对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，更具体地说，涉及一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法。

背景技术

随着工业制造业、新能源、新材料产业快速发展，在很多填土地基、软土地基上建设的工业厂房，面积越来越大，地坪使用荷载不断提高。

建筑柱基础经常采用桩基，但地坪一般是采用地基处理解决。由于欠固结的填土和软土土体在地坪荷载下发生固结和蠕变，在长期使用状态下，地坪持续发生沉降和变形，长时间缓慢沉降积量累积到一定程度一般1-5年内会严重影响到工厂的正常使用。

工业厂房地坪沉降的显著特征：地板结构层与地基土层之间出现脱空的孔洞存在，地坪在使用荷载作用下，产生过大沉降变形，影响到工厂机器和设备的正常运转，甚至造成事故。

目前，对地坪沉降的治理主要是解决地坪持续沉降的问题，最直接的办法就是对地坪下脱空孔洞进行注浆回填处理。但是一般水泥浆注浆回填，由于密度较大，对地基产生附加荷载较大，则可能加剧地基沉降变形，带来二次变形，难以有效控制地基沉降。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法，包括以下步骤：

步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪进行探查，确定地坪脱空区域；

步骤二、在地坪脱空区域处钻孔，形成注浆孔；

步骤三、在地坪脱空区域布置承载桩或浆扩囊，以对工业厂房地坪进行支撑与顶升；

步骤四、配置轻质填充浆液，并通过注浆孔将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域内；

步骤五、通过注浆孔注浆完成后，封闭注浆孔。

可选地，所述步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪进行探查，确定地坪脱空区域，具体包括：根据工业厂房异常情况，采用物探对异常区域进行扫描，基于地坪底板、脱空层和土层的物理特性差异在波形上的反应，判断脱空范围和脱空程度。

可选地，所述步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪进行探查，确定地坪脱空区域，还包括：在工业厂房地坪上钻设观察孔，在观察孔内伸入内窥镜，以通过内窥镜对地坪脱空区域内的情况进行拍摄，判断脱空范围和脱空程度。

可选地，所述通过注浆孔注浆完成后，封闭注浆孔，具体包括：注浆完成后，对注浆孔和观察孔进行封孔，封孔时采用水泥净浆充填，并在采用高强快硬水泥进行抹平处理后，对工业厂房地坪进行打磨及洁净处理，采用与原地坪一致的环氧树脂漆进行原样修复。

可选地，所述步骤二、在地坪脱空区域处钻孔，形成注浆孔，具体包括：根据钻进地层的不同，采用不同的钻孔方法进行注浆孔钻进，对工业厂房地坪采用金刚石钻头钻进，对工业厂房地坪下的土层采用小口径洛阳铲进行钻进，钻进深度达到注浆孔洞层底面以下。

可选地，所述的轻质填充浆液为轻质泡沫混凝土浆液，轻质泡沫混凝土浆液的配置方法为：采用P.O.42.5水泥，按水灰比0.5配置水泥浆液，并按照10-20kg/m

可选地，所述通过注浆孔将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域内时，注浆压力不小于0.5MPa。

可选地，所述通过注浆孔将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域内时，注浆施工采用从一端的注浆孔开始，临近的注浆孔作为观察孔，注浆过程中全程观察返浆情况，根据返浆孔的距离确定注浆顺序。

可选地，所述承载桩为锚杆静压桩或浆固碎石钢管桩或浆扩囊，承载桩通过分段静压或控制注浆施工的方法压入至地坪脱空区域内。

所述控制注浆施工的方法具体为：先放置囊体再高压注浆，从而压入至地坪脱空区域内。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明的一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法，适用于工业厂房或场地地坪下地基大面积沉降引起的地坪与地基脱空，从而造成地坪沉降的情况，可以有效充填脱空孔洞、提高地基承载力，并消除地坪沉降的问题；本发明在通过物探结合钻孔、内窥镜探查和基础、地坪沉降长期监测结果的基础上，确定厂房地坪下地基脱空情况，采用钻孔、轻质泡沫混凝土充填孔洞的方法进行修复，达到终止地坪沉降的目的，通过注浆加固、锚杆静压桩或浆扩囊的布设，从而有效提高工业厂房地坪的稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的地坪脱空情况的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的地坪注浆回填的剖面示意图；

