TW201303116A - 用於支撐結構的方法及裝置 - Google Patents

Abstract

用於支撐結構的方法及裝置。在該結構下方，設置有附著結構，其可經由軸附著力轉換該結構承載至周圍地面(2)。該附著結構包括一擴充元件(6)，其具有一彈性材料之壁面，沿著一注射管(7)將未反應的聚合物(8)注射入該壁面，未反應的聚合物(8)反應於擴充元件(6)中。該其內具有反應聚合物(8)之擴充元件(6)構成凝聚支柱(5)。該反應聚合物(8)係為一吸水材料，而該擴充元件(6)之壁面係為一透水材料，藉此，該凝聚支柱(5)可被設置由該周圍地面(2)吸收水份，以便改進位於該擴充元件(6)及該周圍地面(2)之間的附著力。

Description

用於支撐結構的方法及裝置

本發明係有關一用於支撐結構的方法，其中具有一設置於該結構下方之一附著結構，其可經由軸附著力轉換該結構承載至周圍地面，且該被支撐之結構係設置或被支撐至該附著結構。

本發明更有關於一用於支撐結構的裝置，其包括一附著結構，其可經由軸附著力轉換該結構承載至周圍地面，且該附著結構被設置於該結構下方，藉此，該結構被設置用以被支撐至該附著結構。

多數結構傳統上被數個支撐柱及數個摩擦柱支撐。一支撐柱之較低的一端角被支撐，例如，在一岩石或一密集底積床上。因此，該支撐柱經由該端角轉換其主要之承載至該岩石或密集底積床上。而該數個摩擦柱傳統上被使用於當該岩石或密集底積床被一磧石之厚土層或其它粗粒結構材料覆蓋時。該摩擦柱經由軸摩擦轉換主要部份之承載至其周遭的一後土層。若該支撐柱及摩擦柱不可能使用時，例如，由於位於地面及岩石之間的距離之事實，該適用於密集底積床或一泥土層之摩擦柱太大，其可能使用一用於支撐該結構之附著支柱。該附著支柱經由產生於其表層上的附著力轉換該柱承載。傳統上，在一被使用之附著支柱的地面被壓縮。因此，給予該附著支柱及週圍地面充分 的附著力是一種挑戰。一附著支柱之例子被揭示在WO 91/04376中。

例如，該支柱可由木材，鋼鐵或混凝土製成。一木製支柱因為在土壤中的溼氣及其中的變化受到腐壞。另一方面，例如，混凝土及鋼柱受到在土壤中的化學腐蝕及侵蝕效力腐壞。

本發明之一目的在於提供一用於支撐結構之新式樣的解決方式。

本發明之方法特徵在於藉決定該周圍地面之剪切強度及提供一附著結構，使在該周圍地面內設置一擴充元件，其具有一彈性材料之壁面，沿著一注射管將未反應聚合物注入該擴充元件，使該反應聚合物反應於該擴充元件中，並用該反應聚合物由圍繞一凝聚支柱之周圍地面吸收水分，以便改進位於該擴充元件及該周圍地面之間的附著力，藉此，在其內具有該反應聚合物之該擴充元件，以形成該凝聚支柱。

此外，本發明之裝置特徵在於，該附著結構包括一擴充元件，其具有一彈性材料之壁面，在該壁面內沿著一注射管注射未反應的聚合物，該聚合物在該擴充元件中被反應，且該聚合物為一吸水材料，而該擴充元件之壁面係為一透水材料，藉此，該凝聚支柱可被設置由該周圍地面吸收水分，以便改進位於該擴充元件及該周圍地面之間的附 著力，藉此，該其內具擴充元件及反應聚合物之附著結構，可形成該凝聚支柱。

