CN109763490A

CN109763490A - 一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置

Info

Publication number: CN109763490A
Application number: CN201811531899.4A
Authority: CN
Inventors: 朱志铎; 宋蕾; 万瑜; 宋世攻; 彭宇一
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-05-17

Abstract

本发明公开了一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，包括：变频送浆泵、电流计、电磁流量计和计算分析系统；变频送浆泵与计算分析系统通过电信网络连接，根据计算分析系统的指令实时调节喷浆速度；电流计安装在桩机的操作电柜内，与计算分析系统通过数据线连接，实时采集内、外钻杆的电流值并传输至计算分析系统；电磁流量计安装在送浆软管上，与计算分析系统通过数据线连接，采集的喷浆量数据传输至计算分析系统。本发明能够提高水泥土搅拌桩处理地基效果，减少不必要的水泥浪费，降低工程造价。

Description

一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其是一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置。

背景技术

水泥土搅拌桩技术是国内外广泛应用的地基加固方法，设计时水泥掺入量仍是根据最软弱土层确定，施工时即按照此水泥掺入量确定下钻速度和喷浆速度。但这种水泥掺入量确定方法没有考虑实际土层的分布特征，由最软弱土层确定的水泥掺入量应用于其它土层时，势必造成浪费。

目前的水泥土搅拌桩机由人工操作进行作业，在下钻过程中其下钻速度和喷浆速度均保持不变，操作人员只有在出现卡钻、电流突增等明显异常时，才会手动调整下钻速度，当异常消失时再恢复正常施工，除此之外，操作人员几乎无法感知土层变化，故根据土层变化由手动调整喷浆量则无从谈起。

因此，目前水泥土搅拌桩施工尚不能自动识别土层实际情况，实时调整喷浆量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，能够提高水泥土搅拌桩处理地基效果，减少不必要的水泥浪费，降低工程造价。

为解决上述技术问题，本发明提供一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，包括：变频送浆泵、电流计、电磁流量计和计算分析系统；变频送浆泵与计算分析系统通过电信网络连接，根据计算分析系统的指令实时调节喷浆速度；电流计安装在桩机的操作电柜内，与计算分析系统通过数据线连接，实时采集内、外钻杆的电流值并传输至计算分析系统；电磁流量计安装在送浆软管上，与计算分析系统通过数据线连接，采集的喷浆量数据传输至计算分析系统。

优选的，计算分析系统核心是一台计算机，可连接电信网络，配置工业级触摸屏。

优选的，计算分析系统分析电流计采集的内、外钻杆电流值的大小与变化特征，由此判别钻头所在深度处的实际土层性质，计算该土层达到设计强度所需水泥浆量，并将该喷浆指令发送给变频送浆泵以调整喷浆速度，实现针对不同土层的变频喷浆。

优选的，当土层较软时，电流值较小；当土层较硬时，电流值较大；当土层没有夹层或碎石等异物时，电流值稳定；当土层中存在异物时，电流值会出现波动；不同土层的电流值大小由电机功率、钻杆搅拌速度、下钻速度等因素综合决定，施工时通过试桩确定后输入计算分析系统的计算机即可。

优选的，电流计采集的内、外钻杆电流值、计算分析系统的分析结果以及各土层实际的喷浆量均存储于通过电信网络上传存储于云端，可拷贝或下载存档。

本发明的有益效果为：(1)准确识别成桩深度范围内的不同土层，根据实际土层性质实时调整喷浆量，优化施工参数，提高水泥土搅拌桩处理地基效果；(2)可根据实时土层判别结果，以设计强度为基准，实时调整喷浆量，减少不必要的水泥浪费，降低工程造价。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图。

图2为本发明的计算分析系统下载的内钻杆电流-深度曲线示意图。

图3为本发明的计算分析系统下载的外钻杆电流-深度曲线示意图。

其中，1、变频送浆泵；2、桩机电箱；3、电磁流量计；4、计算分析系统；5、钻头；6、内、外钻杆电流计。

具体实施方式

如图1所示，一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，包括：变频送浆泵、电流计、电磁流量计和计算分析系统；变频送浆泵与计算分析系统通过电信网络连接，根据计算分析系统的指令实时调节喷浆速度；电流计安装在桩机的操作电柜内，与计算分析系统通过数据线连接，实时采集内、外钻杆的电流值并传输至计算分析系统；电磁流量计安装在送浆软管上，与计算分析系统通过数据线连接，采集的喷浆量数据传输至计算分析系统。

计算分析系统分析电流计采集的内、外钻杆电流值的大小与变化特征，判别钻头所在深度处的实际土层性质，计算该土层达到设计强度所需水泥浆量，并将该喷浆指令发送给变频送浆泵以调整喷浆速度，实现针对不同土层的变频喷浆。电流计采集的内、外钻杆电流值、计算分析系统的分析结果以及各土层实际的喷浆量均存储于通过电信网络上传存储于云端，可拷贝或下载存档。

