CN108058269A - 适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统 - Google Patents

适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统 Download PDF

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Abstract

适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，包括：土料筛分机，用于对土料进行筛分，且筛分后的土料通过传送带19传送至土料计量仓；土料计量仓，按照设定的重量称出一定量的土料，称出的土料通过传送带输送机3传送至泥浆搅拌站；泥浆搅拌站，按照设定的流动度将土料和水进行搅拌，搅拌后的泥浆输入到储浆罐；水泥仓，用于储存水泥，且水泥仓的出料口通过空压机与水泥计量仓入口相连；水泥计量仓，按照设定的重量称出一定量的水泥，称出的水泥通过输料管22传送至水泥浆搅拌站；水泥浆搅拌站，按照设定的流动度对水泥和其他物流进行搅拌，搅拌后的浆液输入到储浆罐；储浆罐，其出料口与注浆管相连。

Description

适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统
技术领域
本发明属于施工机械、设备领域，具体涉及的是植桩过程中，制备水泥土(水泥复合土)的系统和在桩孔内浇筑水泥土的施工方法。
背景技术
目前为止，水泥土制备设备只针对单一流动度和配合比的水泥土。
中国专利200920085149.9公开了一种移动式水泥土自动搅拌站，通过设置原料仓、搅拌罐、存浆罐、输送泵及电气控制系统，完成水泥土的计量、搅拌、存储和注浆，其主要缺点有：
(1)移动式水泥土自动搅拌站原理是在泥浆中掺加水泥，混合搅拌制得水泥土，此种物料掺加次序极易导致水泥土搅拌不均匀且搅拌时间过长；
(2)只适用于水泥和泥浆搅拌的水泥土，不适用于制备大流动性水泥土及大流动性水泥复合土(水泥复合土区别于水泥土的特点是除水泥外添加了矿粉、硅灰和粉煤灰等胶凝材料)；
(3)无法时时观测水泥土的工作性能，不利于及时调整配合比以适应不同施工条件；
(4)不适用于含软石、土块等大颗粒异物的各类土体，否则，极易堵塞存浆罐、输送泵和阻碍搅拌罐叶片的正常作业，清理及维修极其困难，甚至影响工期；
(5)传统水泥土制备过程中泥浆的制备需要独立的泥浆池，占地面积大且不符合文明施工要求，此专利对泥浆制备过程中土料的存储、筛分和运送并未提出可行的解决方法。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种适用于不同流动度水泥土制备的设备和在桩孔内浇筑水泥土的施工方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，包括：
土料筛分机，用于对土料进行筛分，且筛分后的土料通过传送带传送至土料计量仓；
土料计量仓，按照设定的重量称出一定量的土料，称出的土料通过传送带输送机传送至泥浆搅拌站；
泥浆搅拌站，按照设定的流动度将土料和水进行搅拌，搅拌后的泥浆输入到储浆罐；
水泥仓，用于储存水泥，且水泥仓的出料口通过空压机与水泥计量仓入口相连；
水泥计量仓，按照设定的重量称出一定量的水泥，称出的水泥通过输料管传送至水泥浆搅拌站；
水泥浆搅拌站，按照设定的流动度对水泥和其他物流进行搅拌，搅拌后的浆液输入到储浆罐；
储浆罐，其出料口与注浆管相连。
进一步的，所述的土料筛分机、土料计量仓、传送带、传送带输送机、输料管、泥浆搅拌站、水泥浆搅拌站、水泥仓、水泥计量仓、储浆罐均与控制柜电气连接。
进一步的，所述泥浆搅拌站设置有三层结构，最上层放置水计量仓I，第二层放置搅拌机I，第三层放置泥浆罐I、泥浆泵I和储水箱I；储水箱I出水口通过清水泵I与水计量仓I相连，搅拌机I进料口分别与传送带输送机的输出端和水计量仓I出水口相连，泥浆罐I设置于搅拌机I出料口处，泥浆泵I与泥浆罐I出料口相连。
