CN108532656A - 一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，主要包括以下步骤：(1)沉降分析：根据建筑物顶端设置的倾斜监测装置监测到的建筑物沉降参数数据，制定建筑物纠倾方案；(2)迫降：通过工作坑一内的钻孔机和土量监测运送装置进行分层掏土，并实时记录建筑物变化参数；(3)顶升：通过工作坑二内的注浆机在地基基础下层指定位置注入定量膨胀剂；(4)反馈接收分析：自动动态控制装置根据反馈数据进行精密分析和计算处理；(5)自动化纠倾：根据纠倾方案各项技术参数预测建筑物位移参数，结合以往纠倾数据制定预设方案，控制钻孔机和注浆机自动进行建筑物纠倾操作。

Description

一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法

技术领域

本发明属于建筑物纠倾工程技术领域，具体是涉及一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法。

背景技术

建筑物纠倾技术，由于各种复杂的原因，使刚竣工或居民迁入不久的建筑物就发生严重倾斜、裂损，有的甚至完全丧失使用条件，不得不拆除重建，和困难。有些是修建年代较久的建筑或名胜古迹发生倾斜破坏，如著名的意大利比萨斜塔、西安的大雁塔、苏州的虎丘塔、河南的灵宝塔等。据不完全统计，这些年我国有500多栋建筑物发生重大倒塌事故，造成大量的人身伤亡和经济损失。随着国民经济的快速发展和基础设施建设工程增加，各种各样的建筑物形式不断涌现。由于上部结构的多样性以及地基土层变形不均匀等不利因素，建筑物地基基础常常发生不均匀变形，致使建筑物受力构件破坏或整体倾覆，造成严重的经济损失或人员伤亡。纠倾工程是值已有建筑物由于某种原因造成偏移垂直位置而发生倾斜，严重影响使用甚至对社会安全产生威胁时，所采取的纠倾扶正加固措施，以其恢复建筑物的正常使用功能。

目前，建筑物纠倾共有三十余种方法，根据其处理方式可归结为迫降法和顶升法两种。每种纠偏技术都有其使用范围和局限性，良好的纠倾处理方案不仅可以缩短施工工期同时产生良好的经济和社会效益。现有的纠倾工程中，建筑物沉降变形监测、迫降(顶升)采用人工控制，存在信息反馈不及时、不确定性因素复杂、纯经验处理等问题。我国乃至世界上的建筑物纠倾技术均源自古建筑纠倾加固或者说文物保护，但伴随着近年来我国城镇建筑面积的飞速递增，建筑质量去每况愈下，致使一部分建筑尚未投入使用即发生倾斜，对此或纠倾加固后继续使用，或定向爆破重新来建。其中通过纠倾加固后继续使用的建筑不在少数，目前国内成功的案例已过千数，最高甚称青海师范大学3号住宅楼，高97m，纠倾完成后已使用多年，无任何问题。虽然国内的成功案例数不胜数，但理论远远滞后实践，致使失败的案例时有发生，因而仍需要该行业内的科研技术人员不断努力，完善理论，追求完美。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法。

本发明的技术方案是：一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，主要包括以下步骤：

沉降分析：根据建筑物顶端设置的倾斜监测装置监测到的建筑物沉降参数数据，结合建筑物的地基基础周围的地质数据，通过自动动态控制装置分析建筑物不均匀沉降原因，制定建筑物纠倾方案并确定重点监测位置、迫降顶升具体措施和各项措施相关技术参数等施工关键参数

迫降：在建筑物的地基基础沉降相对较小区域的一侧开挖工作坑一，工作坑一内设有钻孔机和土量监测运送装置，所述钻孔机和土量监测运送装置通过无线网络与自动动态控制装置连接，按照自动动态控制装置制定的迫降方案，钻孔机在地基基础下层进行分层掏土，掏出的土经土量监测运送装置运至坑外，自动动态控制装置实时监控和记录钻孔机分层掏土量及建筑物顶端的倾斜监测装置的实时变化数据；

顶升：在建筑物的地基基础沉降相对较大区域的一侧开挖工作坑二，工作坑二内设有注浆机，所述注浆机通过无线网络与自动动态控制装置连接，按照自动动态控制装置制定的顶升方案在地基基础下层指定位置注入定量膨胀剂，自动动态控制装置实时监控和记录注浆机注入膨胀剂量及建筑物顶端的倾斜监测装置的实时变化数据；

