[發明專利]一種自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法

有效

• 申請號: 201510276601.X
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN105696600B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 朱小藻;蔡連利;高憲民;周陽宗;崔松濤;劉銳;沈水龍;任棟杰;吳懷娜;范志高;唐德剛;余大成;張益柱;余貴良;陶紅杰;黃幫興;閆江濤
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司;中鐵十六局集團有限公司;上海交通大學
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 徐紅銀,郭國中

1.一種自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步：沿基坑長度方向布置一組水平支撐，在每組水平支撐中點處布置豎向支撐，并在豎向支撐頂部固定鋼板平臺；所述水平支撐中設置有液壓千斤頂；

第二步：每組水平支撐均配置地下水位測量儀、水位監測器、前端控制器和壓力監測器；其中：水位監測器實時記錄地下水位測量儀實時測得的地下水位深度，確定地下連續墻兩側地下水位深度的差值，并自動將地下水位深度的差值上傳到中心控制裝置；

前端控制器接收中心控制裝置下達的指令，控制液壓千斤頂的油泵的啟動與關閉；

壓力監測器實時記錄壓力傳感器監測到的壓力值，并將壓力差值上傳至中心控制裝置，其中壓力差值是指壓力傳感器開始工作后某時刻的壓力值與初始時刻壓力值之差；

中心控制裝置是一臺計算機設備，該設備能接收水位監測器上傳的地下水位深度差值，由計算公式確定需補償支撐力值，并通過對壓力監測器上傳的壓力差值與需要補償支撐力值的自動比對，選擇和下達操作指令；其中，計算公式是指：

式中：F為需補償支撐力值，kN；a為由擬合得到的系數；h為地下水位深度差值，m；EI為地下連續墻剛度，kN˙m²；γ為地下連續墻深度內土層的平均重度，kN/m³；H為地下連續墻埋深，m；

第三步：根據基坑工程條件，用有限元軟件建立數值模型；利用數值模型，模擬地下水位深度差值每增加一定數值所需補償支撐力值；根據模擬得到的地下水位數據和需補償支撐力值，通過數據擬合，確定上述計算公式中的參數a；啟動中心控制裝置后輸入計算公式；

第四步，基坑內潛水預降水開始后，地下水位監測器自動監測地下連續墻內外兩側地下水位深度變化，并將地下水位深度差值上傳到中心控制裝置；中心控制裝置根據水位監測器上傳的地下水位深度差值，確定需補償支撐力值，并對前端控制器下達啟動指令；前端控制器啟動與需進行補償的液壓千斤頂對應的油泵；同時，中心控制裝置實時對比與該液壓千斤頂對應的壓力監測器上傳的壓力差值和需補償支撐力值；當壓力差值與需補償支撐力值相同時，中心控制裝置對前端控制器下達關閉指令，前端控制器控制對應的油泵停止工作。

2.根據權利要求1所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，所述一組水平支撐是指由2根鋼支撐、2臺液壓千斤頂、1臺配套的油泵和2個壓力傳感器組成的水平支撐；2臺液壓千斤頂底部重合后沿水平支撐方向擱置于鋼板平臺中心處，2個液壓千斤頂通過油管與對應的油泵組成同步頂，在液壓千斤頂頂端水平放置壓力傳感器，壓力傳感器和地下連續墻之間水平放置鋼支撐，鋼支撐一端與地下連續墻固接，另一端擱置于鋼板平臺，鋼支撐長度應確保液壓千斤頂、壓力傳感器和鋼支撐緊密接觸。

3.根據權利要求2所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，每組水平支撐對應配置4個地下水位測量儀、1個水位監測器、1個前端控制器和1個壓力監測器；4個地下水位測量儀沿水平支撐方向分別布置于距兩道地下連續墻內外兩側各3m處，埋置深度為基坑設計深度的1.5～2倍，并各自與1個水位監測器連接；每組水平支撐中2臺液壓千斤頂對應的1臺油泵與1個前端控制器連接；每組水平支撐中2個壓力傳感器分別與1個壓力監測器連接；各個水位監測器、前端控制器、壓力監測器與中心控制裝置連接。

4.根據權利要求1所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，所述豎向支撐是指由4根角鋼和若干綴板構成的格構柱，格構柱頂部標高較地下連續墻頂部標高低0～0.5m，格構柱底部標高與基坑底部標高相同，并滿足承載力要求。

5.根據權利要求1所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，所述固定鋼板平臺是指：取一塊方形鋼板，水平放置于豎向支撐頂部，鋼板底面與豎向支撐用焊接固定。

6.根據權利要求1-5任一項所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，第一步中，沿基坑長度方向每隔5～7m布置一組水平支撐。

7.根據權利要求2或3所述的自動控制地下連續墻水平位移的基坑支護方法，其特征在于，第一步中，所述鋼支撐采用外徑為160～200mm，厚度為6～10mm的圓形鋼管支撐。