一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法及系统，首先根据相关的施工配置文件，依次施工围护系统和螺纹扩大体钢管桩，然后通过螺纹扩大体钢管桩的强支撑桩头形成强支撑扩大头后，再挖取土方，施工水平支撑桩，不仅能够提供一种承载力计算简单准备准确的强支撑的复合支护结构，还保证了施工质量，提高了施工效率，且避免了因现场人员经验、能力不足或者人为疏忽而影响施工的质量，同时降低了对设备操作人员的要求。了对设备操作人员的要求。了对设备操作人员的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能控制领域，尤其是涉及一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法和系统。

技术介绍

[0002]随国家经济发展以及对建筑容积率要求的提高，从一层地下室逐步增加到2
‑
3层地下室的数量越来越多。目前，为适应2
‑
3层地下室的基坑支护方法主要有：围护桩加二道混凝土水平支撑或者围护桩加一道混凝土水平支撑和一道水平钢支撑、斜抛撑支护形式、自稳式基坑支护形式。
[0003]其中，斜抛撑底板式牛腿底座的形式，在施工过程中会产生很多问题。比如需要在底板进行分割，而分期施工底板，使得基坑底部的底板封闭时间延长，不安全；同时由于需要坑内留土，导致该区域的挖土变得比较困难，从而使工期延长，也就意味着造价的增加和财务成本费用增加。
[0004]而自稳式基坑支护采用了前撑式注浆钢管进行斜支撑，但其支护体系基本采用灌注桩或SMW工法桩，造价较高，且钢管在施工硬质土层中时，压桩困难，产生振动较大，施工噪音污染明显，同时前撑钢管角度较大，需要穿越底板、中楼板，后期防水施工要求较高；且现有的斜支撑钢管提供的承载力有限，也无法根据承载力要求精确计算斜支撑钢管的设计需求。
[0005]而围护桩加二道混凝土水平支撑或围护桩加一道混凝土水平支撑和一道水平钢支撑，由于存在钢筋混凝土水平支撑，需要增加立柱桩，也增加了施工的工期和施工的成本。
[0006]此外，无论使用上述哪种支护形式，设备操作人员仅能按照预先设定的控制参数进行施工，对设备操作人员的要求高，且依赖于现场测量人员的能力，对于一些经验相对缺乏的测量技术人员来说，其经验和能力会影响施工的质量。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提出了一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法及系统。
[0008]本专利技术的主要内容包括：
[0009]一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，包括如下步骤：
[0010]根据承载力要求，准备支撑系统：所述支撑系统包括若干螺纹扩大体钢管桩以及若干水平支撑桩，每个所述螺纹扩大体钢管桩包括若干段斜支撑子段以及强支撑桩头；每个所述斜支撑子段具有唯一编号；所述强支撑桩头包括自钻钻头以及自钻桩体，所述自钻桩体外布设有若干钢制螺旋叶片和若干注浆口；
[0011]围护系统施工：在开挖基坑周边施工竖向围护桩；
[0012]施工斜支撑系统：获取施工配置文件，根据相应的施工配置文件，通过强支撑桩
头，依次施工螺纹扩大体钢管桩，直至标定的深度后，螺纹扩大体钢管桩注浆，以通过强支撑桩头形成强支撑扩大头；
[0013]施工水平支撑桩：根据相应的施工配置文件，启动挖掘机挖取土方，在设定的深度，施工水平支撑桩；
[0014]其中，施工螺纹扩大体钢管桩包括：液压旋拧设备使所述强支撑桩头带动相应的斜支撑子段依次旋进，并根据预先测定的土质情况以及施工过程中的反馈，实时修正液压旋拧设备和注浆机构相应的控制参数。
[0015]优选的，所述施工配置文件包括旋拧配置子文件和注浆配置子文件，所述液压旋拧设备运行所述旋拧配置子文件以相应的旋拧速度、旋拧压力以及倾斜角度依次旋进相应的斜支撑子段；所述注浆机构运行所述注浆配置子文件以调配相应的浆料以及输出相应的注浆压强。
[0016]优选的，施工螺纹扩大体钢管桩包括如下步骤：
[0017]挖掘机识别并拿取第一节斜支撑子段与所述强支撑桩头对接后，安装于所述液压旋拧设备，所述液压旋拧设备运行所述旋拧配置子文件，调整倾斜角度，对准插入点；
[0018]所述液压旋拧设备根据所述旋拧配置子文件，将第一节斜支撑子段旋进至设定深度后，与第一节斜支撑子段分离，所述挖掘机识别并拿取第二节斜支撑子段并与第一节斜支撑子段接入，所述液压旋拧设备继续旋进，
[0019]重复接入并直至旋进标定的深度，待所有螺纹扩大体钢管桩施工完成，根据施工配置文件，启动注浆机构向各个螺纹扩大体钢管桩内注浆，通过强支撑桩头，形成强支撑扩大头；
[0020]施工围护冠梁后，所述挖掘机挖取土方，依次施工一道或者多道水平支撑桩。
[0021]优选的，在旋进各段所述斜支撑子段的过程中，还包括对旋拧配置子文件进行更新的步骤。
[0022]优选的，对旋拧配置子文件进行更新的步骤包括：
[0023]实时或者定时采集相应的斜支撑子段的倾斜角度和垂直度，以更新所述旋拧配置子文件，将相应的旋拧速度、旋拧压力和倾斜角度施加给所述液压旋拧设备的中控系统；
[0024]或者具有权限的人员，手动更新所述旋拧配置子文件，将相应的旋拧速度、旋拧压力和倾斜角度施加给所述液压旋拧设备的中控系统。
