CN204551489U - 一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护*** - Google Patents
一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，其包括斜抛撑支护结构、数据采集***、机械调节***和智能控制元件，智能控制元件收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测数据与设计计算结果差异较大时，智能控制元件控制所述液压千斤顶向斜抛撑端部施加预应力以对基坑整体的支护稳定进行调节。本实用新型的智能变形调节斜抛撑通过自身所受的力来对疏浚淤泥土地区的基坑进行支护，对于减小支护桩变形、基坑外地表沉降和基坑底部淤泥***具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及疏浚淤泥土地区中基坑开挖围护结构形式的支护技术领域。
背景技术
近些年来，浅水湖泊或港湾中的疏浚淤泥作为陆域回填材料使用普遍，在淤泥上进行施工建设也成为建筑一种趋势。随着淤泥质土地区的基坑开挖面积和深度越来越大，其开挖对周围环境的影响也较大，基坑开挖设计与分析已经从强度控制设计转为变形控制设计。为控制基坑变形，传统的排桩支护的一般分类有桩支护、桩锚支护、桩加水平支撑支护等。
桩支护用于早期的淤泥质土的浅基坑工程中，但随着基坑开挖深度增大，单纯的桩支护控制基坑的变形效果不好，一般与锚杆和水平支撑结合使用控制基坑的变形。桩锚支护由于开挖基坑附近分布有密集的地下管线等“生命线”工程而受到限制使用。桩加水平支撑支护由于基坑开挖面积大，尺寸较长，支撑自身压缩较大，使得围护结构的变形得不到很好的控制，同时也带来造价的增加而受到限制使用。这些支护方式也不能通过实时监测各自的变形来自动调节自身所受的力以控制基坑的变形，这对于基坑的支护作用是不利的。
公开日为2014年11月19日，公开号为CN104153374A，发明名称为《一种带有斜撑与拉锚的组合式基坑支护结构》的中国专利申请公开了一种基坑支护结构，其设有围护墙、斜抛撑、连接支座、加劲桩等，就是一种斜撑与拉锚相结合的基坑支护结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服了上述现有技术中的不足，提供一种新型的具有智能变形调节能力的基坑养护***，可减小支护桩变形、基坑外地表沉降和基坑底部淤泥***等技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，其特征在于：包括斜抛撑支护结构、数据采集***、机械调节***和智能控制元件，
所述斜抛撑支护结构包括
支护桩，沿基坑侧壁设置，垂直插于基坑的疏浚淤泥之中，
承台，悬空支撑于基坑地表以上，承台横截面为直角梯形，及
抗滑桩，设置于承台底部，用于对承台提供支撑作用，及
斜抛撑，支撑固定连接于支护桩桩体和承台斜面之间；
所述数据采集***包括埋设在基坑外地表处的若干第一测斜管、埋设在支护桩内的若干第二测斜管、埋设于基坑底部疏浚淤泥中的第三测斜管，分别测定基坑外地表沉降、支护桩的变形和基坑底部淤泥的***量，及
沿着基坑外地表同一平面位置的不同竖直深度埋设的若干孔压计，用于测定基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力，及
粘贴于斜抛撑表面的若干应变片，测定斜抛撑在基坑开挖时的变形量；
所述机械调节***包括一液压千斤顶；
所述智能控制元件收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测数据与设计计算结果差异较大时，智能控制元件控制所述液压千斤顶向斜抛撑端部施加预应力以对基坑整体的支护稳定进行调节。
优选地，所述应变片沿斜抛撑的轴线方向粘贴有至少3个。
优选地，所述斜抛撑为一根钢管或多根钢管的组合体。
本实用新型的斜抛撑结构使基坑侧壁的淤泥质土水平向应力传递到基坑底部的承台和抗滑桩上，使基坑侧壁的淤泥质土的水平向应力与基坑底部淤泥质淤泥的上部开挖卸载所产生的***相平衡。另一方面，通过轴向粘贴布置在斜抛撑上的应变片、沿着基坑外地表向下垂直深度埋设的孔压计和埋设于支护桩内、基坑外地表处以及基坑底部淤泥土中的测斜管可以实时监测斜抛撑的变形、基坑外淤泥的孔隙水压力变化和支护桩的变形、基坑外地表沉降及基坑底部淤泥的***量，并将它们测得的数据实时地传输给智能控制元件，经过智能控制元件对这些数据的分析处理，再控制液压千斤顶对斜抛撑进行调节控制，以满足对淤泥质土地区的基坑的支护作用。本实用新型的智能变形调节斜抛撑通过自身所受的力来对疏浚淤泥土地区的基坑进行支护，这对于减小支护桩变形、基坑外地表沉降和基坑底部淤泥***具有重要意义。
附图说明
图1是智能变形调节斜抛撑支护形式的示意图；
图2是斜抛撑支护形式的示意图。
图3是支护桩后地表距支护桩的水平距离与地表沉降量的关系图，图中显示监测值与计算值差异较小。
