基坑微變形控制系統(tǒng)及方法

圖1是《基坑微變形控制系統(tǒng)及方法》一實(shí)施例的基坑微變形控制系統(tǒng)的應(yīng)用場合示意圖；

圖2是該發(fā)明一實(shí)施例的基坑微變形控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的A-A剖視示意圖；

圖4是圖2的B-B剖視示意圖；

圖5是該發(fā)明一實(shí)施例的接坑微變形控制的液壓原理圖。

圖中，100-基坑微變形控制裝置、200-鋼支撐、300-圍護(hù)墻、400-地鐵線路、1-缸體、1-1-缸底、1-2-缸壁、2-螺桿、3-鎖緊螺母、4-防塵罩、5-頂塊、6-活塞桿、12-1-導(dǎo)向槽孔、7-驅(qū)動(dòng)部件、8-太陽輪、9-行星輪、10-內(nèi)齒圈、11-導(dǎo)向套、12-活塞、13-水平導(dǎo)向桿、14-機(jī)械安全閥、15-行星齒輪架、16-PLC控制件、17-二位四通電磁閥、18-三位四通電磁換向閥、19-調(diào)速閥、20-油箱、21-液壓動(dòng)力泵、22-壓力傳感器、23-比例溢流閥。

1.一種基坑微變形控制系統(tǒng)，包括液壓缸、螺桿、鎖緊螺母、防塵罩以及頂塊，所述液壓缸包括缸體以及設(shè)置于缸體內(nèi)的活塞、活塞桿以及導(dǎo)向套，所述鎖緊螺母旋套于所述螺桿的一端上，所述螺桿的另一端與所述活塞桿固定連接，所述頂塊設(shè)置于所述螺桿上遠(yuǎn)離活塞桿的一端端面上，所述防塵罩套設(shè)于所述螺桿的外側(cè)且位于所述鎖緊螺母和缸體之間，所述防塵罩與所述缸體固定連接，其特征在于，所述基坑微變形控制系統(tǒng)還包括螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及防偏轉(zhuǎn)裝置，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述螺桿上，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)所述鎖緊螺母繞所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述鎖緊螺母能夠緊貼于所述防塵罩上以起到機(jī)械自鎖的作用，所述防偏轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述缸體的缸底與所述活塞桿之間，所述防偏轉(zhuǎn)裝置能夠防止活塞桿在鎖緊螺母作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于,所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)部件以及行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽輪、行星齒輪架、行星輪以及內(nèi)齒圈，所述太陽輪與所述行星輪外嚙合，所述行星輪與所述內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，所述行星輪通過行星齒輪架均勻布設(shè)于所述太陽輪的外側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)所述太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述太陽輪經(jīng)過所述行星輪帶動(dòng)所述內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)齒圈與所述鎖緊螺母固定連接或者一體成型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件是減速機(jī)或者液壓馬達(dá)或者氣壓馬達(dá)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于,所述防偏轉(zhuǎn)裝置包括一水平導(dǎo)向桿，所述活塞桿上對應(yīng)設(shè)有一供所述水平導(dǎo)向桿直線滑動(dòng)的導(dǎo)向槽孔，所述水平導(dǎo)向桿與所述導(dǎo)向槽孔相匹配，使得所述水平導(dǎo)向桿只能相對所述導(dǎo)向槽孔做直線運(yùn)動(dòng)，所述水平導(dǎo)向桿與所述缸體的缸底固定連接或者一體成型。

5.據(jù)權(quán)利要求4所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于,所述導(dǎo)向槽孔的主體結(jié)構(gòu)是一圓孔，該圓孔的一側(cè)具有一個(gè)卡槽，所述圓孔與所述卡槽相連通，所述水平導(dǎo)向桿的一端伸入所述卡槽內(nèi)，所述卡槽的橫截面形狀與所述水平導(dǎo)向桿的一端的橫截面形狀相對應(yīng)。

