CN111945745A - 一种防止立柱隆沉危害的装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止立柱隆沉危害的装置及施工方法，包括立柱、支撑板、液压支承组件、第一连接件、伺服工作站、基坑维护体、位移变形传感器和承载力传感器，所述支撑板固定在立柱的顶端，所述支撑板上安装多组液压支承组件，所述液压支承组件包括千斤顶、H型钢支撑和限位板，所述千斤顶底部固定在支撑板上，限位板垂直设置在支撑板上且布置在千斤顶的两侧，H型钢支撑放置在千斤顶上，通过第一连接件将千斤顶与伺服工作站连接，位移变形传感器设置在在立柱上，承载力传感器设置在千斤顶上。适用于软土地区地铁深基坑支护体系中，尤其是宽度较大的深基坑工程。
Description
技术领域
本发明涉及基坑工程技术领域，具体涉及一种防止立柱隆沉危害的装置及施工方法，适用于软土地区地铁深基坑支护体系中，尤其是宽度较大的深基坑工程。
背景技术
随着社会经济的突飞猛进，城市基础建设得到很大发展，地铁工程正在进行大规模建设。对于宽度较大的深基坑，一般需要设置立柱来支承各道支撑，减小支撑自重作用下的竖向挠度。立柱在基坑开挖的过程中，一方面会受到顶部支撑的荷载作用会产生沉降和水平位移，另一方面在基底回弹的作用下会产生隆起。立柱的竖向位移对支撑是强制位移，产生的附加弯矩将造成节点破坏，甚至造成整个支撑体系失稳，严重时会导致基坑倾覆。在实际工程中经常出现过立柱隆起过大、支护体系失稳甚至破坏的案例。所以，合理的设置立柱，并控制立柱的隆沉变形量，对保护基坑安全至关重要。
对于钢支撑来说，在现有的处理方法中，可以采用型钢焊接成的矩形框将钢支撑与立柱固定在一起，支撑上方与框上限之间留出一定空隙，在支撑的下面放置可取出的垫块，垫块厚度可以根据立柱的隆沉调整。
综上所述，采用上述方法不仅无法精确的控制位移，同时调整垫块的厚度难度较大，操作困难，亟需通过改进技术来进行解决。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种防止立柱隆沉危害的装置及施工方法，以解决现有不仅无法精确的控制位移，同时调整垫块的厚度难度较大，操作困难的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种防止立柱隆沉危害的装置，包括立柱、支撑板、液压支承组件、第一连接件、伺服工作站、基坑维护体、位移变形传感器和承载力传感器，所述支撑板固定在立柱的顶端，所述支撑板上安装多组液压支承组件，所述液压支承组件包括千斤顶、H型钢支撑和限位板，所述千斤顶底部固定在支撑板上，限位板垂直设置在支撑板上且布置在千斤顶的两侧，H型钢支撑放置在千斤顶上，通过第一连接件将千斤顶与伺服工作站连接，位移变形传感器设置在在立柱上，承载力传感器设置在千斤顶上。
进一步地，所述限位板与支撑板通过角焊连接在一起，焊脚尺寸hf＜1.2t，t为较薄焊件厚度。
进一步地，所述第一连接件由进油管和回油管组成。
进一步地，所述伺服工作站包括控制单元、泵站以及数据采集装置，所述控制单元分别连接数据采集装置以及泵站，泵站通过第一连接件与千斤顶相连，位移变形传感器和承载力传感器均与接数据采集装置相连。
进一步地，所述控制单元中包括承载能力控制模块和变形控制模块，所述承载能力控制模块用于计算分析所采集到的承载力数据，计算出需要控制的千斤顶升降套筒的位移，所述变形控制模块用于发送相应的控制指令。
第二方面，本发明实施例提供一种如第一方面所述一种防止立柱隆沉危害的装置的施工方法，包括以下步骤：
(1)先施工周边基坑围护体，然后由上而下开挖土方；
(2)在立柱上固定支撑板；
(3)在支撑板的两侧分别设置竖向的限位板并固定在水平支撑板上；
(4)在支撑板上的两侧限位板内各设置千斤顶，并将千斤顶固定连接在支撑板上；
(5)使用第一连接件将千斤顶与伺服工作站连接；
(6)数据采集装置经变形和承载力数据采集传输线连接布置在立柱上的位移变形传感器和千斤顶上的承载力传感器；
(7)事先将千斤顶升至预定高度与H型钢支撑相接触；
(8)将H型钢支撑设置在千斤顶上，并用限位板进行限位；
(9)控制单元接收数据采集装置所收集的数据，当发现H型钢支撑的竖向挠度变形超过设定阈值时，控制千斤顶下降以减小H型钢支撑的变形。
根据以上技术方案，本发明的有益效果是：
1)能够为H型钢支撑提供稳定的竖向支撑。一根立柱上两侧各放置型钢支撑，防止支撑偏移轴线造成的不稳，同时用限位板进行限位也能有效的缓解立柱由于水平位移造成的影响。
