CN109653208A - 定向时时调控位移的隔离桩和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定向时时调控位移的隔离桩，包括预制桩，所述预制桩从上至下分为至少2个预制单元，在上下方向上相邻的2个预制单元之间设有分割层；所述预制单元的圆周表面上均匀的固定有若干千斤顶，千斤顶的伸缩轴朝外延伸；所述千斤顶的伸缩轴上固定有弧面板，弧面板的轴心线和预制单元的轴心线重合；所述弧面板的外部均固定有土压力计；以及，土压力计均信号连接至一控制单元；千斤顶信号相连控制单元。本发明的优点是：能够较好的控制基坑开挖时形成的深层土体的位移。本发明还公开了一种定向时时调控位移的方法。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种定向时时调控位移的隔离桩。本发明还涉及一种定向时时调控位移的方法。
背景技术
基坑开挖时的卸荷效应会对周边环境产生强烈影响，坑外既有的构(建)筑物会在坑内土体的卸荷作用下随坑外主动区土体一起产生向坑内的变形移动。特别在沿海软土地区，深大基坑开挖导致的这种变形形成的影响更加显著。隔离桩作为控制基坑或隧道施工对邻近构筑物影响的常用方法之一，通过在基坑或盾构掘进隧道邻侧打设隔离桩的方式，能够有效地减小开挖过程中引起的坑外土体变形传递，进而有效控制开挖卸荷对邻近地表建筑物或地下结构的变形影响。
但是，目前传统的隔离桩对于基坑外侧深层土体的保护仍然存在着一些不足之处。首先，隔离桩的原理是通过自身刚度隔断深层土体位移，但是其也存在刚度不足，从而不足以满足对于坑外深层土体位移的控制要求。其次，隔离桩可能会由于深层土体的位移而发生整体的移动。隔离桩在基坑开挖过程中不能时时的调控，只能通过初始设定的自身刚度提供一定的抵抗效果，不能实现灵活有效的时时控制坑外深层土体的位移，对于某些对变形控制较高要求的情况不能满足。因此，施工时需要时时控制深层土体的位移。
发明内容
本发明的目的是提供一种定向时时调控位移的隔离桩，它具有能够较好的控制基坑开挖时形成的深层土体的位移的特点。本发明还公开了一种定向时时调控位移的方法。
本发明所采用的技术方案是：
定向时时调控位移的隔离桩，包括预制桩，
所述预制桩从上至下分为至少2个预制单元，在上下方向上相邻的2个预制单元之间设有分割层；
所述预制单元的圆周表面上均匀的固定有若干千斤顶，千斤顶的伸缩轴朝外延伸；
所述千斤顶的伸缩轴上固定有弧面板，弧面板的轴心线和预制单元的轴心线重合；
所述弧面板的外部均固定有土压力计；
以及，
土压力计均信号连接至一控制单元；
千斤顶信号相连控制单元。
所述弧面板的外部包有橡皮套。
所述同一个预制单元上相邻的弧面板之间设有滚珠单元。
所述预制单元的圆周表面上预埋有用于焊接千斤顶的固定端的金属片。
所述预制单元的中部均设有呈竖向的钢筋预留孔。
定向时时调控位移的方法，所述方法采用所述的定向时时调控位移的隔离桩，该方法包括：
A、根据基坑外需要保护的环境确定定向时时调控位移的隔离桩的埋设位置；
B、在基坑未施工前，将定向时时调控位移的隔离桩打入选定位置的深层土体内，根据土压力计传递至控制单元压力信息采集初始时不同深度、不同位置下的压力大小，且将基坑未开挖前的测定的压力值设定为控制值；
C、当基坑开挖时，会引起基坑外土体产生相应的应力场与位移场，从而土压力计反映出的数值出现相应的变化，土压力计将测定的实时压力值传递至控制单元，控制单元将测定的压力值和控制值进行比较，而后控制单元根据压力比较的情况，控制单元向相应的千斤顶发出伸缩信号，千斤顶伸缩后，相应的弧面板移动，直至土体压力保持在控制值。
当基坑开挖结束后，取回定向时时调控位移的隔离桩，然后迅速填入混凝土将取出定向时时调控位移的隔离桩形成的洞密实。
