概況

        上海合生國(guó)際廣場(chǎng)項(xiàng)目地塊西臨黃興路,北臨中環(huán)線(xiàn)翔殷路,總建筑面積366 224 m2。由地上1 棟33 層超高層5A甲級(jí)寫(xiě)字樓和1 棟23 層五星級(jí)凱悅酒店組成,并通過(guò)4~8層的商業(yè)裙房橫向聯(lián)合在一起。地下為4 層,主要由大型地下商業(yè)、地下車(chē)庫(kù)及一些相關(guān)的設(shè)備用房組成。

        2 設(shè)備研制過(guò)程

        2.1 研究方向及技術(shù)路線(xiàn)

        對(duì)以往的施工工藝進(jìn)行剖析,結(jié)合一柱一樁的設(shè)計(jì)要求,自行研制開(kāi)發(fā)立柱樁固定校正裝置;立柱垂直度檢測(cè)采用樁內(nèi)柱體直接測(cè)量裝置。實(shí)施這一研究的主要技術(shù)途徑包括平面校正鋼架及樁內(nèi)柱體直接測(cè)量校正裝置的研制和立柱樁的相關(guān)施工質(zhì)量的研究。

        2.2 樁柱一體平面校正鋼架的研制

        平面校正鋼架包括定位架、樁帽、油缸等組成。定位架與硬地坪通過(guò)螺栓連接,定位架的高度為70~80 cm;樁帽與定位架之間有4 個(gè)水平油缸,調(diào)節(jié)水平位移;校正架外側(cè)設(shè)置8 個(gè)千斤位置,分別校正8 個(gè)方向的垂直位移。吊放在樁孔內(nèi)的鋼立柱的頂端用緊固螺栓與樁帽固定,定位架上有索具直接固定鋼立柱,在鋼立柱內(nèi)有測(cè)量校正裝置。

        2.3 測(cè)量校正裝置的研制

        一柱一樁測(cè)量校正裝置是由1 根封閉的較長(zhǎng)圓管、金屬棒、導(dǎo)電塊、燈泡等組成。在一底部封閉的圓管內(nèi),自上而下在圓管的上部用螺桿掛一與電源相接的導(dǎo)線(xiàn),螺桿位于螺母內(nèi),導(dǎo)線(xiàn)的底端掛金屬棒,金屬棒的周邊分布有若干個(gè)互不相連的導(dǎo)電塊,每塊導(dǎo)電塊通過(guò)連接線(xiàn)分別 與1 個(gè)發(fā)光燈泡連接,發(fā)光燈泡再連接電源。金屬棒的周邊互不相連的導(dǎo)電塊有8 塊。金屬棒與8 塊導(dǎo)電塊及與導(dǎo)電塊相連的發(fā)光燈泡組成一個(gè)8 路的并聯(lián)電路。

        施工時(shí)金屬棒和導(dǎo)電塊均由銅制成,導(dǎo)線(xiàn)用鋼絲繩,在地面將圓管的中心線(xiàn)平行于鋼立柱柱內(nèi)中心線(xiàn)并固定,保證圓管與鋼立柱呈平行狀態(tài),即圓管的垂直度與鋼立柱的垂直度相同。將鋼立柱與圓管一同下放到樁孔中,上部擱置固定。由于重力作用,圓管內(nèi)有鋼絲繩懸掛著銅棒以及重墜(為了保證垂直,在銅棒下再掛上一鉛鑄的重墜)應(yīng)保持豎向垂直的狀態(tài)。而圓管與鋼立柱是平行的,當(dāng)鋼立柱發(fā)生傾斜時(shí),銅棒及重墜仍保持豎向垂直,則銅棒會(huì)與分布在四周的銅塊相碰。此時(shí)接通電源,鋼絲繩、銅棒、與銅棒相碰的銅塊、與銅塊相連的發(fā)光燈泡則形成通路,燈泡就會(huì)發(fā)光。燈泡通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接到地面上,便于操作人員觀(guān)察,也同時(shí)可判斷出鋼立柱向燈泡對(duì)應(yīng)的銅塊那側(cè)發(fā)生了偏斜。由此可進(jìn)行糾偏校正工作。此外,為了減少施工時(shí)銅棒的晃動(dòng),可以在圓管底部灌上機(jī)油,增加銅棒晃動(dòng)時(shí)的阻尼。

        由此,預(yù)先通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)界定垂直度目標(biāo),再通過(guò)觀(guān)察燈泡發(fā)光與否判定鋼立柱傾斜方向來(lái)進(jìn)行校正,就可達(dá)到相應(yīng)垂直度控制要求,如圖1所示。

        3 設(shè)備工作原理[1-3]

        測(cè)量校正裝置的工作原理是圓管內(nèi)的金屬棒通過(guò)掛有重墜的鋼絲繩,在重力作用下而垂直于地面。當(dāng)圓管傾斜一定角度時(shí),金屬棒將與其周邊的某1 塊或2 塊弧形導(dǎo)電塊相接觸,電路接通,此時(shí)與弧形導(dǎo)電塊相對(duì)應(yīng)連接的燈泡發(fā)亮;反之則燈泡不亮。本測(cè)量裝置是直接測(cè)量物體本身,反映物體的垂直度及傾斜方向,無(wú)需通過(guò)換算或其他間接的方法即可得到相應(yīng)數(shù)據(jù),而且垂直度的精度可以通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        圖1 測(cè)量校正裝置結(jié)構(gòu)示意

