一种立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置及方法与流程

本发明属于建筑施工，特别涉及一种立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置及方法。

背景技术：

1、软土富水地区深大基坑施工过程中，土方卸载、坑底承压水顶托等作用下导致坑底土体出现回弹隆起变形，立柱桩受桩土摩擦作用发生竖向抬升变位，基坑支护结构一般采用的“一柱一桩”施作方式，支护结构各个竖向立柱之间、立柱与地连墙之间等都极易出现相对性的差异性隆沉。

2、差异性隆沉将导致承受横向轴力的水平支撑结构出现剪力、弯矩等复杂受力状态，一旦节点差异超限必将导致支撑结构甚至逆作楼板出现开裂甚至折断等安全隐患。

3、尤其对于软土狭长深基坑，基坑支护体系的竖向承力体系一旦出现大量隆起，必将导致水平支护体系出现异于设计工况的复杂受力状态，所引发的潜在安全风险难以预计和控制。

4、目前，对于水平支撑体系，基于轴力伺服的自适应支撑逐渐得到广泛应用，可实现基坑围护墙体及周边地表的mm级控制微变形施工。而对于竖向支撑体系的变形控制，大多只是通过在设计上加大桩长、节点强化设计等被动措施。

5、因此，如何提供一种便捷安全的立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置及方法，针对基坑开挖过程中土方卸载、承压水顶托作用下立柱差异隆沉导致水平支撑结构出现复杂不利受力状态的问题，通过设计一种具备主动调平功能的立柱桩差异隆沉连续调平装置及方法，从而有效改善基坑支护结构体系的受力条件，提升基坑安全风险的主动控制能力，解决基坑施工过程中因立柱差异沉降所导致的节点开裂等危险。

2、为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

3、一种立柱差异隆沉多级主动调平装置，包括钢制连接箱、柱端装置以及远程监控模块，所述立柱顶端通过钢制连接箱的底部凹槽与水平支撑梁连接形成整体；

4、所述钢制连接箱外侧设置钢筋连接器，与水平支撑梁的钢筋贯通连接；连接箱内部设置筒形仓，筒形仓上部设置物联网信号传输模块，中部设有超声波水准仪，底部设置垫块置换控制器，超声波水准仪之间通过超声波水准仪连通管连接，钢制连接箱内筒形仓外围空间设置混凝土填充仓，钢制连接箱底部设置电磁吸附器；

5、所述柱端装置包括千斤顶和垫块组件，千斤顶的顶托与筒形仓的底部相配合；

6、所述物联网信号传输模块远程监测各钢制连接箱的水准高度，并传输至远程监控模块，一旦发生超限差异沉降远程控制千斤顶顶托、电磁吸附垫块置换，以实现立柱隆沉的分级调控。

7、进一步地，所述垫块组件由若干磁铁垫块组成。

8、进一步地，所述远程监控模块包括监测预警模块、主动控制模块以及信号接收器。

9、本发明还提供了一种立柱差异隆沉连续调控方法，提供所述的立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置备用，所述方法包括：

10、步骤s1、在立柱顶端安装钢制连接箱，确保各立柱顶端的标高一致，并通过各个立柱的垫块组件进行初始调平，确保各立柱顶端的钢制连接箱标高一致，同时通过远程监控各钢制连接箱的超声波水准仪读数，确保各个立柱的信号接收器所接收的信号位置区间处于其中段位置；

11、步骤s2、立模并绑扎水平支撑梁钢筋，通过钢筋连接器完成钢筋贯通连接，并采用混凝土一体浇筑水平支撑梁及钢制连接箱中的混凝土填充仓；

12、步骤s3、随着土方开挖的施工，立柱间发生差异隆沉，通过钢制连接箱中的超声波水准仪测量各立柱端头的竖向隆沉数值，通过物联网信号传输模块将竖向隆沉数值传输到远程监控模块：

13、步骤s4、通过远程监控模块实时监控各立柱差异隆沉情况，综合可判定各立柱间的差异沉降是否超限，一旦超限则发出预警；

14、步骤s5、若信号接收器显示存在差异隆沉已超限，则可通过拆高补低两个方向调节，一是对相对隆起量更大的第一立柱，顶托对应第一千斤顶，配合垫块置换控制器撤出第一垫块组件中的一层磁铁垫块，所述磁铁垫块厚度与差异隆沉限值保持一致，随后回收第一千斤顶，使得第一垫块组件充分受压；二是对相对隆起量较小的第二立柱，打开电磁吸附器，使得第二垫块组件都悬吊吸附，顶托对应第二千斤顶，在第二垫块组件下方插入相应高度的一层磁铁垫块，所述磁铁垫块厚度与差异隆沉限值保持一致，随后回收第二千斤顶，使得第二垫块组件充分受压；双向调节即可实现对多个立柱差异隆沉的调平操作，使得水平支撑梁重新回复到合理受力状态。

15、与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

16、本发明提供一种立柱差异隆沉多级主动调平装置，解决了基坑开挖过程中土方卸载、承压水顶托作用下，立柱差异隆沉导致水平支撑结构出现复杂不利受力状态的问题。该立柱差异隆沉多级主动调平装置，确保不影响原钢筋混凝土结构受力的条件下，内置超声波水准仪结合远程监控模块实时全面把握大规模立柱间的差异隆沉量值；通过远程监测一旦发现差异隆沉超限，通过电磁吸附悬吊实现磁铁垫块的分层增撤，实现对各个立柱顶端竖向高度的主动升降调平，从而有效解决基坑施工过程中大量立柱桩之间、立柱桩与围护结构之间因差异沉降所导致的节点开裂甚至折断，可大幅改善基坑支护结构体系的受力条件，提升基坑安全风险的主动控制能力。

技术特征：

1.一种立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置，其特征在于，包括钢制连接箱、柱端装置以及远程监控模块，所述立柱顶端通过钢制连接箱的底部凹槽与水平支撑梁连接形成整体；

2.根据权利要求1所述的立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置，其特征在于，所述垫块组件由若干磁铁垫块组成。

3.根据权利要求1所述的立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置，其特征在于，所述远程监控模块包括监测预警模块、主动控制模块以及信号接收器。

4.一种立柱差异隆沉连续调控方法，其特征在于，提供权利要求3所述的立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置备用，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及一种立柱差异隆沉变形的多级主动调平装置及方法，它包括钢制连接箱、柱端装置以及远程监控模块；钢制连接箱外侧设置钢筋连接器，与水平支撑梁的钢筋贯通连接；钢制连接箱内部设置筒形仓，筒形仓上部设置物联网信号传输模块，中部设有超声波水准仪，底部设置垫块置换控制器，超声波水准仪之间通过超声波水准仪连通管连接，钢制连接箱内筒形仓外围空间设置混凝土填充仓，钢制连接箱底部设置电磁吸附器；柱端装置包括千斤顶和垫块组件，千斤顶的顶托与钢制筒形仓的底部相配合；物联网信号传输模块远程监测各钢制连接箱的水准高度，并传输至远程监控模块，一旦发生超限差异沉降远程控制千斤顶顶托、电磁吸附垫块置换实现立柱隆沉的分级调控。

技术研发人员：周泉吉,吴小建,陈峰军,汤文军,王小峰,李荣帅
受保护的技术使用者：上海建工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11