一种深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法技术

本发明专利技术提供一种深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法，采用基坑分析平台、若干无线监测传感器以及若干道混凝土支撑伺服系统，每道混凝土支撑伺服系统包括混凝土支撑、若干液压千斤顶以及液压伺服控制系统，通过在围檩上远离围护结构的一侧对应混凝土支撑处设置凹槽，凹槽的底面上铺设一隔离钢板，在隔离钢板上方铺设滑移层，混凝土支撑的一端伸入凹槽内并位于滑移层上，通过设置滑移层使得混凝土支撑能够相对隔离钢板滑移，从而实现深大基坑混凝土支撑轴力的主动控制；通过将支座箱设置于对应的凹槽的滑移层上，支座箱内设置液压千斤顶，使得该混凝土支撑能够将自身的反作用力经围檩传递给围护结构，可以防止围檩与围护结构分离。分离。分离。

A servo system and construction method of deep and large foundation pit concrete support

【技术实现步骤摘要】
一种深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法


[0001]本专利技术属于基坑支护施工领域，特别涉及一种深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法。

技术介绍

[0002]随着城市地下空间开发的快速拓展，城市大型地下工程建设不断推进，临近重要交通设施、市政管线、保护建筑等工程数量持续增长，对基坑施工过程中围护结构变形等环境扰动的控制要求愈来愈高。软土地区深大基坑常采用混凝土支撑的支护形式，其具有结构刚度大、布置灵活、安全性高的特点。但是混凝土支撑为被动受力形式，且超长距离混凝土支撑徐变、温度收缩效应显著，会加大基坑围护结构的水平变形，无法满足周边环境保护要求。钢结构基坑支撑目前已形成了较完善的主动伺服控制方法，可有效控制基坑变形，但钢支撑布置受基坑平面形状影响大，且结构刚度相对较低，钢支撑主动控制系统无法有效应用于超深超大基坑工程。
[0003]基于上述特点，亟需研发混凝土支撑伺服控制体系，对混凝土支撑变形及轴力进行主动控制，以限制基坑围护结构变形，减小基坑开挖施工对周边环境的扰动。
[0004]因此，如何提供一种可以实现深大基坑混凝土支撑轴力的主动控制，有效限制基坑开挖过程中围护结构变形，满足基坑绿色化施工微变形、微扰动的要求的深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法，已成为建筑施工界需进一步完善优化的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在专利技术一种深大基坑混凝土支撑伺服体系及施工方法，可以实现深大基坑混凝土支撑轴力的主动控制，有效限制基坑开挖过程中围护结构变形，满足基坑绿色化施工微变形、微扰动的要求，解决深大基坑混凝土支撑变形控制难度大、基坑开挖施工对周边环境扰动大的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，包括基坑分析平台、若干无线监测传感器以及若干道混凝土支撑伺服系统，所述若干道混凝土支撑伺服系统由上至下设置于深大基坑内，每道混凝土支撑伺服系统包括混凝土支撑、若干液压千斤顶以及液压伺服控制系统，所述基坑分析平台分别与无线监测传感器以及液压伺服控制系统连接，所述围护结构的内侧设有围檩，所述围檩对应混凝土支撑处的下方设置围檩托板，围檩以及围檩托板的外侧面分别与围护结构固定连接，所述围檩上远离围护结构的一侧对应混凝土支撑处设置凹槽，所述凹槽面向对应的混凝土支撑侧开口且向上开口，凹槽的底面上铺设一隔离钢板，在隔离钢板上方铺设滑移层，混凝土支撑的一端伸入凹槽内并位于滑移层上，所述搁板设置于所述滑移层上并与围檩固定连接，支座箱设置于搁板上，液压千斤顶设置于支座箱内，在支座箱两侧对称设置用于保证液压千斤顶中心轴与混凝土支撑中心轴同轴的支座限位块，液压千斤顶与液压伺服控制系统连接并受液压伺服控制系统控制，所述无线监测传感器埋置
