CN112761136B - 一种软弱地层浅层土硬化处理装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了软弱地层浅层土硬化处理装置及其工作方法，装置包括搅拌装置撑腿、设置在所述搅拌装置撑腿一侧的搅拌器以及设置在所述搅拌装置撑腿另一侧的挖机连接装置，所述搅拌装置撑腿通过所述挖机连接装置与挖机连接；所述搅拌装置撑腿的内部具有空腔，所述空腔内设有第一直线伸缩单元、以及与所述第一直线伸缩单元的伸缩部连接的翻转连杆，翻转连杆的上端与所述第一直线伸缩单元的伸缩部铰接，翻转连杆的下端与设置在所述搅拌装置撑腿底部的翻转板内侧铰接，翻转板底端与搅拌装置撑腿之间铰接；振动器，设置在所述搅拌装置撑腿内部空腔的最底部。本发明装置可以解决固化剂和原位土层搅拌混合后呈现高低不平、不密实甚至存在大量空洞等现象。
Description
技术领域
本发明涉及工程施工领域，具体涉及一种软弱地层浅层土硬化处理装置及其工作方法。
背景技术
随着城市建设的不断发展，大面积人工吹填造地过程地形成了大面积软弱地层，以及河流水塘淤积的软土层，对这样的软弱地层规划建设前往往需要进行浅层硬化处理，否则将来建设过程中大型施工设备无法进入施工场地。目前常用的浅层处理设备是从国外引进的一种搅拌器，把这种搅拌器安装在挖机前端，利用挖机动力转动搅拌器，搅拌器边搅拌边在搅拌位置同步注入一定比例的水泥浆液或其它固化剂，并有挖机控制从地表往下一定深度进行搅拌注浆施工。由于挖机臂自身长度的限制，能到达的搅拌深度是有限的，很多场地无法满足设计深度要求。另外，由于是浅层搅拌注浆施工，地层土处于地表上部自重应力小，在将固化剂和原位土层搅拌混合后会呈现高低不平、不密实甚至存在大量空洞等现象。常规施工为了避免这些严重影响施工质量现象，往往在施工一定工程量后，土和固化剂固化之前用另外挖机或其它机械进行整平，由于挖机整平也就是简单地平整，无法消除土层内部存在的大量空隙，这些空隙的存在大大降低施工固结后的地层强度，也就是大大降低了处理效果且成本高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种软弱地层浅层土硬化处理装置及其工作方法，该装置及施工方法可以解决固化剂和原位土层搅拌混合后呈现高低不平、不密实甚至存在大量空洞等现象。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种软弱地层浅层土硬化处理装置，包括搅拌装置撑腿、设置在所述搅拌装置撑腿一侧的搅拌器以及设置在所述搅拌装置撑腿另一侧的连接装置，所述搅拌装置撑腿通过所述连接装置与施工机械连接；
所述搅拌装置撑腿的内部具有空腔，所述空腔内设有第一直线伸缩单元、以及与所述第一直线伸缩单元的伸缩部连接的翻转连杆，翻转连杆的上端与所述第一直线伸缩单元的伸缩部铰接，翻转连杆的下端与设置在所述搅拌装置撑腿底部的翻转板内侧铰接，翻转板底端与搅拌装置撑腿之间铰接；
振动器，设置在所述搅拌装置撑腿内部或外侧；
所述搅拌装置在搅拌叶片搅拌区域设置喷浆口或喷粉口，喷浆口或喷粉口单点设置或多点设置。
所述搅拌装置撑腿底部设有底板，所述振动器设置在所述底板上；
搅拌装置撑腿底部位于所述底板的两侧分别铰接有一个所述翻转板。
所述搅拌装置撑腿上安装所述搅拌器的一侧设有竖直滑道，所述竖直滑道上滑动连接所述搅拌器；
第二直线伸缩单元，设置在所述搅拌装置撑腿上，其用于驱动所述搅拌器沿所述竖直滑道来回移动。
所述第一直线伸缩单元和第二直线伸缩单元均为油缸。
所述施工机械为挖机，所述连接装置包括连接底座和设置在所述连接底座上的挖机连接马鞍接口，所述连接底座与搅拌装置撑腿固定连接，所述挖机连接马鞍接口和挖机的挖臂前端适配。
所述搅拌器前端搅拌结构为双排水平设置的搅拌轴，两根搅拌轴上搅拌叶片相互交错设置，两根搅拌轴搅拌时转动方向相反。
