CN109056743A - 一种智能基坑支护机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能基坑支护机构及其使用方法，包括立桩、围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器，所述立桩围绕基坑边缘设置并且立桩内侧设置围梁，围梁上安装有变形传感器，支撑梁包括斜支撑梁、水平支撑梁和竖直支撑梁，水平支撑梁的两端分别通过千斤顶与围梁抵接并且千斤顶上安装有第三传感器，水平支撑梁上安装有第二传感器，竖直支撑梁固定在每根水平支撑梁的下端，斜支撑梁固定在水平支撑梁两侧的下端并且斜支撑梁上安装有第一传感器，千斤顶通过液压油管与液压泵相连。本装置通过不同位置的不同传感器，可以实时监测基坑的变形值，通过中央处理器计算从而通过液压泵控制千斤顶进行加载或者卸载，可以对基坑进行有效的支撑。

Description

一种智能基坑支护机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及基坑支护领域，具体是一种智能基坑支护机构。

背景技术

随着城市化进程的加快和各地建筑的兴建，建筑行业又成为人们眼中的热门行业，修建建筑的第一步是挖基坑。基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，基坑开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，施工者必须对基坑侧壁及周边环境采用支挡、加固与保护措施。

常见的基坑支护形式主要有：排桩支护，桩撑、桩锚、排桩悬臂；地下连续墙支护，地连墙和支撑；水泥挡土墙；逆作拱墙等。在传统的基坑支护中，一般都是通过伺服轴力系统按照给定的恒定轴力自动增加或减少钢支撑的轴力，以防止支护结构的变形。这种控制方法是按照计算给出的恒定轴力及第三方监测的数据来控制基坑变形，而基坑支护的最终目的是保证基坑变形满足设计要求。

可是理论计算出的轴力和现场的实际压力是有差异的，同时钢支撑轴力在整个基坑的施工过程中是变化的，这就不能保证支护机构依据实际情况的压力进行调节，这就为基坑的施工安全带来了隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能基坑支护机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能基坑支护机构，包括立桩、围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器，所述立桩围绕基坑边缘设置并且立桩内侧设置围梁，围梁上安装有变形传感器，围梁可以将立桩连成一体，支撑梁包括斜支撑梁、水平支撑梁和竖直支撑梁，水平支撑梁的两端分别通过千斤顶与围梁抵接并且千斤顶上安装有第三传感器，水平支撑梁上安装有第二传感器，多个竖直支撑梁均匀固定在每根水平支撑梁的下端，斜支撑梁固定在每根水平支撑梁两侧的下端并且斜支撑梁上安装有第一传感器，千斤顶通过液压油管与液压泵相连，中央处理器通过有线或者无线的方式分别与液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器相连。

作为本发明进一步的方案：立柱的内部安装有第一加强筋。

作为本发明进一步的方案：竖直支撑梁的内部安装有第二加强筋，第二加强筋通过固定组件与水平支撑梁相固定。

作为本发明进一步的方案：固定组件包括固定条、把手、活动杆和U形夹，固定条的下部设置有通孔，U形夹通过销轴与固定条的通孔相连并且采用第一螺钉固定，活动杆的一端与U形夹相连并且采用第二螺钉固定，活动杆的另一端穿过固定条的通孔，把手安装在活动杆的顶部并且把手的位置高于固定条的位置。

作为本发明进一步的方案：U形夹的弯曲处安装有橡胶条。

作为本发明进一步的方案：第一传感器采用形变传感器，第二传感器采用位移传感器，第三传感器采用压力传感器。

所述智能基坑支护机构的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，将围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器安装好，中央处理器按照给出的恒定轴力计算出液压泵的工作参数，中央处理器将工作参数发送给液压泵并且中央处理器发送工作指令给液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器工作；

步骤二，液压泵按照中央处理器的工作参数为千斤顶供油，千斤顶给水平支撑梁初始支撑力；

步骤三，变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器实时监测基坑变形、斜支撑梁、水平支撑梁和千斤顶的数据并且发送给中央处理器，中央处理器根据数据进行计算并且得出液压泵的实时工作参数，中央处理器控制液压泵主动对千斤顶进行加载或卸载，保证基坑的变形数值在允许范围内，保证施工安全。

作为本发明进一步的方案：中央处理器还与安全员的移动终端相连，安全员可以通过移动终端实时查看基坑的变形数值等数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置设计合理，通过不同位置的不同传感器，可以实时监测基坑的变形值，通过中央处理器计算从而通过液压泵控制千斤顶进行加载或者卸载，保证支护机构可以对基坑进行有效的支撑，保证基坑的变形数值在允许范围内，从而保证施工安全。