反馈接收分析：在进行迫降和顶升的同时，自动动态控制装置根据钻孔机分层掏土位置及掏土量、注浆机注入膨胀剂位置和剂量、倾斜监测装置反馈数据进行精密分析和计算处理，得出迫降和顶升操作分别对建筑物的纠倾位移；

自动化纠倾：自动动态控制装置根据反馈接收数据对建筑物纠倾方案进行改进完善，并根据纠倾方案各项技术参数预测建筑物位移参数，并结合以往纠倾数据制定预设方案，控制钻孔机和注浆机自动进行建筑物纠倾操作

进一步地，所述自动动态控制装置包括数据传输器、高性能计算机和存储器，所述数据传输器安装在自动动态控制装置内部，并与所述倾斜监测装置、钻孔机、土量监测器、注浆机分别通过无线网络连接，所述高性能计算机用于分析处理纠倾方案中的各项数据与参数，所述存储器用于存储各项数据，自动动态控制装置可以对建筑物进行自动化纠倾操作，避免了人为操控的不准确性，并且节省了大量人力物力。

进一步地，所述倾斜监测装置共有四个，分别设置在建筑物顶端四角，倾斜监测装置包括测斜管、传感器和数据传输器，所述测斜管固定安装在建筑物顶角，所述传感器设置在测斜管中间位置，所述数据传感器设置在测斜管下方，倾斜监测装置可以实时监测建筑物倾斜度和沉降参数，及时反馈给自动动态控制装置。

进一步地，所述土量监测运送装置固定安装在工作坑一底部，土量监测运送装置包括固定桩、运送带、接收槽、滑轨和土量监测器，所述运送带倾斜设置在工作坑一内部，所述固定桩设置在所述运送带下方，用于固定运送带，所述接收槽设置在运送带右端，所述土量监测器设置在运送带内部，所述滑轨固定安装在接收槽上方，用于连接所述钻孔机，所述钻孔机包括电机、钻头，滚筒和滑座，所述电机设置在钻孔机的内部，所述钻头近端固定连接在所述电机的输出轴上，所述滚筒设置在钻头外侧，所述滑座固定设置在钻孔机的左侧，且与所述滑轨活动连接，钻孔机分层进行地基基础下掏土，经土量监测运送装置运至坑外，自动化程度高，方便高效。

进一步地，所述注浆机固定安装在工作坑二底部，注浆机包括储料罐、搅拌器、压送泵、流量计和注料管，所述储料罐设置在注浆机的上端，所述搅拌器安装在储料罐内部，所述压送泵安装在储料罐底端，所述注料管右端与压送泵固定连接，所述流量计安装在注料管内部，注浆机将膨胀剂注入地基基础下，通过膨胀剂膨胀时产生的膨胀力将建筑物顶升。

进一步地，所述倾斜监测装置和自动动态控制装置都使用太阳能电池进行供电，节省了建筑物顶端接线的麻烦，并且节省了电能。

进一步地，当建筑物单侧沉降较大时，采用迫降方案与顶升方案同时进行的方式进行快速纠倾，当建筑物单侧沉降较小时，可根据需要单独采用迫降方案或顶升方案进行纠倾，自动动态控制装置可根据实际情况对建筑物进行不同方案纠倾，科学高效。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，相对于现有技术来说，本发明的倾斜监测装置可以实时监测建筑物倾斜度和沉降参数，及时反馈给自动动态控制装置，然后在建筑物沉降较大的一侧通过注浆机在地基基础下注入膨胀剂进行顶升，在建筑物沉降较小的一侧通过钻孔机进行掏土迫降，当建筑物单侧沉降较大时，采用迫降方案与顶升方案同时进行的方式进行快速纠倾，当建筑物单侧沉降较小时，可根据需要单独采用迫降方案或顶升方案进行纠倾，自动动态控制装置可根据实际情况对建筑物进行不同方案纠倾。总之，本发明具有方法科学、纠倾效果好、安全高效等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的钻孔机与土量监测运送装置结构示意图；

图3是本发明的注浆机结构示意图；

图4是本发明的倾斜监测装置结构示意图。

其中，1-建筑物、2-倾斜监测装置、21-测斜管、22-传感器、23-数据传输器、3-地基基础、4-自动动态控制装置、41-数据传输器、42-高性能计算机、43-存储器、5-工作坑一、51-钻孔机、511-电机、512-钻头、513-滚筒、514-滑座、52-土量监测运送装置、521-固定桩、522-运送带、523-接收槽、524-滑轨、525-土量监测器、6-工作坑二、61-注浆机、611-储料罐、612-搅拌器、613-压送泵、614-流量计、615-注料管。