一种基于所述软弱地层浅层土硬化处理装置的工作方法，施工过程操作手启动搅拌器搅拌，同时开启泥浆泵将固化剂浆液从喷浆口喷出，边搅拌边喷浆；
按设计深度要求依次搅拌喷浆，在达到一定面积后，开启第一直线伸缩单元，将翻转板展开呈水平状态，开启振动器将拌和均匀的位置震密整平，再逐次往下施工。
有益效果：
第一．本发明一种基于所述软弱地层浅层土硬化处理装置，按设计深度要求依次搅拌喷浆，在达到一定面积后，通过开启第一直线伸缩单元，将翻转板展开呈水平状态，开启振动器将拌和均匀的位置震密整平，再逐次往下施工，可以最大程度的避免固化剂和原位土层搅拌混合后呈现高低不平、不密实甚至存在大量空洞等现象。
第二．本发明所述搅拌装置撑腿上安装所述搅拌器的一侧设有竖直滑道，所述竖直滑道上滑动连接所述搅拌器；通过第二直线伸缩单元驱动所述搅拌器沿所述竖直滑道来回移动，可以适应不同搅拌深度。
第三．本发明前端搅拌方式由常规单轴水平搅拌改为水平双轴正反双向搅拌，两根搅拌轴平行固定在两侧搅拌器垂直支架上，两根搅拌轴上搅拌叶片呈相互交错布置，此结构的搅拌器能够将固化剂和原位土层搅拌混合的更加均匀。
附图说明
图1：搅拌装置结构示意图；
图2：搅拌装置撑腿正剖面示意图；
图3：搅拌装置撑腿翻转板展开正剖面示意图；
图4：常规搅拌器和挖机连接示意图；
图5：本技术搅拌装置和挖机连接示意图；
图6：本技术搅拌装置前端双向搅拌轴俯视剖面示意图；
图7：本发明双向搅拌器侧立面示意图
图8-1：本发明设置双动马达时，驱动搅拌轴链轮a和驱动搅拌轴链轮b设置在搅拌器同侧时的结构示意图；
图8-2：本发明设置双动马达时，驱动搅拌轴链轮a和驱动搅拌轴链轮b设置在搅拌器不同侧时的结构示意图；
图9-1：本发明设置单动马达时，驱动搅拌轴链轮a和驱动搅拌轴链轮b设置在搅拌器同侧时的结构示意图；
图9-2：本发明设置单动马达时，驱动搅拌轴链轮a和驱动搅拌轴链轮b设置在搅拌器不同侧时的结构示意图；
图中：1、搅拌装置撑腿，2、搅拌器，3、翻转板，3-1、翻转板铰链，4、振动器，5、第一直线伸缩单元，6、第二直线伸缩单元，7、撑腿底板，8、竖直滑道，9、翻转连杆，10、挖机连接马鞍接口，11、连接底座，12、搅拌器垂直支架，13、搅拌器搅拌轴a，14、搅拌器搅拌轴b，15、驱动搅拌轴转动链轮a，16、驱动搅拌轴转动链轮b，17、搅拌轴a上的搅拌叶片，18、搅拌轴b上搅拌叶片，19、驱动搅拌轴回转马达a，20、驱动搅拌轴回转马达b，21、喷浆口或喷粉口、22、驱动搅拌轴回转马达b链轮、23驱动搅拌轴回转马达a链轮、24、反向转动齿轮组、25、单动马达。
具体实施方式
下面结合具体实施例以及说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
一种软弱地层浅层土硬化处理装置，包括搅拌装置撑腿1、设置在所述搅拌装置撑腿1一侧的搅拌器2以及设置在所述搅拌装置撑腿1另一侧的挖机连接装置，所述搅拌装置撑腿1通过所述挖机连接装置与挖机连接；
所述搅拌装置撑腿1的内部具有空腔，所述空腔内设有第一直线伸缩单元5、以及与所述第一直线伸缩单元5的伸缩部连接的翻转连杆9，翻转连杆9的上端与所述第一直线伸缩单元5的伸缩部铰接，翻转连杆9的下端与设置在所述搅拌装置撑腿1底部的翻转板3内侧铰接，翻转板3底端与搅拌装置撑腿1之间铰接；
振动器6，设置在所述搅拌装置撑腿1内部空腔中，；
所述搅拌装置在搅拌叶片搅拌区域设置喷浆头或喷粉头，喷浆头或喷粉头单点设置或多点设置。
本发明实施例1一种软弱地层浅层土硬化处理装置的工作方法，施工过程操作手启动搅拌器搅拌，同时开启泥浆泵将固化剂浆液从喷浆口喷出，边搅拌边喷浆；
按设计深度要求依次搅拌喷浆，在达到一定面积后，开启第一直线伸缩单元5，将翻转板展开呈水平状态，开启所述振动器6将拌和均匀的位置震密整平，再逐次往下施工。
实施例2