        立柱垂直度調(diào)整如圖2 所示,垂直度校正裝置通過(guò)滑輪和頂桿緊靠立柱內(nèi)壁,上下兩端皆有固定,確保其與立柱平行,校正裝置的垂直度即立柱的垂直度,測(cè)定出校正裝置的垂直度,就可以反映出立柱的垂直度,鋼管柱或格構(gòu)柱通過(guò)立柱固定裝置固定在校正平臺(tái),如果根據(jù)校正裝置測(cè)量出立柱的垂直度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,即可通過(guò)調(diào)整校正平臺(tái)來(lái)校正立柱的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

        圖2 立柱垂直度調(diào)整示意

        4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

        4.1 試驗(yàn)工程

        選取本工程的一柱一樁樁體采用Φ800 mm鉆孔灌注樁,樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為水下C35。立柱分為兩大類(lèi):格構(gòu)柱截面尺寸550 mm×550 mm,角鋼規(guī)格為200 mm×20 mm,綴板尺寸510 mm×300 mm×16 mm間距700 mm,材質(zhì)均為Q345B,數(shù)量82 根;鋼管柱截面為Φ550 mm×20 mm,鋼材采用Q345B,鋼管內(nèi)灌注自密實(shí)微膨脹混凝土(強(qiáng)度等級(jí)C60),立柱長(zhǎng)度范圍內(nèi)樁孔孔徑Φ950 mm,數(shù)量802 根;合計(jì)一柱一樁數(shù)量達(dá)884 根。

        4.2 方案要求

        4.2.1 成孔垂直度要求

        成孔垂直度是立柱垂直度得以實(shí)現(xiàn)的重要保障,項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格控制成孔質(zhì)量,將成孔垂直度由設(shè)計(jì)要求的1/200提高到1/300。

        4.2.2 立柱垂直度及定位控制要求

        設(shè)計(jì)要求立柱垂直度達(dá)到1/500且定位偏差小于10 mm, 這對(duì)施工的各道工序都提出了高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求。首先,提高鋼立柱的加工精度;同時(shí),控制搬運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)品的保護(hù);其次,在定位、安裝過(guò)程中做到精心施工;最后,混凝土的澆灌過(guò)程也必須嚴(yán)格控制其灌注速度和導(dǎo)管埋深,確保混凝土緩慢進(jìn)入立柱底端,保證一柱一樁的施工質(zhì)量。

        4.3 施工檢驗(yàn)

        通過(guò)校正裝置頂部與底部與鋼管或鋼立柱固定,確保測(cè)量校正裝置與鋼管平行,從而準(zhǔn)確的測(cè)量出鋼管的垂直度,通過(guò)有效的調(diào)節(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度。為了校驗(yàn)自行研發(fā)的樁柱一體電測(cè)法測(cè)量校正裝置的可靠性,在試驗(yàn)階段一柱一樁的立柱內(nèi)安裝測(cè)量校正裝置,同時(shí)在其外側(cè)安裝測(cè)斜管,將測(cè)量校正裝置的測(cè)量結(jié)果與測(cè)斜管檢測(cè)數(shù)據(jù)相比對(duì),由此復(fù)核測(cè)量校正裝置的精度和可靠性。通過(guò)一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù),得出研發(fā)的樁柱一體電測(cè)法測(cè)量校正裝置是可行的和可靠的,能滿(mǎn)足本項(xiàng)目的施工精度要求。

        測(cè)量校正裝置安裝完成后,按照該設(shè)備的工作原理,保證圓管內(nèi)的金屬棒垂直于地面,時(shí)刻關(guān)注弧形導(dǎo)電塊相對(duì)應(yīng)連接的燈泡是否發(fā)亮,如果發(fā)亮,則測(cè)定出校正裝置的垂直度偏差位置,并通過(guò)校正平臺(tái)調(diào)整,直到燈泡全部熄滅,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)通過(guò)外側(cè)測(cè)斜管檢測(cè)其垂直度,記錄好相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

        從檢測(cè)結(jié)果可以看出,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量校正裝置的測(cè)量結(jié)果與測(cè)斜管檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比,得出研發(fā)的樁柱一體電測(cè)法測(cè)量校正裝置是可行的和可靠的,能滿(mǎn)足項(xiàng)目的施工要求。

        5 結(jié)語(yǔ)

        由于本裝置在本項(xiàng)目中發(fā)揮了其技術(shù)先進(jìn)性,使得884 根一柱一樁的施工精度基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,也使本項(xiàng)目由此進(jìn)展順利。此施工技術(shù)屬于我公司自行研發(fā),此研究的施工工藝方便、高效、經(jīng)濟(jì)、利用率高,運(yùn)用此施工工藝的工程質(zhì)量明顯優(yōu)于以往常規(guī)施工工藝,經(jīng)濟(jì)效益顯著,在今后有著廣闊的推廣和發(fā)展前景。

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