图4是支护桩水平位移与支护桩埋深的关系图，图中显示的监测值与计算值差异较小。
图5是支护桩后地表距支护桩的水平距离与地表沉降量的关系图，图中显示调节前监测值与计算值差异较大，经调节后的基坑外地表沉降监测值与计算值差异较小。
图6是支护桩水平位移与支护桩埋深的关系图，图中显示调节前的监测值与计算值差异较大，经调节的支护桩水平位移监测值与计算值差异较小。
图7是基坑底部距支护桩的水平距离与基坑底部土体的***量关系图，图中显示调节前监测值与计算值差异较大，经调节的监测基坑底淤泥***值与计算值差异较小。
图中，基坑100，孔压计101，支护桩102，斜抛撑103，应变片104，承台105，抗滑桩106，第一测斜管107，第二测斜管108，第三测斜管109，智能控制元件110，液压千斤顶110，淤泥1000
具体实施方式
应理解，本说明书中的上、下、左、右、向上、向下、向左、向右等方向性术语是针对附图中所示的方位的描述，这些方位并不是限制性的。如果没有特定说明，本文中的术语向内、向外、内、外、内侧、外侧是指相对于部件中心的范围，例如以电机轴线作为参照，内和内侧指更靠近或指向电机轴线的位置或取向，外和外侧是指更远离电机中心部位。此外，术语水平、竖起、悬垂等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而允许可以稍微倾斜。如水平仅是指其方向相对竖直而言更加水平，并不是表示该结构要完全水平，而是可以稍微倾斜。
下面结合附图图1和图2，对本实用新型的实现进行详细的描述。
本实用新型用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，包括斜抛撑支护结构、数据采集***、机械调节***和智能控制元件。
其中，如图2所示，斜抛撑支护结构包括支护桩102、承台105、斜抛撑103和抗滑桩106。支护桩102沿基坑100侧壁设置，垂直插于基坑的疏浚淤泥1000之中。承台横截面为直角梯形，斜边朝向斜抛撑103及支护桩102。承台105底部设置有抗滑桩106，对承台105提供支撑作用。斜抛撑103一端支撑固定于支护桩102上，另一端支撑固定于承台105的斜面。承台105如图1图2所示，设置悬空于基坑底部的土体之上，可以方便地调节斜抛撑103上的千斤顶装置110。同时，承台105的底部与抗滑桩106相连可以把斜抛撑103上受到的压力有效的传递至抗滑桩106上，这样的传递受力机制使得整个基坑支护结构受力趋势清晰并且易于调节控制使得支护结构保持较为安全的变形和受力状态。
如图1所示，所述数据采集***包括埋设在基坑外地表处的若干第一测斜管107、埋设在支护桩102内的若干第二测斜管108、埋设于基坑底部疏浚淤泥中的第三测斜管109，分别测定基坑外地表沉降、支护桩的变形和基坑底部淤泥的***量。沿着基坑外地表同一平面位置的不同竖直深度埋设有多个孔压计101，用于测定基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力。沿斜抛撑的轴线方向在其表面粘贴有至少三块应变片104，用于测定斜抛撑在基坑开挖时的变形量。
机械调节***包括一液压千斤顶110，与斜抛撑104相连，并事先施加预应力。
智能控制元件110收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测数据与设计计算结果差异较大时，智能控制元件控制所述液压千斤顶110向斜抛撑端部施加预应力以对基坑整体的支护稳定进行调节，以满足对基坑的支护作用，这样可以实现对斜抛撑支护结构的实时监测和实时调节控制。
如图3、图4所示，智能控制元件110收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测结果与计算结果接近时，可以认为支护结构可以保证基坑工程稳定和安全，不需要进行调节。
如图5、图6、图7所示，智能控制元件110收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测结果与计算结果相差较大时，数据处理中心自动控制液压千斤顶进行压力控制，改善支护结构的受力，并同时将调节后的监测结果与计算结果进行对比分析，当调节后监测值(包括基坑外地表沉降、支护桩变形，基坑底部的淤泥***量)接近计算安全值的时候，可以认为支护结构可以保证基坑工程稳定和安全，不需要进行调节。
本实用新型包括但并不限于上述实施例及附图所示的内容，其它一切与本实用新型的技术方案具有相同实质性内容的产品结构均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，其特征在于：包括斜抛撑支护结构、数据采集***、机械调节***和智能控制元件，
所述斜抛撑支护结构包括
支护桩，沿基坑侧壁设置，垂直插于基坑的疏浚淤泥之中，
承台，悬空支撑于基坑地表以上，承台横截面为直角梯形，及
抗滑桩，设置于承台底部，用于对承台提供支撑作用，及