图4为本发明实施例提供的承载桩的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的承载桩的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的注浆管的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的连杆机构的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的增强滑板的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的上挡板机构的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的下挡板机构的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的封堵机构的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的增强卡臂机构的结构示意图。

图标：观察孔1；注浆孔2；承载桩3；工业厂房地坪4；地坪脱空区域5；方形桩体6；注浆管7；连杆机构8；联动座801；连杆本体802；增强滑板9；上挡板机构10；上连接管1001；上密封环1002；上缓冲压簧1003；上挡板本体1004；上伸出柱1005；下挡板机构11；下连接管1101；下密封环1102；下缓冲压簧1103；下挡板本体1104；下伸出柱1105；纵向齿条1106；封堵机构12；导向滑套1201；封堵滑板1202；拉伸弹簧1203；导向轴1204；增强卡臂机构13；齿轮1301；轮轴1302；翻转卡臂1303；梯形插块1304。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

下面结合附图1-12对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1-12所示，对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法，包括以下步骤：

步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪4进行探查，确定地坪脱空区域5；

步骤二、在地坪脱空区域5处钻孔，形成注浆孔2；

步骤三、在地坪脱空区域5布置承载桩3，以对工业厂房地坪4进行支撑与顶升；

步骤四、配置轻质填充浆液，并通过注浆孔2将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域5内；

步骤五、通过注浆孔2注浆完成后，封闭注浆孔2。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

本发明的一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法，适用于工业厂房或场地地坪下地基大面积沉降引起的地坪与地基脱空，从而造成地坪沉降的情况，可以有效充填脱空孔洞、提高地基承载力，并消除地坪沉降的问题；在施工时，首先根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪4进行探查，确定地坪脱空区域5，可根据工业厂房现场情况和基础、地坪沉降长期监测结果，采用物探方法结合现场钻孔内窥镜进行现场探查脱空情况；物探方法根据现场实际情况可以选择地质雷达、超声波等方法中的一种或两种，并在物探探查异常区域，通过钻孔结合内窥镜进行验证，确定厂房地坪下地基脱空的范围、深度和脱空的程度，可以有效对工业厂房地坪4进行探查，确定地坪脱空区域5；确定地坪脱空区域5后，在地坪脱空区域5处钻孔，形成注浆孔2，可根据根据现场厂房布局、脱空情况合理确定注浆孔的平面布置，然后按照之前注浆孔2布置，进行现场钻孔，钻孔完成后采用内窥镜进行复测脱空情况；然后在地坪脱空区域5布置承载桩3，以对工业厂房地坪4进行支撑与顶升；最后配置轻质填充浆液，并通过注浆孔2将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域5内，填充时通过高压注浆管进行注浆施工，注浆过程中，对临近注浆孔2进行返浆观察，根据返浆情况调整注浆间距，对于返浆过快、孔距过小时，应将注浆孔2采用布条塞严，通过注浆孔2注浆完成后，封闭注浆孔2，封孔采用水泥浆填充至地面，待基本凝固后，再采用快硬水泥对注浆孔2的孔位进行抹平处理，并进行地坪修复，完成整个注浆加固过程，在封孔后采用打磨机将孔位处水泥浆面打磨与周围平整，根据现场要求刷上环氧树脂漆，修复到地坪原貌。本发明在通过物探结合钻孔、内窥镜探查和基础、地坪沉降长期监测结果的基础上，确定厂房地坪下地基脱空情况，采用钻孔、轻质泡沫混凝土充填孔洞的方法进行修复，达到终止地坪沉降的目的，通过注浆加固、锚杆静压桩的布设，从而有效提高工业厂房地坪的稳定性。

所述步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪4进行探查，确定地坪脱空区域5，具体包括：根据工业厂房异常情况，采用物探对异常区域进行扫描，基于地坪底板、脱空层和土层的物理特性差异在波形上的反应，判断脱空范围和脱空程度。可以有效提高对工业厂房地坪4进行探查的效果，提高探查准确性。

