一种主动控制受扰动建筑物位移的结构和方法技术

本发明专利技术涉及一种主动控制受扰动建筑物位移的结构，包括：竖直设置在承载建筑物的底板周围的加固桩体；位于加固桩体上方，且通过横向传力机构与底板侧向相连的新增混凝土基础底板；设置在加固桩体与新增混凝土基础底板之间，并对新增混凝土基础底板施加顶力的竖向加力装置；设置在既有建筑物上的位移传感器；与竖向加力装置及传感器相连的控制系统。本发明专利技术具有直接控制受扰动建筑物的位移；加固建筑物；定向控制建筑物位移，灵活方便等独有特点。

A Structure and Method for Actively Controlling the Displacement of Disturbed Buildings

The invention relates to a structure that actively controls the displacement of disturbed buildings, including: a reinforced pile body vertically arranged around the floor of a bearing building; a newly added concrete foundation floor above the reinforced pile body and laterally connected with the floor through a transverse force transfer mechanism; a structure between the reinforced pile body and the newly added concrete foundation floor, and an application of the newly added concrete foundation floor. Vertical force-adding device for jacking force; displacement sensor installed on existing buildings; control system connected with vertical force-adding device and sensor. The invention has the unique characteristics of direct control of displacement of disturbed buildings, reinforcement of buildings, directional control of displacement of buildings, flexibility and convenience.

