一種樁基全自動託換裝置及施工方法與流程
2023-06-01 21:43:11
本發明涉及建築物地下基礎改造技術領域，尤其涉及一種樁基全自動託換裝置及施工方法。
背景技術：
樁基託換技術一般用於建築物地下基礎改造工程，具有技術複雜、工藝要求嚴格、環境保護問題突出等特點。根據目前國內外對樁基託換技術的運用狀況及其核心技術機理的不同而主要分為兩種類型，即主動託換技術和被動託換技術。
被動託換技術是指原樁基在卸載的過程中，其上部結構荷載隨託換結構的變形，被動地轉換到新樁基，託換前後對上部結構的變形無法進行調控，一般用於託換荷載較小或結構變形要求不高的託換工程，可靠性相對較低。
主動託換技術是在原樁基卸載之前對新樁基和託換結構施加荷載，並在荷載轉換過程中對託換結構及上部結構的變形，運用頂升裝置進行動態調控。該技術一般用於託換荷載大或結構變形要求高的樁基工程，可靠性相對較高。
然而，現有存在的樁基託換技術，在施工過程中，樁基沉降調整中沉降數據需要儀器監測，人工進行計算，然後將計算結果人工輸入到同步控制系統中，再由同步控制系統控制千斤頂進行沉降調整，導致出現施工效率低下，人力成本提高等問題。
技術實現要素：
針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種樁基全自動託換裝置及施工方法，整套託換施工全部採用自動化，實現自動採集、計算和分析，並將分析結果直接傳輸到同步控制系統中，同步控制系統根據沉降數據進行樁基的自動沉降調整，施工速度快，節省人力。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
一種樁基全自動託換裝置，包括託換樁、被託換樁、託換梁、抱柱梁、液壓千斤頂、拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統和靜力水準儀監測裝置；其中，所述託換樁對稱布置在被託換樁的兩側，託換梁的兩端分別放置在各自對應的託換樁上，並與被託換樁澆築在一起，設置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，所述液壓千斤頂依次連接有液壓泵站和PLC同步控制系統），抱柱梁的上端設有靜力水準儀監測裝置，在抱柱梁的下端中間位置安裝有拉線傳感器；具體的，通過液壓千斤頂預壓，對抱柱梁進行主動預頂升，消除託換樁早期沉降，再將抱柱梁及託換梁之間的被託換樁切斷，此時靜力水準儀監測裝置監測被託換樁的沉降數據，並以設定的靜力水準儀基準點為準，對該沉降數據進行計算和分析，然後將分析結果傳輸到PLC同步控制系統中，PLC同步控制系統根據沉降數據分析結果自動進行被託換樁的沉降調整。
所述液壓千斤頂與託換梁之間預埋了鋼板墊塊。
所述靜力水準儀監測裝置包括沉降數據採集模塊。
一種樁基全自動託換施工方法，該方法包括如下步驟：
步驟一，打設託換樁，將託換梁與託換樁澆築在一起，設置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂依次與液壓泵站和PLC同步控制系統連接，抱柱梁上端設置靜力水準儀監測裝置，下端中間位置安裝拉線傳感器；
步驟二，將液壓千斤頂進行預壓，對抱柱梁進行主動預頂升，消除託換樁早期沉降，液壓千斤頂預壓結束後，鎖死液壓千斤頂，進行被託換樁切斷；
步驟三，在被託換樁切斷後若出現沉降，則靜力水準儀監測裝置自動採集並分析沉降數據，然後將沉降數據分析結果傳輸到PLC同步控制系統中，PLC同步控制系統根據接收到的沉降數據分析結果自動控制液壓千斤頂進行沉降調整；
步驟四，沉降調整達到預設要求後，連接被託換樁切斷處，拆除液壓千斤頂、液壓泵站、PLC同步控制系統、靜力水準儀監測裝置和拉線傳感器，完成被託換樁的沉降調整。
在所述步驟一中，可以採用鑽孔灌注樁或人工挖孔樁打設託換樁。
在所述步驟二中，將置於抱柱梁與託換梁之間的被託換樁切斷。
在所述步驟三中，所述PLC同步控制系統通過液壓泵站控制液壓千斤頂進行被託換樁的沉降調整。
所述拉線傳感器控制液壓千斤頂對被託換樁的高度調整。
與現有技術相比，本發明樁基全自動託換裝置包括託換樁、被託換樁、託換梁、抱柱梁、液壓千斤頂、拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統和靜力水準儀監測裝置，整套託換施工全部採用自動化，沉降監測、計算、傳輸、調整全部都由對應裝置自動完成。本發明靜力水準儀監測裝置能夠實現自動採集、計算和分析沉降數據，並將分析結果直接傳輸到PLC同步控制系統中，PLC同步控制系統根據沉降數據分析結果自動進行沉降調整。本發明對靜力水準儀監測裝置和PLC同步控制系統進行整合，實現靜力水準儀監測裝置的監測、採集、計算功能以及PLC同步控制系統的調整功能。