所述步骤一、根据工业厂房异常情况，对工业厂房地坪4进行探查，确定地坪脱空区域5，还包括：在工业厂房地坪4上钻设观察孔1，在观察孔1内伸入内窥镜，以通过内窥镜对地坪脱空区域5内的情况进行拍摄，判断脱空范围和脱空程度。通过内窥镜对地坪脱空区域5内的情况进行拍摄，配合地质雷达、超声波等方法中的一种或两种，在物探探查异常区域，确定厂房地坪下地基脱空的范围、深度和脱空程度，准确性较高，效果较好。

所述通过注浆孔2注浆完成后，封闭注浆孔2，具体包括：注浆完成后，对注浆孔2和观察孔1进行封孔，封孔时采用水泥净浆充填，并在采用高强快硬水泥进行抹平处理后，对工业厂房地坪4进行打磨及洁净处理，采用与原地坪一致的环氧树脂漆进行原样修复。

所述步骤二、在地坪脱空区域5处钻孔，形成注浆孔2，具体包括：根据钻进地层的不同，采用不同的钻孔方法进行注浆孔2钻进，对工业厂房地坪4采用金刚石钻头钻进，对工业厂房地坪4下的土层采用小口径洛阳铲进行钻进，钻进深度达到注浆孔2洞层底面以下。

所述的轻质填充浆液为轻质泡沫混凝土浆液，轻质泡沫混凝土浆液的配置方法为：采用P.O.42.5水泥，按水灰比0.5配置水泥浆液，并按照10-20kg/m

所述通过注浆孔2将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域5内时，注浆压力不小于0.5MPa。

所述通过注浆孔2将轻质填充浆液注入至地坪脱空区域5内时，注浆施工采用从一端的注浆孔2开始，临近的注浆孔2作为观察孔1，注浆过程中全程观察返浆情况，根据返浆孔的距离确定注浆顺序。

所述承载桩3为锚杆静压桩或浆固碎石钢管桩或浆扩囊，承载桩3通过分段静压或控制注浆施工的方法压入至地坪脱空区域5内。锚杆静压桩(或浆固碎石钢管桩或浆扩囊)，采用钢管桩、预制PHC桩或混凝土方桩或囊体，通过分段静压施工，锚杆桩作为支撑地坪荷载，同时通过施工可以对地坪起到顶升作用。

实施例二

如图1-12所示，所述承载桩3或浆扩囊包括方形桩体6，方形桩体6的中心腔内转动注浆管7，注浆管7两端设有两个旋向相反的螺纹结构，注浆管7通过两个旋向相反的螺纹结构与两个连杆机构8内端连接，两个连杆机构8外端相对转动在四个增强滑板9的上下两端；四个增强滑板9中部密封滑动在方形桩体6四侧的四个增强滑道内，每个增强滑板9上设有多个横向通浆孔，位于注浆管7上端的连杆机构8上连接上挡板机构10，位于注浆管7下端的连杆机构8上连接下挡板机构11，上挡板机构10和下挡板机构11均滑动在中心腔内，方形桩体6、注浆管7、上挡板机构10和下挡板机构11之间形成注浆腔室，横向通浆孔、注浆管7上的注入孔均与注浆腔室连通，方形桩体6的中心腔内配合连接四个封堵机构12，四个增强滑板9滑出至方形桩体6外端时，四个封堵机构12可封堵在四个增强滑板9的多个横向通浆孔内端。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