附图说明

图1为智能基坑支护机构的结构示意图。

图2为智能基坑支护机构中水平支撑梁的侧视图。

图3为智能基坑支护机构中固定组件的结构示意图。

其中：1-基坑，2-立桩，3-第一加强筋，4-围梁，5-斜支撑梁，6-第一传感器，7-水平支撑梁，8-第二传感器，9-千斤顶，10-第三传感器，11-液压泵，12-中央处理器，13-竖直支撑梁，14-第二加强筋，15-固定组件，16-固定条，17-把手，18-活动杆，19-U形夹，20-第一螺钉，21-第二螺钉，22-橡胶条。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种智能基坑支护机构，包括立桩2、围梁4、支撑梁、千斤顶9、液压泵11和中央处理器12，所述立桩2围绕基坑1边缘设置并且立桩2内侧设置围梁4，围梁4上安装有变形传感器，围梁4可以将立桩2连成一体，支撑梁包括斜支撑梁5、水平支撑梁7和竖直支撑梁13，水平支撑梁7的两端分别通过千斤顶9与围梁4抵接并且千斤顶9上安装有第三传感器10，水平支撑梁7上安装有第二传感器8，多个竖直支撑梁13均匀固定在每根水平支撑梁7的下端，斜支撑梁5固定在每根水平支撑梁7两侧的下端并且斜支撑梁5上安装有第一传感器6，千斤顶9通过液压油管与液压泵11相连，中央处理器12通过有线或者无线的方式分别与液压泵11、千斤顶9、变形传感器、第一传感器6、第二传感器8和第三传感器10相连。立柱2的内部安装有第一加强筋3，加强连接强度。竖直支撑梁13的内部安装有第二加强筋14，第二加强筋14通过固定组件15与水平支撑梁7相固定，连接牢固性好。

所述智能基坑支护机构的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，将围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器安装好，中央处理器按照给出的恒定轴力计算出液压泵的工作参数，中央处理器将工作参数发送给液压泵并且中央处理器发送工作指令给液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器工作；

步骤二，液压泵按照中央处理器的工作参数为千斤顶供油，千斤顶给水平支撑梁初始支撑力；

步骤三，变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器实时监测基坑变形、斜支撑梁、水平支撑梁和千斤顶的数据并且发送给中央处理器，中央处理器根据数据进行计算并且得出液压泵的实时工作参数，中央处理器控制液压泵主动对千斤顶进行加载或卸载，保证基坑的变形数值在允许范围内，保证施工安全。

实施例2

一种智能基坑支护机构，包括立桩2、围梁4、支撑梁、千斤顶9、液压泵11和中央处理器12，所述立桩2围绕基坑1边缘设置并且立桩2内侧设置围梁4，围梁4上安装有变形传感器，围梁4可以将立桩2连成一体，支撑梁包括斜支撑梁5、水平支撑梁7和竖直支撑梁13，水平支撑梁7的两端分别通过千斤顶9与围梁4抵接并且千斤顶9上安装有第三传感器10，水平支撑梁7上安装有第二传感器8，多个竖直支撑梁13均匀固定在每根水平支撑梁7的下端，斜支撑梁5固定在每根水平支撑梁7两侧的下端并且斜支撑梁5上安装有第一传感器6，千斤顶9通过液压油管与液压泵11相连，中央处理器12通过有线或者无线的方式分别与液压泵11、千斤顶9、变形传感器、第一传感器6、第二传感器8和第三传感器10相连。竖直支撑梁13的内部安装有第二加强筋14，第二加强筋14通过固定组件15与水平支撑梁7相固定。固定组件15包括固定条16、把手17、活动杆18和U形夹19，固定条16的下部设置有通孔，U形夹19通过销轴与固定条16的通孔相连并且采用第一螺钉20固定，活动杆18的一端与U形夹19相连并且采用第二螺钉21固定，活动杆18的另一端穿过固定条16的通孔，把手17安装在活动杆18的顶部并且把手17的位置高于固定条16的位置，这种结构的固定组件15可以确保第二加强筋14与水平支撑梁7的连接牢固性。第一传感器6采用形变传感器，第二传感器8采用位移传感器，第三传感器10采用压力传感器。

所述智能基坑支护机构的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，将围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器安装好，中央处理器按照给出的恒定轴力计算出液压泵的工作参数，中央处理器将工作参数发送给液压泵并且中央处理器发送工作指令给液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器工作；

步骤二，液压泵按照中央处理器的工作参数为千斤顶供油，千斤顶给水平支撑梁初始支撑力；

步骤三，变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器实时监测基坑变形、斜支撑梁、水平支撑梁和千斤顶的数据并且发送给中央处理器，中央处理器根据数据进行计算并且得出液压泵的实时工作参数，中央处理器控制液压泵主动对千斤顶进行加载或卸载，保证基坑的变形数值在允许范围内，保证施工安全，中央处理器还与安全员的移动终端相连，安全员可以通过移动终端实时查看基坑的变形数值等数据，便于实时监控。