于围护结构内并能够测量围护结构变形量，基坑分析平台接收来自无线监测传感器测得的围护结构变形量，基坑分析平台根据围护结构变形量计算得出各液压千斤顶的加载轴力数值，并向液压伺服控制系统下达指令，通过液压伺服控制系统自动调整各液压千斤顶的加载轴力，实现各道混凝土支撑对应的液压千斤顶轴力的智能化加载。
[0008]优选的，在上述的深大基坑混凝土支撑伺服体系中，所述混凝土支撑包括中部条状部分以及设置于中部条状部分两端的三叉型部分，所述三叉型部分包括中部杆以及两斜撑杆，所述中部杆与所述中部条状部分的中心轴共线，所述混凝土支撑中心轴与围护结构之间的夹角β是指所述斜撑杆的中心轴与围护结构之间的夹角，所述中部杆以及两斜撑杆的外侧端分别伸入对应的凹槽内。
[0009]优选的，在上述的深大基坑混凝土支撑伺服体系中，在混凝土支撑上方进行支撑区域回填土施工，在所述支撑区域回填土上方铺设垫层钢板，作为液压千斤顶及支座箱的安装临时通道，所述预埋钢板预先设置于混凝土支撑的端部，通过设置预埋钢板能够提高混凝土支撑的端部刚度，有效传递伺服控制体系施加的端部轴力。
[0010]优选的，在上述的深大基坑混凝土支撑伺服体系中，所述支座箱包括底板、两侧板、支座钢板、以及盖板，所述两侧板的底部分别设置于所述底板的左右两侧，所述支座钢板设置于所述底板上，所述液压千斤顶设置于所述支座钢板上，所述支座钢板的上部设有一弧形槽，所述弧形槽与所述液压千斤顶的外轮廓相匹配的，所述盖板可拆卸式设置于两侧板的上部。
[0011]优选的，在上述的深大基坑混凝土支撑伺服体系中，通过在凹槽对应的围檩托板上开槽，使得液压千斤顶的中心轴和对应的混凝土支撑的中心轴共轴。
[0012]本专利技术还公开了一种深大基坑混凝土支撑伺服体系的施工方法，包括如下步骤：
[0013]S1，根据基坑设计图纸进行土方开挖，达到混凝土支撑设计深度后，支设用于浇筑混凝土支撑、围檩、围檩托板以及搁板的模板，所述围檩设置于围护结构的内侧，所述围檩对应混凝土支撑处的下方设置围檩托板，围檩以及围檩托板的外侧面分别与围护结构固定连接，所述围檩上远离围护结构的一侧对应混凝土支撑处设置凹槽，所述凹槽面向对应的混凝土支撑开口且向上开口，凹槽的底面上铺设一隔离钢板，在隔离钢板上方铺设滑移层，混凝土支撑的一端伸入凹槽内并位于滑移层上，所述搁板设置于所述滑移层上并与围檩固定连接；
[0014]S2，进行基坑混凝土支撑、围檩、围檩托板以及搁板的同步浇筑施工，并在围护结构与围檩间设置吊筋；
[0015]S3，待混凝土支撑以及围檩托板达到强度要求后，在混凝土支撑上方进行支撑区域回填土施工；
[0016]S4，进行后靠钢板施工，通过吊装机械在支撑区域回填土上行驶吊运进行支座箱的安装就位，所述后靠钢板竖向设置于搁板上，且后靠钢板贴合设置于围檩上远离围护结构的一侧，并将支座箱设置于对应的凹槽内，支座箱内设置液压千斤顶，在支座箱两侧对称设置用于保证液压千斤顶中心轴与混凝土支撑中心轴同轴的支座限位块，液压千斤顶与液压伺服控制系统连接并受液压伺服控制系统控制；
[0017]S5，支座箱全部就位后，通过液压伺服控制系统对液压千斤顶预加轴力，使得液压千斤顶前部与混凝土支撑之间顶紧，液压千斤顶后部与后靠钢板紧密贴合无缝隙；
[0018]S6，结合现场监测数据，进行轴力逐级加载，通过液压伺服控制系统自动调控液压千斤顶所施加的轴力大小，控制基坑后续施工过程的围护结构变形量；
[0019]S7，进行下层土方开挖，重复循环步骤S1～S6，进行基坑下方各道混凝土支撑伺服系统的施工与轴力加载。
[0020]优选的，在步骤S6中，所述围护结构变形量通过埋置于围护结构内的无线监测传感器进行测量，且该无线监测传感器能够实现物理信号与数据的转换及数据无线传输功能，所述围护结构变形量通过无线监测传感器传输至基坑分析平台，基坑分析平台计算得出液压千斤顶的加载轴力数值，并向液压伺服控制系统下达指令，通过液压伺服控制系统调整液压千斤顶的加载轴力，实现各道支撑位置处液压千斤顶轴力加载智能化。