6.據(jù)權(quán)利要求5所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于,所述卡槽的橫截面呈矩形或者三角形或者梯形或者圓形或者橢圓形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于，所述缸體具有一個(gè)一端開口的供所述活塞移動(dòng)的活塞移動(dòng)腔室，所述導(dǎo)向套固定設(shè)置于所述缸體的開口端，所述活塞桿穿過所述導(dǎo)向套設(shè)置于所述缸體的活塞移動(dòng)腔室內(nèi)，所述活塞固定設(shè)置于所述活塞桿上靠近缸體的缸底的一端，所述活塞桿能夠相對所述導(dǎo)向套直線滑動(dòng)，所述活塞將所述活塞移動(dòng)腔室分隔成缸體無桿腔與缸體有桿腔，所述缸體上分別設(shè)有與所述缸體無桿腔和所述缸體有桿腔連通的缸體進(jìn)、回油口，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的所述驅(qū)動(dòng)部件為液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)上設(shè)有馬達(dá)進(jìn)、回油口，所述馬達(dá)進(jìn)油口與缸體進(jìn)油口分別經(jīng)馬達(dá)進(jìn)油油路與缸體進(jìn)油油路接入一總進(jìn)油油路，所述馬達(dá)回油口與所述缸體回油口分別經(jīng)馬達(dá)回油油路與缸體回油油路接入一總回油油路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括PLC控制件以及兩個(gè)二位四通電磁閥和一個(gè)三位四通電磁換向閥，其中，一個(gè)二位四通電磁閥設(shè)置于所述馬達(dá)進(jìn)、回油路上，另一個(gè)二位四通電磁閥設(shè)置于所述缸體進(jìn)、回油路上，所述三位四通電磁換向閥設(shè)置于所述總進(jìn)油油路與總回油油路上，所述PLC控制件分別與所述兩個(gè)二位四通電磁閥以及所述三位四通電磁換向閥電連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達(dá)進(jìn)油油路以及馬達(dá)回油油路上分別設(shè)置一調(diào)速閥，所述缸體進(jìn)油口和所述缸體回油口上分別設(shè)置用于限制回程油壓的回程限壓閥。

10.一種基坑微變形控制方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，將所述基坑微變形控制系統(tǒng)設(shè)置于鋼支撐與所需微變形控制的基坑圍護(hù)墻之間，所述頂塊頂在所述基坑圍護(hù)墻的預(yù)埋鋼板上；當(dāng)液壓缸帶動(dòng)螺桿向前移動(dòng)時(shí)，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母向后移動(dòng),從而使得所述鎖緊螺母始終緊貼于所述防塵罩上；當(dāng)液壓缸帶動(dòng)螺桿向后移動(dòng)時(shí)，先通過所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母相對所述螺桿向前移動(dòng)一間隙距離；然后，在螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母向前移動(dòng)的同時(shí)，使得液壓缸帶動(dòng)所說螺桿向后移動(dòng)所需位置。

截至2014年6月，深基坑的開挖支護(hù)常使用鋼支撐，例如鋼筋砼支撐、鋼管支撐等。對于鋼支撐，一般按照設(shè)計(jì)要求需要施加預(yù)應(yīng)力，但隨著施工時(shí)間的推移，鋼支撐會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛，鋼支撐上的預(yù)應(yīng)力會(huì)降低，有時(shí)甚至降低很多。通常需要在鋼管支撐與圍護(hù)墻之間設(shè)置一鋼支撐軸力控制裝置，通常是一千斤頂，如液壓式千斤頂即油缸，由該千斤頂對該鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力，以防止圍護(hù)墻在基坑開挖過程中由于鋼支撐軸力損失造成基坑變形超出控制范圍，特別在一些對基坑變形控制要求極其嚴(yán)格的場合，如運(yùn)行地鐵邊的軟土深基坑工程的變形控制等。

中國專利文獻(xiàn)CN101776106B于2012年10月17日公開了一種基坑鋼支撐軸力自適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償液壓油缸裝置，當(dāng)油缸進(jìn)行“伸”工作時(shí)，第一活塞桿前進(jìn)帶動(dòng)螺桿前進(jìn)，此時(shí)，由于鎖緊螺母與螺桿螺紋連接，所述鎖緊螺母跟隨螺桿前進(jìn)，從而在螺桿與連接過渡套即防塵罩之間產(chǎn)生大的間隙。一旦油缸中出現(xiàn)故障，導(dǎo)致油缸中的壓力油突然降低，會(huì)導(dǎo)致螺桿快速回退，鎖緊螺母和防塵罩之間的距離有多大螺桿回退的距離就有多大，如此會(huì)導(dǎo)致鋼支撐對圍護(hù)墻的支撐失效，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響基坑周邊設(shè)施例如運(yùn)行中的地鐵的安全。

