CN112343078B - 一种厂房设备基础精密抬升方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厂房设备基础精密抬升方法，包括以下步骤：S1、形成帷幕墙：在设备的需要抬升的两侧竖直向下钻孔形成帷幕孔，向帷幕孔内注浆形成两道相互平行的帷幕墙；S2、形成加固体：沿着帷幕墙的长度方向在设备的外轮廓线处布设倾斜向下注浆孔，注浆孔内注浆，在设备基础底板底部于两帷幕墙之间注浆形成贴合在底板下表面的加固体，加固体与两帷幕墙结合呈冂形结构；S3、抬升：以注浆孔作为抬升孔，向下倾斜钻孔，钻至加固体下方且位于两帷幕墙之间为止，向抬升孔底部进行压力注浆将周围回填层进行填充加固，继续压力注浆，并采取后退式注浆，将设备抬升至设定的抬升高度。本发明具有对周围扰动小、抬升高度可控以及抬升精度高的优点。

Description

一种厂房设备基础精密抬升方法
技术领域
本发明涉及建筑抬升的技术领域，尤其是涉及一种厂房设备基础精密抬升方法。
背景技术
目前，厂房的建设一般为框架结构，基础为独立基础，主要依靠立柱和独立基础进行承力。某精密设备厂房中，厂房内未做设备基础，设备是直接放置在200mm厚的混凝土底板上，地面以下回填土层1-9m，因混凝土底板和回填土层存在空隙及回填土层不密实，未达到设计地基承载力要求，导致回填土层沉降变形。因设备底部基础变形，引起了设备加工精度超差，因此，在不影响设备工作的前提下，如何将设备进行精密抬平以及对回填土层进行加固，是现在所面临的问题。
本申请提供一种能够精密抬升同时加固设备基础的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种厂房设备基础精密抬升方法，通过在设备两侧设置帷幕墙进行隔离，然后设置加固体进行抬升，具有对周围扰动小、抬升高度可控以及抬升精度高的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种厂房设备基础精密抬升方法，包括以下步骤：
S1、形成帷幕墙：在设备的需要抬升的两侧竖直向下钻孔形成帷幕孔，向帷幕孔内注浆形成两道相互平行的帷幕墙，帷幕墙将需要抬升的设备与非抬升区域进行分隔；
S2、形成加固体：沿着帷幕墙的长度方向在设备的外轮廓线处布设倾斜向下注浆孔，注浆孔对称设置在设备的两侧，注浆孔内注浆，在设备基础底板底部于两帷幕墙之间注浆形成贴合在底板下表面的加固体，加固体与两帷幕墙结合呈冂形结构；
S3、抬升：向下倾斜钻孔作为抬升孔，抬升孔延伸至加固体下方且位于两帷幕墙之间为止，设备两侧抬升孔的倾斜方向相对，向抬升孔底部进行压力注浆，并采取后退式注浆工艺，分层向上层层注浆，随着帷幕墙内浆液的不断增加并凝固，土体受到挤压，形成向上的抬升力，设备均匀地抬升至设定的抬升高度。
通过采用上述技术方案，通过先在设备的两侧注浆形成帷幕墙，将设备抬升区域与周围非抬升区域进行分隔，在后续注浆过程中不对周边地层产生扰动，同时又能够在抬升注浆时，使注浆压力集中转化为设备抬升力，达到抬升力和抬升高度可控，抬升精度高的要求，防止浆液向非抬升侧外散，造成注浆压力溢散，设备顶升力不易控制，抬升高度控制不精确的问题；
之后在底板底部注浆形成加固体，加固体加强了设备底部基础的地基承载力，增加了基础的整体性，防止在后续注浆抬升时，部分抬升区域发生起鼓现象，同时又能够设置在底板下方，增加基础的厚度，使后续注浆抬升时起到一定的缓冲作用，防止在抬升过程中，由于底板太薄设备的抬升速度以及高度不宜控制的问题，进一步增加抬升的精度。本发明具有对周围扰动小、抬升高度可控以及抬升精度高的优点。
本发明进一步设置为：步骤S2中每两个注浆孔之间设置若干道钢筋，钢筋倾斜插入加固体内且与加固体形成类似钢筋混凝土结构，设备两侧的钢筋倾斜方向相对。
通过采用上述技术方案，先插入钢筋，然后进行注浆形成加固体，使钢筋与加固体形成类似钢筋混凝土结构，进一步增加加固体的整体性，防止在抬升时底板发生起鼓现象，增加抬升高度的精确性；同时插入钢筋，可以减小加固体的厚度，并相应减小帷幕墙的高度，从而节约注浆材料。
本发明进一步设置为：步骤S3中以设定的抬升高度为准，通过精密水准仪实时监控。
