一种钢立柱调垂装置及方法技术领域
本发明涉及地下工程桩基础施工技术领域，特别涉及一种钢立柱调垂装置及方
法。
背景技术
逆作法施工是一种能够减少基坑变形，节省支撑费用，缩短施工工期的施工工艺。
在深基础逆作法施工工艺中，中间支排柱由混凝土桩与钢立柱组成，其中，一部分中间支排
柱的钢立柱是替代工程结构柱的临时结构杆，其主要用于支撑上部完成的主体结构体系的
自重和施工荷载；另一部分中间支排柱的钢立柱为永久结构，在地下结构施工竣工后，钢立
柱一般外包混凝土成为地下室结构柱。作为永久结构的钢立柱的定位和垂直度必须严格控
制精度，以便满足设计要求，否则会增加钢立柱的附加弯矩，造成结构的受力偏差，从而引
起结构破坏。
目前，现有的钢立柱调垂法主要是利用校正架上的校正螺栓来调整格构柱的中心
线和垂直度，通过钢立柱的自重和校正架校正传力来达到较为精确控制钢立柱安装精度的
目的，其基本施工流程如下：施工钻孔桩→对中放置定位架→放入钢筋笼并固定顶笼→起
吊钢立柱(预设吊筋)→下放钢立柱→钢筋笼与吊筋对接→钢筋笼与钢立柱同时下入→到
位后吊筋固定于地面→钢筋笼与钢立柱分离→放置校正架并固定→利用校正架调整钢立
柱的垂直度。
可见，定位架及校正架微调是上述钢立柱调垂法的关键，然而，在实际施工过程
中，由于定位架和校正架均为钢结构架体，体积大、重量大，需配合汽车吊或其他吊运设备
完成施工，而且制造成本高，占用储存空间较大，增加了施工成本；另外，为保证有足够的操
作空间，成孔完成后一般需移开桩机，待调垂结束后移回进行后续工序，造成施工不便，工
作效率低。
发明内容
针对现有的钢立柱调垂装置均为钢结构架体，体量大，制造成本高；钢立柱调垂方
法工作效率低的问题。本发明的目的是提供一种钢立柱调垂装置及方法，调垂装置结构简
易，制造成本低，而且可以回收利用；调垂方法既能保证调垂效果，又提高了施工效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢立柱调垂装置，它包括一固
定于桩孔顶端的定位钢板，所述钢立柱的一端贯穿所述定位钢板插入所述桩孔；一设置于
所述定位钢板上且围合于所述钢立柱四周的搁置架；以及相对设置于所述钢立柱两侧的两
个楔形的限位块，所述限位块的一端嵌于所述钢立柱与所述搁置架之间的间隙内。
优选的，所述搁置架是由两根并列设置的纵向卡条及两根并列设置的横向卡条构
成的“口”字形或“井”形结构，所述限位块嵌于所述纵向卡条与所述钢立柱之间的间隙内，
所述横向卡条与所述钢立柱紧密贴合。
优选的，所述限位块的楔形截面的斜边与垂线的夹角α为20°～40°。
优选的，所述限位块的楔形截面的斜边与垂线的夹角α为30°。
优选的，所述限位块由金属材料制成。
另外，本发明还提供了一种钢立柱调垂方法，步骤如下：
一、根据测量放线的桩位将定位钢板固定于桩孔上，并根据桩心位置，在所述定位
钢板上标记钢立柱的平面位置；
二、起吊所述钢立柱使其处于悬垂状态，配合垂直度检测装置测得所述钢立柱的
垂直度初始值，待所述钢立柱下放至设计标高后，根据所述定位钢板上所述钢立柱的平面
位置标记，在所述钢立柱的四周设置搁置架，并使限位块的一端嵌入所述搁置架与所述钢
立柱之间的间隙内；
三、调整所述钢立柱的位置使其满足所述定位钢板上所述钢立柱的平面位置标
记，待所述钢立柱的平面位置确定后，移动所述限位块并配合所述垂直度检测装置所反映
的垂直度数据进行微调，直至达到设计要求。
优选的，所述步骤二还包括，待所述钢立柱下放至设计标高后，在所述钢立柱的两
侧分别放置一根所述搁置架的纵向卡条，并使限位块的一端嵌入所述纵向卡条与所述钢立
柱之间的间隙内，调整两根所述纵向卡条之间的间距，使所述钢立柱的实际平面位置与所
述定位钢板上的标记相符合，然后，将两根所述纵向卡条固定于所述定位钢板上，所述钢立
柱的位置满足所述钢立柱的平面位置标记后，固定两根所述搁置架的横向卡条，且所述横
向卡条与所述钢立柱紧密贴合。
优选的，所述纵向卡条及所述横向卡条均通过双侧点焊固定于所述定位钢板上。