正是由于在基坑施工過程中，圍護(hù)墻發(fā)生變形時(shí)安裝了液壓油缸裝置的鋼支撐會(huì)產(chǎn)生位移（液壓油缸的伸縮產(chǎn)生位移變化），會(huì)在鎖緊螺母和防塵罩之間產(chǎn)生空隙，為了避免空隙的產(chǎn)生，施工人員需要不定期的檢查鎖緊螺母和防塵罩之間是否存在空隙，并針對產(chǎn)生了空隙的部位，手動(dòng)擰緊鎖緊螺母，保證鎖緊螺母緊挨防塵罩，起到安全鎖緊的作用。

然而，通常在一個(gè)基坑內(nèi)需要支護(hù)數(shù)百根鋼支撐，且鋼支撐分布在不同深度的工作面，外加施工環(huán)境復(fù)雜，因此人工檢查并擰緊鎖緊螺母的工作，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，需要投入大量的人力、物力。另外，由于上述檢查是不定期進(jìn)行的，因此很可能存在鎖緊螺母和防塵罩之間產(chǎn)生了空隙，但是沒有及時(shí)消除的情況，一旦液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障（如高壓軟管不小心被碰斷等）致使系統(tǒng)壓力損失，此時(shí)由于沒有及時(shí)消除鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，機(jī)械鎖緊功能就不能發(fā)揮作用，使得活塞桿及螺桿被動(dòng)退回，致使鋼支撐軸力急劇降低而失去對基坑圍護(hù)墻的有效支撐，基坑圍護(hù)墻變形過大，將對周邊的地鐵設(shè)施產(chǎn)生很大的安全隱患。

因此，如何提供一種可以及時(shí)消除由于鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，從而免去人工檢查所產(chǎn)生的大量人力和物力以及由此產(chǎn)生的安全隱患，發(fā)明一種基坑微變形控制系統(tǒng)及方法是該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

基坑微變形控制系統(tǒng)及方法專利目的

針對基坑工程（尤其是環(huán)境敏感地區(qū)如運(yùn)行地鐵邊基坑）開挖施工的變形控制難題,《基坑微變形控制系統(tǒng)及方法》提供了一種基坑微變形控制系統(tǒng)及方法，可以及時(shí)消除鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，起到機(jī)械自鎖作用，從而免去人工檢查所產(chǎn)生的大量人力和物力，同時(shí)可以解決因人工檢查不及時(shí)而存在的安全隱患問題。

基坑微變形控制系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

一種基坑微變形控制系統(tǒng)，包括液壓缸、螺桿、鎖緊螺母、防塵罩以及頂塊，所述液壓缸包括缸體以及設(shè)置于缸體內(nèi)的活塞、活塞桿以及導(dǎo)向套，所述鎖緊螺母旋套于所述螺桿的一端上，所述螺桿的另一端與所述活塞桿固定連接，所述頂塊設(shè)置于所述螺桿上遠(yuǎn)離活塞桿的一端端面上，所述防塵罩套設(shè)于所述螺桿的外側(cè)且位于所述鎖緊螺母和缸體之間，所述防塵罩與所述缸體固定連接，所述基坑微變形控制系統(tǒng)還包括螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及防偏轉(zhuǎn)裝置，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述螺桿上，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)所述鎖緊螺母繞所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述鎖緊螺母能夠緊貼于所述防塵罩上以起到機(jī)械自鎖的作用，所述防偏轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述缸體的缸底與所述活塞桿之間，所述防偏轉(zhuǎn)裝置能夠防止活塞桿在鎖緊螺母作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)部件以及行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽輪、行星齒輪架、行星輪以及內(nèi)齒圈，所述太陽輪與所述行星輪外嚙合，所述行星輪與所述內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合，所述行星輪通過行星齒輪架均勻布設(shè)于所述太陽輪的外側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)所述太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述太陽輪經(jīng)過所述行星輪帶動(dòng)所述內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)齒圈與所述鎖緊螺母固定連接或者一體成型。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)部件是減速機(jī)或者液壓馬達(dá)或者氣壓馬達(dá)。

