一种基坑水平支撑系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种基坑水平支撑系统。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]目前，基坑水平支撑系统在上海等软土地区城市深基坑的开挖支护常用钢支撑轴力补偿系统来支撑，在工作时按设计要求施加预应力，随着时间的推移，钢支撑上所加的预应力会降低；同时基坑监测由专门的监测单位通过专门的测斜仪每天一次对预埋在钢支撑两端墙体里的测斜管进行数据采样，然后回去通过专用的软件进行数据分析，再出据测斜报表送施工单位和业主单位，施工单位根据报表的数据分析后再报送设计单位和地铁维保中心等重点监测单位。
[0004]现有的基坑水平支撑系统存在如下问题:
[0005]1、监测点分布在重要的关注点上，由于施工的原因不是全面分布在水平支撑杆的两端或一端，而地下土体压力变化莫测很难确保监测点就是最重要的检测点。
[0006]2、监测数据每一点是由一根测斜管进行测量，只能在垂直高度测量一个点，而整体墙体面较宽，墙体各点受力不同时则会产生不同的受力变型，容易产生误判结果。
[0007]3、仪器采用数据时使用同一个传感器，再加上测量时仪器本身的精确度，直接影响整个基坑监测数据的准确性。
[0008]4、数据采样的置后性，由于数据采样、计算和传送存在一定的时间差，只有基坑变形后才能实施相应的补救措施，无法实时采集数据。
[0009]5、现有部分的基坑水平支撑系统，仅能测量出两侧墙体的支撑杆的轴力，根本无法检测出每侧墙体的位移量，同样会造成基坑外侧的防护体发生位移，而发生基坑事故。
【发明内容】
[0010]鉴于目前基坑水平支撑系统存在的上述不足，本发明提供一种实时采集数据、数据采集点分布广、准确率高的基坑水平支撑系统。
[0011]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0012]一种基坑水平支撑系统，包括支撑杆，所述基坑水平支撑系统还包括轴力监测补偿装置、液压系统和控制系统，所述轴力监测补偿装置安装在支撑杆的顶端，所述轴力监测补偿装置的相应位置安装有传感器，所述传感器通过信号线与控制系统连接，所述液压系统分别与控制系统、轴力监测补偿装置连接。
[0013]依照本发明的一个方面，所述支撑杆的两端安装有轴力监测补偿装置，所述轴力监测补偿装置顶紧墙体。
[0014]依照本发明的一个方面，所述支撑杆的一端安装有轴力监测补偿装置，所述轴力监测补偿装置顶紧墙体，支撑杆的另一端通过固定板顶紧墙体。
[0015]依照本发明的一个方面，所述基坑水平支撑系统设有多道支撑杆，所述支撑杆为钢支撑或混凝土预制杆。
[0016]依照本发明的一个方面，所述液压系统采用多组子液压系统，所述多组子液压系统相互独立运行，多组子液压系统相互之间顺序监控。
[0017]依照本发明的一个方面，所述轴力监测补偿装置包括油缸、球形旋转件、球形连接件、中间件和机械锁定装置，所述油缸通过中间件与球形连接件连接，所述球形连接件与球形旋转件连接，所述机械锁定装置固定在球形连接件的侧面。
[0018]依照本发明的一个方面，所述传感器包括角度传感器、位移传感器和轴向力检测传感器，所述角度传感器安装在球形旋转件的表面上，所述位移传感器安装在球形连接件的表面上，所述轴向力检测传感器安装在油缸的顶端。
[0019]依照本发明的一个方面，所述球形旋转件通过球头连接与球形连接件连接，所述机械锁定装置通过齿轮连接与球形连接件连接。
[0020]依照本发明的一个方面，所述控制系统包括电源系统、中央控制设备、信息传输装置、输出装置和工控机，所述中央控制设备分别与电源系统、信息传输装置、输出装置连接，所述信息传输装置与工控机连接，所述输出装置与液压系统连接。
[0021]依照本发明的一个方面，所述工控机内设有短信平台，所述短信平台通过无线网络与管理人员的终端设备进行通信。