在本發明之解決方法中，其內具有一設置於該結構下方之一附著結構，其可經由軸附著力轉換反應在其上之承載至周圍地面。該被支撐之結構係被設置或支撐至該附著結構。該附著結構包括一擴充元件，其具有一彈性材料之壁面，在該壁面內沿著一注射管注射未反應的聚合物，該聚合物在該擴充元件中被反應。該聚合物較佳的是，當被反應時呈一彈性。該擴充元件其內具反應聚合物，包括一凝聚支柱。一凝聚支柱不同於在這之一附著柱，在被設置到位前，該附著柱已被精確界定，特定強度特性，亦即，該附著柱具有預設尺寸及材料。而在安裝於地面或地基前，該用於本發明之附著柱的最終尺寸無法被得知，因為該凝聚支柱被形成在地面之最終位置，且例如，該周圍地面的特性，像是其壓縮強度，影響該擴充元件之尺寸。另一方面，在地面內之濕氣可能影響在該凝聚支柱的擴充元件內之聚合物的特性。因此，本發明凝聚支柱被計算之初始值可如所述被決定，但每一安裝處可被各自決定，例如，基於在地面中之水分吸收及該擴充元件之彈性壁面的形成。較佳的是，該包括彈性材料之擴充元件被設計使其彈性接近該周圍地面之可壓縮度，然而，在這種方式下，該凝聚支柱將保持充份，設計的結構承受力。在此方式下，在該凝聚支柱及環繞該凝聚支柱之地面的附著力將被保持良好。由於該凝聚支柱之彈性，該結構也可被該地面部份承 載，因該彈性凝聚支柱會順利產生。總之，一結構之下陷情況至少會被延緩，由於該凝聚支柱僅藉由首先安裝在地面之一注射管及一擴充元件內組成，且僅在他們到位後，聚合物被注入該擴充元件內，藉此該擴充元件不會擴大到其最終的形式，直到它在地面內部，且因此該擴充元件之安裝簡單，且用於該立柱安裝之設備要求非常輕便。考量所有的事情，在該表面附近，此安裝干擾地面，非常的小。另一方面，當在地面擴充該擴充元件推動每一顆粒彼此遠離。且可產生一真空反應，其可改進在該凝聚支柱及地面之間的附著力。該真空反應也可補償在一測壓層被該擴充柱引起之突起。此外，由於在該凝聚支柱內之聚合物不會產生腐爛或腐蝕問題，故可避免發生在地面之侵蝕問題。

在該擴充元件中之聚合物可由該周圍地面吸收水分。該至少吸收力的主要部份可發生於該聚合物反應期間。該吸收力可產生一吸吮效用，亦即，該凝聚支柱吸吮該地面至其處，並因此增強在該凝聚支柱及地面之間的附著力。此外，該聚合物較佳的是呈多孔狀，藉此，其可有效吸收水分。該吸收水分之效用可增加該凝聚支柱總質量最高至100%。換句話說，藉該水分的效用，該凝聚支柱甚至可倍增。該想要吸收的數量可依據地面的剪切強度決定。吸收量越大，在凝聚支柱及地面之間的附著力越佳。被決定的剪切強度越低，被決定的需要吸收量越大。

一實施例之構想在於該聚合物之化學反應被設置用以 產生熱量，使該化學反應乾燥該周圍地面。以這種方式，其總能改進凝聚支柱及地面之間的附著力。

一第二實施例之構想在於該支撐結構為一經由擴充元件及注射管被設置之現存結構。該聚合物將經由注射管被注射，且直到在擴充元件內，都不會反應。因此，僅有一相對小孔需設置貫穿該結構，藉此，該凝聚支柱的安裝將不會造成對該現存結構的實質損害。

第1圖顯示一建築物1，其被設置在一壓縮地面2上。例如，該壓縮地面2可為泥土。由地表3至一堅硬地面的距離，像是岩石4，是如此長遠，所以該建築物1設於凝聚支柱5上。

該凝聚支柱5藉一擴充元件6形成，該擴充元件6內具有一沿著一注射管7被注射之聚合物8。該聚合物8以此方式較佳的是，當被反應時，其係呈彈性。此外，該聚合物8可吸收來自周圍地面之水分。此外，該聚合物8較佳的是呈多孔狀，使其可提供一所謂的海綿效應，藉此，其可有效吸收水分。由於水分由該周圍地面被吸收至該擴充元件6中，自然地該擴充元件6之壁面係為一透水材料。該擴充元件6之壁面具彈性，但較佳的是實質上為一非伸縮材料。一適用此目的之良好材料為一土工布。