进一步的，所述的水计量仓I、搅拌机I、泥浆罐I、泥浆泵I和储水箱I均与控制柜相连。
进一步的，所述的水泥浆搅拌站包括储水箱II、水计量仓II、水泥浆罐II和泥浆泵II，储水箱II的出水口与水计量仓II相连，水泥浆罐II进料口分别与水泥计量仓II出料口和水计量仓II出水口相连，泥浆泵II与水泥浆罐II出料口相连。
进一步的，所述的储水箱II、水计量仓II、水泥浆罐II和泥浆泵II均与控制柜相连。
进一步的，当制备水泥复合土时，所述的制备系统还包括用于盛装相应物料的物料仓，物料仓通过输料管与物料计量仓相连，物料计量仓出料口与水泥浆罐相连，所述的水泥浆罐制备胶凝材料混合浆液。
进一步的，所述的传送带输送机上设置有挡土器。
进一步的，所述的储浆罐上设置有清淤口。
进一步的，所述的储浆罐的出料口设置有一个砼地泵；砼地泵的出口与钻机的注浆管相连。
本发明的有益效果为：
(1)适用于制备不同流动度和土体的水泥土和水泥复合土；
(2)本专利的原理是将水分别与土体和胶凝材料搅拌制得泥浆和水泥浆(胶凝材料混合浆液)，再将泥浆和水泥浆(胶凝材料混合浆液)搅拌均匀制得水泥土(水泥复合土)。这种物料掺加次序不但提高了工作效率，而且水泥土(水泥复合土)均匀。
(3)可时时观测水泥土(水泥复合土)的工作性状，根据施工条件和土体含水率及时调整配合比；
(4)设置有清淤口，可及时清理砂石、土块等杂物，不易堵塞储浆罐、泥浆泵等器具且不影响搅拌罐叶片的正常作业；
(5)设置有筛土器可利用不同类别的土，可将现场原位土直接进行筛分，提高了工作效率，减少了工作面和渣土外运量；
(6)可将基坑开挖、钻孔的土料直接制备水泥土，极大地节省了场地；
(7)水泥土搅拌均匀，提高了浆液的质量，不易发生分层离析等问题；
(8)制浆速率：30m3/h,效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2土料筛分机示意图；
图3泥浆搅拌站示意图；
图4水泥浆搅拌站示意图；
图5为本发明的工作流程图；
图中标记说明，1-土料筛分机，2-土料计量仓，3-传送带输送机，4-泥浆搅拌站，5-储浆罐，6-水泥浆搅拌站，7-水泥仓，8-砼地泵，9-1-储水箱，9-2-水箱，10-1-水计量仓，10-2-水计量仓，11-卧式搅拌机，12-泥浆罐，13-1-泥浆泵，13-2-泥浆泵，14-水泥计量仓，15-水泥浆罐，16-挡土器，17-进料口，18-旋转筛分器，19-传送带，20-1-清水泵，20-2-清水泵，21-空压机，22-输料管，23-清淤口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明整体的结构如图1所示，包括：
土料筛分机，用于对土料进行筛分，且筛分后的土料通过传送带19传送至土料计量仓；
土料计量仓，按照设定的重量称出一定量的土料，称出的土料通过传送带输送机3传送至泥浆搅拌站；
泥浆搅拌站，所述的泥浆搅拌站包括一个搅拌机I，所述的搅拌机I的一侧安装有与其连通的储水箱I，所述的储水箱I与搅拌机I的连通回路上设有水计量仓I，所述的水计量仓I按照设定的量为搅拌机I供水，且搅拌机I搅拌后的泥浆输入到储浆罐；
水泥仓，用于储存水泥，且水泥仓的出料口通过空压机与水泥计量仓入口相连；
水泥计量仓，按照设定的重量称出一定量的水泥，称出的水泥通过输料管22传送至水泥浆搅拌站；
水泥浆搅拌站，所述的泥浆搅拌站包括一个水泥浆罐，所述的水泥浆罐的一侧安装有与其连通的储水箱II，所述的储水箱II与水泥浆罐的连通回路上设有水计量仓II，所述的水计量仓II按照设定的量为水泥浆罐供水，且水泥浆罐的泥浆输入到储浆罐；
储浆罐，其出料口与一个注浆管相连。
本发明可以将任意类别土的土块和石块筛除，以保证不会堵塞储浆罐5、泥浆泵13等器具且不影响搅拌罐叶片的正常作业。