[0021]优选的，在步骤S6中，当混凝土支撑的中心轴与所述围护结构垂直时，所述液压千斤顶的加载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：包括基坑分析平台、若干无线监测传感器以及若干道混凝土支撑伺服系统，所述若干道混凝土支撑伺服系统由上至下设置于深大基坑内，每道混凝土支撑伺服系统包括混凝土支撑、若干液压千斤顶以及液压伺服控制系统，所述基坑分析平台分别与无线监测传感器以及液压伺服控制系统连接，所述围护结构的内侧设有围檩，且所述围檩对应混凝土支撑处的下方设置围檩托板，围檩以及围檩托板的外侧面分别与围护结构固定连接，所述围檩上远离围护结构的一侧对应混凝土支撑处设置凹槽，所述凹槽面向对应的混凝土支撑侧开口且向上开口，凹槽的底面上铺设一隔离钢板，在隔离钢板上方铺设滑移层，混凝土支撑的一端伸入凹槽内并位于滑移层上，所述搁板设置于所述滑移层上并与围檩固定连接，支座箱设置于搁板上，液压千斤顶设置于支座箱内，在支座箱两侧对称设置用于保证液压千斤顶中心轴与混凝土支撑中心轴同轴的支座限位块，液压千斤顶与液压伺服控制系统连接并受液压伺服控制系统控制，所述无线监测传感器埋置于围护结构内并能够测量围护结构变形量，基坑分析平台接收来自无线监测传感器测得的围护结构变形量，基坑分析平台根据围护结构变形量计算得出各液压千斤顶的加载轴力数值，并向液压伺服控制系统下达指令，通过液压伺服控制系统自动调整各液压千斤顶的加载轴力，实现各道混凝土支撑对应的液压千斤顶轴力的智能化加载。2.根据权利要求1所述的一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：所述混凝土支撑包括中部条状部分以及设置于中部条状部分两端的三叉型部分，所述三叉型部分包括中部杆以及两斜撑杆，所述中部杆与所述中部条状部分的中心轴共线，所述混凝土支撑中心轴与围护结构之间的夹角β是指所述斜撑杆的中心轴与围护结构之间的夹角，所述中部杆以及两斜撑杆的外侧端分别伸入对应的凹槽内。3.根据权利要求1所述的一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：在混凝土支撑上方进行支撑区域回填土施工，在所述支撑区域回填土上方铺设垫层钢板，作为液压千斤顶及支座箱的安装临时通道。4.根据权利要求1所述的一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：所述预埋钢板预先设置于混凝土支撑的端部，通过设置预埋钢板能够提高混凝土支撑的端部刚度，有效传递伺服控制体系施加的端部轴力。5.根据权利要求1所述的一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：所述支座箱包括底板、两侧板、支座钢板、以及盖板，所述两侧板的底部分别设置于所述底板的左右两侧，所述支座钢板设置于所述底板上，所述液压千斤顶设置于所述支座钢板上，所述支座钢板的上部设有一弧形槽，所述弧形槽与所述液压千斤顶的外轮廓相匹配的，所述盖板可拆卸式设置于两侧板的上部。6.根据权利要求1所述的一种深大基坑混凝土支撑伺服体系，其特征在于：通过在凹槽对应的围檩托板上开槽，使得液压千斤顶的中心轴和对应的混凝土支撑的中心轴共轴。7.一种深大基坑混凝土支撑伺服体系的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，根据基坑设计图纸进行土方开挖，达到混凝土支撑设计深度后，支设用于浇筑混凝土支撑、围檩、围檩托板以及搁板的模板，所述围檩设置于围护结构的内侧，所述围檩对...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，张忆州，刘晨晨，
申请(专利权)人：上海建工一建集团有限公司，
类型：发明
国别省市：