截至2014年6月,深基坑的开挖支护常使用钢支撑,例如钢筋砼支撑、钢管支撑等。对于钢支撑,一般按照设计要求需要施加预应力,但随着施工时间的推移,钢支撑会产生应力松弛,钢支撑上的预应力会降低,有时甚至降低很多。通常需要在钢管支撑与围护墙之间设置一钢支撑轴力控制装置,通常是一千斤顶,如液压式千斤顶即油缸,由该千斤顶对该钢支撑施加预应力,以防止围护墙在基坑开挖过程中由于钢支撑轴力损失造成基坑变形超出控制范围,特别在一些对基坑变形控制要求极其严格的场合,如运行地铁边的软土深基坑工程的变形控制等。
中国专利文献CN101776106B于2012年10月17日公开了一种基坑钢支撑轴力自适应系统实时补偿液压油缸装置,当油缸进行“伸”工作时,第一活塞杆前进带动螺杆前进,此时,由于锁紧螺母与螺杆螺纹连接,所述锁紧螺母跟随螺杆前进,从而在螺杆与连接过渡套即防尘罩之间产生大的间隙。一旦油缸中出现故障,导致油缸中的压力油突然降低,会导致螺杆快速回退,锁紧螺母和防尘罩之间的距离有多大螺杆回退的距离就有多大,如此会导致钢支撑对围护墙的支撑失效,严重时会影响基坑周边设施例如运行中的地铁的安全。
正是由于在基坑施工过程中,围护墙发生变形时安装了液压油缸装置的钢支撑会产生位移(液压油缸的伸缩产生位移变化),会在锁紧螺母和防尘罩之间产生空隙,为了避免空隙的产生,施工人员需要不定期的检查锁紧螺母和防尘罩之间是否存在空隙,并针对产生了空隙的部位,手动拧紧锁紧螺母,保证锁紧螺母紧挨防尘罩,起到安全锁紧的作用。
然而,通常在一个基坑内需要支护数百根钢支撑,且钢支撑分布在不同深度的工作面,外加施工环境复杂,因此人工检查并拧紧锁紧螺母的工作,费时又费力,需要投入大量的人力、物力。另外,由于上述检查是不定期进行的,因此很可能存在锁紧螺母和防尘罩之间产生了空隙,但是没有及时消除的情况,一旦液压系统产生故障(如高压软管不小心被碰断等)致使系统压力损失,此时由于没有及时消除锁紧螺母与防尘罩之间的间隙,机械锁紧功能就不能发挥作用,使得活塞杆及螺杆被动退回,致使钢支撑轴力急剧降低而失去对基坑围护墙的有效支撑,基坑围护墙变形过大,将对周边的地铁设施产生很大的安全隐患。
因此,如何提供一种可以及时消除由于锁紧螺母与防尘罩之间的间隙,从而免去人工检查所产生的大量人力和物力以及由此产生的安全隐患,发明一种基坑微变形控制系统及方法是该领域技术人员亟待解决的一个技术问题。