通过采用上述技术方案，能够准确及时的了解到每个测点的抬升高度，以便调整相应的注浆速率调整抬升的速度，从而便于控制设备均匀的进行抬升，保证设备在抬升时的平稳性。
本发明进一步设置为：步骤S1中帷幕墙的深度至少为回填土层的厚度。
通过采用上述技术方案，回填土层压实度低，之间的孔隙率大，将帷幕墙设置的深度至少覆盖回填土层，能够有效的防止后续注浆抬升时，浆液向外扩散，既能够防止在注浆时对周围地层造成扰动，又能够将注浆压力集中转化为抬升力，从而能够精确的控制抬升速度以及高度。
本发明进一步设置为：步骤S1中相邻帷幕孔之间间距在2-3m。
通过采用上述技术方案，根据浆液的扩散半径，将帷幕孔选择合适的间距，使相邻帷幕孔所覆盖到的帷幕墙能够咬合在一起，能够减少浆液的浪费，降低成本。
本发明进一步设置为：步骤S1中帷幕孔距离设备1-2m。
通过采用上述技术方案，一方面留有一定的空间用于设置注浆孔和抬升孔，另一方面减少在注浆帷幕墙时对设备基础的扰动。
本发明进一步设置为：步骤S2中相邻注浆孔之间间距2-3m。
通过采用上述技术方案，根据浆液的扩散半径，将帷幕孔选择合适的间距，使相邻帷幕孔所覆盖到的帷幕墙能够咬合在一起，能够减少浆液的浪费，降低成本。
本发明进一步设置为：步骤S1中采用钻注一体后退式注浆工艺，每提升后退一段，注浆一段。
通过采用上述技术方案，先将注浆孔钻至设计深度，然后注浆完成一段，向上抬升一段注浆管，能够进一步降低对地基土层的扰动，且注浆完成，钻杆容易拔出，方便施工。
本发明进一步设置为：步骤S1中在设备的四周钻孔形成多个帷幕孔，向帷幕孔内注浆，注浆范围相互咬合重叠，形成围闭的帷幕墙。
通过采用上述技术方案，当设备为非长条状时，帷幕墙形成的围闭空间，在帷幕墙内注浆进行设备抬升，使得抬升速度更加容易控制，从而实现精密抬升。
本发明进一步设置为：形成加固体的注浆的浆液在30-60s内凝固，抬升时的压力注浆的浆液在10-30s内凝固。
通过采用上述技术方案，快速凝固的浆液能够快速对土体进行加固，形成加固体，防止因注浆液对设备底部或周围土体造成软化，造成设备的加速沉降；抬升时快速凝固的浆液能够避免浆液大范围扩散，造成材料的浪费和抬升力的下降。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过设置帷幕墙和加固体然后进行抬升，能够减少注浆时对周围土层的扰动，又能够将注浆压力集中转化为抬升力用来抬升设备，增加设备抬升时的可控性和精确性，加固体能够增加设备底部基础的整体性，防止在抬升时发生起鼓现象，具有对周围扰动小、抬升高度可控以及抬升精度高的优点；
2.通过设置钢筋，进一步的增加加固体的整体性，防止在注浆时局部区域发生起鼓，增加抬升的精确度。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明突出帷幕墙的剖视图；
图3是本发明的突出加固体的剖视图；
图4是本发明的整体剖视图。
图中，1、帷幕墙；11、帷幕孔；2、加固体；21、注浆孔；3、钢筋；4、抬升孔；5、底板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明公开的一种厂房设备基础精密抬升方法，下文以长条状设备为例进行介绍。包括以下步骤：
S1、形成帷幕墙1：参照图1和图2，在设备需要抬升段的两侧竖直向下钻注帷幕孔11，帷幕孔11的直径为42mm，帷幕孔11沿着设备的长度方向间隔均匀的设置多个，相邻帷幕孔11之间间距2-3m，且帷幕孔11距离设备1-2m，向帷幕孔11内注浆，注浆范围相互咬合重叠，形成两道相互平行的帷幕墙1，帷幕墙1的高度可以为回填土层的厚度。帷幕墙1将需要抬升的设备与非抬升区域进行分隔，能够防止在后续设备的抬升时，对周围回填土层造成扰动，造成周围设备也被抬升；同时帷幕墙1将抬升区域与非抬升区域进行隔绝，可以不影响周围设备运转对发生沉降的设备进行抬升。具体的，在不影响设备正常运行的情况下，在设备边缘外1m处布置一排帷幕孔11，相邻帷幕孔11间距为2m，竖直向下钻孔，然后向帷幕孔11内进行注浆形成帷幕墙1，帷幕墙1的深度为9m。施工时，采用钻注一体后退式注浆工艺，即先钻至帷幕孔11设计深度，每抬升一段，注浆一段，每次注浆段长0.3-0.5m，形成的帷幕墙1整体性更好，且注浆完成之后钻杆容易拔出。帷幕孔11内的注浆压力根据帷幕墙设计厚度及地层确定。