[0022]本发明实施的优点:本发明的基坑水平支撑系统中的轴力监测补偿装置上安装传感器，轴力监测补偿装置安装在支撑杆的一端或两端，传感器包括角度传感器、位移传感器和轴向力检测传感器，由于基坑水平支撑系统中设置多道支撑杆，因此传感器的布点多，数据采集点分布广；传感器负责实时采集现场原始数据并将数据传送到控制系统，控制系统接收数据并进行处理，当支撑杆两端的墙体位移量或支撑杆的轴力超过设定值时，控制系统指示轴力监测补偿装置进行补偿，由于采集到的数据为基坑现场实时的原始数据，再加上数据采集点分布广，因此基坑水平支撑系统的数据准确率高，确保基坑施工的安全；控制系统包括电源系统、中央控制设备、信息传输装置、输出装置和工控机，电源系统保证不间断地为中央控制设备提供电源，当中央控制设备监控到支撑杆两端的墙体位移量或支撑杆的轴力超过设定值时，立即启动报警，同时，中央控制设备通过信息传输装置将数据传送到距离基坑水平支撑系统很远的工控机，管理人员查看数据后，通过工控机向施工现场的中央控制设备发送指令，从而实现了基坑水平支撑系统的远程监控。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本发明所述的一种基坑水平支撑系统示意图；
[0025]图2为本发明所述控制系统与轴力监测补偿装置、液压系统相互连接的示意框图；
[0026]图3为本发明所述轴力监测补偿装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]如图1、图2、图3所示，一种基坑水平支撑系统，包括支撑杆5，所述基坑水平支撑系统还包括轴力监测补偿装置6、液压系统和控制系统，轴力监测补偿装置6安装在支撑杆5的顶端，轴力监测补偿装置的相应位置安装有传感器，传感器通过信号线2与控制系统连接，传感器实时采集现场原始数据并将数据传送到控制系统，液压系统分别与控制系统、轴力监测补偿装置6连接，其中，液压系统通过液压管路4与轴力监测补偿装置6进行连接。
[0029]在实际应用中，在基坑水平支撑系统施工之前，先施工好基坑周围的混凝土支撑系统，混凝土支撑系统包括混凝土水平支撑、混凝土支护前墙3和混凝土支护后墙7，为了提高基坑水平支撑系统的安全性，基坑水平支撑系统设有多道支撑杆5，支撑杆5可为钢支撑或混凝土预制杆，相邻支撑杆5之间的水平距离和垂直距离根据实际情况而定，当基坑周围的土体8的压力非常大或基坑与周围建筑物的距离近时，支撑杆5的水平距离和垂直距离应该偏小；反之，当基坑周围的土体8的压力非常小或基坑与周围建筑物的距离远时，支撑杆5的水平距离和垂直距离应该偏大。当基坑水平支撑系统周围地质条件非常差或周围建筑物非常多时，每道支撑杆5的两端安装有轴力监测补偿装置6，轴力监测补偿装置6顶紧墙体，这样管理人员可以随时查看基坑水平支撑系统任一部位的情况，基坑安全性非常高，但成本相应提高；当基坑水平支撑系统周围地质条件比较好或周围建筑物比较少时，为了节省成本，支撑杆5的一端设有轴力监测补偿装置6时，支撑杆5的另一端通过固定板1或垫木固定在墙体上，固定板1可为钢板、Η型槽钢、[型槽钢，由于基坑水平支撑系统设有多道支撑杆5，轴力监测补偿装置6的布置有多种方式，常用的二种方式为:第一种方式为轴力监测补偿装置6布置在多道支撑杆5的同一个方向，如图1所示；第二种方式为在第一道支撑杆5的混凝土支护前墙3 —端安装轴力监测补偿装置6，另一端通过固定板1固定在墙体上，而在第二道支撑杆5的混凝土支护后墙7 —端安装轴力监测补偿装置6，另一端通过固定板1固定在墙体上，依次类推。
[0030]如图2所示，控制系统包括电源系统、中央控制设备、信息传输装置、输出装置和工控机，中央控制设备分别与电源系统、信息传输装置、输出装置连接，信息传输装置与工控机连接，输出装置与液压系统连接，所有的传感器通过信号线2将数据传送到中央控制设备，其中，电源系统包括电网电源、发电机进行发电的电源和UPS电源，正常情况下，整个控制系统由电网电源供电，当电网电源出现故障时，中央控制设备自动将电源切换到UPS电源，中央控制设备在UPS电源供电下继续正常工作，并发送报警信号，维持中央控制设备监测和信息传输，当中央控制设备监测到轴力监测补偿装置6需要进行位移或支撑杆5的轴力补偿时，中央控制设备发送控制信号，启动发电机进行发电，对轴力监测补偿装置6进行供电和对UPS电源进行充电，然后再启动轴力监测补偿装置6自动进行位移或支撑杆5的轴力补偿，当监测补偿装置6的位移或支撑杆5的轴力补偿达到要求时，中央控制设备停止发电机电源供电，确保了电源系统的用电安全。信息传输装置采用基于以态网的有线