CN210975832U - 一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，包括基坑围护体、斜向拉锚件、伺服工作站以及拉锚伺力机构，斜向拉锚件布置于基坑围护体外侧的土体中，斜向拉锚件的上部与基坑围护体上的圈梁相连接，斜向拉锚件的上端部凸出于圈梁的部分设置有拉锚伺力机构，拉锚伺力机构经连接件与伺服工作站相连接。本实用新型的优点是：拉锚基坑支护结构可以实现对斜向拉锚件承载力、变形量的分别或同步控制，以对基坑围护体结构实现有效的变形控制，使基坑变形满足设计预期，确保基坑回填前其周边相应含道路、管线等的建（构）筑物在内的安全使用；适用范围广，除了基坑支撑工程之外，同样也适用于边坡治理工程等类似支护、支档体系。

Description

一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，具体涉及一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构。

背景技术

工程建设中开挖基坑需进行基坑支护，传统基坑支护方法主要有灌注桩+水泥搅拌桩、SMW工法等类围护体结合水平支撑、斜抛撑体系等形成支护结构，水平支撑、斜抛撑支撑体系安装了即可发挥作用，但上述支撑体系的设置会给后续土方开挖、结构施工等带来不便、增加工期和造价等问题，故出现了刚性斜向支撑/拉锚结构，较好地解决了传统水平支撑和斜抛撑体系等存在的上述问题。

刚性斜向支撑/拉锚结构属被动受力体系，在基坑支护结构中发挥作用的主要是其提供的水平分力，只有当其发生相对位移才能有支撑力的产生，故在其逐渐提供满足设计预期承载能力的过程中，刚性斜向支撑/拉锚结构必将产生相应的位移，该过程必将引起相应基坑围护体的变形。这个过程将造成基坑围护体外原状土的破坏，加大围护体变形量，对基坑的稳定安全造成不利影响，极易造成基坑累计变形量较设计预期偏大，且若采用有效措施进行处理成本较高，甚至影响相应基坑围护体外周边含道路、管线等在内的建（构）筑物安全使用，使其适用性受到限制。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，该拉锚基坑支护结构通过将斜向拉锚件与基坑围护体相连接，并在斜向拉锚件上端与基坑围护体的圈梁之间布置拉锚伺力机构，从而在基坑开挖前通过拉锚伺力机构提前按要求对斜向拉锚件施加承载力限制基坑围护体的总体变形，并可在基坑围护体发生变形时，继续利用拉锚伺力机构对斜向拉锚体施加承载力，减小或控制基坑围护体的总体变形。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述拉锚基坑支护结构包括基坑围护体、斜向拉锚件、伺服工作站以及拉锚伺力机构，所述斜向拉锚件布置于所述基坑围护体外侧的土体中，所述斜向拉锚件的上部与所述基坑围护体上的圈梁相连接，所述斜向拉锚件的上端部凸出于所述圈梁的部分设置有所述拉锚伺力机构，所述拉锚伺力机构经连接件与所述伺服工作站相连接。

所述斜向拉锚件由同轴设置的刚性插入件以及至少一个水泥土扩大体组成，所述水泥土扩大体的外径大于所述刚性插入件的外径。

所述刚性插入件为H型钢、槽钢、预制桩、钢管、工字钢、角钢中的一种或多种组合。

所述拉锚伺力机构包括千斤顶和同轴限位装置，所述同轴限位装置固定于所述斜向拉锚件的上端部，所述千斤顶设置于所述同轴限位装置与所述圈梁之间。

所述伺服工作站包括控制单元、数据采集装置以及千斤顶液压油工作油泵泵站，所述控制单元连接所述数据采集装置以及所述千斤顶液压油工作油泵泵站，所述数据采集装置经变形和承载力数据采集传输线连接布置于所述基坑围护体上的位移变形传感器以及布置于所述斜向拉锚件上的承载力传感器。

所述连接件布置在所述伺服工作站的所述千斤顶液压油工作油泵泵站与所述拉锚伺力机构之间，所述连接件包括进油管和回油管。

本实用新型的优点是：拉锚基坑支护结构可以实现对斜向拉锚件承载力、变形量的分别或同步控制，以对基坑围护体结构实现有效的变形控制，使基坑变形满足设计预期，确保基坑回填前其周边相应含道路、管线等的建（构）筑物在内的安全使用；适用范围广，除了基坑支撑工程之外，同样也适用于边坡治理工程等类似支护、支档体系。

附图说明

图1为本实用新型中设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构示意图；

图2为本实用新型中伺服工作站与拉锚伺力机构的组成框图；

图3为本实用新型中拉锚伺力机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3，图中标记1-17分别为： 刚性插入件1、水泥土扩大体2、斜向拉锚件3、基坑围护体4、构筑物5、拉锚伺力机构6、连接件7、伺服工作站8、圈梁9、控制单元10、千斤顶液压油工作油泵泵站11、数据采集装置12、连接件13、位移变形传感器14、承载力传感器15、千斤顶16、同轴限位装置17。

实施例：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，该拉锚基坑支护结构主要包括基坑围护体4、斜向拉锚件3、伺服工作站8以及拉锚伺力机构6，通过将斜向拉锚件3与基坑围护体4相连接，并在斜向拉锚件3上端与基坑围护体4的圈梁9之间布置拉锚伺力机构6，从而在基坑开挖前通过拉锚伺力机构6提前按要求对斜向拉锚件3施加承载力限制基坑围护体4的总体变形，并可在基坑围护体4发生变形时，继续利用拉锚伺力机构6对斜向拉锚体3施加承载力，减小或控制基坑围护体4的总体变形。