S2、形成加固体2:参照图3，沿着帷幕墙1的长度方向在设备的外轮廓线处布设倾斜向下的注浆孔21，注浆孔21的直径为42mm，相邻注浆孔21之间的间距2-3m，注浆孔21对称设置在设备的两侧，且每对注浆孔21的倾斜方向相对。注浆孔21内注浆，在设备基础底板5底部于两帷幕墙1之间注浆形成贴合在底板5下表面的加固体2，加固体2与两帷幕墙1连接呈冂形结构。在底板5下方注浆形成加固体2对设备基础进行加固，既能够增加设备下方基础的承载力和整体性，防止在后续注浆抬升时底板5发生起鼓现象，又能够设置在底板5下方，增加基础的厚度，使后续注浆抬升时起到一定的缓冲作用，防止在抬升过程中，由于底板5太薄设备的抬升速度以及高度不宜控制的问题。具体的，在帷幕墙1注浆完毕后，沿着帷幕墙1的长度方向紧邻设备边缘布设注浆孔21位，以倾斜角度为45°进行钻孔，孔位间距为2m，钻孔深度为3m，向注浆孔21内注浆，利用浆液的渗透性，将回填土层填充密实形成加固体2。
进一步的，为了防止在注浆抬升时部分位置发生起鼓现象，在相邻注浆孔21之间设置若干道钢筋3，钢筋3的倾斜方向与注浆孔21的倾斜方向一致，钢筋3倾斜插入加固体2内且与加固体2形成钢筋3混凝土结构。具体的，在相邻的注浆孔21中间位置分别设置钢筋3，钢筋3倾斜45°插入加固体2内，插入加固体2的长度为3m，然后在注浆孔21内进行注浆，钢筋3与加固体2结合为整体，增加了加固体2的整体性，使设备在抬升时，均匀的进行抬升，防止抬升时，局部抬升区域发生起鼓现象。同时插入钢筋3，可以减小加固体2的厚度，并相应减小帷幕墙1的高度，从而节约注浆材料。
S3、抬升：参照图4，以注浆孔21孔位作为抬升孔4，在加固体2初步凝结硬化之后，向下倾斜钻孔，抬升孔4钻至加固体2下方且位于两帷幕墙1之间为止，设备两侧抬升孔4的倾斜方向相对，抬升孔4底部接近于帷幕墙1底端高度处，向抬升孔4底部进行压力注浆将周围回填层进行填充加固。然后采取后退式注浆工艺，分层向上层层注浆，每层后退可以是10cm-30cm。随着帷幕墙1内浆液的不断增加并凝固，土体受到挤压，形成向上的抬升力，设备均匀地抬升至设定的抬升高度。具体的，先对沉降量大的区域的抬升孔4进行抬升注浆，然后对沉降量小的区域进行抬升注浆，逐渐调平。抬升时的注浆压力的设置原则为：基准压力=设备基础结构和设备的总重力/基础底面积，注浆压力应大于基准压力，并小于基准压力的1.8倍。步骤S2中加固体2的注浆压力应小于或等于基准压力。
在抬升过程中，为了确保每个位置的抬升高度和监测每个位置的抬升速度，围绕着设备外轮廓线间隔均匀的布设测点，根据现场基准标高点利用精密水准仪对各个测点的高度进行实时监控，从而能够准确及时的了解到每个测点的抬升高度，以便调整相应的注浆速率调整抬升的速度。
以上介绍是以长条状的设备进行说明的，当设备为为非条状的正方形或长方形时，步骤S1中在设备的四周钻孔形成多个帷幕孔11，向帷幕孔11内注浆，注浆范围相互咬合重叠，形成围闭的帷幕墙1。在帷幕墙1形成围闭结构内进行加固体2和抬升注浆的施工，有效防止了注浆浆液的扩散，使得抬升速度更加容易控制，从而实现精密抬升。
为了防止在整个施工过程中，设备底部及周围土体被软化而造成设备的加速沉降，所以所有注浆采用的浆液均为速凝型。优选地，形成加固体2的注浆的浆液从注浆管的管口喷出后30-60s内凝固，抬升时的压力注浆的浆液从注浆管的管口喷出后在10-30s内凝固。注浆所用的浆液可以是单浆液，也可以是双浆液。
以上提到的形成加固体2的注浆和抬升时的压力注浆，使用的注浆液均优选采用双组分复合浆液，为方便表述，命名为A浆液和B浆液，两种浆液分别从不同通道到达注浆管的出浆口，在出浆口处压入周围土体，在土体中汇合后发生化学反应，在短时间内完成初凝。
注浆液只要能满足初凝时间要求并有较好的渗透性即可，可以是现有技术中的任意一种。
