[发明专利]一种位移伺服式组合围护结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种位移伺服式组合围护结构，包括：置于成槽空间内的盒式刚性箱体，所述盒式刚性箱体具有一对受力侧面，一对受力侧面内部横向固定设置由多个推力可调的加力装置构成的位移控制系统；位移监测系统，所述位移监测系统与位移控制系统信号连接。本发明以面荷载的形式实现对坑后土体位移的直接控制；盒式刚性箱体可以预制，预制施工于基坑围护结构的迎土面，提高了施工的效率；弥补了既有变形控制措施的变形补偿滞后性和支撑位置局限性的不足。

技术领域

本发明涉及一种基坑围护结构，具体涉及一种位移伺服式组合围护结构及其施工方法。

背景技术

基坑开挖易引起围护结构产生变形或位移，影响邻近建筑物或轨道交通结构的正常使用安全。既有围护结构变形控制主要采用竖向围护结构与坑内横向支撑体系共同作用的方法，存在下述问题：(1)先开挖后支撑的过程中，坑后土体已发生较大扰动，可导致建筑物结构发生不可逆的塑性变形；(2)既有支撑体系仅可作用于开挖面以上结构，然而坑底以下围护结构的变形会直接影响邻近建筑物基础的应力状态，易造成建筑物沉降；(3)既有的支撑方式多为局部点支撑，对支撑架设方式和轴力要求高，支撑效果难以得到有效保证。

综上，既有围护结构变形控制措施存在一定的变形补偿滞后性和布设位置局限性，加大基坑开挖对周边环境的不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种位移伺服式组合围护结构及其施工方法，在常用围护结构的迎土侧增设位移控制系统和位移监测系统，利用主动加力装置和位移监测装置，实现对坑后土体的主动实时位移补偿。相较于传统围护结构，其具有主动控制土体位移和实现开挖面以下变形控制的优点，可达到基坑开挖对周边环境微扰动的效果。

本发明采取以下技术方案：

一种位移伺服式组合围护结构，置于成槽空间内的盒式刚性箱体4，所述盒式刚性箱体4具有一对受力侧面，一对受力侧面内部横向固定设置由多个推力可调的加力装置5构成的位移控制系统；位移监测系统，所述位移监测系统与位移控制系统信号连接。

进一步的，所述加力装置5纵向、横向相邻设置于围护结构的迎土面。

进一步的，位移监测系统，布设于土层、建筑物或地铁隧道等被保护结构上；或者，内嵌于位移控制系统中，以监测基坑开挖过程中土体和结构的位移。

进一步的，所述盒式刚性箱体4及其内部的位移控制系统为预制产品。

进一步的，所述盒式刚性箱体4的深度深于待开挖基坑的深度。

进一步的，纵向相邻加力装置5之间还设有至少一横向导向结构。

更进一步的，所述横向导向结构包括固定在一受力侧面内壁的导向槽，及固定在另一受力侧面内壁的导向单体，导向单体插入所述导向槽中。

进一步的，所述加力装置5是千斤顶。

一种上述的位移伺服式组合围护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、定位位移控制系统：制备成槽区域2，并使成槽区域2变为流塑状；S2、吊装盒式刚性箱体4，并垂直插入成槽区域2中；S3定位并施工围护结构8，并安装位移监测系统7；S4、进行坑后土体加固及基坑开挖施工；基坑开挖过程中，基于位移监测系统7的监测数据，实时调控加力装置的推力值，使得开挖引起的盒式刚性箱体4的位移实时恢复。

进一步的，步骤S1中，所述盒式刚性箱体至少定位于待开挖基坑的被保护结构一侧。

本发明的有益效果在于：

1)以面荷载的形式实现对坑后土体位移的直接控制，控制效果更优；

2)盒式刚性箱体可以预制，预制施工于基坑外侧，提高了施工的效率；