基坑内对围护施加预应力系统和施加预应力方法与流程

本发明涉及一种基坑工程，尤其涉及一种基坑内对围护施加预应力系统和施加预应力方法。

背景技术：

1、基坑开挖会引起周边地层的沉降和位移，从而影响邻近地铁隧道、建筑物的安全。究其原因，主要是因为基坑开挖会导致周边土体位移变形。因此需要在基坑工程施工过程中，同时构建围护支撑体系，用以支撑基坑周边的围护结构，保证周边环境的安全。

2、此外，还会在围护支撑体系上加装伺服系统，用以实现主动对围护结构施加顶撑预应力，以抵抗基坑周边土体位移变形。

3、目前的问题在于：

4、现有的伺服系统，其主要是实现了“对围护结构施加横向的顶撑预应力”，然而，基坑开挖构建下阶层基坑结构的过程需经历较长的施工周期，在下阶层基坑结构构建完成之前，无法对围护近坑底部位施加顶撑预应力，这样一来，围护近坑底部位可能在下阶层基坑结构构建完成之前就产生位移变形的情况，从而不利于整个基坑工程的施工质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基坑内对围护施加预应力系统和施加预应力方法，该施加预应力系统和施加预应力方法能够基于近坑底水平支撑对围护近坑底部位加载顶撑预应力。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基坑内对围护施加预应力系统，所述施加预应力系统包括顶撑装置；

4、所述顶撑装置包括顶撑基座和顶撑伸缩臂；

5、所述顶撑伸缩臂的一端作为装配端，顶撑伸缩臂的另一端作为顶撑输出端；

6、顶撑伸缩臂的装配端与顶撑基座装配连接，

7、针对所述顶撑伸缩臂配置有角度调节机构，所述角度调节机构用于驱动顶撑伸缩臂做上下摆动的动作；

8、所述顶撑装置的顶撑基座装配设置在近坑底水平支撑上，所述顶撑伸缩臂的顶撑输出端能够朝向围护近坑底部位伸出并对围护近坑底部位施加顶撑预应力。

9、进一步地，所述施加预应力系统还包括标高调节装置；

10、所述标高调节装置包括承力座和调高卷扬机，

11、所述承力座贴靠在围护近坑底部位上，所述调高卷扬机用于带动承力座贴靠着围护近坑底部位做上下移动的动作；

12、所述顶撑伸缩臂的顶撑输出端通过承力座对围护近坑底部位施加顶撑预应力。

13、进一步地，所述调高卷扬机安装设置在近坑底水平支撑上。

14、进一步地，所述承力座具有承力面，承力座的承力面向上倾斜并朝向顶撑装置的顶撑基座。

15、进一步地，所述顶撑伸缩臂的顶撑输出端上设置有顶撑端头，所述顶撑端头通过轴销机构装配在顶撑伸缩臂的顶撑输出端上。

16、进一步地，针对围护结构设置有测斜装置，针对近坑底水平支撑设置有轴力监测装置；

17、所述施加预应力系统还包括有预应力控制计算机，所述顶撑装置和标高调节装置均受控于预应力控制计算机，所述测斜装置和轴力监测装置与预应力控制计算机信号连接；

18、预应力控制计算机能够根据测斜装置和轴力监测装置的检测数据来控制顶撑装置和标高调节装置对围护近坑底部位施加顶撑预应力。

19、进一步地，所述顶撑基座装配设置在近坑底水平支撑与抗拔装置的连结处。

20、进一步地，所述顶撑装置设置的数量为两个，两个顶撑装置的顶撑基座分别置于近坑底水平支撑的两侧，两个顶撑装置的顶撑基座之间采用紧固件连接在一起，两个顶撑装置的顶撑基座相互抱住近坑底水平支撑，从而实现顶撑基座在近坑底水平支撑上的安装设置。

21、进一步地，所述角度调节机构，其具体实现的结构形式为：针对顶撑伸缩臂配置调角卷扬机，所述调角卷扬机安装设置在近坑底水平支撑上，调角卷扬机的卷扬绳索与顶撑伸缩臂的顶撑输出端处连接，调角卷扬机的卷扬升降动作则能够带动顶撑伸缩臂做上下摆动的动作。