斜抛撑，支撑固定连接于支护桩桩体和承台斜面之间；
所述数据采集***包括埋设在基坑外地表处的若干第一测斜管、埋设在支护桩内的若干第二测斜管、埋设于基坑底部疏浚淤泥中的第三测斜管，分别测定基坑外地表沉降、支护桩的变形和基坑底部淤泥的***量，及
沿着基坑外地表同一平面位置的不同竖直深度埋设的若干孔压计，用于测定基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力，及
粘贴于斜抛撑表面的若干应变片，测定斜抛撑在基坑开挖时的变形量；
所述机械调节***包括一液压千斤顶；
所述智能控制元件收集实际测得的基坑外地表沉降、支护桩的变形、基坑底部淤泥的***量、基坑外淤泥不同深度下的孔隙水压力、斜抛撑在基坑开挖时的变形量的监测数据，并与设计文件中的计算结果进行对比分析，当监测数据与设计计算结果差异较大时，智能控制元件控制所述液压千斤顶向斜抛撑端部施加预应力以对基坑整体的支护稳定进行调节。
2.根据权利要求1所述的用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，其特征在于：所述应变片沿斜抛撑的轴线方向粘贴有至少3个。
3.根据权利要求1所述的用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护***，其特征在于：所述斜抛撑为一根钢管或多根钢管的组合体。
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| CN201520248134.5U CN204551489U (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护*** |
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|---|---|---|---|---|
| CN104746522A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-01 | 国家***南海海洋工程勘察与环境研究院 | 一种用于疏浚淤泥质土地区基坑的可智能变形调节的斜抛撑支护*** |
| CN106245689A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-21 | 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司 | 一种混合材料支撑桩轴力的监测方法 |
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 510300 Guangzhou, Guangdong, Xingang Road, No. 353 compound Patentee after: STATE OCEAN ADMINISTRATION SOUTH CHINA SEA PLANNING AND ENVIRONMENT RESEARCH INSTITUTE Patentee after: Shenzhen Gongkan Geotechnical Group Co., Ltd. Patentee after: China Water Resource Pearl River Planning, Designing and Surveying Co., Ltd. Address before: 510300 Guangzhou, Guangdong, Xingang Road, No. 353 compound Patentee before: South Sea Ocean Engineering Investigation & Environment Research Academy, State Patentee before: Shenzhen Gongkan Geotechnical Group Co., Ltd. Patentee before: China Water Resource Pearl River Planning, Designing and Surveying Co., Ltd. |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150812 Effective date of abandoning: 20160824 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150812 Effective date of abandoning: 20160824 |
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| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |