一种深基坑支撑轴力机械式调控装置及其调控方法与流程

本发明属于土木工程基坑施工技术领域，尤其是涉及一种深基坑支撑轴力机械式调控装置及其调控方法。

背景技术：

随着社会文明程度的不断进步，大型城市和特大型城市的不断涌现，从而加快了城市轨道交通以及超高层建筑的发展需要，深基坑工程越来越多，而建筑物之间的位置越来越近，工程施工带来的影响越来越大，达到“牵一发动全身”的境地。深基坑施工首先要考虑基坑的安全问题，深基坑施工伴随着极强的环境效应，如果不能有效的应对深基坑变形控制，极易影响其正常使用，严重时甚至引发灾难性事故，造成的经济损失和社会影响是非常大的。

现有的基坑施工中为控制围护墙体结构变形常采用内支撑方式，钢支撑结构是最常用的形式。钢支撑的接头一般采用活络头，用千斤顶预加轴力后插入钢楔。在使用中钢楔会在轴力作用下发生塑性变形，预加的轴力也会随时间的延长而衰减，从而影响了对基坑结构变形的控制。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种含机械补偿和轴力检测功能的深基坑支撑轴力机械式调控装置及其调控方法，不仅能将预加轴力达到设定值，而且还支持对支撑轴力进行监测并复加轴力，从而达到控制基坑变形，确保基坑施工安全的要求。

本发明的技术方案是：一种深基坑支撑轴力机械式调控装置，水平支撑于基坑围护结构的钢围檩上，该调控装置包括自左向右依次设置于同一条水平支撑线上的铰座、轴力调节机构、固定端支撑钢，所述铰座固定于基坑围护结构其中一侧的钢围檩上，所述固定端支撑钢外侧端固定于基坑围护结构另一相对侧的钢围檩上；

所述轴力调节机构包括左右对称设置、并内置有柱形槽孔的左旋转支座和右旋转支座，连接所述左旋转支座和所述右旋转支座的旋转手柄，连接所述左旋转支座和所述铰座的拉压传感器，以及与所述拉压传感器电连接的终端显示器；所述右旋转支座与所述固定端支撑钢的内侧端固定，并在所述左旋转支座和所述右旋转支座的柱形槽孔内各设有一丝杆，同时在所述旋转手柄两侧各设有一可插入对应侧柱形槽孔的圆柱，并在所述圆柱上设有与所述丝杆螺纹配合设置的内丝孔，当转动旋转手柄时，两丝杆在其对应的内丝孔内同时做伸出或缩进运动。

作为优选的技术方案，该调控装置还包括设于基坑围护结构上、并位于钢围檩下方的支撑牛腿，且所述铰座固定于所述支撑牛腿上。

作为优选的技术方案，所述内丝孔和所述丝杆上的螺纹均为T型螺纹。

作为优选的技术方案，所述拉压传感器通过电缆与所述终端显示器连接。

上述深基坑支撑轴力机械式调控装置的调控方法，具体包括以下步骤：

步骤1)：在地面将铰座、拉压传感器、左旋转支座、旋转手柄、右旋转支座、固定端支撑钢依次连接为轴力支撑主体，同时两丝杆调整到其对应内丝孔的中间行程位置；

步骤2)：当基坑开挖到达轴力预支撑位置时，将轴力支撑主体吊至该位置并将固定端支撑钢、铰座的外侧端部与基坑围护结构上的围檩相固定；

步骤3)：当顺时针转动旋转手柄，两丝杆做缩进运动，向旋转手柄方向移动，降低支撑轴力；当逆时针转动旋转手柄，两丝杆做伸出运动，向基坑墙体方向移动，增加支撑轴力，然后根据终端显示器显示的实时数据与设定值进行比较，直到将轴力调整到设定区间；

步骤4):重复步骤1)、步骤2)和步骤3)，在其他轴力预支撑位置安装该深基坑支撑轴力机械式调控装置。

作为优选的技术方案，步骤2)中在基坑围护结构上、位于钢围檩下方设置支撑牛腿，并将铰座固定于该支撑牛腿上。

本发明的优点是：

1.相对于传统带钢楔的钢支撑，本发明不仅在施工时可以根据终端显示器显示的轴力数据，通过转动旋转手柄来带动两丝杆伸出或缩进以调整预加轴力达到设定值，而且还支持通过终端显示器对支撑轴力进行监测并转动旋转手柄以复加轴力，弥补了因传统带钢楔的钢支撑塑性变形而造成支撑变形的情况，从而达到控制基坑变形，确保基坑施工安全的要求，同时结构简单，操作方便，工具化可大大节省成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明左、右旋转支座的结构示意图；

