基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基坑施工領(lǐng)域，特別涉及一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市的建設(shè)也日趨多元化和復(fù)雜化，建設(shè)施工的環(huán)境也越來越復(fù)雜，要求的標(biāo)準(zhǔn)也越來越高?，F(xiàn)如今，在進(jìn)行巖土施工時(shí)，特別是在深基坑開挖的過程中，為了保護(hù)基坑自身和周邊建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)的安全，一般需要采用一些支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)深基坑進(jìn)行支護(hù)，例如鋼筋砼支撐、鋼管支撐等。由于鋼管支撐具有速度快，成本低等優(yōu)點(diǎn)，它被越來越多地用于深基坑支護(hù)，特別在一些對(duì)基坑變形控制要求極其嚴(yán)格的場合，如運(yùn)行地鐵邊的軟土深基坑工程的變形控制等，一般還需要按照設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，但隨著施工時(shí)間的推移，鋼支撐會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛，鋼支撐上的預(yù)應(yīng)力會(huì)降低，有時(shí)甚至消失。通常需要在鋼管支撐與圍護(hù)墻之間設(shè)置一鋼支撐軸力控制裝置，通常是一千斤頂，如液壓式千斤頂即油缸，由該千斤頂對(duì)該鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，以防止圍護(hù)墻在基坑開挖過程中由于鋼支撐軸力損失造成基坑變形超出控制范圍。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN101776106B于2012年10月17日公開了一種基坑鋼支撐軸力自適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償液壓油缸裝置，當(dāng)鋼支撐的軸力變化超過設(shè)定值后會(huì)進(jìn)行報(bào)警，施工人員可以遠(yuǎn)程對(duì)鋼支撐的軸力進(jìn)行控制調(diào)整。但是，在遠(yuǎn)程控制調(diào)整時(shí)，特別是當(dāng)油缸進(jìn)行“伸”工作時(shí)，第一活塞桿前進(jìn)帶動(dòng)螺桿前進(jìn)，此時(shí)，由于鎖緊螺母與螺桿螺紋連接，鎖緊螺母跟隨螺桿前進(jìn)，從而會(huì)在鎖緊螺母與連接過渡套即防塵罩之間產(chǎn)生相應(yīng)的間隙，為了消除鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，現(xiàn)場的操作人員必須下到深基坑支撐補(bǔ)償油缸位置，手動(dòng)旋動(dòng)鎖緊螺母，使其與防塵罩靠牢，從而鎖定油缸工作位置。一旦油缸出現(xiàn)故障或者供油回路發(fā)生漏油現(xiàn)象，油缸中油的壓力會(huì)突然降低，螺桿就會(huì)快速回退，由于鎖緊螺母緊靠防塵罩，可以阻止螺桿回退，從而避免了鋼管支撐對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐失效，保證了深基坑的施工安全。
[0004]因?yàn)樵谑┕み^程中，基坑每時(shí)每刻都在會(huì)發(fā)生微小變形，當(dāng)變形量累積到一定值時(shí)，此時(shí)，液壓缸缸內(nèi)油的壓力也隨著下降到某一限值，為了避免基坑變形過大，就需要及時(shí)調(diào)整液壓缸活塞桿的伸出量，所以頻繁地需要人去旋動(dòng)鎖緊螺母。通常，一個(gè)大型深基坑需要幾十根甚至數(shù)百根這樣的鋼管支撐，如此大工作量會(huì)無形地增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且由于人為的原因，不可避免地會(huì)遺漏某根鋼管支撐或者某次鎖緊螺母旋動(dòng)工作，從而會(huì)給基坑施工留下一些不安全因素；加之，深基坑施工環(huán)境比較惡劣，很容易發(fā)生操作人員安全事故。
[0005]因此，提供一種能夠及時(shí)鎖定液壓缸工作狀態(tài)的自鎖裝置，可以避免人為旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母所造成人力、財(cái)力的大量浪費(fèi)以及所帶來的一些不安全因素，發(fā)明一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制的系統(tǒng)及方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決巖土工程中深基坑(尤其是地質(zhì)條件復(fù)雜和環(huán)境敏感地區(qū)如城市運(yùn)行地鐵沿線的深基坑)開挖施工時(shí)變形不易控制難題，本發(fā)明提供的一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)及方法，可以及時(shí)鎖定液壓缸的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸實(shí)時(shí)機(jī)械自鎖功能，從而避免了人工操作所造成人力、財(cái)力的大量浪費(fèi)以及所帶來的一些不安全因素，不僅降低了基坑微變形控制液壓缸的使用人力成本，同時(shí)也有效地保障了施工過程的安全性。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)，包括液壓缸、支撐座、頂桿、兩塊鎖緊塊、兩個(gè)曲柄，支撐架以及鎖緊油缸，所述支撐座通過螺栓與所述液壓缸固定連接，所述支撐座套設(shè)于所述頂桿外側(cè)，兩塊所述鎖緊塊位于所述支撐座上且對(duì)稱設(shè)置于所述頂桿外側(cè)，所述支撐架設(shè)置于支撐座外側(cè)且和所述液壓缸螺栓連接，兩個(gè)所述曲柄分別銷連接于所述支撐架遠(yuǎn)離所述液壓缸一端的兩側(cè)，每個(gè)所述曲柄的一端均與一所述鎖緊塊銷連接，每個(gè)所述曲柄的另一端分別與所述鎖緊液壓缸的兩端連接。
[0009]可選的，還包括一壓縮彈簧，所述壓縮彈簧設(shè)置在兩個(gè)所述曲柄之間。
[0010]可選的，所述液壓缸內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器和位置傳感器。