本发明的效果在于：
一、本发明的钢立柱调垂装置，包括定位钢板，围合于钢格构柱四周的搁置架及嵌
于钢格构柱与搁置架之间间隙内的一对限位块，采用定位钢板代替传统调垂法中的定位
架，定位钢板主要起初步定位及支撑搁置架的作用，采用结构简易的搁置架和限位块代替
原钢结构的校正架，依据定位钢板上的初步定位标识，确定钢格构柱的平面位置，同时利用
限位块卡住钢格构柱，通过设置搁置架及调整限位块的上下移动对钢格构柱的垂直度进行
微调，并配合垂直度检测装置，使钢格构柱的垂直度达到设计要求。综上，该钢立柱调垂装
置结构简易，制造成本低，而且可以回收利用，无需额外使用起吊设备进行搬运，另外，由于
各部件体积较小，施工完成后便于运输及储藏，降低了施工成本。
二、本发明的钢立柱调垂方法是逆作法施工过程中用作竖向支撑构件的施工工
艺，该调垂方法是在地面定位架调垂法的原理上对核心工序进行简化，首先，在桩孔上固定
定位钢板，在钢立柱吊至指定标高后，放置搁置架，并根据定位钢板上的初步定位标识确定
钢立柱的平面位置，同时利用限位块卡住钢立柱，通过上下移动限位块进行钢立柱的垂直
度微调，并配合垂直度检测装置所反映的垂直度数据，从而达到垂直度的设计要求，该调垂
方法既能保证调垂效果，又操作简易，降低了施工人员的劳动强度，提高了施工效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的定位钢板的结构示意图；
图2为本发明一实施例的钢立柱调垂装置应用于施工的示意图；
图3为图2的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种钢立柱调垂装置及方法作进一
步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附
图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实
施例的目的。
实施例一：结合图1至图3说明本发明的一种钢立柱调垂装置，本实施例以钢格构
柱3的调垂施工为例进行说明，桩身直径900mm，桩深约53.1m，钢格构柱截面尺寸为450mm×
450mm，设计长度为12.45m；钢立柱调垂装置包括一固定于桩孔1顶端的定位钢板10，钢格构
柱3的一端贯穿定位钢板10上的通孔11插入桩孔1；一设置于定位钢板10上且围合于钢格构
柱3四周的搁置架20；以及相对设置于钢格构柱3两侧的两个限位块30，上述限位块30的一
端嵌于钢格构柱3与搁置架20之间的间隙内。
本发明的钢立柱调垂装置，包括定位钢板10，围合于钢格构柱3四周的搁置架20及
嵌于钢格构柱3与搁置架20之间间隙内的一对楔形的限位块30，采用定位钢板10代替传统
调垂法中的定位架，定位钢板10主要起初步定位及支撑搁置架20的作用，采用结构简易的
搁置架20和限位块30代替原钢结构的校正架，依据定位钢板10上的初步定位标识，确定钢
格构柱3的平面位置，同时利用限位块30卡住钢格构柱3，通过设置搁置架20及调整限位块
30的上下移动对钢格构柱3的垂直度进行微调，并配合垂直度检测装置，使钢格构柱3的垂
直度达到设计要求。综上，该钢立柱调垂装置结构简易，制造成本低，而且可以回收利用，无
需额外使用起吊设备进行搬运，另外，由于各部件体积较小，施工完成后便于运输及储藏，
降低了施工成本。
上述搁置架20是由两根并列设置的纵向卡条21及两根并列设置的横向卡条22构
成的“口”字形或“井”形结构，如图3所示，纵向卡条21即沿y轴方向设置的卡条，横向卡条22
即沿x轴方向设置的卡条，限位块30嵌于纵向卡条21与钢格构柱3之间的间隙内，横向卡条
22则与钢格构柱3紧密贴合。该搁置架20结构简单，操作方便，搁置架20的纵向卡条21、横向
卡条22起到定位钢格构柱3的作用；本实施例中，上述纵向卡条21和横向卡条22均由截面为
50mmx50mm的钢条制作，具体长度则需根据桩径尺寸确定。