所述埋设位置采用单排、双排或梅花形的布桩形式。
本发明的定向时时调控位移的隔离桩和方法所具有的优点是：能够较好的控制基坑开挖时形成的深层土体的位移。本发明通过隔离桩隔断深层土体位移，并利用小型千斤顶来弥补隔离桩刚度不足产生的部分深层土体位移，能有效的控制住由于基坑开挖引起的外部深层土体位移。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的实施例的定向时时调控位移的隔离桩的立体图；
图2是本发明的分割层的立体图；
图3和图4是本发明的实施例的定向时时调控位移的方法的动作示意图。
图中：
11、预制单元，12、分割层，13、钢筋预留孔；
20、千斤顶；
30、弧面板；
40、土压力计；
50、控制单元；
60、橡皮套；
70、滚珠单元。
具体实施方式
实施例，见图1至图4所示：定向时时调控位移的隔离桩，包括通常为混凝土制备的预制桩。
具体的：
预制桩从上至下分为至少2个预制单元11，在上下方向上相邻的2个预制单元11之间设有分割层12。通常，预制桩整体高6000mm，每一个预制单元11的高度为1000mm，从而具有6个预制单元11，且预制单元11的直径根据情况通常为200—600mm。需要注意的是，分割层12可以是套设并固定在相邻的预制单元11的结合部的圆形钢圈，而相邻的预制单元11并没有分隔开。即，该圆形钢板的中部设有用于预制桩穿过的通孔。
预制单元11的圆周表面上均匀的固定有若干千斤顶20，千斤顶20的伸缩轴均朝外延伸。通常，每个预制单元11的圆周表面上的千斤顶20为6个，且千斤顶20的伸缩轴的延伸线垂直相较于预制桩的竖向轴心线。
千斤顶20的伸缩轴上固定有弧面板30，弧面板30的轴心线和预制单元11的轴心线重合。本实施例中，每个弧面板30均为60°弧面。即，在初始状态下，围绕着同一个预制单元11外部的弧面板30形成一封闭的圆筒形，且该圆筒形和该预制桩同轴心线。
弧面板30的外部均固定有土压力计40。土压力计40亦可根据情况设置多个。
更具体的：
土压力计40均信号连接至一控制单元50；千斤顶20信号相连控制单元50。即，土压力计40能够将其检测的深层土的压力值传递至相应的控制单元50，而控制单元50根据计算结果控制相应的千斤顶20的工作状态。这样，将该定向时时调控位移的隔离桩事先插在设定的位置，当基坑开挖时，如果造成某处的土方发生变化，则某处的土的压力值会超出原先的设定控制值，该处的千斤顶20的伸缩轴即会伸出，和该千斤顶20的伸缩轴连接的弧面板30向外突出，即便预制桩有所变形，亦可较好抵消土方的变化，保护基坑外围的环境安全。
优化的：
弧面板30的外部包有橡皮套60(图1中未示出)。即，橡皮套60整体包围在该定向时时调控位移的隔离桩的外部。这样，在某个弧面板30突出，该个弧面板30和与其相邻的弧面板30之间会形成间隙，橡皮套60可避免土进入间隙内。
同一个预制单元11上相邻的弧面板30之间设有滚珠单元70。比如，滚珠单元70包括相互平行的2个塑料板，而塑料板之间设有若干滚珠。这样，在弧面板30移动时，不会受到旁边弧面板30的影响，继而移动较为顺畅。
预制单元11的圆周表面上预埋有用于焊接千斤顶20的固定端的金属片(图上未示出)。这样，便于固定千斤顶20。
预制单元11的中部均设有呈竖向的钢筋预留孔13。
在具体使用时，定向时时调控位移的方法，可以采用前述的定向时时调控位移的隔离桩。该方法包括：
A、根据基坑外需要保护的环境确定定向时时调控位移的隔离桩的埋设位置。埋设位置可以采用单排、双排或梅花形的布桩形式。
B、在基坑未施工前，将定向时时调控位移的隔离桩打入选定位置的深层土体内。根据土压力计40传递至控制单元50的压力信息采集初始时不同深度、不同位置下的压力大小，且将基坑未开挖前的测定的压力值设定为控制值。