图3为本发明旋转手柄的结构示意图；

图4为本发明的调控装置于基坑内的安装主视图；

图5为本发明的调控装置于基坑内的安装俯视图；

其中：1基坑围护结构，2钢围檩，3铰座，4固定端支撑钢，5左旋转支座，6右旋转支座，7柱形槽孔，8旋转手柄，9拉压传感器，10终端显示器，11丝杆，12圆柱，13支撑牛腿，14电缆。

具体实施方式

实施例：参照图1-3所示，一种深基坑支撑轴力机械式调控装置，水平支撑于基坑围护结构1的钢围檩2上，包括自左向右依次设置于同一条水平支撑线上的铰座3、轴力调节机构、固定端支撑钢4，该铰座3固定于基坑围护结构1其中一侧的钢围檩2上，固定端支撑钢4外侧端固定于基坑围护结构1另一相对侧的钢围檩2上。

本发明的轴力调节机构包括左右对称设置、并内置有柱形槽孔7的左旋转支座5和右旋转支座6，连接左旋转支座5和右旋转支座6的旋转手柄8，连接左旋转支座5和铰座3的拉压传感器9，以及通过电缆14与拉压传感器9电连接的终端显示器10；右旋转支座6与固定端支撑钢4的内侧端固定，并在左旋转支座5和右旋转支座6的柱形槽孔内各设有一丝杆11，同时在旋转手柄8两侧各设有一可插入对应侧柱形槽孔7的圆柱12，并在圆柱12上设有与丝杆11螺纹配合设置的内丝孔，当转动旋转手柄8时，两丝杆11在其对应的内丝孔内同时做伸出或缩进运动。

本发明还包括设于基坑围护结构1上、并位于钢围檩2下方的支撑牛腿13，且铰座3固定于支撑牛腿13上，且内丝孔和丝杆11上的螺纹均为T型螺纹，其T型螺纹的牙型角为30°，便于传动和大尺寸件的紧固。

上述深基坑支撑轴力机械式调控装置的调控方法，具体包括以下步骤：

步骤1)：在地面将铰座3、拉压传感器9、左旋转支座5、旋转手柄8、右旋转支座6、固定端支撑钢4依次连接为轴力支撑主体，同时两丝杆11调整到其对应内丝孔的中间行程位置，保证整根轴力支撑主体长度与基坑两侧墙面间距基本等同，并使活络端有一定的工作空间，以便于施工过程中加载或卸载；

步骤2)：当基坑开挖到达轴力预支撑位置时，用吊车将轴力支撑主体吊至该位置并将固定端支撑钢4、铰座3的外侧端部与基坑围护结构1上的围檩2相固定，且在基坑围护结构1上、位于钢围檩2下方设置支撑牛腿13，并将铰座3定位于该支撑牛腿13上；

步骤3)：当顺时针转动旋转手柄8，两丝杆11做缩进运动，向旋转手柄8方向移动，降低支撑轴力；当逆时针转动旋转手柄8，两丝杆11做伸出运动，向基坑墙体方向移动，增加支撑轴力，然后根据终端显示器10显示的实时数据与设定值进行比较，直到将轴力调整到设定区间；

步骤4):重复步骤1)、步骤2)和步骤3)，在其他轴力预支撑位置安装该深基坑支撑轴力机械式调控装置，参照图4和图5所示，从而达到控制基坑变形，确保基坑施工安全的要求。

相对于传统带钢楔的钢支撑，本发明不仅在施工时可以根据终端显示器显示的轴力数据，通过转动旋转手柄来带动两丝杆伸出或缩进以调整预加轴力达到设定值，而且还支持通过终端显示器对支撑轴力进行监测并转动旋转手柄以复加轴力，弥补了因传统带钢楔的钢支撑塑性变形而造成支撑变形的情况，从而达到控制基坑变形，确保基坑施工安全的要求，同时结构简单，操作方便，工具化可大大节省成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。