本发明的一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法中，所述承载桩3的结构设置，使其对工业厂房地坪4的支撑效果更好，稳定性能更高；在使用时，将承载桩3压入至需要埋设的区域内，然后可通过注浆管7向注浆腔室内注入浆液，浆液可通过注浆腔室流入至四个增强滑板9的多个横向通浆孔，并通过四个增强滑板9的多个横向通浆孔流出至脱空区域内，使得承载桩3的脱空区域被有效填充，在填充至一定程度时，控制注浆管7转动，注浆管7转动时可以通过两个旋向相反的螺纹结构带动两个连杆机构8相向运动，两个连杆机构8相向运动时，可控制四个增强滑板9在方形桩体6四侧的四个增强滑道内向外侧滑动，从而控制四个增强滑板9伸出至方形桩体6外端的尺寸变大，四个增强滑板9与外端的土壤接触，提高承载桩3与土壤的接触面积，有利于提高承载桩3的安装效果，提高承载桩3安装后的稳定性；四个增强滑板9滑出至方形桩体6外端时，四个封堵机构12可封堵在四个增强滑板9的多个横向通浆孔内端，此时继续通过注浆管7向注浆腔室内注入浆液，浆液可停留在承载桩3内，加强承载桩3的结构强度。

所述连杆机构8包括联动座801和连杆本体802，联动座801螺纹配合在注浆管7的螺纹结构上，联动座801上转动四个连杆本体802一端，四个连杆本体802另一端与四个增强滑板9内侧的一端一一转动连接。

所述注浆管7转动时，注浆管7的螺纹结构改变与联动座801的接触位置，从而通过联动座801带动四个连杆本体802对四个增强滑板9进行推拉运动，控制四个增强滑板9的位置；本发明中，设置了两个连杆机构8，有利于提高对四个增强滑板9进行推拉运动的稳定性，并提高四个增强滑板9运动后的稳定性。

所述封堵机构12包括导向滑套1201，导向滑套1201固定在方形桩体6的中心腔内，导向滑套1201的滑槽内滑动配合封堵滑板1202，封堵滑板1202一端可顶压在增强滑板9上，封堵滑板1202另一端固定外挡块，外挡块和固定在导向滑套1201上的内挡块之间固定有拉伸弹簧1203，拉伸弹簧1203套设在导向轴1204上，导向轴1204一端固定在外挡块上，导向轴1204中部滑动在内挡块上；在增强滑板9内端面与方形桩体6中心腔内侧面共面时，封堵滑板1202在拉伸弹簧1203的弹力作用下卡挡在增强滑板9内端。

外挡块可在拉伸弹簧1203的弹力作用下向内挡块的方向运动，在增强滑板9内端面与方形桩体6中心腔内侧面共面时，增强滑板9解除对封堵滑板1202的阻挡，封堵滑板1202可在外挡块和拉伸弹簧1203的带动下在导向滑套1201内滑动，从而通过封堵滑板1202封堵在增强滑板9内端，实现对增强滑板9的多个横向通浆孔的封堵，便于停止向方形桩体6外注入浆液，进而在方形桩体6内注入浆液，实现不同的作用，且在封堵后，无法自动复位，稳定性较好。

实施例三

如图1-12所示，所述上挡板机构10包括上连接管1001、上密封环1002、上缓冲压簧1003、上挡板本体1004、上伸出柱1005；上连接管1001下端固定在上端连杆机构8的联动座801上，上连接管1001套设在注浆管7外侧，上连接管1001上端固定上密封环1002，上密封环1002密封滑动在注浆管7外侧，上连接管1001中部滑动配合上挡板本体1004，上挡板本体1004密封滑动在方形桩体6中心腔的内侧面上；上密封环1002与上挡板本体1004之间通过上缓冲压簧1003固定连接；上挡板本体1004上端固定多根上伸出柱1005，多根上伸出柱1005中部滑动在上密封环1002的上穿孔内。

本发明的一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法中，所述上挡板机构10的结构设置，不仅可用于与方形桩体6、注浆管7和下挡板机构11形成注浆腔室，还可以用于对注入的浆液的紧密度进行一定程度的监测，在使用时，对增强滑板9的多个横向通浆孔封堵后，通过注浆管7向注浆腔室内注入浆液时，浆液填充较满时，可对上挡板本体1004产生向上的压力，上挡板本体1004可在方形桩体6内滑动，并对上缓冲压簧1003进行压缩，通过上缓冲压簧1003提高注浆腔室内注入浆液的紧密度，并且随着浆液注入的增多，上挡板本体1004在方形桩体6内向上滑动的距离越大，上挡板本体1004带动多根上伸出柱1005伸出至上密封环1002上方的尺寸越大，可通过多根上伸出柱1005伸出至上密封环1002上方的尺寸来判断填充浆液的紧密程度；此外，所述上缓冲压簧1003的设置，还可以有效提高连杆机构8带动增强滑板9运动后的稳定性，通过上缓冲压簧1003起到张紧限位的作用。