優(yōu)選的，所述防偏轉(zhuǎn)裝置包括一水平導(dǎo)向桿，所述活塞桿上對應(yīng)設(shè)有一供所述水平導(dǎo)向桿直線滑動(dòng)的導(dǎo)向槽孔，所述水平導(dǎo)向桿與所述導(dǎo)向槽孔相匹配，使得所述水平導(dǎo)向桿只能相對所述導(dǎo)向槽孔做直線運(yùn)動(dòng)，所述水平導(dǎo)向桿與所述缸體的缸底固定連接或者一體成型。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向槽孔的主體結(jié)構(gòu)是一圓孔，該圓孔的一側(cè)具有一個(gè)卡槽，所述圓孔與所述卡槽相連通，所述水平導(dǎo)向桿的一端伸入所述卡槽內(nèi)，所述卡槽的橫截面形狀與所述水平導(dǎo)向桿的一端的橫截面形狀相對應(yīng)。

優(yōu)選的，所述卡槽的橫截面呈矩形或者三角形或者梯形或者圓形或者橢圓形。

優(yōu)選的，所述缸體具有一個(gè)一端開口的供所述活塞移動(dòng)的活塞移動(dòng)腔室，所述導(dǎo)向套固定設(shè)置于所述缸體的開口端，所述活塞桿穿過所述導(dǎo)向套設(shè)置于所述缸體的活塞移動(dòng)腔室內(nèi)，所述活塞固定設(shè)置于所述活塞桿上靠近缸體的缸底的一端，所述活塞桿能夠相對所述導(dǎo)向套直線滑動(dòng)，所述活塞將所述活塞移動(dòng)腔室分隔成缸體無桿腔與缸體有桿腔，所述缸體上分別設(shè)有與所述缸體無桿腔和所述缸體有桿腔連通的缸體進(jìn)、回油口，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的所述驅(qū)動(dòng)部件為液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)上設(shè)有馬達(dá)進(jìn)、回油口，所述馬達(dá)進(jìn)油口與缸體進(jìn)油口分別經(jīng)馬達(dá)進(jìn)油油路與缸體進(jìn)油油路接入一總進(jìn)油油路，所述馬達(dá)回油口與所述缸體回油口分別經(jīng)馬達(dá)回油油路與缸體回油油路接入一總回油油 路。

優(yōu)選的，在上述的基坑微變形控制系統(tǒng)中，還包括PLC控制件以及兩個(gè)二位四通電磁閥和一個(gè)三位四通電磁換向閥，其中，一個(gè)二位四通電磁閥設(shè)置于所述馬達(dá)進(jìn)、回油路上，另一個(gè)二位四通電磁閥設(shè)置于所述缸體進(jìn)、回油路上，所述三位四通電磁換向閥設(shè)置于所述總進(jìn)油油路與總回油油路上，所述PLC控制件分別與所述兩個(gè)二位四通電磁閥以及所述三位四通電磁換向閥電連接。

優(yōu)選的，在上述的基坑微變形控制系統(tǒng)中，所述馬達(dá)進(jìn)油油路以及馬達(dá)回油油路上分別設(shè)置一調(diào)速閥，所述缸體進(jìn)油口和所述缸體回油口上分別設(shè)置用于限制回程油壓的回程限壓閥。

《基坑微變形控制系統(tǒng)及方法》還公開了一種基坑微變形控制方法，采用如上所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，將所述基坑微變形控制系統(tǒng)設(shè)置于鋼支撐與所需微變形控制的基坑圍護(hù)墻之間，所述頂塊頂在所述基坑圍護(hù)墻的預(yù)埋鋼板上；當(dāng)液壓缸帶動(dòng)螺桿向前移動(dòng)時(shí)，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母向后移動(dòng),從而使得所述鎖緊螺母始終緊貼于所述防塵罩上；當(dāng)液壓缸帶動(dòng)螺桿向后移動(dòng)時(shí)，先通過所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母相對所述螺桿向前移動(dòng)一間隙距離；然后，在螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母向前移動(dòng)的同時(shí)，使得液壓缸帶動(dòng)所說螺桿向后移動(dòng)所需位置。

