基坑支护结构自适应调节系统及方法

本发明属于基坑支护结构，具体涉及一种基坑支护结构自适应调节系统及方法。

背景技术：

1、基坑工程施工是建设项目中重要的环节，为了保证工程安全，常常使用桩基、地下连续墙、锚杆土钉等支护结构来维持基坑的稳定。然而，由于地质条件复杂，基坑开挖容易引起地面沉降、支护结构变形过大甚至失稳。

2、目前,基坑工程中采用了人工监测、智能监测系统或两者结合等一系列监测手段来及时掌握支护结构的变形情况。

3、但是，现有的监测系统只能进行参数监测和预测，却不能对监测结果或预测结果相关的工程措施，缺乏改变支护结构发展方向的能力，另外还需要耗费大量的建筑材料来进一步加强支护结构的施工。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基坑支护结构自适应调节系统及方法，以解决现有技术中的缺点。

2、为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明实施例的第一方面，提供一种基坑支护结构自适应调节系统，包括：

4、基坑支护结构数据监测模块，用于监测桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息；

5、数据处理判断及决策中心模块，用于对桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息进行分析和处理，得到支护结构的预测变形发展方向和预测变形预警时间；

6、数据处理判断及决策中心模块还用于基于支护结构的预测变形发展方向和预测变形预警时间，生成支护结构形变处理措施；

7、决策措施决策执行模块，用于基于支护结构形变处理措施，调节自动调节终端，并返回监测桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息的步骤，直至桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息等于预设桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息。

8、可选地，基坑支护结构数据监测模块包括：光栅、锚杆轴力计、地面位移自动监测系统和地下水位监测系统；

9、光栅用于监测桩基及地下连续墙的应力和位移；

10、锚杆轴力计用于监测锚杆及内支撑的轴力；

11、地面位移自动监测系统用于监测地面沉降变形信息；

12、地下水位监测系统用于监测地下水位信息。

13、可选地，数据处理判断及决策中心模块具体用于：

14、对桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息进行预处理；

15、将预处理后的桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息输入预先构建的支护结构变形预测模型，得到支护结构的预测变形发展方向和预测变形预警时间。

16、可选地，预处理包括：数据清洗、异常检测和数据聚类。

17、可选地，支护结构形变处理措施包括：基坑井点降水、调整桩基、内支撑结构和锚索锚杆。

18、可选地，自动调节终端包括：内支撑结构轴力伺服系统、锚杆轴力伺服系统和地下水位调节系统。

19、本发明实施例的第二方面，还提供一种基坑支护结构自适应调节方法，包括：

20、获取桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息；

21、对桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息进行分析和处理，得到支护结构的预测变形发展方向和预测变形预警时间；

22、基于支护结构的预测变形发展方向和预测变形预警时间，生成支护结构形变处理措施；

23、基于支护结构形变处理措施，调节自动调节终端，并返回获取桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息的步骤，直至桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息等于预设桩基及地下连续墙的应力和位移、锚杆及内支撑的轴力、地面沉降变形信息和地下水位信息。

24、本发明具有以下有益效果：通过自动化采集支护结构内力及位移、地面位移、内支撑结构内力及位移、锚索锚杆内力及位移等多目标数据，通过数据处理及决策中心，自动控制并执行内支撑结构、锚索锚杆、地下水调节等措施，改变支护结构发展方向的能力，形成实时监测、动态调整、结果可控的一体化系统，实现基坑工程动态快速的“监测-调整-监测-调整”基坑自适应调节行为。本发明不仅实现了改变支护结构发展方向的能力，而且也不需要耗费大量的建筑材料来进一步加强支护结构的施工。

技术特征：

1.一种基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，基坑支护结构数据监测模块(100)包括：光栅(110)、锚杆轴力计(120)、地面位移自动监测系统(130)和地下水位监测系统(140)；

3.根据权利要求1所述的基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，数据处理判断及决策中心模块(200)具体用于：

4.根据权利要求3所述的基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，预处理包括：数据清洗、异常检测和数据聚类。

5.根据权利要求1所述的基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，支护结构形变处理措施包括：基坑井点降水、调整桩基、内支撑结构和锚索锚杆。

6.根据权利要求1所述的基坑支护结构自适应调节系统，其特征在于，自动调节终端(400)包括：内支撑结构轴力伺服系统、锚杆轴力伺服系统(420)和地下水位调节系统(430)。

7.一种基坑支护结构自适应调节方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明属于基坑支护结构技术领域，具体涉及一种基坑支护结构自适应调节系统及方法。该系统通过自动化采集支护结构内力及位移、地面位移、内支撑结构内力及位移、锚索锚杆内力及位移等多目标数据，通过数据处理及决策中心，自动控制并执行内支撑结构、锚索锚杆、地下水调节等措施，改变支护结构发展方向的能力，形成实时监测、动态调整、结果可控的一体化系统，实现基坑工程动态快速的“监测‑调整‑监测‑调整”基坑自适应调节行为。本发明不仅实现了改变支护结构发展方向的能力，而且也不需要耗费大量的建筑材料来进一步加强支护结构的施工。

技术研发人员：倪芃芃,董宏源,杨宇哲,王锐松,刘凯文,高军,巫志文,贾鹏蛟
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19