以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。
附圖說明
圖1：本發明樁基全自動託換裝置示意圖；
圖2：本發明樁基全自動託換施工方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1所示，本發明提供的一種樁基全自動託換裝置，包括：託換樁1、被託換樁2、託換梁3、抱柱梁4、液壓千斤頂5、拉線傳感器6、液壓泵站7、PLC同步控制系統8和靜力水準儀監測裝置9；其中，所述託換樁1對稱布置在被託換樁2的兩側，託換梁3的兩端分別放置在各自對應的託換樁1上，並與被託換樁2澆築在一起，設置抱柱梁4，在抱柱梁4下端安裝液壓千斤頂5，所述液壓千斤頂5依次連接有液壓泵站7和PLC同步控制系統8，抱柱梁4的上端設有靜力水準儀監測裝置9，在抱柱梁4的下端中間位置安裝有拉線傳感器6。
所述液壓千斤頂5與託換梁3之間預埋了鋼板墊塊10。
所述靜力水準儀監測裝置9包括沉降數據採集模塊91。所述靜力水準儀監測裝置通過沉降數據採集模塊91發送信號、傳輸數據。
本發明實施中，通過液壓千斤頂5預壓，對抱柱梁4進行主動預頂升，消除託換樁1早期沉降，液壓千斤頂5預壓結束後，鎖死液壓千斤頂，將抱柱梁4及託換梁3之間的被託換樁2切斷，此時靜力水準儀監測裝置9監測被託換樁的沉降數據，並以設定的靜力水準儀基準點為準，對該沉降數據進行計算和分析，然後將分析結果傳輸到PLC同步控制系統8中，PLC同步控制系統8根據沉降數據分析結果自動進行被託換樁2的沉降調整，待沉降調整達到預設要求後，連接被託換樁2切斷處，拆除液壓千斤頂5、液壓泵站7、PLC同步控制系統8、靜力水準儀監測裝置9和拉線傳感器6等裝置，完成沉降調整。
本發明實施中，沉降數據分析結果的傳輸方式可以為信號傳輸，也可以為任一種有線或無線方式傳輸；所述信號為靜力水準儀監測裝置和PLC同步控制系統的共同信號。
如圖2所示，本發明提供的一種樁基全自動託換施工方法，該方法包括如下步驟：
S101，打設託換樁，將託換梁與託換樁澆築在一起，設置抱柱梁，在抱柱梁下端安裝液壓千斤頂，液壓千斤頂依次與液壓泵站和PLC同步控制系統連接，抱柱梁上端設置靜力水準儀監測裝置，下端中間位置安裝拉線傳感器；
S102，將液壓千斤頂進行預壓，對抱柱梁進行主動預頂升，消除託換樁早期沉降，液壓千斤頂預壓結束後，鎖死液壓千斤頂，進行被託換樁切斷；
S103，在被託換樁切斷後若出現沉降，則靜力水準儀監測裝置自動採集並分析沉降數據，然後將沉降數據分析結果傳輸到PLC同步控制系統中，PLC同步控制系統根據接收到的沉降數據分析結果自動控制液壓千斤頂進行沉降調整；
S104，沉降調整達到預設要求後，連接被託換樁切斷處，拆除液壓千斤頂、液壓泵站、PLC同步控制系統、靜力水準儀監測裝置和拉線傳感器，完成被託換樁的沉降調整。
在上述步驟S101中，可以採用鑽孔灌注樁或人工挖孔樁打設託換樁。
在上述步驟S102中，將置於抱柱梁與託換梁之間的被託換樁切斷。優選的，為了考慮後續連接施工方便，一般在抱柱梁及託換梁之間的中間位置切斷被託換樁。
在上述步驟S103中，PLC同步控制系統通過液壓泵站控制液壓千斤頂進行被託換樁的沉降調整。液壓泵站中的液壓油通過油路傳輸到液壓千斤頂中，PLC同步控制系統通過液壓泵站，從而實現控制液壓千斤頂在進行被託換樁的沉降調整中力量的大小及速度的快慢。
本發明樁基全自動託換施工方法主要體現在自動調整上，所有施工運作全部採用先進的設備進行，如拉線傳感器、液壓泵站、PLC同步控制系統和靜力水準儀監測裝置等，減少了人工操作的時間及誤差。
在本發明具體實施中，可能存在多個被託換樁同時進行調整的情況。例如：共有5根樁需要進行託換，靜力水準儀監測裝置監測出第1、 2、 4、 5根樁未出現沉降，第3根樁在切斷後出現了2mm的沉降，則靜力水準儀監測裝置將2mm的數據傳輸給PLC同步控制系統，由PLC同步控制系統將2mm的沉降自動進行頂升，消除沉降，PLC同步控制系統對2mm的沉降調整完畢後系統自動停止運轉，直至出現下個樁基的沉降。
所述拉線傳感器控制液壓千斤頂對被託換樁的高度調整。拉線傳感器是在靜力水準儀監測裝置監測出被託換樁出現沉降後，進行沉降調整時使用，具體用於控制液壓千斤頂調整的高度。例如：靜力水準儀監測裝置監測出被託換樁出現2mm沉降，PLC同步控制系統控制液壓千斤頂自動調整2mm，而拉線傳感器即起到控制調整2mm高度的作用。
與現有樁基託換施工方法不同，本發明施工方法的靜力水準儀監測裝置能夠實現自動採集、計算和分析，並將分析結果直接傳輸到PLC同步控制系統中，PLC同步控制系統根據沉降數據分析結果進行沉降調整。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。