为了精准的计量以符合配合比的要求，筛分后的土体经土料计量仓2计量后，经传送带输送机3运至卧式搅拌机11中，为了防止土料散落，在传送带输送机3上设置挡土器16。
泥浆搅拌站上设置有储水箱9-1、水计量仓10-1、卧式搅拌机11、泥浆罐12和清水泵20-1，为保证精准的用水量，水由储水箱9-1经由清水泵20-1泵送至水计量仓10-1中计量，水计量仓10-1出料口和传送带输送机出土端分别与卧式搅拌机11相连，土料和水在卧式搅拌机11中搅拌均匀后，输送到泥浆罐12。
在泥浆罐12中设置有搅拌器，使泥浆均匀，避免分层离析。
水泥浆搅拌站上设置有储水箱9-2、水计量仓10-2、泥浆泵13-2、水泥计量仓14、水泥浆罐15、清水泵20-2，为保证精准的用水量和水泥用量，水由储水箱9-2经由清水泵20-2泵送至水计量仓10-2中计量、水泥由水泥计量仓14计量，水泥仓7通过输料管22与水泥计量仓14相连，水计量仓10-2出水口和水泥计量仓14出料口分别与水泥浆罐15相连，水泥和水在水泥浆罐15中搅拌均匀。泥浆搅拌站4和水泥浆搅拌站6通过泥浆泵13分别将泥浆和水泥浆输送至储浆罐5，储浆罐5中设置有搅拌器，使水泥土均匀，避免分层离析。
当制备水泥复合土时，需增加相应物料仓、空压机21、输料管22和物料计量仓，物料仓通过输料管22与物料计量仓相连，物料计量仓出料口与水泥浆罐15相连，在水泥浆罐15中将水泥等胶凝材料搅拌均匀制备胶凝材料混合浆液，并通过泥浆泵13-2泵送至储浆罐5中。当泥浆罐12和水泥浆罐15有异物沉积或堵塞时，打开清淤口23，开动搅拌器将异物清出。
水泥土的制备与配送通过电气控制，按预定的流程、设计的搅拌时间和配合比自动控制生产水泥土，因此，还设置有控制柜22，土料计量仓2、储浆罐5、水泥仓7、水计量仓10、卧式搅拌机11、泥浆罐12、水泥浆罐15和水泥计量仓14的出口均有液压机构驱动开闭，液压机构连接出入口阀门，液压机构与控制器电气连接。
本发明专利的工作过程：
配合比设计：根据施工工艺和设计要求，制定好配合比。根据现场的土体的含水率，及时调整配合比。
土料筛分、计量及运送：接通电源，用挖掘机向土料筛分机1的进料口17加入土料，土料经由旋转筛分器18筛除土块和石块，筛分速度15m3/小时，土料经由传送带19运至土料计量仓2，土料计量仓2容积为1m3,根据配合比计量土料，控制打开土料计量仓2的液压阀门，经传送带输送机3，传送带输送机运输量30m3/小时,将土料输送到卧式搅拌机11中。
泥浆制备：控制打开清水泵20-1，清水泵输水速度30m3/小时，水由储水箱9-1输送至水计量仓10-1，储水箱9-1、水计量仓10-1容积为4m3、1m3,根据配合比计量水，控制打开水计量仓10-1的液压阀门，将土料和水在卧式搅拌机11中搅拌5分钟，卧式搅拌机11容积为2m3，待泥浆搅拌均匀后，控制打开卧式搅拌机11中的液压阀门，通过卧式搅拌机11的搅拌将泥浆输送到泥浆罐12中，泥浆罐12内设置有搅拌器，搅拌速度60转/分钟，通过搅拌器的不间断搅拌，使泥浆均匀、不致分层离析，泥浆在泥浆罐12中停留时间不超过30分钟。
水泥浆制备：控制打开清水泵20-2，水由储水箱9-2输送至水计量仓10-2，根据配合比计量水，控制打开空压机21，将水泥由水泥仓7输送至水泥计量仓14，水泥仓7、水泥计量仓14的容积为100吨、1m3，根据配合比计量水泥，控制打开水计量仓10-2和水泥计量仓14的液压阀门，将水和水泥输送至水泥浆罐15中搅拌10分钟，水泥浆罐15的容积为4m3，通过搅拌器的不间断搅拌，使泥浆均匀、不致分层离析，搅拌速度60转/分钟，水泥浆在水泥浆罐15中停留时间不超过30分钟。
水泥土制备：根据配合比，泥浆罐12和水泥浆罐15中制备相应重量的泥浆和水泥浆，控制打开泥浆罐12和水泥浆罐15的液压阀门，泥浆泵输送功率为80m3/小时，经由泥浆泵13将泥浆和水泥浆输送至储浆罐5中，储浆罐5的容积为8m3，新泵入的浆至少搅拌10分钟，通过搅拌器不间断搅拌，使水泥土均匀、不致分层离析，水泥土在储浆罐5中停留时间不超过20分钟。