实施例3

一种智能基坑支护机构，包括立桩2、围梁4、支撑梁、千斤顶9、液压泵11和中央处理器12，所述立桩2围绕基坑1边缘设置并且立桩2内侧设置围梁4，围梁4上安装有变形传感器，围梁4可以将立桩2连成一体，支撑梁包括斜支撑梁5、水平支撑梁7和竖直支撑梁13，水平支撑梁7的两端分别通过千斤顶9与围梁4抵接并且千斤顶9上安装有第三传感器10，水平支撑梁7上安装有第二传感器8，多个竖直支撑梁13均匀固定在每根水平支撑梁7的下端，斜支撑梁5固定在每根水平支撑梁7两侧的下端并且斜支撑梁5上安装有第一传感器6，千斤顶9通过液压油管与液压泵11相连，中央处理器12通过有线或者无线的方式分别与液压泵11、千斤顶9、变形传感器、第一传感器6、第二传感器8和第三传感器10相连。立柱2的内部安装有第一加强筋3，加强连接强度。竖直支撑梁13的内部安装有第二加强筋14，第二加强筋14通过固定组件15与水平支撑梁7相固定，连接牢固性好。固定组件15包括固定条16、把手17、活动杆18和U形夹19，固定条16的下部设置有通孔，U形夹19通过销轴与固定条16的通孔相连并且采用第一螺钉20固定，活动杆18的一端与U形夹19相连并且采用第二螺钉21固定，活动杆18的另一端穿过固定条16的通孔，把手17安装在活动杆18的顶部并且把手17的位置高于固定条16的位置，这种结构的固定组件15可以确保第二加强筋14与水平支撑梁7的连接牢固性。U形夹19的弯曲处安装有橡胶条22。第一传感器6采用形变传感器，第二传感器8采用位移传感器，第三传感器10采用压力传感器。

所述智能基坑支护机构的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，将围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器安装好，中央处理器按照给出的恒定轴力计算出液压泵的工作参数，中央处理器将工作参数发送给液压泵并且中央处理器发送工作指令给液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器工作；

步骤二，液压泵按照中央处理器的工作参数为千斤顶供油，千斤顶给水平支撑梁初始支撑力；

步骤三，变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器实时监测基坑变形、斜支撑梁、水平支撑梁和千斤顶的数据并且发送给中央处理器，中央处理器根据数据进行计算并且得出液压泵的实时工作参数，中央处理器控制液压泵主动对千斤顶进行加载或卸载，保证基坑的变形数值在允许范围内，保证施工安全，中央处理器还与安全员的移动终端相连，安全员可以通过移动终端实时查看基坑的变形数值等数据，便于实时监控。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种智能基坑支护机构，其特征在于，包括立桩、围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器，所述立桩围绕基坑边缘设置并且立桩内侧设置围梁，围梁上安装有变形传感器，支撑梁包括斜支撑梁、水平支撑梁和竖直支撑梁，水平支撑梁的两端分别通过千斤顶与围梁抵接并且千斤顶上安装有第三传感器，水平支撑梁上安装有第二传感器，多个竖直支撑梁均匀固定在每根水平支撑梁的下端，斜支撑梁固定在每根水平支撑梁两侧的下端并且斜支撑梁上安装有第一传感器，千斤顶通过液压油管与液压泵相连，中央处理器通过有线或者无线的方式分别与液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器相连。

2.根据权利要求1所述的智能基坑支护机构，其特征在于，所述立柱的内部安装有第一加强筋。

3.根据权利要求1或2所述的智能基坑支护机构，其特征在于，所述竖直支撑梁的内部安装有第二加强筋，第二加强筋通过固定组件与水平支撑梁相固定。

4.根据权利要求3所述的智能基坑支护机构，其特征在于，所述固定组件包括固定条、把手、活动杆和U形夹，固定条的下部设置有通孔，U形夹通过销轴与固定条的通孔相连并且采用第一螺钉固定，活动杆的一端与U形夹相连并且采用第二螺钉固定，活动杆的另一端穿过固定条的通孔，把手安装在活动杆的顶部并且把手的位置高于固定条的位置。

5.根据权利要求4所述的智能基坑支护机构，其特征在于，所述U形夹的弯曲处安装有橡胶条。

6.根据权利要求1或2所述的智能基坑支护机构，其特征在于，所述第一传感器采用形变传感器，第二传感器采用位移传感器，第三传感器采用压力传感器。

7.一种如权利要求1-6任一所述的智能基坑支护机构的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将围梁、支撑梁、千斤顶、液压泵和中央处理器安装好，中央处理器按照给出的恒定轴力计算出液压泵的工作参数，中央处理器将工作参数发送给液压泵并且中央处理器发送工作指令给液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器，液压泵、千斤顶、变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器工作；

步骤二，液压泵按照中央处理器的工作参数为千斤顶供油，千斤顶给水平支撑梁初始支撑力；

步骤三，变形传感器、第一传感器、第二传感器和第三传感器实时监测基坑变形、斜支撑梁、水平支撑梁和千斤顶的数据并且发送给中央处理器，中央处理器根据数据进行计算并且得出液压泵的实时工作参数，中央处理器控制液压泵主动对千斤顶进行加载或卸载。

8.根据权利要求7所述的智能基坑支护机构的使用方法，其特征在于，所述中央处理器还与安全员的移动终端相连。