此方式之聚合物8的未反應非常流暢，亦即，未反應之聚合物可沿著該注射管7被注射入該擴充元件6。該聚 合物8在該擴充元件6中反應。該聚合物8之反應，亦即，其化學反應包括至少其凝固及/或硬化。

此外較佳的是，該聚合物之化學反應被用以產生熱度。在這種情況下，該化學反應能使環繞該擴充元件6之地面2被烘乾。

當該聚合物8被注射時，該注射管7首先可為設置於擴充元件6之底部，且在注射過程中，該注射管可被向上吸取，而最後，若需要的話，該注射管7會由該擴充元件6之內部被一起吸出。因此，在這種情況下，其內之擴充元件6及聚合物8構成該凝聚支柱5而沒有任何結構。

該凝聚支柱5較佳的是因此被形成使該擴充元件6的較低部份被擴充。而後，只有該聚合物8被注射使該擴充元件6由下至上被填滿。該擴充元件6的較低部份之擴充部錨鉤在地面之凝聚支柱，其可使該注射管7被向上吸取而不需該擴充元件6在地面向上升起。此解決方式會干擾地表且盡可能干擾較少的淺表部位。

該支撐結構可為一現存結構，像是建築物1，經由其地基設有一開孔，經由該開孔則設置該擴充元件6及該注射管7。在此揭示之方式特別良好適用於支撐地面支撐結構。該聚合物8將經由該注射管被注射，且直到在擴充元件6內，都不會反應。因此，該凝聚支柱5可相對容易被提供用以支撐該現存結構。第1圖亦顯示一在該建築物1下方之礫石層9。

在第1圖之實施例中，從地表3到岩石4的距離會變 化，使在該建築物1之一側邊上具位於該建築物1及岩石4之間的壓縮地面2小於在另一邊。所以，在這樣的情況下，該凝聚支柱5可被用以補償該建築物1之下陷或僅在該建築物之一側者，或使在一側之擴充元件長於在另一側者，如第1圖所示。因此，可防止不均勻之下陷，亦即，該結構之傾斜。

該注射管7之外徑可在5及100毫米之間變化，藉此，其內徑可分別變化，例如，在4及95毫米之間。該注射管7之一案例是一具12毫米之內徑的鋼管。例如，該注射管之長度可在1及20米之間變化。該注射管7可由金屬製成，例如，鋼鐵，或其可由一些其它的材料製成，像是塑膠，亦即，聚乙烯(PE)。而該注射管7不一定需要是剛性。例如，該注射管7可因此為一塑膠軟管或導管。若該注射管7為一塑膠軟管，其管壁可提供紡織強化織物或金屬或其它類似的強化物。

該擴充元件6之壁面因此為可透水，且較佳的是為非伸縮材料，像是土工布。其也可能使用一些彈性或耐久材料。如該擴充元件6之材料，其可能使用一塑膠，像是聚酯纖維或聚丙烯，或人造纖維或自然纖維。較佳的是，該擴充元件6之壁面可因此不具彈性。該擴充元件之壁面亦可包括金屬強化材料或玻璃纖維，或一些其它合適的強化材料。該擴充元件可設有接縫或無接縫。例如，該接縫可藉縫紉，膠合，使用一固接元件，鉚接，焊接，軟焊，熔合，或藉由一些其它機械，化學，熱化或電工方法或其組 合方式被製成。

例如，在擴充元件6中的壁面厚度可依據該擴充元件的材料，尺寸，擴充壓力等，在0.05毫米及5毫米之間變化。

在套接該注射管7至地面內側前，該擴充元件6被包覆或摺疊抵頂該注射管7。例如，當該擴充元件6充滿反應聚合物8時，其外徑可在15公分及1公尺之間變化。因此，例如，該擴充元件6的長度可在20公分及20公尺之間變化。當該擴充元件6之最大外徑為40公分時，例如，其可沿著該注射管7被包覆或摺疊，使其外徑小於40毫米，藉此，在地面內之注射管7及擴充元件6的固定非常簡化且容易。

