一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具以及方法与流程

本发明涉及富水砂层施工技术领域，具体为一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具以及方法。

背景技术：

随着城市化进程的加快，城市可利用空间成为了制约城市发展的障碍，城市周边发展和城市地下空间的利用成了解决手段之一。地铁和各种综合管廊的建设有效的解决了城市人口流动困难和各种市政服务不完善的问题。

富水砂层的特点是砂层含砂量大，非砂、小卵石含量小于10％，地下水丰富。这种地层具有的特性是在局部空间发生泄漏的情况下地层流动大，很容易造成大范围的地层扰动，同时在一定空间里土层受到局部挤压的情况下土层的可压缩性和可流动性很差，土层的摩擦力急剧增加。

在对富水砂层施工时，为了改善结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的预应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。

一般的施工锚具在对富水砂层施工时角度是一定的，导致预先施加的预应力会随着锚具深入而改变，尤其是在富水砂层中，预应力的改变有可能会导致土层受到局部挤压，出现塌陷的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具以及方法，具备施工的过程中时刻调整锚具的角度来适应预应力，降低土层塌陷的可能性的优点，解决了预应力的改变有可能会导致土层受到局部挤压，出现塌陷的情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具，包括底板、控制柜、机架、连接板和第三连接杆，所述底板上表面固定有油箱，所述油箱一侧的底板上表面固定有液压泵，所述液压泵一侧的底板上表面固定有液压缸，所述液压缸顶端活动安装有多级液压杆，所述多级液压杆顶端通过第二转轴与第三连接杆的一端转动连接，所述第三连接杆的另一端通过第二转轴与机架底端一侧固定的轴座转动连接，所述机架上表面的凹槽中间固定有丝杠，所述丝杠一端的机架上表面固定有步进电机，步进电机与丝杠内的丝杆转动连接，所述连接板下表面的中间与丝杠活动连接，所述连接板上表面固定有电机，所述电机的一端通过传动轴转动安装有锚具。

作为本发明的进一步方案，所述液压泵的进液端通过油管与油箱连通，液压泵的出液端通过油管与液压缸连通。

作为本发明的进一步方案，所述机架底端另一侧的前后两端均固定有第一连接杆，两个第一连接杆的底端分别通过第一转轴转动安装有第二连接杆，两个第二连接杆背离第一转轴的一端分别与底板上表面一侧的前后两端固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述液压泵通过电线与控制柜后端的端子排电连接，所述控制柜后端的端子排通过电线电连接有传感器，控制柜正面从上至下依次嵌入安装有显示屏和仪表盘。

作为本发明的进一步方案，所述机架上表面的前后两端均固定有轨道，连接板下表面前后两端分别通过滑块与轨道滑动连接。

一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调方法，步骤如下：

s1、将底板和控制柜固定在指定位置的地面上，控制柜后端的端子排分别通过电线与液压泵、传感器和步进电机电连接；

s2、通过电脑将原定的预应力数据输送到控制柜内的plc控制模块中，传感器事先埋入土层中检测土层中的预应力，将预应力数据传递给控制柜中的plc控制模块，控制柜对传递来的预应力数据进行处理；

s3、电机通电启动通过传动轴带动锚具转动，转动的锚具对着施工位置，锚具转动深入土层中；步进电机通电启动，通过丝杠带动连接板上的电机进行移动，电机的持续下移带动转动的锚具进入到土层中；

s4、随着锚具的深入，如果传感器检测的预应力数据满足指标，则锚具持续深入。当预应力数据与原定数据出现偏差时，启动液压缸，通过多级液压杆的移动与第三连接杆、第二转轴和轴座的共同作用使机架的一端抬起或降下，机架的另一端通过第一连接杆、第一转轴和第二连接杆相对于底板进行转动，从而改变机架的角度，使锚具深入土层的角度轻微改变，直到传感器传递来的预应力数据与原定数据相匹配，再保持锚具深入。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：电机通电启动通过传动轴带动锚具转动，转动的锚具对着施工位置，锚具转动深入土层中。步进电机通电启动，通过丝杠带动连接板上的电机进行移动，电机的持续下移带动转动的锚具进入到土层中。在锚具进入土层的过程中，事先埋入土层中的传感器检测土层中的预应力，将预应力数据传递给控制柜中的plc控制模块，控制柜对传递来的预应力数据进行处理，如果预应力数据满足指标，则锚具持续深入。当预应力数据与原定数据出现偏差时，启动液压缸，通过多级液压杆的移动与第三连接杆、第二转轴和轴座的共同作用使机架的一端抬起或降下，机架的另一端通过第一连接杆、第一转轴和第二连接杆相对于底板进行转动，从而改变机架的角度，使锚具深入土层的角度轻微改变，直到传感器传递来的预应力数据与原定数据相匹配，再保持锚具深入。施工的过程中时刻调整锚具的角度来适应预应力，降低土层塌陷的可能性，更加安全。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的锚具俯视连接结构示意图；

