逆作法钢立柱在混凝土浇筑过程中的垂直度控制是困扰逆作法发展的一个关键技术难题; 而这 一技术难题主要包括 3个关键问题 :钢立柱垂直度的实时监测、实时纠偏与控制系统建立 。文章 围绕上述 3个关键问题进行了针对性技术分析 ,提出了具体的解决思路 ,并通过方案比选确定了 调垂系统中采用的关键元件。论文还介绍了逆作法钢管混凝土立柱垂直度控制系统的设计、仪 器的研制与操作方法等 ;结合实际工程的应用表明 ,该系统在混凝土浇筑过程中很好地控制了钢 立柱的垂直度 ,具有很好的应用前景 。 关键词 逆作法 钢立柱 垂直度 控制系统 中图分类号: TV547. 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 5098 ( 2009) 08 - 0060 - 05 逆作法施工中 ,基坑围护的地下连续墙与“一 柱一桩 ”或“一柱多桩 ”等竖向受力构件是逆作法施 工的重要组成部分 ,也是逆作法施工阶段中最关键 的工艺[ 1 ,2 ] 。 由于钢立柱在工序上是待钻孔灌注桩钻孔成孔 后安装钢立柱 ,之后桩柱一次浇筑混凝土而形成 “一柱一桩 ”。施工中往往受工艺的局限 ,只能采用 吊线法、经纬仪等在钢立柱吊装就位时进行其垂直 度控制 ,而钢立柱一旦在桩孔中就位后 , 其垂直度 就无法测量。实际上 ,在吊装后的桩柱混凝土浇筑 过程中 ,由于混凝土对钢立柱的扰动与冲击 ,不可避 免地要影响钢立柱吊装时的垂直度 ,这也是一直困 扰逆作法进一步发展的障碍之一 [ 3, 4 ]。 1 技术关键与思路 如前文所述 ,在吊装后的桩柱混凝土浇筑多为 水下浇筑与高抛 ,水下浇筑的返浆或高抛混凝土的 冲击力都不可避免地对钢立柱产生一定的水平推 力 ,钢立柱的自身重量无法与这些水平推力平衡时 , 钢立柱即产生倾斜。因此 ,控制钢立柱在混凝土浇 筑过程中的垂直度的关键问题体现在以下 3 个环 节: 1) 实时监测钢立柱的垂直度并获取准确信息 ; 2) 采取措施实时对钢立柱纠偏调垂 ,例如液压装 置; 3) 控制系统将上述两个信息建立联系 ,确保纠 偏能可控、及时有效。要达到混凝土浇筑过程中钢 立柱垂直度实时控制的目的 ,就解决上述 3 个关键 问题。为此 ,在钢立柱实时调垂控制系统设计过程 中 ,作者对现有监测技术、液压千斤顶与传动装置、 以及人机交互的 PLC电路控制技术等进行了大量 检索 ,并结合上述 3个关键问题进行了不同方案的 比选 ,提出了解决思路。 1. 1 垂直度监测系统 钢立柱的垂直度实时监测包括监测与数据采集 两部分。垂直度监测主要是通过倾角传感器来完 成 ,而倾角传感器也是本系统的关键部件 , 系统的 精度主要由倾角传感器决定。目前常用于垂直度监 测的传感器有应变片式、钢丝振弦式、加速度测斜 仪、陀螺水平仪、电感式水平仪、激光测斜仪等。 查询及测试发现 , 这些传感器或精度太差 ,或 设置过于复杂、体积过大 , 或使用环境不适应 , 都 不能用于本系统。经过反复比选 ,确定选择性能好 且适宜各类使用环境的精密电子倾角传感器。为确 保垂直度监测的准确 ,本系统采用美国的 NS - 5 /PI 电子倾角传感器图 1。 NS - 5 /PI电子倾角传感器的核心是由基于电 容原理成品陶瓷管经玻璃封胶而成的整体陶瓷元 件 ,传感器内置一个性能良好的精密平面电极管并 经电解液密封。当传感器绕其灵敏轴旋转时 , 敏感

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