实施例四

如图1-12所示，所述下挡板机构11包括下连接管1101、下密封环1102、下缓冲压簧1103、下挡板本体1104、下伸出柱1105；下连接管1101上端固定在下端连杆机构8的联动座801下端，下连接管1101套设在注浆管7外侧，下连接管1101下端固定下密封环1102，下密封环1102密封滑动在注浆管7外侧，下连接管1101中部滑动配合下挡板本体1104，下挡板本体1104密封滑动在方形桩体6中心腔的内侧面上；下密封环1102与下挡板本体1104之间通过下缓冲压簧1103固定连接；下挡板本体1104下端固定多根下伸出柱1105，多根下伸出柱1105中部滑动在下密封环1102的下穿孔内。

本发明的一种对沉降过大与脱空的工业厂房地坪进行密实顶升的方法中，所述下挡板机构11的结构设置，不仅可用于与方形桩体6、注浆管7和上挡板机构10形成注浆腔室，还可以用于提高注浆腔室内注入浆液的紧密度，在使用时，对增强滑板9的多个横向通浆孔封堵后，通过注浆管7向注浆腔室内注入浆液时，浆液填充较满时，可对下挡板本体1104产生向下的压力，下挡板本体1104可在方形桩体6内向下滑动，并对下缓冲压簧1103进行压缩，通过下缓冲压簧1103提高注浆腔室内注入浆液的紧密度，并且随着浆液注入的增多，下挡板本体1104在方形桩体6内向下滑动的距离越大，下挡板本体1104带动多根下伸出柱1105伸出至下密封环1102下方的尺寸越大，下缓冲压簧1103的设置，还可以有效提高连杆机构8带动增强滑板9运动后的稳定性，通过上缓冲压簧1003和下缓冲压簧1103配合起到更好的张紧限位作用。

所述承载桩3还包括增强卡臂机构13，增强卡臂机构13设有四个，四个增强卡臂机构13环绕连接在方形桩体6外侧面的四侧；多根下伸出柱1105的下端固定联动环，联动环上均匀环绕固定四根纵向齿条1106，四根纵向齿条1106与四个增强卡臂机构13内端一一传动连接。

随着浆液注入的增多，下挡板本体1104在方形桩体6内向下滑动的距离增大，此时，多根下伸出柱1105带动联动环和联动环上的四根纵向齿条1106向下运动，四根纵向齿条1106向下运动时，可以啮合传动四个增强卡臂机构1向上翻转展开，从而卡接在土壤内，进一步提高所述承载桩3安装后的稳定性，该结构的变形，随着浆液注入自动调节，无需人工操作。

所述增强卡臂机构13包括齿轮1301、轮轴1302、翻转卡臂1303和设有三角形插头的梯形插块1304；齿轮1301固定在轮轴1302上，轮轴1302转动在方形桩体6外侧面的安装槽内，齿轮1301内端啮合连接纵向齿条1106，轮轴1302上固定翻转卡臂1303一端，翻转卡臂1303另一端固定梯形插块1304一端，梯形插块1304的三角形插头朝下设置；联动环上的纵向齿条1106相下滑动运动时，可通过纵向齿条1106和齿轮1301的配合带动翻转卡臂1303向上翻转至与方形桩体6垂直。

所述纵向齿条1106向下运动时，可以啮合带动齿轮1301转动，齿轮1301转动时可以带动轮轴1302转动，轮轴1302转动时可带动翻转卡臂1303向上翻转至与方形桩体6垂直的位置，此时可有效所述承载桩3安装后的稳定性；并且翻转卡臂1303另一端固定梯形插块1304一端，可通过梯形插块1304增大与土壤的接触面积，提高固定效果；梯形插块1304的三角形插头朝下设置，使其在配合承载桩3安装时，可对土壤进行一定程度的钻破，提高承载桩3压入土壤的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。