本發(fā)明涉及建筑物地下基礎(chǔ)改造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種樁基全自動托換裝置及施工方法。

背景技術(shù)：

樁基托換技術(shù)一般用于建筑物地下基礎(chǔ)改造工程，具有技術(shù)復(fù)雜、工藝要求嚴格、環(huán)境保護問題突出等特點。根據(jù)目前國內(nèi)外對樁基托換技術(shù)的運用狀況及其核心技術(shù)機理的不同而主要分為兩種類型，即主動托換技術(shù)和被動托換技術(shù)。

被動托換技術(shù)是指原樁基在卸載的過程中，其上部結(jié)構(gòu)荷載隨托換結(jié)構(gòu)的變形，被動地轉(zhuǎn)換到新樁基，托換前后對上部結(jié)構(gòu)的變形無法進行調(diào)控，一般用于托換荷載較小或結(jié)構(gòu)變形要求不高的托換工程，可靠性相對較低。

主動托換技術(shù)是在原樁基卸載之前對新樁基和托換結(jié)構(gòu)施加荷載，并在荷載轉(zhuǎn)換過程中對托換結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的變形，運用頂升裝置進行動態(tài)調(diào)控。該技術(shù)一般用于托換荷載大或結(jié)構(gòu)變形要求高的樁基工程，可靠性相對較高。

然而，現(xiàn)有存在的樁基托換技術(shù)，在施工過程中，樁基沉降調(diào)整中沉降數(shù)據(jù)需要儀器監(jiān)測，人工進行計算，然后將計算結(jié)果人工輸入到同步控制系統(tǒng)中，再由同步控制系統(tǒng)控制千斤頂進行沉降調(diào)整，導(dǎo)致出現(xiàn)施工效率低下，人力成本提高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種樁基全自動托換裝置及施工方法，整套托換施工全部采用自動化，實現(xiàn)自動采集、計算和分析，并將分析結(jié)果直接傳輸?shù)酵娇刂葡到y(tǒng)中，同步控制系統(tǒng)根據(jù)沉降數(shù)據(jù)進行樁基的自動沉降調(diào)整，施工速度快，節(jié)省人力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種樁基全自動托換裝置，包括托換樁、被托換樁、托換梁、抱柱梁、液壓千斤頂、拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置；其中，所述托換樁對稱布置在被托換樁的兩側(cè)，托換梁的兩端分別放置在各自對應(yīng)的托換樁上，并與被托換樁澆筑在一起，設(shè)置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，所述液壓千斤頂依次連接有液壓泵站和PLC同步控制系統(tǒng)），抱柱梁的上端設(shè)有靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置，在抱柱梁的下端中間位置安裝有拉線傳感器；具體的，通過液壓千斤頂預(yù)壓，對抱柱梁進行主動預(yù)頂升，消除托換樁早期沉降，再將抱柱梁及托換梁之間的被托換樁切斷，此時靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置監(jiān)測被托換樁的沉降數(shù)據(jù)，并以設(shè)定的靜力水準(zhǔn)儀基準(zhǔn)點為準(zhǔn)，對該沉降數(shù)據(jù)進行計算和分析，然后將分析結(jié)果傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)中，PLC同步控制系統(tǒng)根據(jù)沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動進行被托換樁的沉降調(diào)整。

所述液壓千斤頂與托換梁之間預(yù)埋了鋼板墊塊。

所述靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置包括沉降數(shù)據(jù)采集模塊。

一種樁基全自動托換施工方法，該方法包括如下步驟：

步驟一，打設(shè)托換樁，將托換梁與托換樁澆筑在一起，設(shè)置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂依次與液壓泵站和PLC同步控制系統(tǒng)連接，抱柱梁上端設(shè)置靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置，下端中間位置安裝拉線傳感器；

步驟二，將液壓千斤頂進行預(yù)壓，對抱柱梁進行主動預(yù)頂升，消除托換樁早期沉降，液壓千斤頂預(yù)壓結(jié)束后，鎖死液壓千斤頂，進行被托換樁切斷；

步驟三，在被托換樁切斷后若出現(xiàn)沉降，則靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置自動采集并分析沉降數(shù)據(jù)，然后將沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)中，PLC同步控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動控制液壓千斤頂進行沉降調(diào)整；

步驟四，沉降調(diào)整達到預(yù)設(shè)要求后，連接被托換樁切斷處，拆除液壓千斤頂、液壓泵站、PLC同步控制系統(tǒng)、靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置和拉線傳感器，完成被托換樁的沉降調(diào)整。

在所述步驟一中，可以采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁打設(shè)托換樁。

在所述步驟二中，將置于抱柱梁與托換梁之間的被托換樁切斷。

在所述步驟三中，所述PLC同步控制系統(tǒng)通過液壓泵站控制液壓千斤頂進行被托換樁的沉降調(diào)整。

所述拉線傳感器控制液壓千斤頂對被托換樁的高度調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明樁基全自動托換裝置包括托換樁、被托換樁、托換梁、抱柱梁、液壓千斤頂、拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置，整套托換施工全部采用自動化，沉降監(jiān)測、計算、傳輸、調(diào)整全部都由對應(yīng)裝置自動完成。本發(fā)明靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動采集、計算和分析沉降數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)果直接傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)中，PLC同步控制系統(tǒng)根據(jù)沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動進行沉降調(diào)整。本發(fā)明對靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置和PLC同步控制系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置的監(jiān)測、采集、計算功能以及PLC同步控制系統(tǒng)的調(diào)整功能。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1：本發(fā)明樁基全自動托換裝置示意圖；

