[發(fā)明專利]一種基坑變形精細(xì)化控制裝置和控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711416389.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN108252980B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔劍;顧國(guó)明;吳聯(lián)定;俞榮仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海建工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F15B15/14
• 分類號(hào): F15B15/14;F15B15/20;F15B15/26;F15B21/08;E02D17/04
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本發(fā)明公開了一種基坑變形精細(xì)化控制裝置和控制方法，該控制裝置設(shè)于鋼管支撐與基坑圍護(hù)墻之間，包括液壓缸、與所述液壓缸的輸出端連接的頂桿、套設(shè)于所述頂桿上且與所述液壓缸固定連接的防塵罩，所述頂桿遠(yuǎn)離所述液壓缸的一端從所述防塵罩中伸出，所述頂桿的伸出端與所述防塵罩之間還設(shè)有鎖緊單元，所述液壓缸和鎖緊單元還連接一控制單元。該控制裝置安裝于鋼管支撐與基坑圍護(hù)墻之間，不僅可以對(duì)基坑圍護(hù)墻施加設(shè)計(jì)要求的軸力，并且對(duì)該軸力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)該軸力低于設(shè)定的軸力預(yù)警下限值時(shí)，控制液壓缸加壓使所述頂桿頂出，使軸力恢復(fù)到設(shè)計(jì)要求的軸力值，同時(shí)通過(guò)鎖緊單元將頂桿與防塵罩進(jìn)行自動(dòng)鎖緊，無(wú)需人工操作，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基坑施工領(lǐng)域，具體涉及一種可以實(shí)時(shí)補(bǔ)償基坑鋼支撐軸力的基坑變形精細(xì)化控制裝置和控制方法。

背景技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市的建設(shè)也日趨多元化和復(fù)雜化，建設(shè)施工的環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，要求的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。現(xiàn)如今，在進(jìn)行巖土施工時(shí)，特別是在深基坑開挖的過(guò)程中，為了保護(hù)基坑自身和周邊建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)的安全，一般需要采用一些支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)深基坑進(jìn)行支護(hù)，例如鋼筋砼支撐、鋼管支撐等。由于鋼管支撐具有速度快，成本低等優(yōu)點(diǎn)，它被越來(lái)越多地用于深基坑支護(hù)，特別在一些對(duì)基坑變形控制要求極其嚴(yán)格的場(chǎng)合，如運(yùn)行地鐵邊的軟土深基坑工程的變形控制等，一般還需要按照設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，但隨著施工時(shí)間的推移，鋼支撐會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛，鋼支撐上的預(yù)應(yīng)力會(huì)降低，有時(shí)甚至消失。通常需要在鋼管支撐與圍護(hù)墻之間設(shè)置一鋼支撐軸力控制裝置，通常是一千斤頂，如液壓式千斤頂即油缸，由該千斤頂對(duì)該鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，以防止圍護(hù)墻在基坑開挖過(guò)程中由于鋼支撐軸力損失造成基坑變形超出控制范圍。

公開號(hào)為CN101776106B的中國(guó)專利文獻(xiàn)于2012年10月17日公開了一種基坑鋼支撐軸力自適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償液壓油缸裝置，當(dāng)鋼支撐的軸力變化超過(guò)設(shè)定值后會(huì)進(jìn)行報(bào)警，施工人員可以遠(yuǎn)程對(duì)鋼支撐的軸力進(jìn)行控制調(diào)整。但是，在遠(yuǎn)程控制調(diào)整時(shí)，特別是當(dāng)油缸進(jìn)行“伸”工作時(shí)，第一活塞桿前進(jìn)帶動(dòng)螺桿前進(jìn)，此時(shí)，由于鎖緊螺母與螺桿螺紋連接，鎖緊螺母跟隨螺桿前進(jìn)，從而會(huì)在鎖緊螺母與連接過(guò)渡套即防塵罩之間產(chǎn)生相應(yīng)的間隙，為了防止消除鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，現(xiàn)場(chǎng)的操作人員必須下到深基坑支撐補(bǔ)償油缸位置，手動(dòng)旋動(dòng)鎖緊螺母，使其與防塵罩靠牢，從而鎖定油缸工作位置。一旦油缸出現(xiàn)故障或者供油回路發(fā)生漏油現(xiàn)象，油缸中油的壓力會(huì)突然降低，螺桿就會(huì)快速回退，由于鎖緊螺母緊靠防塵罩，可以阻止螺桿回退，從而避免了鋼管支撐對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐失效，保證了深基坑的施工安全。

然而在施工過(guò)程中，基坑每時(shí)每刻都會(huì)發(fā)生一些微小變形，當(dāng)變形量累積到一定值時(shí)，此時(shí)，液壓缸缸內(nèi)油的壓力也隨著下降到某一限值，為了避免基坑變形過(guò)大，就需要及時(shí)調(diào)整液壓缸活塞桿的伸出量，所以需要人工頻繁旋動(dòng)鎖緊螺母。通常，一個(gè)大型深基坑需要幾十根甚至數(shù)百根鋼管支撐，如此大工作量無(wú)形地增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且由于人工操作過(guò)程中不可避免地會(huì)遺漏某根鋼管支撐或者某次鎖緊螺母旋動(dòng)工作，從而給基坑施工帶來(lái)一些不安全因素；此外，深基坑施工環(huán)境比較惡劣，操作人員容易發(fā)生安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基坑變形精細(xì)化控制裝置和控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的勞動(dòng)強(qiáng)度大、容易出現(xiàn)失誤以及操作人員容易發(fā)生事故的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基坑變形精細(xì)化控制裝置，設(shè)于鋼管支撐與基坑圍護(hù)墻之間，包括液壓缸、與所述液壓缸的輸出端連接的頂桿、套設(shè)于所述頂桿上且與所述液壓缸固定連接的防塵罩，所述頂桿遠(yuǎn)離所述液壓缸的一端從所述防塵罩中伸出，所述頂桿的伸出端與所述防塵罩之間設(shè)有鎖緊單元，所述液壓缸和鎖緊單元還連接一控制單元。

進(jìn)一步的，所述液壓缸內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制單元連接。

進(jìn)一步的，所述鎖緊單元包括與所述頂桿伸出端的外側(cè)螺紋連接且與防塵罩貼緊的鎖緊齒輪、與所述鎖緊齒輪嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪、與所述驅(qū)動(dòng)齒輪軸接的液壓馬達(dá)以及與所述鎖緊齒輪和防塵罩的接頭位置對(duì)應(yīng)的限位開關(guān)，所述限位開關(guān)與所述液壓馬達(dá)與所述控制單元連接。