例如，該擴充元件6可為圓筒狀，當其充滿聚合物8時，此外，該擴充元件在其上下端呈纖細狀，且其中間部位之直徑較大。在注射該聚合物到擴充元件內部之前，該擴充元件之外部形狀不相關。在該聚合物於擴充元件內反應後，除了該聚合物8之特性及數量，藉環繞在擴充元件之地面的特性，該擴充元件6會被影響而獲致其最終形狀。

多少的水分被吸收，係依據地面2的剪切強度被決定。傳統上，其因此假設該剪切強度越低，其水分含量越高。該剪切強度越低，被用於吸收水分的聚合物越多。其可作為模範值，如果地面的剪切強度是，亦即小於20千帕，該聚合物8被設置用以吸收水分至其總質量將增加至少 10%的範圍，且若該剪切強度是，亦即小於5千帕，該總質量的增加被設置至少為至少50%。

該聚合物8，當反應時，較佳的是因此具彈性。彈性可為伸縮靈活，亦即，可回復的，或彈性可逐漸產生，亦即，不可回復的。該凝聚支柱之彈性，亦即，該聚合物8之彈性在固化及/或硬化後，可作為一個彈性模量，例如，其大小可為15至500千帕。較佳的是彈性模量是小於300千帕。

該凝聚支柱及聚合物8的彈性需求值可依據被地面的壓縮力被決定。

若該材料具一較低的自由膨脹密度，亦即，其密度低，其彈性傳統上也較低。該聚合物之彈性可被被吸收的水分數量影響。因此，例如兩不同凝聚支柱的彈性可不同，即使其尺寸及注射其內之聚合物，及其數量相同，但該凝聚支柱被固定之地面，在濕氣之含量上不同。

例如，該聚合物8可為主要包含兩成份之混合物，在這種情況下，例如，該第一成份主要可包括聚醚多元醇及/或聚酯多元醇。例如，該第二成份主要可包括異氰酸酯。例如，該第一成份對第二成份的體積比可在0.8至1.2比0.8至1.8之間變化。聚合物可另包含觸媒及水，以及其它成份(想要的話)，諸如二氧化矽、石塵、纖維強化物、以及可能附加及/或輔助劑。單成份聚合物亦可能與本文中所揭示的溶液有關。

該聚合物8可為非擴張，在此情況下，其在擴充元件 6內之化學反應傳統上包括固化及/或硬化。該聚合物8可為因化學反應而擴張之材料，藉此，該聚合物8當反應時，會在該擴充元件6內擴張，且除擴張外，亦會固化及/或硬化。例如，該聚合物8可被設置用以由原體積擴張至1.5至20倍。該材料可為因化學反應而擴張，不需要在如此高的液壓下被注入擴充元件6內，作為一非擴充聚合物。因此，該聚合物注入設備可被較簡化地提供。

除此之外，該吸收水分之聚合物的容量會被該聚合物之膠凝作用影響。因此，例如，若該聚合物想要吸收較多水分，該膠凝時間會被增加。其可作為模範值，如果在一具10千帕剪切強度的泥土地面，吸水性，亦即，增加具吸水性之聚合物的總質量，必須超過50%，例如，該膠凝時間被控制到40秒的數值。當使用上述兩成分物質時，該吸水性可被該第一對第二成份的混合體積比影響。例如，若在該聚合物中，該第一對第二成份的體積比為1比1.25，該聚合物在該第一對第二成份的體積比為1比1的情況下，可吸收較多的水分。

例如，該聚合物8的彈性可藉由改變其密度被控制。該彈性因此在該聚合混合物中亦會被吸水性影響。因此，該想要的彈性可被決定，例如，藉由調整一泡沫生成輔助劑的數量，或藉由控制被注射入一特定容積之擴充元件內的聚合物數量。

該用於支撐結構的上述凝聚支柱5可被應用在一被地面支撐之建築物，如第1圖所示。此外，例如，該被支撐 結構可部份地被支柱支撐或部份地被地面支撐，使該地基被堆疊而該建築物的石板被地面支撐。此外，該被支撐結構可為一泥土塊或一在凝聚地面之道路，或另一類似的被支撐結構。

在一些情況下，揭示於本申請案之特徵可被用來作為，不論其他特徵。另一方面，當必要時，揭示於本申請案之特徵可被結合以提供各種組合。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧建築物