基坑微變形控制系統(tǒng)及方法改善效果

《基坑微變形控制系統(tǒng)及方法》所述基坑微變形控制系統(tǒng)包括液壓缸、螺桿、鎖緊螺母、防塵罩、頂塊、螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用于防止活塞桿偏轉(zhuǎn)的防偏轉(zhuǎn)裝置，所述液壓缸包括缸體、活塞、活塞桿以及導(dǎo)向套，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述螺桿上，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)所述鎖緊螺母繞所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述鎖緊螺母能夠緊貼于所述防塵罩上以起到機(jī)械自鎖的作用，所述防偏轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述缸體1的底板與所述活塞桿之間，所述防偏轉(zhuǎn)裝置能夠防止活塞桿在鎖緊螺母作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述防偏轉(zhuǎn)裝置限制活塞桿相對缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)，只允許活塞桿相對缸體作直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將來自螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳遞到缸體上，確保螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。如此，所述鎖緊螺母能夠始終緊貼于所述防塵罩上，從而可以消除由于鎖緊螺母與防塵罩之間的間隙，免去人工檢查所產(chǎn)生的大量人力和物力，同時(shí)可以解決因人工檢查不及時(shí)而存在的安全隱患問題。

參閱圖1至圖5，該實(shí)施例公開了一種基坑微變形控制系統(tǒng)100，設(shè)置于鋼支撐200的一端，用于支撐基坑圍護(hù)墻300，該實(shí)施例中，所述圍護(hù)墻300緊鄰運(yùn)行地鐵線路400。

所述基坑微變形控制系統(tǒng)100包括液壓缸1、螺桿2、鎖緊螺母3、防塵罩4、頂塊5、螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及防偏轉(zhuǎn)裝置，所述液壓缸包括缸體1以及設(shè)置于缸體1內(nèi)的活塞12、活塞桿6以及導(dǎo)向套11，所述鎖緊螺母3旋套于所述螺桿2的一端上，所述螺桿2的另一端與所述活塞桿6固定連接，所述活塞桿6能夠驅(qū)動(dòng)所述螺桿2做直線伸縮運(yùn)動(dòng)，所述頂塊5設(shè)置于所述螺桿2上遠(yuǎn)離活塞桿6的一端端面上，所述防塵罩4套設(shè)于所述螺桿2的外側(cè)且位于所述鎖緊螺母3和缸體1之間，所述防塵罩4與所述缸體1固定連接，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述螺桿2上，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動(dòng)所述鎖緊螺母3繞所述螺桿2轉(zhuǎn)動(dòng)使得所述鎖緊螺母3能夠緊貼于所述防塵罩4上以起到機(jī)械自鎖的作用，所述防偏轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述缸體1的底板與所述活塞桿6之間，所述防偏轉(zhuǎn)裝置能夠防止活塞桿6在鎖緊螺母3作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而影響鎖緊螺母3回退到防塵罩4上，該防偏轉(zhuǎn)裝置只允許活塞桿6相對缸體1作直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳遞到底座上，確保螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。由于所述鎖緊螺母3能夠始終緊貼于所述防塵罩4上，從而可以消除由于鎖緊螺母3與防塵罩4之間的間隙，免去人工檢查所產(chǎn)生的大量人力和物力，同時(shí)可以解決因人工檢查不及時(shí)而存在的安全隱患問題。具體的，當(dāng)基坑圍護(hù)墻300出現(xiàn)微變形，液壓缸帶動(dòng)螺桿2向前移動(dòng)，鎖緊螺母3和防塵罩4之間因此而出現(xiàn)間隙，螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母3繞螺桿2轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)，使得所述鎖緊螺母3向后移動(dòng)從而始終緊貼于所述防塵罩4上，如此即使因液壓缸發(fā)生故障而不能支撐螺桿2，螺桿也會(huì)由于鎖緊螺母3緊貼于所述防塵罩4上而使基坑圍護(hù)墻300得到有效支撐，防塵罩4有足夠的強(qiáng)度，可將圍護(hù)墻300對螺桿2的反力通過鎖緊螺母3實(shí)時(shí)傳遞給防塵罩4并最終傳遞給缸體1，確保基坑微變形控制系統(tǒng)的鎖緊裝置即鎖緊螺母3每時(shí)每刻發(fā)揮作用，從而能確?；娱_挖施工時(shí)，鋼支撐始終有效保持在設(shè)計(jì)或施工所需的支撐軸力，確保基坑開挖施工的安全。