C、当基坑开挖时，会引起基坑外土体产生相应的应力场与位移场，从而土压力计40反映出的土的压力值的数值出现相应的变化。土压力计40将测定的实时压力值传递至相应的控制单元50。控制单元50将测定的压力值和设定的控制值进行比较，而后控制单元50根据压力比较的情况，控制单元50向相应的千斤顶20发出伸缩信号。即，一般反映出的压力值高于设定的控制值，则表示该处的土层发生变化，控制单元50即控制千斤顶20的伸缩轴伸出。千斤顶20伸出后，相应的弧面板30突出，直至土体压力保持在控制值。如此，抵消了预制柱刚性不足造成的影响。
D、当基坑开挖结束后，取回定向时时调控位移的隔离桩，然后迅速填入混凝土将取出定向时时调控位移的隔离桩时形成的洞密实。
综上所述，本发明通过隔离桩隔断深层土体位移，并利用千斤顶来弥补隔离桩刚度不足产生的部分深层土体位移，能有效的控制住由于基坑开挖引起的外部深层土体位移。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.定向时时调控位移的隔离桩，包括预制桩，其特征在于：
所述预制桩从上至下分为至少2个预制单元(11)，在上下方向上相邻的2个预制单元(11)之间设有分割层(12)；
所述预制单元(11)的圆周表面上均匀的固定有若干千斤顶(20)，千斤顶(20)的伸缩轴朝外延伸；
所述千斤顶(20)的伸缩轴上固定有弧面板(30)，弧面板(30)的轴心线和预制单元(11)的轴心线重合；
所述弧面板(30)的外部均固定有土压力计(40)；
以及，
土压力计(40)均信号连接至一控制单元(50)；
千斤顶(20)信号相连控制单元(50)。
2.根据权利要求1所述的定向时时调控位移的隔离桩，其特征在于：所述弧面板(30)的外部包有橡皮套(60)。
3.根据权利要求1所述的定向时时调控位移的隔离桩，其特征在于：所述同一个预制单元(11)上相邻的弧面板(30)之间设有滚珠单元(70)。
4.根据权利要求1所述的定向时时调控位移的隔离桩，其特征在于：所述预制单元(11)的圆周表面上预埋有用于焊接千斤顶(20)的固定端的金属片。
5.根据权利要求1所述的定向时时调控位移的隔离桩，其特征在于：所述预制单元(11)的中部均设有呈竖向的钢筋预留孔(13)。
6.定向时时调控位移的方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1至5中任一项所述的定向时时调控位移的隔离桩，该方法包括：
A、根据基坑外需要保护的环境确定定向时时调控位移的隔离桩的埋设位置；
B、在基坑未施工前，将定向时时调控位移的隔离桩打入选定位置的深层土体内，根据土压力计(40)传递至控制单元(50)压力信息采集初始时不同深度、不同位置下的压力大小，且将基坑未开挖前的测定的压力值设定为控制值；
C、当基坑开挖时，会引起基坑外土体产生相应的应力场与位移场，从而土压力计(40)反映出的数值出现相应的变化，土压力计(40)将测定的实时压力值传递至控制单元(50)，控制单元(50)将测定的压力值和控制值进行比较，而后控制单元(50)根据压力比较的情况，控制单元(50)向相应的千斤顶(20)发出伸缩信号，千斤顶(20)伸缩后，相应的弧面板(30)移动，直至土体压力保持在控制值。
7.根据权利要求6所述的定向时时调控位移的方法，其特征在于：当基坑开挖结束后，取回定向时时调控位移的隔离桩，然后迅速填入混凝土将取出定向时时调控位移的隔离桩形成的洞密实。
8.根据权利要求6所述的定向时时调控位移的方法，其特征在于：所述埋设位置采用单排、双排或梅花形的布桩形式。
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