摘要:北京恒祥宏业基础加固技术有限公司发明专利《一种深层厂房设备基础下沉的抬升及复位方法》(专利号:ZL 202310225674.0),针对设备基础深层沉降问题,依据基础荷载向深部传递的范围,对持力层、软弱下卧层及更深部位实施分层加固,并通过交叉倾斜支撑体和抬升复位施工,恢复设备基础标高与长期承载条件。
一、痛点引入:深层设备基础下沉治理难题
部分厂房设备基础体积大、附加应力高,地基软弱、土质不均、回填土压实不足或地下水位变化时,容易发生不均匀沉降。设备负荷超出设计值或基础布置过密,也会加剧地基变形。
深层沉降的控制层往往位于持力层以下。仅在基础底部补强或机械顶升,难以消除软弱下卧层承载不足;静压桩、高压旋喷、换填等方法又受托换节点、深层施工范围和设备运行空间限制。治理关键在于沿设备基础实际荷载传递路径建立连续的深层支撑体系。
二、专利技术概述
该专利依据设备基础荷载向深部扩散的范围确定治理区域,在持力层和软弱下卧层内形成上下对应的加固体。持力层加固区完全坐落于软弱下卧层加固体上,避免上部加固区悬置在未经处理的软弱土层上。
在软弱下卧层底部,多组倾斜注浆通道交叉形成不规则复合地基支撑体;交叉节点再进行二次加固,并与相邻节点相互咬合,形成水平加强带。施工采用钻注一体后退式分段工艺,使加固作用集中于主要荷载传递区域,并在持力层中部实施抬升复位。

三、专利核心优势
1.依据荷载扩散范围确定深层治理空间
专利以设备基础荷载向深部传递的范围为依据布置加固区,不再按固定宽度扩大施工。加固范围与实际受力路径相对应,减少主要传力区以外的无效材料消耗。
2.持力层与软弱下卧层上下承托,重构连续传力
持力层加固体的竖向投影完全落在软弱下卧层加固体上,深层加固由基础底部向下连续延伸。上部设备基础荷载可通过多层加固体逐级传递,改善深层承载条件。
3.交叉倾斜支撑体,建立深部三角受力结构
每组深部支撑体由两个倾斜通道交叉组成,多组支撑体间隔布置。倾斜路径将支撑范围向两侧展开,并与上部加固体形成稳定的三角受力形态,使荷载更均匀地向深部传递。
4.二次咬合加固,增强深部支撑整体性
交叉节点实施二次加固后,相邻节点的加固范围相互咬合,形成水平加强带。多个离散支撑单元由此连接为整体,增强深部支撑体系的协同承载能力。
四、与传统沉降治理方法相比
1.与静压桩相比:由新增竖向桩体转向沿原荷载路径重构深层支撑
静压桩需解决压桩反力、基础连接和新增桩与原设备基础共同受力等问题。本专利不另建规则竖向桩,而是在原基础实际荷载传递范围内形成复合加固与交叉支撑体系,减少对原基础连接和托换条件的依赖。
2.与千斤顶顶升相比:由外部机械复位转向深层加固与抬升协同
千斤顶可直接调整基础标高,但深层软弱下卧层仍可能继续压缩。本专利在持力层、软弱下卧层及深部支撑体中同步建立承载结构,使基础复位与后续抗沉降能力在同一地下体系中形成。
3.与高压旋喷相比:由大范围规则成桩转向按荷载范围定域加固
高压旋喷适合形成连续桩体或大范围改良区,但深层治理材料用量较大。本专利先确定主要荷载传递区,再在对应区域布置加固体和交叉支撑,避免对不参与主要传力的深层土体进行大范围处理。
4.与换填加固相比:由开挖浅层软土转向设备基础下深层原位施工
换填适用于软弱层较浅且具备开挖条件的工程。对于已安装大型设备的厂房,深层软弱下卧层难以通过开挖经济处理。本专利通过钻孔进入深层地基,在不整体揭开设备基础的条件下完成加固和复位。
5.与普通水泥浆相比:由经验扩大范围转向按受力范围精准施工
普通水泥浆用于深层加固时,若仅按经验扩大深度和范围,材料可能进入荷载影响较小区域。本专利依据荷载扩散范围布置施工,并采用后退式分段工艺,使加固体形成与目标受力区域相对应。
五、场景应用:山东海尔中央空调厂区地坪沉降加固工程
海尔是国内家电制造代表性企业,中央空调厂区对设备基础标高、地坪平整度和生产连续性要求严格。该厂房为轻钢结构,采用独立桩基,设备基础及地坪出现不均匀沉降,最大沉降量240毫米。场地主要为素填土和杂填土,土体均匀性差;地下水侵蚀导致强风化岩层软化、破碎,桩端持力层承载不足。
恒祥宏业技术团队先依据设备基础荷载扩散范围确定治理区域,对应划分持力层与软弱下卧层。采用钻注一体、后退分段施工,在基础下方形成多组斜向交叉加固体,并强化交叉节点,构建横向加固带和复合支撑体系;随后在持力层中部实施分区调整,使设备基础及周边地坪逐步复位。

项目施工周期20天,累计抬升240毫米,基础抬升调平偏差控制在±1毫米范围内。
客户评价:“中央空调制造对设备基础和地坪平整度要求严格。恒祥宏业施工期间对生产无干扰,治理后地面平整度达到使用要求。”
六、企业科创与专利实力
恒祥宏业国内外在申及已授权专利共148项,其中国际在申及已授权32项;发表学术论文14篇,其中9篇被SCI收录,并制定企业标准1部。

依托近20年工程实践,恒祥宏业已在全国完成建筑沉降抬升纠倾工程1000余项。围绕深层软弱下卧层、设备基础承载不足等复杂问题,公司持续研发材料性能、施工工艺和监测控制技术,技术成果已应用于民用建筑、工业建筑及基础设施等建设场景,覆盖汽车制造、新能源、食品、能源等行业。
七、总结
《一种深层厂房设备基础下沉的抬升及复位方法》以荷载扩散范围为基础,将持力层加固、软弱下卧层承托、深部交叉支撑和抬升复位结合,为深层设备基础沉降治理提供了系统技术路径。
面向全球既有建筑更新和工业建筑安全治理需求,恒祥宏业将持续推动工程实践、原创技术与国际知识产权布局协同发展,为不同基础形式和地层条件下的建筑安全提供可靠支持。
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