參閱圖2，并請結(jié)合圖1，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)部件7以及行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽輪8、行星齒輪架15、行星輪9以及內(nèi)齒圈10，所述太陽輪8與所述行星輪9外嚙合，所述行星輪9與所述內(nèi)齒圈10內(nèi)嚙合，所述行星輪9通過行星齒輪架15均勻布設(shè)于所述太陽輪8的外側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)部件7帶動(dòng)所述太陽輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，所述太陽輪8經(jīng)過所述行星輪9帶動(dòng)所述內(nèi)齒圈10轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)齒圈10與所述鎖緊螺母3固定連接或者一體成型。當(dāng)然，具體實(shí)施時(shí)，還包括太陽輪軸（未圖示）和行星輪軸（未圖示），所述太陽輪固定套設(shè)于所述太陽輪軸上，所述行星輪固定套設(shè)于所述行星軸上。所述驅(qū)動(dòng)部件7通過驅(qū)動(dòng)所述太陽輪軸帶動(dòng)所述太陽輪8轉(zhuǎn)動(dòng)。該實(shí)施例中，所述內(nèi)齒圈10與所述鎖緊螺母3一體成型，以加強(qiáng)兩者之間的連接強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述防偏轉(zhuǎn)裝置包括一水平導(dǎo)向桿13，所述活塞桿6上對應(yīng)設(shè)有一供所述水平導(dǎo)向桿13直線滑動(dòng)的導(dǎo)向槽孔6-1，所述水平導(dǎo)向桿13與所述導(dǎo)向槽孔6-1相匹配，使得所述水平導(dǎo)向桿13只能相對所述導(dǎo)向槽孔6-1做直線運(yùn)動(dòng)，所述水平導(dǎo)向桿13與所述缸體1的缸底1-1固定連接或者一體成型。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向槽孔6-1的主體結(jié)構(gòu)是一圓孔，該圓孔的一側(cè)具有一個(gè)卡槽，所述圓孔與所述卡槽相連通，所述水平導(dǎo)向桿13的一端伸入所述卡槽內(nèi)，所述卡槽的橫截面形狀與所述水平導(dǎo)向桿13的一端的橫截面形狀相對應(yīng)。

優(yōu)選的，所述卡槽的橫截面呈矩形或者三角形或者梯形或者圓形或者橢圓形。該實(shí)施例中所述卡槽的橫截面呈矩形，所述水平導(dǎo)向桿14的橫截面也呈矩形，具有加工方便，徑向鎖緊力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

該實(shí)施例中，所述活塞12將所述活塞移動(dòng)腔室分隔成缸體無桿腔與缸體有桿腔。所述缸體1包括缸壁1-2和缸底1-1，所述缸底1-1、缸壁1-2、活塞桿6以及活塞12構(gòu)成所述缸體無桿腔；所述缸壁1-2、導(dǎo)向套11、活塞桿6以及活塞12形成所述缸體有桿腔。所述缸體1上分別設(shè)有與所述缸體無桿腔和所述缸體有桿腔連通的缸體進(jìn)油口和缸體回油口。當(dāng)螺桿2需要向前移動(dòng)時(shí)即進(jìn)行“伸”工作時(shí)，從缸體無桿腔進(jìn)油，流入缸體無桿腔，推動(dòng)活塞桿6前進(jìn)（紙面向左方向）。此時(shí)，活塞桿6在前進(jìn)的同時(shí)壓縮缸體有桿腔，缸體有桿腔內(nèi)的液壓油經(jīng)缸體回油口回油，從而完成缸體1在推進(jìn)過程中的液壓油的循環(huán)流動(dòng)。當(dāng)螺桿2需要后退時(shí)，從缸體有桿腔進(jìn)油，推動(dòng)活塞桿6后退（紙面向右方向）。此時(shí)，活塞桿6在后退的同時(shí)壓縮缸體無桿腔，缸體無桿腔內(nèi)的液壓油經(jīng)缸體無腔油口回油，從而完成缸體1在后退過程中的液壓油的循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選的,所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的所述驅(qū)動(dòng)部件7可以是減速機(jī)或者液壓馬達(dá)或者氣壓馬達(dá)。該實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)部件7為液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)上設(shè)有馬達(dá)進(jìn)回油口，所述馬達(dá)進(jìn)油口與缸體無桿腔進(jìn)油口的進(jìn)油油路由同一總進(jìn)油油路分路產(chǎn)生，所述馬達(dá)回油口與所述缸體有桿腔回油口的回油油路并入同一總回油油路。如此，當(dāng)缸體無桿腔進(jìn)油口進(jìn)油時(shí)，馬達(dá)進(jìn)油口也同步進(jìn)油，從而便于實(shí)現(xiàn)鎖緊螺母3跟隨螺桿2的移動(dòng)進(jìn)行同步反向移動(dòng)。