实施例2与实施例1相比，区别在于，所述搅拌装置撑腿1上安装所述搅拌器2的一侧设有竖直滑道8，所述竖直滑道8上滑动连接所述搅拌器2；
第二直线伸缩单元6，设置在所述搅拌装置撑腿1上，其用于驱动所述搅拌器2沿所述竖直滑道8来回移动。
本发明实施例2一种软弱地层浅层土硬化处理装置的工作方法，施工过程操作手启动搅拌器2搅拌，同时开启泥浆泵将固化剂浆液从喷浆口喷出，边搅拌边喷浆；
按设计深度要求依次开启第二直线伸缩单6元，第二直线伸缩单元6带动所述搅拌器2沿所述竖直滑道8来回移动，改变搅拌深度搅拌喷浆，在达到一定面积后，开启第一直线伸缩单元5，将翻转板3展开呈水平状态，开启振动器6将拌和均匀的位置震密整平，再逐次往下施工。
实施例3
实施例3与上述两个实施例的区别在于，所述搅拌器2前端搅拌结构为双排水平设置的搅拌轴，两根搅拌轴上搅拌叶片相互交错设置，两根搅拌轴搅拌时转动方向相反。此结构的搅拌器能够将固化剂和原位土层搅拌混合的更加均匀。
作为上述实施例中技术方案的优选，所述第一直线伸缩单元和第二直线伸缩单元均为油缸。
作为上述实施例中技术方案的优选，所述搅拌装置撑腿底部设有底板，所述振动器设置在所述底板上；搅拌装置撑腿底部位于所述底板的两侧分别铰接有一个所述翻转板。
此外驱动搅拌轴链轮a和驱动搅拌轴链轮b可以设置在搅拌器同侧，也可以设置在搅拌器不同侧，对应的马达布置也和搅拌器链轮布置相一致，见图8-1和图8-2。
此外驱动搅拌轴转动马达也可以有双马达，设置为单马达驱动同时驱动两根搅拌轴转动，并始终保持两根搅拌轴转动方向相反，见图9-1和图9-2。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种软弱地层浅层土硬化处理装置，其特征在于，包括搅拌装置撑腿、设置在所述搅拌装置撑腿一侧的搅拌器以及设置在所述搅拌装置撑腿另一侧的连接装置，所述搅拌装置撑腿通过所述连接装置与施工机械连接；
所述搅拌装置撑腿的内部具有空腔，所述空腔内设有第一直线伸缩单元、以及与所述第一直线伸缩单元的伸缩部连接的翻转连杆，翻转连杆的上端与所述第一直线伸缩单元的伸缩部铰接，翻转连杆的下端与设置在所述搅拌装置撑腿底部的翻转板内侧铰接，翻转板底端与搅拌装置撑腿之间铰接；
振动器，设置在所述搅拌装置撑腿内部或外侧；
所述搅拌装置在搅拌叶片搅拌区域设置喷浆口或喷粉口，喷浆口或喷粉口单点设置或多点设置；
所述搅拌装置撑腿底部设有底板，所述振动器设置在所述底板上；
搅拌装置撑腿底部位于所述底板的两侧分别铰接有一个所述翻转板；
所述搅拌装置撑腿上安装所述搅拌器的一侧设有竖直滑道，所述竖直滑道上滑动连接所述搅拌器；
第二直线伸缩单元，设置在所述搅拌装置撑腿上，其用于驱动所述搅拌器沿所述竖直滑道来回移动。
2.根据权利要求1所述的软弱地层浅层土硬化处理装置，其特征在于，所述第一直线伸缩单元和第二直线伸缩单元均为油缸。
3.根据权利要求1所述的软弱地层浅层土硬化处理装置，其特征在于，所述施工机械为挖机，所述连接装置包括连接底座和设置在所述连接底座上的挖机连接马鞍接口，所述连接底座与搅拌装置撑腿固定连接，所述挖机连接马鞍接口和挖机的挖臂前端适配。
4.根据权利要求1所述的软弱地层浅层土硬化处理装置，其特征在于，所述搅拌器前端搅拌结构为双排水平设置的搅拌轴，两根搅拌轴上搅拌叶片相互交错设置，两根搅拌轴搅拌时转动方向相反。
5.一种基于权利要求1~4中任一所述软弱地层浅层土硬化处理装置的工作方法，其特征在于，施工过程操作手启动搅拌器搅拌，同时开启泥浆泵将固化剂浆液从喷浆口喷出，边搅拌边喷浆；
按设计深度要求依次搅拌喷浆，在达到一定面积后，开启第一直线伸缩单元，将翻转板展开呈水平状态，开启振动器将拌和均匀的位置震密整平，再逐次往下施工。
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