泵送：控制打开储浆罐5的液压阀门，通过储浆罐5的搅拌将泥浆输送到砼地泵8中，砼地泵8的泵浆速度60m3/小时，砼地泵8的输料管22与钻机的注浆管相连，通过砼地泵8把水泥土泵送至桩孔中。
具体应用：
于济南R1线工程演马庄西站工程以原位粉质黏土(含水量17％)为原材料制备的流动度为180～200mm的水泥土配合比,28d强度为2Mpa，渗透系数为：10-7cm/s：
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，包括：
土料筛分机，用于对土料进行筛分，且筛分后的土料通过传送带传送至土料计量仓；
土料计量仓，按照设定的重量称出一定量的土料，称出的土料通过传送带输送机传送至泥浆搅拌站；
泥浆搅拌站，按照设定的流动度将土料和水进行搅拌，搅拌后的泥浆输入到储浆罐；
水泥仓，用于储存水泥，且水泥仓的出料口通过空压机与水泥计量仓入口相连；
水泥计量仓，按照设定的重量称出一定量的水泥，称出的水泥通过输料管传送至水泥浆搅拌站；
水泥浆搅拌站，按照设定的流动度对水泥和其他物流进行搅拌，搅拌后的浆液输入到储浆罐；
储浆罐，其出料口与注浆管相连。
2.如权利要求1所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的土料筛分机、土料计量仓、传送带、传送带输送机、输料管、泥浆搅拌站、水泥浆搅拌站、水泥仓、水泥计量仓、储浆罐均与控制柜电气连接。
3.如权利要求2所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述泥浆搅拌站设置有三层结构，最上层放置水计量仓I，第二层放置搅拌机I，第三层放置泥浆罐I、泥浆泵I和储水箱I；储水箱I出水口通过清水泵I与水计量仓I相连，搅拌机I进料口分别与传送带输送机的输出端和水计量仓I出水口相连，泥浆罐I设置于搅拌机I出料口处，泥浆泵I与泥浆罐I出料口相连。
4.如权利要求3所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的水计量仓I、搅拌机I、泥浆罐I、泥浆泵I和储水箱I均与控制柜相连。
5.如权利要求2所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的水泥浆搅拌站包括储水箱II、水计量仓II、水泥浆罐II和泥浆泵II，储水箱II的出水口与水计量仓II相连，水泥浆罐II进料口分别与水泥计量仓II出料口和水计量仓II出水口相连，泥浆泵II与水泥浆罐II出料口相连。
6.如权利要求3所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的储水箱II、水计量仓II、水泥浆罐II和泥浆泵II均与控制柜相连。
7.如权利要求1所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，当制备水泥复合土时，所述的制备系统还包括用于盛装相应物流的物料仓，物料仓通过输料管与物料计量仓相连，物料计量仓出料口与水泥浆罐相连，所述的水泥浆罐制备胶凝材料混合浆液。
8.如权利要求1所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的土料计量仓下设置有挡土器。
9.如权利要求1所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的储浆罐上设置有清淤口。
10.如权利要求1所述的适用于不同流动度及土体的水泥土制备系统，其特征在于，所述的储浆罐的出料口设置有一个砼地泵；砼地泵的出口与钻机的注浆管相连。
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