如图1所示，基坑围护体4沿基坑的外缘部布置，其上方布置有一圈用于将基坑围护体4连成整体的圈梁9；斜向拉锚件3斜向布置于基坑围护体4外侧的土体中，斜向拉锚件3的下端部锚固于土体中、上部与基坑围护体4上部的圈梁9相连接，以构成对基坑围护体4斜向下的拉锚。其中，斜向拉锚件3由同轴设置的刚性插入件1以及至少一个水泥土扩大体2组成，刚性插入件1的下端部贯入水泥土扩大体2中，且视工程需求沿刚性插入件1的杆体上间隔布置多个水泥土扩大体2，水泥土扩大体2的外径大于刚性插入件1的外径，通过水泥土扩大体2的增设可极大提升刚性插入件1的承载力。刚性插入件1为H型钢、槽钢、预制桩、钢管、工字钢、角钢等中的一种或多种组合。

如图1、2、3所示，斜向拉锚件3的上部与基坑围护体4的圈梁9相连接，且其上端部凸出于圈梁9，在斜向拉锚件3凸出的上端部上布置有拉锚伺力机构6，拉锚伺力机构6主要包括千斤顶16和同轴限位装置17两部分，同轴限位装置17固定于斜向拉锚件3上端面上，千斤顶16设置于该同轴限位装置17与圈梁9的上表面之间，当千斤顶16伸长顶升同轴限位装置17时，基于斜向拉锚件3在土体中的锚固结构，同轴限位装置17将向千斤顶16产生反力以施加在圈梁9上，以对基坑围护体4实现有效的变形控制。

如图1、2、3所示，拉锚伺力机构6经连接件7 同伺服工作站8相连接，本实施例中，伺服工作站8包括控制单元10以及分别与控制单元10相连接的千斤顶液压油工作油泵泵站11和数据采集装置12，具体的，千斤顶液压油工作油泵泵站11经连接件13同拉锚伺力机构6相连接，连接件1具体为进油管和回油管，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基坑围护体4上的位移变形传感器14相连接、并同布置于斜向拉锚件3上的承载力传感器15相连接，通过位移变形传感器14采集基坑围护体4的位移变形情况，通过承载力传感器15采集基坑围护体4作用在斜向拉锚件3上的承载力；控制单元10接收数据采集装置12所收集的数据并经千斤顶液压油工作油泵泵站11控制拉锚伺力机构6进行相应的伸缩调整，以调整施加在基坑围护体4上的作用力；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斜向拉锚件3上的承载力数据以及基坑围护体4上的变形数据并计算出相应的控制策略，而变形控制模块则用于发送相应的控制指令给千斤顶液压油工作油泵泵站11以控制拉锚伺力机构6中的千斤顶16进行伸缩动作。

如图1、2、3所示，本实施例中的拉锚基坑支护结构的工作方法为：

（1）完成上述拉锚基坑支护结构的安装，且在基坑开挖之前，控制拉锚伺力机构6中的千斤顶16顶升以对斜向拉锚件3提前施加承载力，斜向拉锚件3从而对基坑围护体4在水平方向上产生向外的分力，以限制基坑围护体4的总体变形；

（2）之后开挖基坑并在基坑中施工构筑物5，在施工过程中，利用位移变形传感器14和承载力传感器15实时监测基坑围护体4的变形和斜向拉锚件3的承载力值，当发现基坑围护体4发生较大变形时，控制拉锚伺力机构6中的千斤顶16顶升以对斜向拉锚件3提前施加承载力，斜向拉锚件3从而对基坑围护体4在水平方向上产生向外的分力，从而减少或控制基坑围护体4的总体变形，使基坑变形满足设计预期，确保基坑回填前其周边相应道路、管线等的建构筑物的安全使用。

本实施例中的拉锚基坑支护结构同样也适用于边坡治理工程等类似支护、支档体系中。

Claims (6)

1.一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述拉锚基坑支护结构包括基坑围护体、斜向拉锚件、伺服工作站以及拉锚伺力机构，所述斜向拉锚件布置于所述基坑围护体外侧的土体中，所述斜向拉锚件的上部与所述基坑围护体上的圈梁相连接，所述斜向拉锚件的上端部凸出于所述圈梁的部分设置有所述拉锚伺力机构，所述拉锚伺力机构经连接件与所述伺服工作站相连接。

2.根据权利要求1所述的一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述斜向拉锚件由同轴设置的刚性插入件以及至少一个水泥土扩大体组成，所述水泥土扩大体的外径大于所述刚性插入件的外径。

3.根据权利要求2所述的一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述刚性插入件为H型钢、槽钢、预制桩、钢管、工字钢、角钢中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述拉锚伺力机构包括千斤顶和同轴限位装置，所述同轴限位装置固定于所述斜向拉锚件的上端部，所述千斤顶设置于所述同轴限位装置与所述圈梁之间。

5.根据权利要求1所述的一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述伺服工作站包括控制单元、数据采集装置以及千斤顶液压油工作油泵泵站，所述控制单元连接所述数据采集装置以及所述千斤顶液压油工作油泵泵站，所述数据采集装置经变形和承载力数据采集传输线连接布置于所述基坑围护体上的位移变形传感器以及布置于所述斜向拉锚件上的承载力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种设有拉锚伺服控制系统的拉锚基坑支护结构，其特征在于所述连接件布置在所述伺服工作站的所述千斤顶液压油工作油泵泵站与所述拉锚伺力机构之间，所述连接件包括进油管和回油管。

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