22、进一步地，所述调角卷扬机和调高卷扬机为同一卷扬机。

23、一种基坑内对围护施加预应力方法，所述施加预应力方法包括：

24、s1，构建近坑底水平支撑；

25、s2，基于近坑底水平支撑安装一种施加预应力系统，并且在后续下阶层掘土作业前完成施加预应力系统的安装；

26、所述施加预应力系统包括顶撑装置；

27、所述顶撑装置包括顶撑基座和顶撑伸缩臂；

28、所述顶撑伸缩臂的一端作为装配端，顶撑伸缩臂的另一端作为顶撑输出端；

29、顶撑伸缩臂的装配端与顶撑基座装配连接，

30、针对所述顶撑伸缩臂配置有角度调节机构，所述角度调节机构用于驱动顶撑伸缩臂做上下摆动的动作；

31、所述顶撑装置的顶撑基座装配设置在近坑底水平支撑上，所述顶撑伸缩臂的顶撑输出端能够朝向围护近坑底部位伸出并对围护近坑底部位施加顶撑预应力；

32、s3，利用施加预应力系统对围护近坑底部位施加顶撑预应力；

33、控制顶撑装置的顶撑伸缩臂的顶撑输出端朝向围护近坑底部位伸出并对围护近坑底部位施加顶撑预应力。

34、进一步地，所述施加预应力系统还包括标高调节装置；

35、所述标高调节装置包括承力座和调高卷扬机，

36、所述承力座贴靠在围护近坑底部位上，所述调高卷扬机用于带动承力座贴靠着围护近坑底部位做上下移动的动作；

37、所述顶撑伸缩臂的顶撑输出端通过承力座对围护近坑底部位施加顶撑预应力；

38、在对围护近坑底部位施加顶撑预应力之前，控制标高调节装置，使承力座移动至预应力施加目标标高位置，

39、然后，控制顶撑装置使顶撑伸缩臂顶撑输出端抵靠顶撑在承力座上，

40、控制顶撑装置的顶撑伸缩臂的顶撑输出端通过承力座对围护近坑底部位施加顶撑预应力。

41、进一步地，在对围护近坑底部位施加顶撑预应力之时，检测围护近坑底部位的变形状况，根据围护近坑底部位的变形状况，控制顶撑装置对围护近坑底部位施加适当的顶撑预应力，使围护近坑底部位的变形状况符合设计标准。

42、进一步地，在安装施加预应力系统时，先在围护近坑底部位处掘土，将围护近坑底部位附近的土体去除。

43、本发明的施加预应力系统和施加预应力方法相对现有技术，其主要的有益效果在于：

44、在完成近坑底水平支撑的构建之后，立即开始基于近坑底水平支撑安装施加预应力系统，并且在后续下阶层掘土作业前完成施加预应力系统的安装；所述施加预应力系统能够基于近坑底水平支撑对围护近坑底部位加载顶撑预应力；这样一来，围护近坑底部位能够在第一时间获得加载顶撑预应力，使得围护近坑底部位的位移变形能够得到及时的控制，从而提升基坑工程的整体工程质量。

1.一种基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述施加预应力系统包括顶撑装置(1)；

2.根据权利要求1所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述施加预应力系统还包括标高调节装置；

3.根据权利要求2所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述调高卷扬机(23)安装设置在近坑底水平支撑(41)上。

4.根据权利要求2所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述承力座(22)具有承力面(221)，承力座(22)的承力面(221)向上倾斜并朝向顶撑装置(1)的顶撑基座(11)。

5.根据权利要求4所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述顶撑伸缩臂(12)的顶撑输出端上设置有顶撑端头(13)，所述顶撑端头(13)通过轴销机构装配在顶撑伸缩臂(12)的顶撑输出端上。

6.根据权利要求2所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：针对围护结构(6)设置有测斜装置，针对近坑底水平支撑(41)设置有轴力监测装置(43)；

7.根据权利要求1所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述顶撑基座(11)装配设置在近坑底水平支撑(41)与抗拔装置(5)的连结处。

8.根据权利要求1所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述顶撑装置(1)设置的数量为两个，两个顶撑装置(1)的顶撑基座(11)分别置于近坑底水平支撑(41)的两侧，两个顶撑装置(1)的顶撑基座(11)之间采用紧固件连接在一起，两个顶撑装置(1)的顶撑基座(11)相互抱住近坑底水平支撑(41)，从而实现顶撑基座(11)在近坑底水平支撑(41)上的安装设置。

9.根据权利要求2所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述角度调节机构，其具体实现的结构形式为：针对顶撑伸缩臂(12)配置调角卷扬机(24)，所述调角卷扬机(24)安装设置在近坑底水平支撑(41)上，调角卷扬机(24)的卷扬绳索与顶撑伸缩臂(12)的顶撑输出端处连接，调角卷扬机(24)的卷扬升降动作则能够带动顶撑伸缩臂(12)做上下摆动的动作。

10.根据权利要求9所述基坑内对围护施加预应力系统，其特征在于：所述调角卷扬机(24)和调高卷扬机(23)为同一卷扬机。

11.一种基坑内对围护施加预应力方法，其特征在于：所述施加预应力方法包括：

12.根据权利要求11所述基坑内对围护施加预应力方法，其特征在于：所述施加预应力系统还包括标高调节装置；

13.根据权利要求11所述基坑内对围护施加预应力方法，其特征在于：在对围护近坑底部位施加顶撑预应力之时，检测围护近坑底部位的变形状况，根据围护近坑底部位的变形状况，控制顶撑装置(1)对围护近坑底部位施加适当的顶撑预应力，使围护近坑底部位的变形状况符合设计标准。

14.根据权利要求11所述基坑内对围护施加预应力方法，其特征在于：在安装施加预应力系统时，先在围护近坑底部位处掘土，将围护近坑底部位附近的土体去除。