圖2：本發(fā)明樁基全自動托換施工方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種樁基全自動托換裝置，包括：托換樁1、被托換樁2、托換梁3、抱柱梁4、液壓千斤頂5、拉線傳感器6、液壓泵站7、PLC同步控制系統(tǒng)8和靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置9；其中，所述托換樁1對稱布置在被托換樁2的兩側(cè)，托換梁3的兩端分別放置在各自對應(yīng)的托換樁1上，并與被托換樁2澆筑在一起，設(shè)置抱柱梁4，在抱柱梁4下端安裝液壓千斤頂5，所述液壓千斤頂5依次連接有液壓泵站7和PLC同步控制系統(tǒng)8，抱柱梁4的上端設(shè)有靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置9，在抱柱梁4的下端中間位置安裝有拉線傳感器6。

所述液壓千斤頂5與托換梁3之間預(yù)埋了鋼板墊塊10。

所述靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置9包括沉降數(shù)據(jù)采集模塊91。所述靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置通過沉降數(shù)據(jù)采集模塊91發(fā)送信號、傳輸數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施中，通過液壓千斤頂5預(yù)壓，對抱柱梁4進行主動預(yù)頂升，消除托換樁1早期沉降，液壓千斤頂5預(yù)壓結(jié)束后，鎖死液壓千斤頂，將抱柱梁4及托換梁3之間的被托換樁2切斷，此時靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置9監(jiān)測被托換樁的沉降數(shù)據(jù)，并以設(shè)定的靜力水準(zhǔn)儀基準(zhǔn)點為準(zhǔn)，對該沉降數(shù)據(jù)進行計算和分析，然后將分析結(jié)果傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)8中，PLC同步控制系統(tǒng)8根據(jù)沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動進行被托換樁2的沉降調(diào)整，待沉降調(diào)整達到預(yù)設(shè)要求后，連接被托換樁2切斷處，拆除液壓千斤頂5、液壓泵站7、PLC同步控制系統(tǒng)8、靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置9和拉線傳感器6等裝置，完成沉降調(diào)整。

本發(fā)明實施中，沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果的傳輸方式可以為信號傳輸，也可以為任一種有線或無線方式傳輸；所述信號為靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置和PLC同步控制系統(tǒng)的共同信號。

如圖2所示，本發(fā)明提供的一種樁基全自動托換施工方法，該方法包括如下步驟：

S101，打設(shè)托換樁，將托換梁與托換樁澆筑在一起，設(shè)置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂依次與液壓泵站和PLC同步控制系統(tǒng)連接，抱柱梁上端設(shè)置靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置，下端中間位置安裝拉線傳感器；

S102，將液壓千斤頂進行預(yù)壓，對抱柱梁進行主動預(yù)頂升，消除托換樁早期沉降，液壓千斤頂預(yù)壓結(jié)束后，鎖死液壓千斤頂，進行被托換樁切斷；

S103，在被托換樁切斷后若出現(xiàn)沉降，則靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置自動采集并分析沉降數(shù)據(jù)，然后將沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)中，PLC同步控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動控制液壓千斤頂進行沉降調(diào)整；

S104，沉降調(diào)整達到預(yù)設(shè)要求后，連接被托換樁切斷處，拆除液壓千斤頂、液壓泵站、PLC同步控制系統(tǒng)、靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置和拉線傳感器，完成被托換樁的沉降調(diào)整。

在上述步驟S101中，可以采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁打設(shè)托換樁。

在上述步驟S102中，將置于抱柱梁與托換梁之間的被托換樁切斷。優(yōu)選的，為了考慮后續(xù)連接施工方便，一般在抱柱梁及托換梁之間的中間位置切斷被托換樁。

在上述步驟S103中，PLC同步控制系統(tǒng)通過液壓泵站控制液壓千斤頂進行被托換樁的沉降調(diào)整。液壓泵站中的液壓油通過油路傳輸?shù)揭簤呵Ы镯斨?，PLC同步控制系統(tǒng)通過液壓泵站，從而實現(xiàn)控制液壓千斤頂在進行被托換樁的沉降調(diào)整中力量的大小及速度的快慢。

本發(fā)明樁基全自動托換施工方法主要體現(xiàn)在自動調(diào)整上，所有施工運作全部采用先進的設(shè)備進行，如拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置等，減少了人工操作的時間及誤差。

在本發(fā)明具體實施中，可能存在多個被托換樁同時進行調(diào)整的情況。例如：共有5根樁需要進行托換，靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置監(jiān)測出第1、 2、 4、 5根樁未出現(xiàn)沉降，第3根樁在切斷后出現(xiàn)了2mm的沉降，則靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置將2mm的數(shù)據(jù)傳輸給PLC同步控制系統(tǒng)，由PLC同步控制系統(tǒng)將2mm的沉降自動進行頂升，消除沉降，PLC同步控制系統(tǒng)對2mm的沉降調(diào)整完畢后系統(tǒng)自動停止運轉(zhuǎn)，直至出現(xiàn)下個樁基的沉降。

所述拉線傳感器控制液壓千斤頂對被托換樁的高度調(diào)整。拉線傳感器是在靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置監(jiān)測出被托換樁出現(xiàn)沉降后，進行沉降調(diào)整時使用，具體用于控制液壓千斤頂調(diào)整的高度。例如：靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置監(jiān)測出被托換樁出現(xiàn)2mm沉降，PLC同步控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂自動調(diào)整2mm，而拉線傳感器即起到控制調(diào)整2mm高度的作用。

與現(xiàn)有樁基托換施工方法不同，本發(fā)明施工方法的靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動采集、計算和分析，并將分析結(jié)果直接傳輸?shù)絇LC同步控制系統(tǒng)中，PLC同步控制系統(tǒng)根據(jù)沉降數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行沉降調(diào)整。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。