[0011]可選的，所述鎖緊塊內(nèi)側(cè)間隔設(shè)置若干導(dǎo)槽，所述頂桿上間隔設(shè)置若干環(huán)形卡牙，所述導(dǎo)槽與所述卡牙相互嚙合。
[0012]可選的，所述導(dǎo)槽或者所述卡牙的牙型角為10° -16°。
[0013]可選的，所述鎖緊油缸兩端都設(shè)置有連接耳環(huán)。
[0014]可選的，還包括PLC控制單元、兩個(gè)二位四通電磁閥以及三位四通電磁換向閥，其中，一所述二位四通電磁閥設(shè)置于所述鎖緊油缸的進(jìn)、回油路上，另一所述二位四通電磁閥設(shè)置于所述液壓油缸的進(jìn)、回油路上，所述三位四通電磁換向閥設(shè)置于總進(jìn)油油路與總回油油路上，所述PLC控制單元分別與兩個(gè)所述二位四通電磁閥以及所述三位四通電磁換向閥信號(hào)連接。
[0015]另外，本發(fā)明還提供一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制方法，包括如下步驟:
[0016]步驟1:提供一所述基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)；
[0017]步驟2:將所述基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)置于鋼管支撐與所需微變形控制的基坑圍護(hù)墻之間，將所述頂桿頂在所述基坑圍護(hù)墻的預(yù)埋鋼板上；
[0018]步驟3:給所述鋼管支撐施加設(shè)計(jì)要求的軸力，并設(shè)置軸力預(yù)警下限值；
[0019]步驟4:監(jiān)視軸力變化:
[0020]當(dāng)軸力達(dá)到所述軸力預(yù)警下限值時(shí)，所述鎖緊油缸執(zhí)行回縮動(dòng)作，通過所述曲柄帶動(dòng)所述鎖緊塊移動(dòng)，打開所述液壓缸的機(jī)械自鎖，所述液壓缸執(zhí)行注油指令，所述液壓缸加壓；
[0021]當(dāng)軸力重新恢復(fù)到設(shè)計(jì)要求軸力值時(shí)，所述鎖緊油缸執(zhí)行伸出動(dòng)作，通過所述曲柄帶動(dòng)所述鎖緊塊移動(dòng)，所述液壓缸的機(jī)械自鎖閉合，鎖定所述液壓缸位置；
[0022]步驟5:基坑施工完成，拆除所述基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)。
[0023]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明所提供的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)及方法，至少具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]1、有效地降低了基坑施工的人力成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度:所述鎖緊油缸的伸出\回縮動(dòng)作能夠帶動(dòng)所述鎖緊塊閉合\張開，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述液壓缸工作狀態(tài)鎖定\打開，從而避免了需要更多的操作工人去手動(dòng)操作鎖緊螺母，有效地降低了人力成本，同時(shí)也大大地降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0025]2、有效地保障了基坑施工的安全性:所述的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地鎖定液壓缸的工作狀態(tài)，避免了因人的疏忽而給基坑施工帶來一些不安全隱患，同時(shí)也保障了操作工人在基坑施工較為惡劣環(huán)境下的人身安全。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是圖2的俯視圖；
[0029]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的基坑支護(hù)力即時(shí)控制方法的流程圖。
[0030]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)的液壓原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明提出的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)及方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0032]參考圖1，本實(shí)施例公開了一種基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)100，設(shè)置于鋼管支撐200的一端，用于支撐基坑圍護(hù)墻300，本實(shí)施例中，所述圍護(hù)墻300緊鄰運(yùn)彳丁地鐵線路400。
[0033]結(jié)合圖2至圖3，本發(fā)明一實(shí)施例的基坑支護(hù)力即時(shí)控制系統(tǒng)100，包括液壓缸1、支撐座2、兩塊鎖緊塊3、頂桿4、兩個(gè)曲柄5、支撐架6以及鎖緊油缸8。頂桿4與液壓缸I中活塞桿遠(yuǎn)離活塞的一端固定連接，支撐座2套設(shè)在頂桿4的外側(cè)，支撐座2通過螺栓與液壓缸I的缸體固定連接，頂桿4隨液壓缸I中活塞桿的伸出\縮回在支撐座2內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)支撐基坑圍護(hù)墻300的變形控制。兩塊鎖緊塊3位于支撐座2上，兩塊鎖緊塊3對(duì)稱設(shè)置在頂桿4的外側(cè)，兩塊鎖緊塊3為半圓環(huán)結(jié)構(gòu)。支撐架6卡設(shè)在支撐座2的外側(cè)，支撐架6為焊接式鋼結(jié)構(gòu)，支撐架6 —端為底板，支撐架6中的底板通過螺栓與液壓缸I中缸體固定連接，支撐架6的另一端為一橫梁，橫梁的兩端對(duì)稱設(shè)置兩固定銷。兩曲柄5為對(duì)稱設(shè)置，兩曲柄5分別與支撐架6中的固定銷鉸接，每個(gè)曲柄5可以繞支撐架6中銷轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)曲柄5 —端分別與一鎖緊塊3通過螺紋銷鉸接，每個(gè)曲柄5的另一端與鎖緊油缸8鉸接，壓縮彈簧7設(shè)置在兩曲柄5之間靠鎖緊油缸8的一端。鎖緊油缸8中活塞桿伸出\縮回通過曲柄5帶動(dòng)鎖緊塊3相對(duì)\反向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鎖緊塊3鎖定\松開頂桿4，壓縮彈簧7始終處于壓縮狀態(tài)，從而使鎖緊塊3始終處于要鎖定頂桿4的趨勢，