【技术实现步骤摘要】
一种主动控制受扰动建筑物位移的结构和方法
本专利技术涉及一种主动控制受扰动建筑物位移的结构和方法，属于建筑工程

技术介绍
基坑和隧道开挖不可避免会对周边建筑物产生扰动，影响结构的安全和正常使用需求。目前，减少基坑和隧道开挖引起建筑物位移的方法主要分为以下两类：1、增大围护结构和支撑体系刚度。这种方法主要包括加厚地下连续墙、增加围护桩桩径、加大支撑截面等，这种方法虽然提高了围护结构和支撑体系的刚度，可一定程度上减小围护结构和周边环境的位移，但建筑物仍会产生一定的位移，且无法主动控制位移使其恢复。2、在支撑上施加伺服式加载系统。这种方法在基坑开挖产生位移后，通过伺服式加力装置对围护结构施加轴力，使得围护结构的位移得到恢复，从而间接使周边土体、建筑物位移恢复。这种方法虽然能够一定程度上实现位移的主动控制，但是本质上是间接的控制方法，即通过控制围护结构的位移，进而控制建筑物位移，效果可能不显著；再者，由于是间接控制，该方法无法定向控制位移，例如指定控制某一处的水平或竖向位移；此外，若建筑物基础本身或受扰动后存在一定缺陷，该方法没有加固作用。综上所述，现有技术中尚未有一种简单、有效、直接的主动控制受扰动建筑物位移的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种主动控制受扰动建筑物位移的结构和方法，直接控制受扰动建筑物的位移，具有加固建筑物的作用，同时定向控制建筑物位移，灵活方便。本专利技术采取以下技术方案：一种主动控制受扰动建筑物位移的结构，包括：竖直设置在承载建筑物的底板3周围的加固桩体1；位于加固桩体1上方，且通过横向传力机构与底板3侧向相连的新增混凝土基础底板4；设置在加固桩体1与新增混凝土基础底板4之间，并对新增混凝土基础底板4施加顶力的竖向加力装置6；设置在既有建筑物上的位移传感器9；与竖向加力装置6及传感器9相连的控制系统8。进一步的，还包括竖直设于既有建筑物基础侧旁的围护结构10，围护结构10与新增混凝土基础底板4之间横向设置横向加力装置，所述横向加力装置也与控制系统8连接。更进一步的，所述竖向加力装置6、横向加力装置各自控制系统8通过油管及电路系统7连接。进一步的，所述横向传力机构是锚固钢筋5，所述锚固钢筋5一端预埋设置在底板3中，另一端现浇新增混凝土基础底板4。进一步的，所述既有建筑物的下方固定设有建筑物既有桩。一种上述的主动控制受扰动建筑物位移的结构的主动控制位移方法，包括以下步骤：S1、在桥梁原有的底板3外施工加固桩体1；S2、在加固桩体1上方安装竖向加力装置6；S3、在竖向加力装置6上方浇筑新增混凝土基础底板4，并通过横向传力机构将新增混凝土底板4和桥梁原有的底板3连接，保证传力；S4、竖向将加力装置6和控制系统8通过油管及电路系统7连接；S5、在既有建筑物上安装位移传感器9，测量桥梁的位移；S6、在围护结构10施工和基坑开挖期间，根据位移传感器9测量到的位移数据，利用控制系统8对竖向加力装置6的轴力进行调整，将产生沉降的既有建筑物顶升；其中，其中S3、S4不分先后，也可以同步；S5与S1、S2、S3、S4之间不分先后，也可以同步。进一步的，在围护结构10施工后，利用横向加力装置分别与围护结构10及新增混凝土底板4连接；根据位移传感器9测量到的位移数据，利用控制系统8对竖向加力装置6、横向加力装置的轴力进行调整，将产生横向位移的既有建筑物反向顶回。进一步的，所述控制系统8自身集成控制设定的控制程序。本专利技术的有益效果在于:1)直接控制受扰动建筑物的位移。将伺服式控制系统和加力装置直接与建筑物连接，当建筑物受到开挖扰动而发生位移时，利用加力装置在建筑物上直接施加轴力，对产生的位移直接进行纠正和控制。2)加固建筑物。在建筑物下方增设桩，分担荷载，将部分荷载传递至更深的土体，因此，该方法兼有加固建筑基础的作用。3)定向控制建筑物位移，灵活方便。可以在建筑物需要的特殊位置安装加力装置，并灵活设置加力装置的方向(水平、竖直或倾斜)，实现多角度、全方位的位移控制，达到精细化施工的要求，保证建筑物的安全。附图说明图1a是实施例一第一步的施工流程示意图；图1b是实施例一第二步的施工流程示意图；图1c是实施例一第三步的施工流程示意图；图1d是实施例一第四步的施工流程示意图；图2是图1d中的A-A剖面图；图3是图1d中的B-B剖面图；图4a是实施例二第一步的施工流程示意图；图4b是实施例二第二步的施工流程示意图；图4c是实施例二的第三步施工流程示意图；图4d是实施例二的第四步施工流程示意图；图5是图4d是中C-C剖面图；图6是图4d是中D-D剖面图；图中，1、加固桩体(可以是预制桩、灌注桩等)；2、桥梁原有的桩；3、桥梁原有基础底板；4、新增混凝土基础底板；5、锚固钢筋；6、竖向加力装置；7、油管及电路系统；8、控制系统；9、传感器；10、围护结构；11、横向加力装置支撑(材料可以为型钢或混凝土)；12、建筑物原有基础底板。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。实施例一：参见图1a-1d，及图2-3，具体施工过程如下：1)基坑开挖前，在桥梁原有基础底板3外施工加固桩体1；2)在加固桩体1上方安装竖向加力装置6；3)在竖向加力装置6上方浇筑新增混凝土基础底板4，并通过锚固钢筋5将新增混凝土底板4和桥梁原有基础底板3连接，保证传力；4)将竖向加力装置6和控制系统8通过油管及电路系统7连接；5)在桥梁上安装传感器9，测量桥梁的位移；6)在围护结构施工和基坑开挖期间，根据传感器9测量到的位移数据，利用控制系统8对竖向加力装置6的轴力进行调整，将产生沉降的桥梁顶升，实现主动控制桥梁沉降的目的；7)若需要控制桥梁的横向位移，可以在围护结构10施工后，利用加力装置支撑11分别与横向加力装置6和围护结构10连接；8)根据传感器9测量到的位移数据，利用控制系统8对横向加力装置6的轴力进行调整，将产生横向位移的桥梁反向顶回，实现主动控制桥梁横向位移的目的。其中，第7)、8)步为优选的方案。实施例二：图4a-4d，及5-6，具体施工过程如下：1)隧道开挖前，在建筑物原有基础底板12外施工加固桩体1；2)在加固桩体1上方安装竖向加力装置6；3)参见图4d，在竖向加力装置6上方浇筑新增混凝土基础底板4，并通过锚固钢筋5将新增混凝土底板4和建筑物原有基础底板12连接，保证传力；4)将竖向加力装置6和控制系统8通过油管及电路系统7进行连接；5)在建筑物上安装位移传感器9，测量建筑物的位移；6)在隧道开挖期间，根据位移传感器9测量到的位移数据，利用控制系统8对竖向加力装置6的轴力进行调整，将产生沉降的建筑物顶升，实现主动控制建筑物沉降的目的。本实施例不设置围护结构，也无需设置横向加力装置。本专利技术可以在建筑物需要的特殊位置安装加力装置，并灵活设置加力装置的方向(水平、竖直或倾斜)，实现多角度、全方位的位移控制，达到精细化施工的要求，保证建筑物的安全。本专利技术具有直接控制受扰动建筑物的位移；加固建筑物；定向控制建筑物位移，灵活方便的独有特点。以上两项实施例均是本专利技术的的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本专利技术总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本专利技术要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于，包括：竖直设置在承载建筑物的底板(3)周围的加固桩体(1)；位于加固桩体(1)上方，且通过横向传力机构与底板(3)侧向相连的新增混凝土基础底板(4)；设置在加固桩体(1)与新增混凝土基础底板(4)之间，并对新增混凝土基础底板(4)施加顶力的竖向加力装置(6)；设置在既有建筑物上的位移传感器(9)；与竖向加力装置(6)及传感器(9)相连的控制系统(8)。

【技术特征摘要】
1.一种主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于，包括：竖直设置在承载建筑物的底板(3)周围的加固桩体(1)；位于加固桩体(1)上方，且通过横向传力机构与底板(3)侧向相连的新增混凝土基础底板(4)；设置在加固桩体(1)与新增混凝土基础底板(4)之间，并对新增混凝土基础底板(4)施加顶力的竖向加力装置(6)；设置在既有建筑物上的位移传感器(9)；与竖向加力装置(6)及传感器(9)相连的控制系统(8)。2.如权利要求1所述的主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于：还包括竖直设于既有建筑物基础侧旁的围护结构(10)，围护结构(10)与新增混凝土基础底板(4)之间横向设置横向加力装置(11)，所述横向加力装置(11)也与控制系统(8)连接。3.如权利要求2所述的主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于：所述竖向加力装置(6)、横向加力装置(11)各自控制系统(8)通过油管及电路系统(7)连接。4.如权利要求1所述的主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于：所述横向传力机构是锚固钢筋(5)，所述锚固钢筋(5)一端预埋设置在底板(3)中，另一端现浇新增混凝土基础底板(4)。5.如权利要求1所述的主动控制受扰动建筑物位移的结构，其特征在于：所述既有建筑物的下方固定设有建筑物既有桩。6.一种如权利要求1所述的主动控制受扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹骥，卫佳琦，李想，徐司慧，魏建华，徐枫，戴树才，王红禹，
申请(专利权)人：上海勘察设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31