以下一种注浆液配方可供采用：A浆液由如下重量份的原料组成：金属氧化物和/或金属氢氧化物70-90份，复合缓凝剂0.5-1.2份，减水剂0.5-0.7，酸碱缓冲剂0.7-1.5，复合稳定剂3-5，复合表面活性剂0.5-1.5。其中氧化金属物可以是氧化镁、氧化铝、磷酸镁等任意两种的组合；复合缓凝剂为尿素和三聚磷酸钠；减水剂是聚羧酸减水剂；酸碱缓冲剂为碳酸镁或氢氧化钾；复合稳定剂为羟甲基纤维素、正烷基十六醇、淀粉醚和纤维素醚中的至少两种；复合表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚和烷基磺酸盐中的至少两种。以上各单独组分中要使用两种及两种以上的不同材料时，可以按等数量级进行配制，两种的设置主要是为了防止其中一种失效，以便使整体复合浆液效果更加稳定。
B浆液由如下重量份的原料组成：磷酸盐30～40份，消泡剂0.2～1份。其中，磷酸盐可以是磷酸氢二铵或磷酸二氢钾；消泡剂可以是有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
A浆液和B浆液分别与水按重量比100:40～50混合搅拌成浆液，经不同管路压入注浆管，至出浆口汇合反应并在土体中固化。
复合浆液初凝时间的不同主要通过调节复合缓凝剂的比重大小实现。优选地，抬升过程压力注浆时，加入水要少一些，使注浆液浓度增高，以便更好的对周围土体形成挤压（例如A浆液和B浆液分别与水按重量比100:40）；其它注浆时，加入水要多一些，注浆液浓度要小（例如A浆液和B浆液分别与水按重量比100:50）。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、形成帷幕墙(1)：在设备的需要抬升的两侧竖直向下钻孔形成多个帷幕孔(11)，相邻帷幕孔(11)之间间距在2-3m，向帷幕孔(11)内注浆，注浆范围相互咬合重叠，形成两道相互平行的帷幕墙(1)，帷幕墙(1)将需要抬升的设备与非抬升区域进行分隔；
S2、形成加固体(2)：沿着帷幕墙(1)的长度方向在设备的外轮廓线处布设倾斜向下注浆孔(21)，注浆孔(21)对称设置在设备的两侧，注浆孔(21)内注浆，在设备基础底板(5)底部于两帷幕墙(1)之间注浆形成贴合在底板(5)下表面的加固体(2)，加固体(2)与两帷幕墙(1)结合呈冂形结构；每两个注浆孔(21)之间设置若干道钢筋(3)，钢筋(3)倾斜插入加固体(2)内且与加固体(2)形成类似钢筋混凝土结构，设备两侧的钢筋(3)倾斜方向相对；
S3、抬升：向下倾斜钻孔作为抬升孔(4)，抬升孔(4)延伸至加固体(2)下方且位于两帷幕墙(1)之间为止，抬升孔(4)底部接近于帷幕墙1底端高度处，设备两侧抬升孔(4)的倾斜方向相对，向抬升孔(4)底部进行压力注浆，将周围回填层进行填充加固，并采取后退式注浆工艺，分层向上层层注浆，每层后退10cm-30cm，随着帷幕墙（1）内浆液的不断增加并凝固，土体受到挤压，形成向上的抬升力，设备均匀地抬升至设定的抬升高度；注浆压力大于基准压力，并小于基准压力的1.8倍；抬升时的压力注浆的浆液在10-30s内凝固。
2.根据权利要求1所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S3中以设定的抬升高度为准，通过精密水准仪实时监控。
3.根据权利要求1所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S1中帷幕墙(1)的深度至少为回填土层的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S1中帷幕孔(11)距离设备1-2m。
5.根据权利要求1所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S2中相邻注浆孔(21)之间间距2-3m。
6.根据权利要求1所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S1中采用钻注一体后退式注浆工艺，每提升后退一段，注浆一段。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：步骤S1中在设备的四周钻孔形成多个帷幕孔(11)，向帷幕孔(11)内注浆，注浆范围相互咬合重叠，形成围闭的帷幕墙(1)。
8.根据权利要求1-6任一所述的一种厂房设备基础精密抬升方法，其特征在于：形成加固体(2)的注浆的浆液在30-60s内凝固。
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