水泥土搅拌桩变频喷浆装置在使用前，需要根据施工现场地勘资料及配合比试验对系统土层识别程序中电流与喷浆量的对应关系做适当调整。施工前需对装置进行调试，确认无误后即可进行水泥土搅拌桩施工作业。施工时保持该装置始终处于开机状态，保证水泥浆供应充足即可。

实施例1：

如图1所示，一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，包括变频送浆泵1、电流计、电磁流量计3和计算分析系统4，电流计安装在桩机电箱2内。电流计安装在桩机的电柜内，采集内、外钻杆的电流值并传输至计算分析系统。计算分析系统对内、外钻杆电流值大小与变化特征进行分析，由此判别钻头所在深度处实际土层情况，计算确定该土层所需的喷浆量，并将此喷浆量调整指令发送给变频送浆泵。变频送浆泵根据指令调整喷浆速度以改变喷浆量，实现针对不同土层的变频喷浆。电磁流量计对实际的喷浆进行监测，并将监测数据传输至计算分析系统，用于分析比对。施工完成后，用优盘直接拷贝计算分析系统的监测数据与分析结果存档。

实施例2：

如图1所示，一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，包括变频送浆泵1、电流计、电磁流量计3和计算分析系统4，电流计安装在桩机电箱2内。某城市主干道软基处理工程，处理段内土层分布为：0～1m，杂填土；1～4m，粉土；4～6m，粉质黏土；6～10m，淤泥；10～11m，黏土，采用水泥土搅拌桩对软基进行处理，设计参数为：桩长为10.5m，桩径0.6m，桩间距1.2m，水灰比0.5，每延米水泥掺量为70kg/m，复合地基承载力特征值为120kPa。现场施工桩机安装水泥土搅拌桩变频喷浆装置。图2和图3分别为由云端下载的施工某根桩时桩机内、外钻杆电流随深度的变化曲线，由曲线可以看出在6～10m深度范围内电流值较小且平稳，结合地勘资料可以确定该土层为淤泥层。根据喷浆量记录，所施工的水泥土搅拌桩在淤泥层水泥掺量为70kg/m，在其他土层的水泥掺量则相应减小，降低了单桩水泥掺量。成桩28d后，试验测得的桩复合地基承载力特征值为122kPa，满足设计要求。

本发明的目的是提供一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置及其使用方法，该装置由变频送浆泵、电流计、电磁流量计和计算分析系统组成。下钻过程中通过分析电流计所采集内、外钻杆电流值的大小与变化特征得到钻头所在处的实际土层情况，据此调整喷浆速度，实现不同土层区别喷浆。

本发明的意义在于，可实时判别钻头所在深度的实际土层情况，以设计强度为基准，在不同土层喷以不同的浆量，以减少不必要的水泥浪费，节省水泥用量，降低工程造价，减少环境污染。

Claims

1.一种水泥土搅拌桩变频喷浆装置，其特征在于，包括：变频送浆泵、电流计、电磁流量计和计算分析系统；变频送浆泵与计算分析系统通过电信网络连接，根据计算分析系统的指令实时调节喷浆速度；电流计安装在桩机的操作电柜内，与计算分析系统通过数据线连接，实时采集内、外钻杆的电流值并传输至计算分析系统；电磁流量计安装在送浆软管上，与计算分析系统通过数据线连接，采集的喷浆量数据传输至计算分析系统。

2.如权利要求1所述的水泥土搅拌桩变频喷浆装置，其特征在于，计算分析系统核心是一台计算机，连接电信网络，配置工业级触摸屏。

3.如权利要求1所述的水泥土搅拌桩变频喷浆装置，其特征在于，计算分析系统分析电流计采集的内、外钻杆电流值的大小与变化特征，由此判别钻头所在深度处的实际土层性质，计算该土层达到设计强度所需水泥浆量，并将该喷浆指令发送给变频送浆泵以调整喷浆速度，实现针对不同土层的变频喷浆。

4.如权利要求3所述的水泥土搅拌桩变频喷浆装置，其特征在于，当土层较软时，电流值较小；当土层较硬时，电流值较大；当土层没有夹层或碎石等异物时，电流值稳定；当土层中存在异物时，电流值会出现波动；不同土层的电流值大小由电机功率、钻杆搅拌速度、下钻速度等因素综合决定，施工时通过试桩确定后输入计算分析系统的计算机即可。

5.如权利要求1所述的水泥土搅拌桩变频喷浆装置，其特征在于，电流计采集的内、外钻杆电流值、计算分析系统的分析结果以及各土层实际的喷浆量均存储于通过电信网络上传存储于云端，可拷贝或下载存档。