參閱圖5，并請結(jié)合圖1-圖4，所述基坑微變形控制系統(tǒng)100還包括PLC控制件16以及兩個(gè)二位四通電磁閥17和一個(gè)三位四通電磁換向閥18，其中，一個(gè)二位四通電磁閥17設(shè)置于所述馬達(dá)進(jìn)、回油路上，另一個(gè)二位四通電磁閥17設(shè)置于所述缸體進(jìn)、回油路上，所述三位四通電磁換向閥18設(shè)置于所述總進(jìn)油油路與總回油油路上，所述PLC控制件16分別與所述兩個(gè)二位四通電磁閥17以及所述三位四通電磁換向閥18電連接。通過PLC控制件16對兩個(gè)二位四通電磁閥17和一個(gè)三位四通電磁換向閥18的控制，可以實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)即驅(qū)動(dòng)部件7以及液壓缸的進(jìn)、回油路的通斷以及通斷的先后時(shí)間間隔以及實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)和活塞（活塞桿）的伸縮動(dòng)作。當(dāng)然，所述基坑微變形控制系統(tǒng)100還包括郵箱20、液壓動(dòng)力泵21比例傳感器22以及比例溢流閥23等。所述總進(jìn)油油路與總回油油路分別與所述郵箱20相連。所述總進(jìn)油油路上靠近郵箱20的一端設(shè)有所述液壓動(dòng)力泵21，所述總回油油路靠近郵箱20的一端設(shè)有所述比例溢流閥23，所述比例溢流閥23為帶反饋的比例溢流閥，根據(jù)負(fù)載的壓力反饋，設(shè)定參數(shù)，從而保證系統(tǒng)的壓力恒定。所述比例溢流閥23、壓力傳感器22分別與所述PLC控制件16連接并受其控制。

優(yōu)選的,所述馬達(dá)進(jìn)油油路以及馬達(dá)回油油路上分別設(shè)置一調(diào)速閥19。通過在安裝調(diào)試初期，調(diào)節(jié)該調(diào)速閥19，使得鎖緊螺母3的移動(dòng)速度和螺桿2的移動(dòng)速度相匹配，符合需要的速度即螺桿2前進(jìn)與后退的速度與鎖緊螺母3的進(jìn)退速度相匹配以達(dá)到兩者的移動(dòng)速度相匹配。

所述缸體進(jìn)油口和所述缸體回油口上分別設(shè)置用于限制回程油壓的回程限壓閥（未圖示）。通過設(shè)置回程限壓閥，可以確保液壓缸的安全可靠性。

優(yōu)選的，請繼續(xù)參閱圖1至圖4，在所述的基坑微變形控制系統(tǒng)中，還包括機(jī)械安全閥14，所述機(jī)械安全閥14設(shè)置于所述活塞12上，當(dāng)活塞12向前移動(dòng)到極限位置時(shí)，所述導(dǎo)向套11能夠觸發(fā)所述機(jī)械安全閥14，使所述機(jī)械安全閥14導(dǎo)通所述缸體無桿腔和缸體有桿腔以進(jìn)行卸荷，確保液壓缸在到達(dá)極限位置時(shí)的安全，機(jī)械安全閥14導(dǎo)通所述缸體有桿腔和缸體無桿腔，可以限制過大的頂推力使得液壓缸免受損壞，導(dǎo)向套1起到安全保護(hù)作用。