具体实施方式

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-4和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。

如图1所示，一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，主要包括以下步骤：

沉降分析：根据建筑物1顶端设置的倾斜监测装置2监测到的建筑物1沉降参数数据，结合建筑物1的地基基础3周围的地质数据，通过自动动态控制装置4分析建筑物1不均匀沉降原因，制定建筑物纠倾方案并确定重点监测位置、迫降顶升具体措施和各项措施相关技术参数等施工关键参数，自动动态控制装置4包括数据传输器41、高性能计算机42和存储器43，数据传输器41安装在自动动态控制装置4内部，并与倾斜监测装置2、钻孔机51、土量监测器525、注浆机61分别通过无线网络连接，高性能计算机42用于分析处理纠倾方案中的各项数据与参数，存储器43用于存储各项数据，自动动态控制装置4使用太阳能电池进行供电；如图4所示，倾斜监测装置2共有四个，分别设置在建筑物1顶端四角，倾斜监测装置2包括测斜管21、传感器22和数据传输器23，测斜管21固定安装在建筑物1顶角，传感器22设置在测斜管21中间位置，数据传感器23设置在测斜管21下方，倾斜监测装置2使用太阳能电池进行供电；

迫降：在建筑物1的地基基础3沉降相对较小区域的一侧开挖工作坑一5，工作坑一5内设有钻孔机51和土量监测运送装置52，钻孔机51和土量监测运送装置52通过无线网络与自动动态控制装置4连接，按照自动动态控制装置4制定的迫降方案，钻孔机51在地基基础3下层进行分层掏土，掏出的土经土量监测运送装置52运至坑外，自动动态控制装置4实时监控和记录钻孔机51分层掏土量及建筑物1顶端的倾斜监测装置2的实时变化数据，土量监测运送装置52固定安装在工作坑一5底部，如图2所示，土量监测运送装置52包括固定桩521、运送带522、接收槽523、滑轨524和土量监测器525，运送带522倾斜设置在工作坑一5内部，固定桩521设置在运送带522下方，用于固定运送带522，接收槽523设置在运送带522右端，土量监测器525设置在运送带522内部，滑轨524固定安装在接收槽523上方，用于连接钻孔机51，钻孔机51包括电机511、钻头512，滚筒513和滑座514，电机511设置在钻孔机51的内部，钻头512近端固定连接在电机511的输出轴上，滚筒513设置在钻头512外侧，滑座514固定设置在钻孔机51的左侧，且与滑轨524活动连接；

顶升：在建筑物的地基基础3沉降相对较大区域的一侧开挖工作坑二6，工作坑二6内设有注浆机61，注浆机61通过无线网络与自动动态控制装置4连接，按照自动动态控制装置4制定的顶升方案在地基基础3下层指定位置注入定量膨胀剂，自动动态控制装置4实时监控和记录注浆机61注入膨胀剂量及建筑物1顶端的倾斜监测装置2的实时变化数据，如图3所示，注浆机61固定安装在工作坑二6底部，注浆机61包括储料罐611、搅拌器612、压送泵613、流量计614和注料管615，储料罐611设置在注浆机61的上端，搅拌器612安装在储料罐611内部，压送泵613安装在储料罐611底端，注料管615右端与压送泵613固定连接，流量计614安装在注料管615内部；

反馈接收分析：在进行迫降和顶升的同时，自动动态控制装置4根据钻孔机51分层掏土位置及掏土量、注浆机61注入膨胀剂位置和剂量、倾斜监测装置2反馈数据进行精密分析和计算处理，得出迫降和顶升操作分别对建筑物1的纠倾位移；

自动化纠倾：自动动态控制装置4根据反馈接收数据对建筑物1纠倾方案进行改进完善，并根据纠倾方案各项技术参数预测建筑物1位移参数，并结合以往纠倾数据制定预设方案，控制钻孔机51和注浆机61自动进行建筑物1纠倾操作，当建筑物1单侧沉降较大时，采用迫降方案与顶升方案同时进行的方式进行快速纠倾，当建筑物1单侧沉降较小时，可根据需要单独采用迫降方案或顶升方案进行纠倾。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

沉降分析：根据建筑物(1)顶端设置的倾斜监测装置(2)监测到的建筑物(1)沉降参数数据，结合建筑物(1)的地基基础(3)周围的地质数据，通过自动动态控制装置(4)分析建筑物(1)不均匀沉降原因，制定建筑物纠倾方案并确定重点监测位置、迫降顶升具体措施和各项措施相关技术参数等施工关键参数；

