[发明专利]一种深基坑支护结构及其稳定性监测预警系统

权利要求书

1.一种深基坑支护结构，其特征在于，包括贴合基坑设置的支护挡板（1）以及顺序设置在所述支护挡板（1）外侧的竖直验证板（2）和基坑支柱（3），所述支护挡板（1）通过多个锚定桩（4）固定基坑侧壁上，所述支护挡板（1）和所述竖直验证板（2）之间通过一级侧向支撑机构（5）连接实现弹性可恢复的支撑，并且在所述竖直验证板（2）和所述基坑支柱（3）之间设置有二级侧向支撑机构（6）以实现刚性支撑；

所述一级侧向支撑机构（5）以弹性可恢复的支撑将深基坑的负载压力横向传递至所述二级侧向支撑机构（6），所述二级侧向支撑机构（6）以刚性支撑将横向的负载压力传递至所述基坑支柱（3）；

所述一级侧向支撑机构（5）包括多个设置在所述支护挡板（1）外侧并垂直于所述支护挡板（1）的支护主筒（501），在每个所述支护主筒（501）内安装有自动液压伸缩机构（502），所述自动液压伸缩机构（502）的另一端与所述竖直验证板（2）固定连接；

所述二级侧向支撑机构（6）包括梯形板（601），所述梯形板（601）的宽底面与所述竖直验证板（2）接触，且所述梯形板（601）的窄底面与所述基坑支柱（3）接触，在所述梯形板（601）的宽底面上设置有与所述自动液压伸缩机构（502）对应的受力桩（602），多个所述受力桩（602）之间通过多层的网状支架（603）连接起来形成一体化的蛛网结构，所述梯形板（601）的侧面固定安装有垂直于所述梯形板（601）任意一个底面的托梁（604），所述托梁（604）顺次将多层的网状支架（603）连接起来形成一体化结构；

所述支护主筒（501）内部呈中空结构，且在所述支护主筒（501）内固定安装有应力罩板（503），所述自动液压伸缩机构（502）固定安装在所述应力罩板（503）一侧，位于所述应力罩板（503）另一侧的所述支护主筒（501）内表面固定安装有内应力环（504），在所述支护主筒（501）外表面对应所述内应力环（504）的位置固定安装有外应力环（505），所述支护主筒（501）在所述内应力环（504）和所述外应力环（505）的相互作用下抵消所述支护主筒（501）的剪应力。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑支护结构，其特征在于，所述自动液压伸缩机构（502）包括安装在所述应力罩板（503）上的液压基座（506），在所述液压基座（506）上套设有液压杆（507），且在所述液压杆（507）的另一端安装有与所述竖直验证板（2）连接的锁扣贴板（508）；

所述液压基座（506）和所述应力罩板（503）之间以及所述锁扣贴板（508）和所述竖直验证板（2）之间均为铰接，所述液压杆（507）在液压和负载压力的相互作用下可发生径向的伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种深基坑支护结构，其特征在于，所述竖直验证板（2）上安装有多组相互交叉的加强棱，每组所述加强棱均呈直线排列在所述竖直验证板（2）上。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述深基坑支护结构的稳定性监测预警系统，其特征在于，包括：

剪应力位移传感器（7），设置在支护主筒（501）内壁和外表面，用于监测支护主筒所受剪应力导致支护主筒（501）发生的形变；

伸缩位移传感器（8），设置在自动液压伸缩机构（502）上，用于监测自动液压伸缩机构（502）的伸缩位移；

角度偏离传感器（9），设置在竖直验证板（2）上，用于监测竖直验证板（2）在竖直方向上的角度偏转量；

数据分析模块（10），用于接收所述剪应力位移传感器（7）、伸缩位移传感器（8）和角度偏离传感器（9）的传感信号，并基于接收的所述传感信号分析获得各个被监测位置的形变或位移量；

三维建模模块（11），基于深基坑支护结构建立三维立体模型，并将所述数据分析模块计算的形变或位移量编入所述三维立体模型，并将所述三维立体模型传输至其它远程终端。

5.根据权利要求4所述的一种深基坑支护结构的稳定性监测预警系统，其特征在于，所述角度偏离传感器（9）的数量为多组，每组所述角度偏离传感器（9）的数量为多个，且每组多个所述角度偏离传感器（9）呈多个同心圆环状分布在所述自动液压伸缩机构（502）与所述竖直验证板（2）的连接处；

所述角度偏离传感器（9）获得传感信号为多个离散值，将多个离散值按照所述角度偏离传感器（9）的分布位置进行拟合得到径向延伸的目标值，

对获得的多个目标值进行误差修正后确定所述竖直验证板（2）的角度偏转量。