2)防止立柱与围护结构的差异沉降给基坑带来更大的危险，如果立柱隆起，该结构能自动实现对千斤顶高度的调节，消除两端墙体与立柱处产生的竖向差异，从而就会消除对立柱上部支撑产生的附加推力，如果立柱下沉，千斤顶就会对立柱产生向上的推力，减少支撑由于自重引起的弯矩。
3)利用了伺服系统，拥有控制精度高、响应速度快、自动化程度高等优点。
4)对于软土地区由于软土的不排水抗剪强度较低使连续墙侧向变形较大、地表沉降大、立柱竖向隆起大以及底部支撑轴向力较大等情况尤其适用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种防止立柱隆沉危害的装置的正立面示意图；
图2为本发明实施例提供的一种防止立柱隆沉危害的装置的侧立面示意图；
图3为本发明实施例中伺服工作站组成框图；
图4为本发明实施例中基坑总平面示意图；
附图标记说明：1-立柱、2-加强筋、3-支撑板、4-千斤顶、5-H型钢支撑、6-第一连接件、7-伺服工作站、8-基坑维护体、9-限位板、10-控制单元、11-泵站、12-数据采集装置、13-第二连接件、14-位移变形传感器、15-承载力传感器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1-4所示，本发明实施例提供一种防止立柱隆沉危害的装置，包括立柱1、支撑板3、液压支承组件、第一连接件6、伺服工作站7、基坑维护体8、位移变形传感器14和承载力传感器15，所述支撑板3通过加强筋2固定在立柱1的顶端，所述支撑板3上安装多组液压支承组件，所述液压支承组件包括千斤顶4、H型钢支撑5和限位板9，所述千斤顶4底部固定在支撑板3上，限位板9垂直设置在支撑板3上且布置在千斤顶4的两侧，用来限制H型钢支撑5的水平位移，H型钢支撑5放置在千斤顶4上，通过第一连接件6将千斤顶4与伺服工作站7连接，位移变形传感器14设置在在立柱1上，承载力传感器15设置在千斤顶4上，通过第二连接件13将泵站11同千斤顶4相连接。
本实施例中，在立柱1的左右两侧各有1根H型钢支撑搭在左右2侧的千斤顶4上，同一立柱1在同一层平面上可控制2边H型钢支撑的位移及作用力。同时，为保证限位板9发挥作用，保证H型钢支撑5与千斤顶4的宽度应选用一致。位于支撑板3长边方向的加强筋2上边长度应大于其他两侧，保证支撑强度。
本实施例中，所述限位板9与支撑板3通过角焊连接在一起，焊脚尺寸hf＜1.2t，t为较薄焊件厚度，限位板9限制千斤顶4与H型钢支撑5的水平位移，同时防止立柱1发生水平位移而使千斤顶4与H型钢支撑5不在同一轴线上。
本实施例中，通过第一连接件6将千斤顶4与伺服工作站7连接，所述第一连接件6由进油管和回油管组成，通过伺服系统来控制H型钢支撑的稳定变形。
本实施例中，伺服工作站7包括控制单元10以及分别与控制单元10相连接的泵站11和数据采集装置12，具体的，泵站11经第二连接件13同千斤顶4相连接，数据采集装置12经变形和承载力数据采集传输线同布置于立柱1上的位移变形传感器14相连接、并同布置于千斤顶4顶部上的承载力传感器15相连接，通过位移变形传感器14采集立柱1的位移变形情况，通过承载力传感器15采集H型钢支撑5作用在千斤顶4上的承载力；控制单元10接收数据采集装置12所收集的数据并经泵站11控制千斤顶4进行相应的伸缩调整，以控制H型钢支撑5最大竖向挠度，保证基坑的稳定。
本实施例中，控制单元10中包括两个具体的工作模块，即承载能力控制模块和变形控制模块，承载能力控制模块用于计算分析所采集到的千斤顶4上的承载力数据以及立柱1上的变形数据，计算出需要控制的千斤顶4升降套筒的位移，而变形控制模块则用于发送相应的控制指令给泵站11以控制千斤顶4进行伸缩动作。
本实施例还提供一种防止立柱隆沉危害的装置的施工方法，包括以下步骤：
(1)先施工周边基坑围护体8，然后由上而下开挖土方，再安装钢结构立柱1，立柱1用角钢和缀板焊接而成。将立柱1安装在底座上，利用高度调节螺栓再对立柱标高、垂直度进行调整满焊；
(2)在立柱1上通过加强筋2固定矩形支撑板3，在钢板中心上事先预留出略大于立柱1横截面的孔洞，便于支撑板3的安装，并保证支撑板3水平；
(3)在上述的支撑板3的两侧分别设置2块竖向限位板9，通过角焊固定在水平支撑板上，避免H型钢支撑5的轴向发生偏移而对基坑围檩的支撑发生影响；