如图2所示，上述限位块30的楔形截面的斜边与垂线的夹角α为20°～40°，使得嵌
入纵向卡条21与钢格构柱3之间的限位块30能够稳定定位钢格构柱3；而且，楔形的限位块
30拆装简便，并可反复利用；更佳的，上述限位块30的楔形截面的斜边与垂线的夹角α优选
30°，具有定位牢固可靠，且调节方便的优点。上述限位块30由金属材料制成，能够避免因挤
压而导致的变形，而且限位块30周转利用率高，降低了施工成本。
实施例二：结合图1至图3说明本发明的一种钢立柱调垂方法，本实施例以钢格构
柱3的调垂施工为例进行说明，具体步骤如下：
一、如图1所示，根据桩身直径在定位钢板10的中央开设直径约1000mm的孔洞，桩
机成孔结束后移位，腾出一定操作空间，拉麻线对中确定桩心位置，根据测量放线的桩位将
定位钢板10对中、对方，并利用四周焊接的若干Φ14钢筋12固定于地面；同时，根据桩心位
置，在定位钢板10上标记钢格构柱3的平面位置，本实施例中，定位钢板10尺寸为
1500mmx1500mmx15mm，实际施工中，可根据现场已有材料确定定位钢板10的尺寸，但必须大
于桩径，且保证其平整度；
二、如图2所示，钢格构柱3通过滑轮与吊机相连，在重力作用下，吊机吊起后的钢
格构柱3在空中处于悬垂状态，配合垂直度检测装置测得钢格构柱3的垂直度初始值，待钢
格构柱3下放至设计标高后，根据定位钢板10上钢格构柱3的平面位置标记，在钢格构柱3的
四周设置搁置架20，并使限位块30的一端嵌入搁置架20与钢格构柱3之间的间隙内；
三、调整钢格构柱3的位置使其满足定位钢板10上钢格构柱3的平面位置标记，待
钢格构柱3的平面位置确定后，移动限位块30并配合垂直度检测装置所反映的垂直度数据
进行微调，直至达到设计要求
本发明的钢立柱调垂方法是逆作法施工过程中用作竖向支撑构件的施工工艺，该
调垂方法是在地面定位架调垂法的原理上对核心工序进行简化，首先，在桩孔上固定定位
钢板10，在钢格构柱3吊至指定标高后，放置搁置架20，并根据定位钢板10上的初步定位标
识确定钢格构柱3的平面位置，同时利用限位块30卡住钢格构柱3，通过上下移动限位块30
进行钢格构柱3的垂直度微调，并配合垂直度检测装置所反映的垂直度数据，从而达到垂直
度的设计要求。本实施例的调垂方法通过项目实际使用，可以满足至少垂直度1/400的设计
要求。该调垂方法既能保证调垂效果，又操作简易，降低了施工人员的劳动强度，提高了施
工效率。
如图2和图3所示，上述步骤二还包括，测得钢格构柱3的垂直度初始值后，先下钢
筋笼2，钢筋笼2到位后与钢格构柱3预留吊筋连接，再将钢筋笼2和钢格构柱3同时下放，在
钢格构柱3上部接近地表时，将笼、柱分离，由于钢筋笼2、钢格构柱3各有独立的悬吊装置，
钢格构柱3下部无约束，在无附加外力作用的情况下，钢格构柱3处于竖直悬垂状态，并在此
悬垂状态下进行下落及安放；如图3所示，钢格构柱3下放至设计标高后，根据定位钢板10上
钢格构柱3的x轴方向的平面位置标记，在钢格构柱3的两侧分别放置一根纵向卡条21，并使
限位块30的一端嵌入纵向卡条21与钢格构柱3之间的间隙内，调整两根纵向卡条21之间的
间距，使钢格构柱3的实际平面位置与定位钢板10上的标记相符合，然后，将两根纵向卡条
21固定于定位钢板10上；钢格构柱3的平面位置确定后，固定两根横向卡条22，且横向卡条
22与钢格构柱3紧密贴合，将一侧的限位块30上、下移动，钢格构柱3即在重力作用下沿x轴
方向作轻微转动，同时，配合垂直度检测装置所反映的垂直度数据进行微调，直至达到设计
要求。
上述纵向卡条21及横向卡条22均通过双侧点焊固定于定位钢板10上，以保证搁置
架20与定位钢板10的牢固连接。
本实施例中，上述垂直度检测装置优选激光倾斜仪，当然，也可选用其他类似的仪
器，此处不作限定。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发
明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。