伺服混凝土支撑是一种先进的建筑施工技术,它通过在混凝土支撑体系中引入伺服式加力系统,实现对围护结构的实时、动态、主动预应力施加,从而有效控制基坑变形,确保施工安全与质量。以下将从多个方面详细阐述伺服混凝土支撑的含义及其应用。
1. 基本原理
伺服混凝土支撑的基本原理融合了机电液一体化自动控制技术、计算机信息处理技术以及可视化监控系统等高新技术手段。通过高精度传感器对支撑轴力进行全天候不间断监测,并根据所测参数值对支撑轴力进行适时的自动控制,从而有效控制基坑变形。
2. 系统组成
伺服混凝土支撑系统主要由伺服电机、传感器、控制器和机械传动部件等组成。伺服电机通过传感器感知系统运动状态,并将信息反馈给控制器,控制器根据反馈信息进行运算和控制,最终驱动机械传动部件实现混凝土支撑的运动。
3. 应用场景
伺服混凝土支撑技术已广泛应用于各类建筑工程中,特别是在紧邻城市轨道交通的深基坑工程中表现突出。通过向支撑结构上的伺服千斤顶分级加载支撑力的方式,主动控制地下连续墙等围护结构变形,确保基坑自身及其邻近城市轨道交通结构的安全和正常运营。
4. 经济效益与社会效益
伺服混凝土支撑技术的应用取得了显著的经济效益与社会效益。它不仅提高了施工效率和质量,还有效减少了因基坑变形导致的安全隐患和维修成本,为类似地区深基坑设计、施工及环境保护提供了有益参考。

5. 优化设计
针对伺服混凝土支撑系统在实际应用中可能存在的问题,如系统响应速度不足、运动精度不高、系统稳定性差等,可以通过采用高性能的伺服电机和传感器、优化控制器的算法以及合理的机械结构设计等手段进行优化设计,提高系统的性能和可靠性。
6. 施工流程
伺服混凝土支撑的施工流程包括机械设备进场、吊装伺服系统就位、施加预应力、轴力加载完成及混凝土支撑强度达到100%后开挖下一道等步骤。每一步都需要严格遵循施工规范和操作流程,确保施工安全和质量。
7. 监控与数据处理
伺服混凝土支撑系统的测控采用闭环连续测控方式,同时辅以人工监控。现场设置监控小组,分别进行监控室监控及人工巡查,确保数据异常能够第一时间得到处理。数据处理完成后,形成日报表,内容包括对应的施工工况、各监测点的日变形量、累计变形量等基本要素。
8. 预警机制
在中央监控系统中设置伺服端轴力上下限预警机制,当伺服端支撑轴力达到上限和下限报警值时,需暂停调整轴力,及时上报参建各单位,由施工单位牵头与设计单位沟通并分析原因,经多方讨论达成一致后申请调整伺服端支撑轴力。
9. 拆除与回收
在混凝土支撑拆除时,为避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形开裂,采用逐级卸载的方式。拆卸下的故障件应单独存放,并及时记录故障件的数量及故障情况,确保物料使用率的最大化。
10. 环境适应性
伺服混凝土支撑系统在实际应用中需要考虑环境温度、混凝土初温、水泥品种、混凝土配合比等多种因素进行调节,以确保系统在不同环境下的稳定性和可靠性。
11. 技术优势
相比传统混凝土支撑方式,伺服混凝土支撑具有显著的技术优势。它能够实现对支撑轴力的精确控制和调整,从而有效控制基坑变形,提高施工效率和质量。
12. 研究与应用案例
多项研究和应用案例表明,伺服混凝土支撑技术在各类建筑工程中均表现出色。例如,在紧邻城市轨道交通的深基坑工程中,通过采用伺服混凝土支撑技术,有效减少了围护结构变形量,确保了基坑及其邻近结构的安全和稳定。
13. 未来发展趋势
随着建筑技术的不断进步和工程需求的不断提高,伺服混凝土支撑技术将朝着更加智能化、自动化和高效化的方向发展。未来,伺服混凝土支撑技术有望在更多领域得到广泛应用和推广。
伺服混凝土支撑是一种先进的建筑施工技术,它通过引入伺服式加力系统实现对围护结构的实时、动态、主动预应力施加,从而有效控制基坑变形,提高施工效率和质量。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,伺服混凝土支撑技术将在未来的建筑工程中发挥更加重要的作用。