[实用新型]一种自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种基坑工程技术领域中的技术方法，具体是一种自动根据地下水位变化控制液压千斤顶以减小地下连续墙水平位移的基坑支护装置。

背景技术

我国沿海软土地区需开挖基坑的建筑工程日益增多。由于沿海地区地下水位普遍较高，在基坑开挖时一般都需进行基坑内潜水预降水。目前最常用的基坑降水方法是井点降水法：在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井)，并用抽水设备抽水，使基坑内地下水位下降，从而确保待开挖土体始终保持干燥。该方法简单成熟，效果明显且经济性较好。但是，基坑内潜水预降水会导致基坑内外地下水位产生差异，进而导致地下连续墙两侧土体的应力场发生改变。由于地下连续墙在软土中处于类似“悬臂梁”的状态，这种应力场的改变极易造成地下连续墙向基坑内产生水平位移。

地下连续墙的水平位移，对其自身的结构稳定性和基坑整体结构的稳定性都会产生较大的影响。较大的水平位移还会造成地下连续墙的弯曲变形，这种变形可能会引起地下连续墙的开裂，给基坑渗漏留下隐患。郑刚和曾超峰于2013年在《岩土工程学报》发表的《基坑开挖前潜水降水引起的地下连续墙侧移研究》一文中通过对天津3号线某车站基坑工程开挖前降水的试验观察，指出基坑开挖前的潜水预降水可导致显著的地下连续墙水平位移，引起基坑外地面及建(构)筑物沉降，从而影响基坑周围建(构)筑物的安全。此外，地下连续墙的水平位移会造成基坑周围土体的变形和土体内应力场的改变，造成基坑周围地下管线的侧向变形，对地下管线的安全性和使用寿命产生影响。

尽管基坑开挖前潜水预降水引起地下连续墙水平位移造成的基坑变形不容忽视，但目前相关的应对措施还比较缺乏。经对现有技术文献检索发现，申请专利号为：200710172543.1，公开号为：CN101463606A，专利名称为：基坑可控式液压钢支撑及其应用，该专利自述为“通过计算机控制的液压系统实现支撑轴力自动调节补偿”。然而，该专利在计算机控制的调节依据仍需人工搜集，并未真正实现自动根据施工条件变化进行支撑轴力补偿。而且潜水预降水造成的地下连续墙两侧地下水位差异是一个动态过程，所以由地下水位差异引起的地下连续墙水平位移也是一个动态过程，而通过人工搜集的方式肯定无法做到实时的动态调节。因此，上述专利提出的装置在支撑力补偿的自动化程度和控制精度上仍有进一步提高的空间。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供了一种自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置。该装置可自动监测地下水位变化，并提供合理的支撑力补偿，从而减小基坑内潜水预降水引起的地下连续墙水平位移。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种自动控制地下连续墙水平位移的基坑支护装置，该装置由至少一个单元构成，所有单元共用一个中心控制装置，每个单元包括：水平支撑、竖向支撑、钢板平台、地下水位监测装置；水平支撑沿基坑长度方向布置，在每组水平支撑中点处布置竖向支撑，并在竖向支撑顶部固定钢板平台；所述水平支撑中设置有液压千斤顶；每组水平支撑均配置地下水位监测装置，地下水位监测装置与中心控制装置连接。

优选地，所述水平支撑包括2根钢支撑、2台液压千斤顶、1台配套的油泵、2个压力传感器、1个压力监测器和1个前端控制器；2台液压千斤顶底部重合后沿水平支撑方向搁置于钢板平台中心处，在液压千斤顶顶端水平放置压力传感器，压力传感器和地下连续墙之间水平放置钢支撑，钢支撑一端与地下连续墙固接，另一端搁置于钢板平台；钢支撑长度应确保液压千斤顶、压力传感器和钢支撑紧密接触。更优选地，钢支撑采用外径为160～200mm、厚度为6～10mm的圆形钢管支撑。

本实用新型中，前端控制器接收中心控制装置下达的指令，控制液压千斤顶的油泵的启动与关闭；压力监测器实时记录压力传感器监测到的压力值，并将压力差值上传至中心控制装置，其中压力差值是指压力传感器开始工作后某时刻的压力值与初始时刻压力值之差。

优选地，所述地下水位监测装置包括：4个地下水位测量仪，1个水位监测器。水位监测器实时记录地下水位测量仪实时测得的地下水位深度，确定地下连续墙两侧地下水位深度的差值，并自动将地下水位深度的差值上传到中心控制装置。

优选地，4个地下水位测量仪沿水平支撑方向分别布置于距两道地下连续墙内外两侧各3m处，埋置深度为基坑设计深度的1.5倍。