2‧‧‧壓縮地面

3‧‧‧地表

4‧‧‧岩石

5‧‧‧凝聚支柱

6‧‧‧擴張元件

7‧‧‧注射管

8‧‧‧聚合物

9‧‧‧礫石層

本發明在附圖1中將更詳細地介紹，其概要地顯示一結構如何被凝聚支柱支撐。

為清晰起見，該圖式以一簡化的方式顯示本發明的一些實施例。

1‧‧‧建築物

2‧‧‧壓縮地面

3‧‧‧地表

4‧‧‧岩石

5‧‧‧凝聚支柱

6‧‧‧擴張元件

7‧‧‧注射管

8‧‧‧聚合物

9‧‧‧礫石層

Claims (12)

1. 一種用於支撐結構的方法，其中具有一設置於該結構下方之一附著結構，其可經由軸附著力轉換該結構承載至周圍地面(2)，且該被支撐之結構係設置或被支撐至該附著結構，其特徵在於，決定該周圍地面(2)之剪切強度及提供一附著結構，使在該周圍地面(2)內設置一擴充元件(6)，其具有一彈性材料之壁面，沿著一注射管(7)將未反應聚合物(8)注入該擴充元件(6)，使該反應聚合物(8)反應於該擴充元件(6)中，並用該反應聚合物(8)由圍繞一凝聚支柱(5)之周圍地面(2)吸收水分，以便改進位於該擴充元件(6)及該周圍地面(2)之間的附著力，藉此，在其內具有該反應聚合物(8)之該擴充元件(6)，以形成該凝聚支柱(5)。
2. 依申請專利範圍第1項所述之方法，其中，依據周圍地面(2)之剪切強度，決定想要的吸水量。
3. 依申請專利範圍第1項所述之方法，其中，留置至少部份之注射管(7)在該擴充元件(6)內，以組成部份的凝聚支柱(5)。
4. 依申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當被反應時，使用一彈性的聚合物(8)。
5. 依申請專利範圍第1項所述之方法，其中，提供化學反應將該被注射入擴充元件(6)內之聚合物(8)發熱，使該反應被用於乾燥圍繞該凝聚支柱(5)之周圍地面(2)。
6. 依第1至5項申請專利範圍之任何一項所述之方法，其中，設置該凝聚支柱(5)於一存在結構中，如一穿孔的下方，而該擴充元件(6)及該注射管(7)被設置穿經該穿孔，並設置在該結構中，且經由該注射管(7)注射未反應之聚合物(8)，以於該擴充元件(6)中反應。
7. 一種用於支撐結構的裝置，該裝置包括一附著結構，其可經由軸附著力轉換該結構承載至周圍地面(2)，且該附著結構被設置於該結構下方，藉此，該結構被設置用以被支撐至該凝聚支柱(5)，其特徵在於，該附著結構包括一擴充元件(6)，其具有一彈性材料之壁面，在該壁面內沿著一注射管(7)注射未反應的聚合物(8)，該聚合物(8)在該擴充元件(6)中已被反應，且該聚合物為一吸水材料，而該擴充元件(6)之壁面係為一透水材料，藉此，該凝聚支柱(5)可被設置由該周圍地面(2)吸收水分，以便改進位於該擴充元件(6)及該周圍地面(2)之間的附著力，藉此，該其內具該擴充元件(6)及該反應聚合物(8)之附著結構形成該凝聚支柱(5)。
8. 依申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該聚合物(8)之想要的水分吸收量係依據周圍地面之剪切強度被決定。
9. 依申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，該凝聚支柱(5)包括該注射管(7)，其至少部份之注射管( 7)在該擴充元件(6)內。
10. 依申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，當被反應時，該聚合物(8)具彈性。
11. 依申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，由於一化學反應，該聚合物(8)會產生熱度，使該凝聚支柱(5)被用於乾燥圍繞該凝聚支柱(5)之周圍地面(2)。
12. 依申請專利範圍第7至11項任何一項所述之裝置，其中，該凝聚支柱(5)被設置於一存在結構之下方，而該擴充元件(6)及該注射管(7)被設置穿經一在該結構中之穿孔。