迫降：在建筑物(1)的地基基础(3)沉降相对较小区域的一侧开挖工作坑一(5)，工作坑一(5)内设有钻孔机(51)和土量监测运送装置(52)，所述钻孔机(51)和土量监测运送装置(52)通过无线网络与自动动态控制装置(4)连接，按照自动动态控制装置(4)制定的迫降方案，钻孔机(51)在地基基础(3)下层进行分层掏土，掏出的土经土量监测运送装置(52)运至坑外，自动动态控制装置(4)实时监控和记录钻孔机(51)分层掏土量及建筑物(1)顶端的倾斜监测装置(2)的实时变化数据；

顶升：在建筑物的地基基础(3)沉降相对较大区域的一侧开挖工作坑二(6)，工作坑二(6)内设有注浆机(61)，所述注浆机(61)通过无线网络与自动动态控制装置(4)连接，按照自动动态控制装置(4)制定的顶升方案在地基基础(3)下层指定位置注入定量膨胀剂，自动动态控制装置(4)实时监控和记录注浆机(61)注入膨胀剂量及建筑物(1)顶端的倾斜监测装置(2)的实时变化数据；

反馈接收分析：在进行迫降和顶升的同时，自动动态控制装置(4)根据钻孔机(51)分层掏土位置及掏土量、注浆机(61)注入膨胀剂位置和剂量、倾斜监测装置(2)反馈数据进行精密分析和计算处理，得出迫降和顶升操作分别对建筑物(1)的纠倾位移；

自动化纠倾：自动动态控制装置(4)根据反馈接收数据对建筑物(1)纠倾方案进行改进完善，并根据纠倾方案各项技术参数预测建筑物(1)位移参数，并结合以往纠倾数据制定预设方案，控制钻孔机(51)和注浆机(61)自动进行建筑物(1)纠倾操作。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，所述自动动态控制装置(4)包括数据传输器(41)、高性能计算机(42)和存储器(43)，所述数据传输器(41)安装在自动动态控制装置(4)内部，并与所述倾斜监测装置(2)、钻孔机(51)、土量监测器(525)、注浆机(61)分别通过无线网络连接，所述高性能计算机(42)用于分析处理纠倾方案中的各项数据与参数，所述存储器(43)用于存储各项数据。

3.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，所述倾斜监测装置(2)共有四个，分别设置在建筑物(1)顶端四角，倾斜监测装置(2)包括测斜管(21)、传感器(22)和数据传输器(23)，所述测斜管(21)固定安装在建筑物(1)顶角，所述传感器(22)设置在测斜管(21)中间位置，所述数据传感器(23)设置在测斜管(21)下方。

4.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，所述土量监测运送装置(52)固定安装在工作坑一(5)底部，土量监测运送装置(52)包括固定桩(521)、运送带(522)、接收槽(523)、滑轨(524)和土量监测器(525)，所述运送带(522)倾斜设置在工作坑一(5)内部，所述固定桩(521)设置在所述运送带(522)下方，用于固定运送带(522)，所述接收槽(523)设置在运送带(522)右端，所述土量监测器(525)设置在运送带(522)内部，所述滑轨(524)固定安装在接收槽(523)上方，用于连接所述钻孔机(51)，所述钻孔机(51)包括电机(511)、钻头(512)，滚筒(513)和滑座(514)，所述电机(511)设置在钻孔机(51)的内部，所述钻头(512)近端固定连接在所述电机(511)的输出轴上，所述滚筒(513)设置在钻头(512)外侧，所述滑座(514)固定设置在钻孔机(51)的左侧，且与所述滑轨(524)活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，所述注浆机(61)固定安装在工作坑二(6)底部，注浆机(61)包括储料罐(611)、搅拌器(612)、压送泵(613)、流量计(614)和注料管(615)，所述储料罐(611)设置在注浆机(61)的上端，所述搅拌器(612)安装在储料罐(611)内部，所述压送泵(613)安装在储料罐(611)底端，所述注料管(615)右端与压送泵(613)固定连接，所述流量计(614)安装在注料管(615)内部。

6.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，所述倾斜监测装置(2)和自动动态控制装置(4)都使用太阳能电池进行供电。

7.根据权利要求1所述的一种建筑物自动动态迫降顶升信息化纠倾方法，其特征在于，当建筑物(1)单侧沉降较大时，采用迫降方案与顶升方案同时进行的方式进行快速纠倾，当建筑物(1)单侧沉降较小时，可根据需要单独采用迫降方案或顶升方案进行纠倾。