图3为本发明的机架俯视连接结构示意图；

图4为本发明的角度调整时主视结构示意图；

图5为本发明的a处放大示意图。

图中：1、底板；2、油箱；3、油管；4、液压泵；5、液压缸；6、仪表盘；7、显示屏；8、控制柜；9、电线；10、传感器；11、机架；12、轨道；13、连接板；14、电机；15、传动轴；16、锚具；17、第一连接杆；18、第一转轴；19、第二连接杆；20、丝杠；21、步进电机；22、多级液压杆；23、第二转轴；24、第三连接杆；25、轴座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具，包括底板1、控制柜8、机架11、连接板13和第三连接杆24，底板1上表面固定有油箱2，油箱2内装入液压油。油箱2一侧的底板1上表面固定有液压泵4，正如本领域技术人员所熟知的，液压泵4动力的提供司空见惯，其属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。液压泵4一侧的底板1上表面固定有液压缸5，液压缸5顶端活动安装有多级液压杆22，多级液压杆22顶端通过第二转轴23与第三连接杆24的一端转动连接，第三连接杆24的另一端通过第二转轴23与机架11底端一侧固定的轴座25转动连接，机架11上表面的凹槽中间固定有丝杠20，丝杠20一端的机架11上表面固定有步进电机21，正如本领域技术人员所熟知的，步进电机21动力的提供司空见惯，其属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。步进电机21与丝杠20内的丝杆转动连接，连接板13下表面的中间与丝杠20活动连接。机架11上表面的前后两端均固定有轨道12，连接板13下表面前后两端分别通过滑块与轨道12滑动连接。连接板13上表面固定有电机14，正如本领域技术人员所熟知的，电机14动力的提供司空见惯，其属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。电机14的一端通过传动轴15转动安装有锚具16。

实施例2

请参阅图1、图4和图5，本发明提供的一种实施例：一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具，液压泵4的进液端通过油管3与油箱2连通，液压泵4的出液端通过油管3与液压缸5连通，液压泵4将油箱2内的液压油通过油管3输送到液压缸5内，液压缸5通过液压油推动多级液压杆22上移。液压泵4通过油管3将液压缸5内的液压油抽回油箱2内，液压缸5带动多级液压杆22下移。机架11底端另一侧的前后两端均固定有第一连接杆17，两个第一连接杆17的底端分别通过第一转轴18转动安装有第二连接杆19，两个第二连接杆19背离第一转轴18的一端分别与底板1上表面一侧的前后两端固定连接。机架11的另一端通过第一连接杆17、第一转轴18和第二连接杆19相对于底板1进行转动，从而使多级液压杆22可以上下移动带动机架11调整角度。

实施例3

请参阅图2和图3，本发明提供的一种实施例：一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调锚具，机架11上表面的凹槽中间固定有丝杠20，丝杠20一端的机架11上表面固定有步进电机21，步进电机21与丝杠20内的丝杆转动连接，连接板13下表面的中间与丝杠20活动连接，连接板13上表面固定有电机14，电机14的一端通过传动轴15转动安装有锚具16。步进电机21通电启动，通过丝杠20带动连接板13上的电机14进行移动，电机14的持续下移带动转动的锚具16进入到土层中。丝杠20可以带动连接板13来回进行往复运动。

实施例4

请参阅图1和图4，本发明提供的一种实施例：一种能够补偿富水砂层预应力损失的微调方法，步骤如下：

s1、将底板1和控制柜8固定在指定位置的地面上，控制柜8正面从上至下依次嵌入安装有显示屏7和仪表盘6，控制柜8后端的端子排分别通过电线9与液压泵4、传感器10和步进电机21电连接；

s2、通过电脑将原定的预应力数据输送到控制柜8内的plc控制模块中，正如本领域技术人员所熟知的，传感器10的提供司空见惯，其属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。传感器10事先埋入土层中检测土层中的预应力，将预应力数据传递给控制柜8中的plc控制模块，控制柜8对传递来的预应力数据进行处理；

s3、电机14通电启动通过传动轴15带动锚具16转动，转动的锚具16对着施工位置，锚具16转动深入土层中；步进电机21通电启动，通过丝杠20带动连接板13上的电机14进行移动，电机14的持续下移带动转动的锚具16进入到土层中；

s4、随着锚具16的深入，如果传感器10检测的预应力数据满足指标，则锚具16持续深入。当预应力数据与原定数据出现偏差时，启动液压缸5，通过多级液压杆22的移动与第三连接杆24、第二转轴23和轴座25的共同作用使机架11的一端抬起或降下，机架11的另一端通过第一连接杆17、第一转轴18和第二连接杆19相对于底板1进行转动，从而改变机架11的角度，使锚具16深入土层的角度轻微改变，直到传感器10传递来的预应力数据与原定数据相匹配，再保持锚具16深入。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。