一種基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)文明程度的不斷進(jìn)步，人類的聚集效應(yīng)作用，大型城市和特大型城市的不斷涌現(xiàn)，從而加快了城市軌道交通以及超高層建筑的發(fā)展需要，深基坑工程越來(lái)越多，而建筑物之間的位置越來(lái)越近，工程施工帶來(lái)的影響越來(lái)越大，達(dá)到“牽一發(fā)動(dòng)全身”的境地。深基坑施工首先要考慮基坑的安全問(wèn)題，深基坑施工伴隨著極強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)，如果不能有效的應(yīng)對(duì)深基坑變形控制，極易影響其正常使用，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)災(zāi)難性事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響是非常大的。
[0003]因此，基坑施工時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與軸力補(bǔ)償是必需考慮問(wèn)題。目前，基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法在上海等軟土地區(qū)城市深基坑的開(kāi)挖支護(hù)常用鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)支撐，在工作時(shí)按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，隨著時(shí)間的推移，鋼支撐上所加的預(yù)應(yīng)力會(huì)降低，控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單軸力補(bǔ)償；同時(shí)基坑監(jiān)測(cè)由專門(mén)的監(jiān)測(cè)單位通過(guò)專門(mén)的測(cè)斜儀每天一次對(duì)預(yù)埋在支撐墻體里的測(cè)斜管進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，然后回去通過(guò)專用的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再出據(jù)測(cè)斜報(bào)表送施工單位和業(yè)主單位，施工單位根據(jù)報(bào)表的數(shù)據(jù)分析后再報(bào)送設(shè)計(jì)單位和地鐵維保中心等重點(diǎn)監(jiān)測(cè)單位。
[0004]由于監(jiān)測(cè)和軸力補(bǔ)償不能實(shí)時(shí)對(duì)比分析，造成一些基坑在安裝了軸力補(bǔ)償后依然存在很多的位移，造成附近的建筑物沉降和危害?，F(xiàn)有的基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法存在如下問(wèn)題:
[0005]1、監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布在重要的關(guān)注點(diǎn)上，由于成本和施工的原因不是全面分布，而地下土體壓力變化莫測(cè)很難確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)就是最重要的點(diǎn)。
[0006]2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每一點(diǎn)是由一根測(cè)斜管進(jìn)行測(cè)量，只能在垂直高度測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，而整體墻體面較寬，墻體各點(diǎn)受力不同時(shí)則會(huì)產(chǎn)生不同的受力變型，容易產(chǎn)生誤判結(jié)果。
[0007]3、儀器采用數(shù)據(jù)時(shí)使用同一個(gè)傳感器，再加上測(cè)量時(shí)儀器本身的精確度，直接影響整個(gè)基坑的監(jiān)測(cè)數(shù)準(zhǔn)確性。
[0008]4、數(shù)據(jù)采樣的置后性，由于數(shù)據(jù)采樣、計(jì)算和傳送存在一定的時(shí)間差，只有基坑變形后才能實(shí)施相應(yīng)的補(bǔ)救措施，無(wú)法實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于目前基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法存在的上述不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分布廣、準(zhǔn)確率高的基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法，它包括以下步驟:
[0012]在基坑水平支撐系統(tǒng)中的軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置上安裝傳感器，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置安裝在支撐桿的頂端，所述傳感器用于實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)；
[0013]控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，所述控制系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)線與傳感器連接；
[0014]當(dāng)支撐桿兩端的墻體位移量或支撐桿的軸力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)指示軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置通過(guò)信號(hào)線與控制系統(tǒng)連接。
[0015]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述支撐桿的兩端安裝有軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置頂緊墻體。
[0016]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述支撐桿的一端安裝有軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置頂緊墻體，另一端通過(guò)固定板頂緊墻體上。
[0017]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述傳感器包括角度傳感器、位移傳感器和軸向力檢測(cè)傳感器，所述角度傳感器、位移傳感器和軸向力檢測(cè)傳感器固定在軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置上。
[0018]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述墻體位移量S = a*h* 31 /180，式中S—墻體位移量；a—角度傳感器檢測(cè)出墻體位移的角度；h-軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置的中心線到墻體上端固定點(diǎn)的距尚;^ 一圓周率。
[0019]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置頂緊墻體的位移量Si =a*h* 3τ /180，固定板頂緊墻體的位移量S2 = H-a*h* π /180，式中SpS2—墻體位移量；H—位移傳感器檢測(cè)出軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置總的位移量角度傳感器檢測(cè)出墻體位移的角度；h-軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置的中心線到墻體上端固定點(diǎn)的距離；π—圓周率。
[0020]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述基坑水平支撐系統(tǒng)設(shè)有多道支撐桿，每道支撐桿的一端或兩端設(shè)有軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置。
[0021]依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置包括油缸、球形旋轉(zhuǎn)件、球形連接件、中間件和機(jī)械鎖定裝置，所述油缸通過(guò)中間件與球形連接件連接，所述球形連接件與球形旋轉(zhuǎn)件連接，所述機(jī)械鎖定裝置固定在球形連接件的側(cè)面；所述角度傳感器安裝在球形旋轉(zhuǎn)件的表面上，所述位移傳感器安裝在球形連接件的表面上，所述軸向力檢測(cè)傳感器安裝在油缸的頂端。