優(yōu)選的，所述頂塊5與所述螺桿2鉸接連接，且所述頂塊5能夠相對所述螺桿2在30°角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。從而可以使得頂塊5以面接觸的合理方式始終貼合在圍護(hù)墻300（具體是圍護(hù)墻300的預(yù)埋鋼板）上，可以消除由于基坑圍護(hù)墻不平整造成的點(diǎn)/線接觸的傳力缺陷，使頂塊與圍護(hù)墻保持面接觸，受力更加均勻，以保護(hù)整個(gè)基坑微變形控制系統(tǒng)。

請繼續(xù)參閱圖1至圖4，該實(shí)施例還公開了一種基坑微變形控制方法，采用如上所述的基坑微變形控制系統(tǒng)，將所述基坑微變形控制系統(tǒng)100設(shè)置于鋼支撐200與需微變形控制的基坑（如環(huán)境敏感地區(qū)如運(yùn)行地鐵邊的基坑等）圍護(hù)墻300之間，所述頂塊5頂在所述基坑圍護(hù)墻300的預(yù)埋鋼板上。當(dāng)液壓缸中的活塞、活塞桿帶動(dòng)螺桿2向前移動(dòng)時(shí)，所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母3轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母3向后移動(dòng),從而使得所述鎖緊螺母3始終緊貼于所述防塵罩4上，防塵罩4有足夠的強(qiáng)度，可將圍護(hù)墻300對螺桿2的反力通過鎖緊螺母3實(shí)時(shí)傳遞給防塵罩4并最終傳遞給缸體1，確?；游⒆冃慰刂葡到y(tǒng)的機(jī)械鎖緊結(jié)構(gòu)每時(shí)每刻發(fā)揮作用，從而能確保基坑開挖施工時(shí)，鋼支撐200始終有效保持在設(shè)計(jì)或施工所需的支撐軸力，確?；娱_挖施工的安全。當(dāng)液壓缸中的活塞、活塞桿帶動(dòng)螺桿2向后移動(dòng)時(shí)，可以先通過所述螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述鎖緊螺母3反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得鎖緊螺母3相對所述螺桿2向前移動(dòng)一間隙距離，例如1-3厘米；然后，在螺母驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母3向前移動(dòng)的同時(shí)，使得液壓缸中的活塞、活塞桿帶動(dòng)所說螺桿2向后移動(dòng)所需位置。

2016年12月7日，《基坑微變形控制系統(tǒng)及方法》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

本書是作者多年來從事深基坑工程變形控制理論研究與實(shí)踐的總結(jié)。

主要內(nèi)容包括：

(1)基坑開挖支護(hù)體系內(nèi)力與變形分析的半空間理論及有限元模型；

(2)任意剖面擋土樁(墻)變形與周圍建筑物變形及管線變形的非線性關(guān)系的理論解析解；

(3)周圍建筑物變形損害和地下管線變形損害的預(yù)測；

(4)周圍建筑物或管線變形超過允許值的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)及控制措施和方法；

(5)不同類型基坑開挖的土壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、錨桿錨固力及支護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊地面、臨近建(構(gòu))物和地下管線的變形實(shí)測研究?？梢杂行Ы鉀Q深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境變形預(yù)測、控制和險(xiǎn)情預(yù)報(bào)的關(guān)鍵和難點(diǎn)問題。

全書共13章：

1．深基坑周圍地表沉降及變形分析；

2．深基坑影響區(qū)任意點(diǎn)與管道變形計(jì)算；

3．深基坑開挖支撐結(jié)構(gòu)的位移算法；

4．基坑擋土墻側(cè)向位移擬合方法；

5．地下水動(dòng)態(tài)作用與基坑搶險(xiǎn)；

6．深基坑支護(hù)半空間共同作用有限元分析；

7．深基坑開挖半空間可視化軟件；

8．軟件算例與分析；

9．深基坑工程監(jiān)測技術(shù)；

10．深基坑擋土樁側(cè)土壓力實(shí)測研究；

11．深基坑支護(hù)預(yù)應(yīng)力錨桿錨固力實(shí)測分析；

12．深基坑工程信息化監(jiān)測應(yīng)用分析；

13．深基坑與周邊環(huán)境監(jiān)測實(shí)錄。

本書可供建筑、市政、地下工程和巖土工程等專業(yè)的教學(xué)、科研和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。