[0025]优选的，螺纹扩大体钢管桩注浆，以通过强支撑桩头形成强支撑扩大头包括：
[0026]调配浆液：所述浆液包括水泥浆和水玻璃，所述水泥浆和水玻璃的体积比为1:0.5～1:1.0；且所述水泥浆的水灰比W/C＝0.75:1～1.0:1；所述水玻璃浓度Be
’
＝35～40；所述水玻璃模数M＝2.8～3.1；
[0027]注浆：以设定的注浆压强，通过斜支撑子段的管体或者预埋在所述斜支撑子段内的注浆管进行注浆，依靠所述强支撑桩头形成具有设定尺寸的强支撑扩大头。
[0028]优选的，根据施工现场的实时状况，自动或者手动修正所述注浆配置子文件，将相应的注浆压强和浆液扩散半径施加给所述注浆机构的中控系统；其中，注浆压强0.6～3.5MPa，浆液扩散半径为0.5～1.3m。
[0029]优选的，所述钢制螺旋叶片包括依次连接的若干叶片单元，每个所述叶片单元包括单元上叶片和单元下叶片，所述单元上叶片的上表面为凹弧面，所述单元下叶片的下表
面设置有若干根加强筋；且所述单元上叶片的上端与所述自钻桩体的轴线的夹角为β，所述单元下叶片的下端与所述自钻桩体的轴线的夹角为α，其中，α小于β且，α∈[5
°
，75
°
],β∈
[0030][5
°
，75
°
]；
[0031]优选的，所述单元上叶片和所述单元下叶片的厚度为6～100mm，且所述单元下叶片的厚度大于所述单元上叶片的厚度，所述自钻桩体的高度为0.2m～40m，其直径为0.2m
‑
2.5m。
[0032]本专利技术还提出了一种强支撑的深基坑的智能复合支护系统，包括：
[0033]总控单元，执行上述任一所述的强支撑的深基坑的智能复合支护方法；
[0034]驱动单元，接收所述总控单元的控制，将相应的控制参数施加给液压旋拧设备、注浆机构和挖掘机；
[0035]存储单元，与所述总控单元连接，用于存储施工配置文件以及实时或者定时采集的施工现场的工况参数；
[0036]输入单元，与所述存储单元和所述总控单元连接，所述输入单元接收外部输入的控制参数和工况参数，将其传输至所述存储单元和所述总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，其特征在于，包括如下步骤：根据承载力要求，准备支撑系统：所述支撑系统包括螺纹扩大体钢管桩若干螺纹扩大体钢管桩以及若干水平支撑桩，每个所述螺纹扩大体钢管桩螺纹扩大体钢管桩包括若干段斜支撑子段以及强支撑桩头；每个所述斜支撑子段具有唯一编号；所述强支撑桩头包括自钻钻头以及自钻桩体，所述自钻桩体外布设有若干钢制螺旋叶片和若干注浆口；围护系统施工：在开挖基坑周边施工竖向围护桩；施工螺纹扩大体钢管桩：获取施工配置文件，根据相应的施工配置文件，通过强支撑桩头，依次施工斜支撑子段，直至标定的深度后，螺纹扩大体钢管桩注浆，以通过强支撑桩头形成强支撑扩大头；施工水平支撑桩：根据相应的施工配置文件，启动挖掘机挖取土方，在设定的深度，施工水平支撑桩；其中，施工螺纹扩大体钢管桩螺纹扩大体钢管桩包括：液压旋拧设备使所述强支撑桩头带动相应的斜支撑子段依次旋进，并根据预先测定的土质情况以及施工过程中的反馈，实时修正液压旋拧设备和注浆机构相应的控制参数。2.根据权利要求1所述的一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，其特征在于，所述施工配置文件包括旋拧配置子文件和注浆配置子文件，所述液压旋拧设备运行所述旋拧配置子文件以相应的旋拧速度、旋拧压力以及倾斜角度依次旋进相应的斜支撑子段；所述注浆机构运行所述注浆配置子文件以调配相应的浆料以及输出相应的注浆压强。3.根据权利要求2所述的一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，其特征在于，施工螺纹扩大体钢管桩螺纹扩大体钢管桩包括如下步骤：挖掘机识别并拿取第一节斜支撑子段与所述强支撑桩头对接后，安装于所述液压旋拧设备，所述液压旋拧设备运行所述旋拧配置子文件，调整倾斜角度，对准插入点；所述液压旋拧设备根据所述旋拧配置子文件，将第一节斜支撑子段旋进至设定深度后，与第一节斜支撑子段分离，所述挖掘机识别并拿取第二节斜支撑子段并与第一节斜支撑子段接入，所述液压旋拧设备继续旋进，重复接入并直至旋进标定的深度，待所有螺纹扩大体钢管桩施工完成，根据施工配置文件，启动注浆机构向各个螺纹扩大体钢管桩内注浆，通过强支撑桩头，形成强支撑扩大头；施工围护冠梁后，所述挖掘机挖取土方，依次施工一道或者多道水平支撑桩。4.根据权利要求3所述的一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，其特征在于，在旋进各段所述斜支撑子段的过程中，还包括对旋拧配置子文件进行更新的步骤。5.根据权利要求4所述的一种强支撑的深基坑的智能复合支护方法，其特征在于，对旋拧配置子文件进行更新的步骤包括：实时或者定时采集相应的斜支撑子段的倾斜角度和垂直度，以更新所述旋拧配置子文件，将相应的旋拧速度、旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，俞建金，魏鹏，袁东，吴斌华，曹青业，
申请(专利权)人：江苏建院科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：