[0022]本發(fā)明實(shí)施的優(yōu)點(diǎn):由于本發(fā)明的在基坑水平支撐系統(tǒng)中的軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置上安裝傳感器，軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置安裝在支撐桿的一端或兩端，傳感器包括角度傳感器、位移傳感器和軸向力檢測(cè)傳感器，基坑水平支撐系統(tǒng)中設(shè)置多道支撐桿，因此傳感器的布點(diǎn)多，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分布廣；傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，當(dāng)支撐桿兩端的墻體位移量或支撐桿的軸力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)指示軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，由于采集到的數(shù)據(jù)為基坑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的原始數(shù)據(jù)，再加上數(shù)據(jù)采集點(diǎn)分布廣，因此基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法的準(zhǔn)確率高，確保基坑施工的安全。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為采用本發(fā)明所述基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法的基坑水平支撐系統(tǒng)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明所述基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法的墻體位移量計(jì)算原理圖；
[0026]圖3為本發(fā)明所述控制系統(tǒng)與軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置、液壓系統(tǒng)相互連接的示意框圖；
[0027]圖4為本發(fā)明所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法，它包括以下步驟:
[0030]在基坑水平支撐系統(tǒng)中的軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6上安裝傳感器，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6安裝在支撐桿5的頂端，所述傳感器用于實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1 ;
[0031]控制系統(tǒng)1接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，所述控制系統(tǒng)1通過(guò)信號(hào)線2與傳感器連接；
[0032]當(dāng)支撐桿5兩端的墻體位移量或支撐桿5的軸力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)1指示軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6進(jìn)行補(bǔ)償，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6通過(guò)信號(hào)線2與控制系統(tǒng)1連接。
[0033]下面通過(guò)實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0034]實(shí)施例:一種基坑軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償方法，該方法具體包含以下步驟:
[0035]步驟S1:在基坑水平支撐系統(tǒng)中的軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6上安裝傳感器，所述軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6安裝在支撐桿5的頂端，所述傳感器用于實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1 ;
[0036]在實(shí)際應(yīng)用中，在基坑水平支撐系統(tǒng)施工之前，先施工好基坑周?chē)幕炷林蜗到y(tǒng)，如圖1所示，混凝土支撐系統(tǒng)包括混凝土水平支撐4、混凝土支護(hù)前墻3和混凝土支護(hù)后墻7，為了提高基坑水平支撐系統(tǒng)的安全性，基坑水平支撐系統(tǒng)設(shè)有多道支撐桿5，相鄰支撐桿5之間的水平距離和垂直距離根據(jù)實(shí)際情況而定，當(dāng)基坑周?chē)耐馏w8的壓力非常大或基坑與周?chē)ㄖ锏木嚯x近時(shí)，支撐桿5的水平距離和垂直距離應(yīng)該偏小；反之，當(dāng)基坑周?chē)耐馏w8的壓力非常小或基坑與周?chē)ㄖ锏木嚯x遠(yuǎn)時(shí)，支撐桿5的水平距離和垂直距離應(yīng)該偏大。當(dāng)基坑水平支撐系統(tǒng)周?chē)刭|(zhì)條件非常差或周?chē)ㄖ锓浅６鄷r(shí)，每道支撐桿5的兩端安裝有軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6，軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6頂緊墻體；當(dāng)基坑水平支撐系統(tǒng)周?chē)刭|(zhì)條件比較好或周?chē)ㄖ锉容^少時(shí)，支撐桿5的一端設(shè)有軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6時(shí)，支撐桿5的另一端通過(guò)固定板或墊木固定在墻體上，固定板1可為鋼板、Η型槽鋼、[型槽鋼。傳感器包括角度傳感器18、位移傳感器17和軸向力檢測(cè)傳感器16，角度傳感器18、位移傳感器17和軸向力檢測(cè)傳感器16固定在軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6上，傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1，其中，角度傳感器18負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)墻體位移后的角度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1，位移傳感器17負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)墻體位移的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1，軸向力檢測(cè)傳感器16負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)支撐桿5的軸向力大小數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)1。
[0037]步驟S2:控制系統(tǒng)1接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，所述控制系統(tǒng)1通過(guò)信號(hào)線2與傳感器連接；
[0038]如圖3所示，控制系統(tǒng)1包括電源系統(tǒng)、中央控制設(shè)備、信息傳輸裝置、輸出裝置和工控機(jī)，中央控制設(shè)備分別與電源系統(tǒng)、信息傳輸裝置、輸出裝置連接，信息傳輸裝置與工控機(jī)連接，輸出裝置與液壓系統(tǒng)連接，所有的傳感器通過(guò)信號(hào)線2將數(shù)據(jù)傳送到中央控制設(shè)備，其中，電源系統(tǒng)包括電網(wǎng)電源、發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的電源和UPS電源，正常情況下，整個(gè)電源系統(tǒng)由電網(wǎng)電源供電，當(dāng)電網(wǎng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，中央控制設(shè)備自動(dòng)將電源切換到UPS電源，中央控制設(shè)備在UPS電源供電下繼續(xù)正常工作，并發(fā)送報(bào)警信號(hào)，維持中央控制設(shè)備監(jiān)測(cè)和信息傳輸，當(dāng)中央控制設(shè)備監(jiān)測(cè)到軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6需要進(jìn)行位移或支撐桿5的軸力補(bǔ)償時(shí)，中央控制設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，對(duì)軸力監(jiān)測(cè)補(bǔ)償裝置6進(jìn)行供電和對(duì)UPS