(4)在上述的支撑板3上的两侧限位板9内各设置一个千斤顶4，千斤顶4下端用螺栓与支撑板3连接；
(5)将第一连接件6布置在伺服工作站的泵站11与千斤顶4之间，连接件包括进油管和回油管；
(6)伺服工作站7中的数据采集装置12经变形和承载力数据采集传输线连接布置在立柱1上的位移变形传感器14和千斤顶4上的承载力传感器15，通过位移变形传感器14采集立柱的位移变形情况，通过承载力传感器15采集H型钢支撑5作用在千斤顶4上的承载力；
(7)事先将千斤顶4升至一定高度与H型钢支撑5搭接，便于后期上升或下降；
(8)将H型钢支撑5设置在千斤顶4轴线上，并用限位板9进行限位；
(9)控制单元10中的承载能力控制模块用于计算分析所采集到的千斤顶4上部的承载力数据以及立柱1上的变形数据并计算出相应的控制策略，变形控制模块则用于发送相应的控制指令给泵站11以控制千斤顶4进行伸缩调整，以调整施加在H型钢支撑5上的作用力，当发现H型钢支撑5的竖向挠度变形过大时，控制千斤顶4下降以减小H型钢支撑5的变形。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，本发明中应用了具体实施例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种防止立柱隆沉危害的装置，其特征在于，包括立柱、支撑板、液压支承组件、第一连接件、伺服工作站、基坑维护体、位移变形传感器和承载力传感器，所述支撑板固定在立柱的顶端，所述支撑板上安装多组液压支承组件，所述液压支承组件包括千斤顶、H型钢支撑和限位板，所述千斤顶底部固定在支撑板上，限位板垂直设置在支撑板上且布置在千斤顶的两侧，H型钢支撑放置在千斤顶上，通过第一连接件将千斤顶与伺服工作站连接，位移变形传感器设置在在立柱上，承载力传感器设置在千斤顶上。
2.根据权利要求1所述的一种防止立柱隆沉危害的装置，其特征在于，所述限位板与支撑板通过角焊连接在一起，焊脚尺寸hf＜1.2t，t为较薄焊件厚度。
3.根据权利要求1所述的一种防止立柱隆沉危害的装置，其特征在于，所述第一连接件由进油管和回油管组成。
4.根据权利要求1所述的一种防止立柱隆沉危害的装置，其特征在于，所述伺服工作站包括控制单元、泵站以及数据采集装置，所述控制单元分别连接数据采集装置以及泵站，泵站通过第一连接件与千斤顶相连，位移变形传感器和承载力传感器均与接数据采集装置相连。
5.根据权利要求1所述的一种防止立柱隆沉危害的装置，其特征在于，所述控制单元中包括承载能力控制模块和变形控制模块，所述承载能力控制模块用于计算分析所采集到的承载力数据，计算出需要控制的千斤顶升降套筒的位移，所述变形控制模块用于发送相应的控制指令。
6.一种如权利要求1所述一种防止立柱隆沉危害的装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先施工周边基坑围护体，然后由上而下开挖土方；
(2)在立柱上固定支撑板；
(3)在支撑板的两侧分别设置竖向的限位板并固定在水平支撑板上；
(4)在支撑板上的两侧限位板内各设置千斤顶，并将千斤顶固定连接在支撑板上；
(5)使用第一连接件将千斤顶与伺服工作站连接；
(6)数据采集装置经变形和承载力数据采集传输线连接布置在立柱上的位移变形传感器和千斤顶上的承载力传感器；
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112832250A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 浙江明思特建筑支护技术有限公司 | 一种钢支撑连接结构 |
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2020
- 2020-09-04 CN CN202010922300.0A patent/CN111945745A/zh active Pending
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| CN112832250A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 浙江明思特建筑支护技术有限公司 | 一种钢支撑连接结构 |
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