CN113699971A - 软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺，包括挖掘机与固化剂制备设备，所述挖掘机与固化剂制备设备之间设有输料管，所述固化剂制备设备上设有自动定量供料系统，所述挖掘机上设有斗臂，所述斗臂的末端连接有强力搅拌头，所述固化剂制备设备包括储料罐、压力室与空气压缩机。该软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺代替了传统的换填法处理软土地层，能够实现工程废弃土的零排运，降低运输及弃方对环境的影响程度，且无需使用大量的置换材料，减少砂石用量，减少开山采石和河道挖沙，减少对周围建筑物的影响，加快了施工速度，可快速形成硬壳层，实现资源的循环利用，节能环保。

Description

软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺
技术领域
本发明涉及软土地层固化技术领域，尤其涉及软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺。
背景技术
随着我国工程建设的发展，遇到了越来越多的超软土、特殊土复杂地基，如：围海造地吹填土地基、河塘、鱼塘、沼泽地基、泥浆堆放场、污染土等，若按照传统的方法进行换填，会产生大量的工程废弃土，同时还需要大量的砂石等优质填料。弃土运输、堆放和投弃也会影响城市卫生和交通。此外，在进行道路软基处理中也常遇到一些无硬壳层路段，表层土强度、承载力极低导致设备无法进入的情况，强力就地固化处理是在砂石优良填料日益紧缺、造价日益增加的背景下，借鉴国外技术，并以此为基础所提出来的。
但是现有的软土地层固化大多通过换填法处理，工程废弃土的排运量大，运输及弃方对环境有影响，需要使用大量的置换材料，砂石用量增加，需要开山采石和河道挖沙工作，对周围建筑物产生影响，且施工速度慢，造成资源的浪费，不够节能环保。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的是为了解决现有技术中软土地层固化大多通过换填法处理，工程废弃土的排运量大，运输及弃方对环境有影响，需要使用大量的置换材料，砂石用量增加，需要开山采石和河道挖沙工作，对周围建筑物产生影响，且施工速度慢，造成资源的浪费，不够节能环保的问题，而提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
软土地层就地固化剂配制供料设备，包括挖掘机与固化剂制备设备，所述挖掘机与固化剂制备设备之间设有输料管，所述固化剂制备设备上设有自动定量供料系统，所述挖掘机上设有斗臂，所述斗臂的末端连接有强力搅拌头，所述固化剂制备设备包括储料罐、压力室与空气压缩机，所述空气压缩机与压力室之间连接有集气装置，所述储料罐与压力室之间设有第二空气过滤器，所述压力室上设有助推阀，所述储料罐的下端设有环形进气口，所述储料罐与第二空气过滤器之间设有进气阀，所述进气阀的两端分别与第二空气过滤器、环形进气口连通，所述储料罐的上端设有进料口与压力表，所述储料罐上设有阻旋式料位控制器，所述储料罐的下端设有出料口，所述出料口上连接有三通阀。
优选地，所述强力搅拌头包括两个液压马达，所述液压马达的输出端连接有滚轴，所述滚轴上连接有搅拌叶，所述搅拌叶为螺旋式叶片。
优选地，所述输料管的一端与三通阀连接，所述输料管的另一端固定在斗臂上并固定连接有固化剂输料喷嘴。
优选地，所述集气装置与压力室之间设有第一空气过滤器。
本发明提供软土地层就地固化剂固化工艺，所述软土地层就地固化剂固化工艺包括如下步骤：
步骤一、清表：对处理区域先进行清除表面杂质等影响下沉搅拌的杂物，场地整平，施工前进行现场试搅，如遇搅拌头自身难以搅拌下沉土层，可以先对这部分土层先进行整体或局部翻挖，翻挖后大致整平后再进行固化施工，根据路面设计标高、路面厚度，路基厚度和现场建筑垃圾厚度，确定开挖清表标高；
步骤二、划分区块：将欲进行处理的区域进行放样划分区块，划分尺寸为5m×6m左右的处理区块，如遇断面变化较大的区域，处理区块可做相应调整，以方便施工；
步骤三、固化剂调配：(1)固化剂采用浆剂，根据处理段落的软土工程量计算固化剂用量，采用固化剂自动计量供料系统设置固化剂喷料速率，由于每个区域土体含水量差异较大，因此湿密度不同，施工之前对每个固化段落根据面积大小在不同区域取土体样本进行土体含水量以及湿密度检测，并依据检测结果动态调整固化剂的参量，单个区块固化剂掺量计算，根据5m×6m小区块计算土体的重量，试验段落区域经检测土体密度为1.8g/cm3，每个小区块的重量为5×6×2×1.8＝108t，常规软土固化剂参量为6％时，水泥掺量为108×4％＝4.32t，粉煤灰掺量为108×2％＝2.16t，水灰比为0.67，搅拌用水为0.67×(4.32+2.16)＝4.342t；则每30平方区块的用浆量总量为10.8t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为450kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到450kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；(2)对于鱼塘淤泥质底层，根据试验取固化剂为10％，水泥掺量为108×6％＝6.48t，粉煤灰掺量为108×4％＝4.32t，水灰比为0.6，搅拌用水为0.6×(6.48+4.32)＝6.48t，则每30平方区块的用浆量总量为17.28t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为720kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到720kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；
步骤四、强力搅拌设备就地搅拌：(1)采用适宜的强力搅拌头对原位土进行垂直上下搅拌，搅拌设备直插式对原位土进行搅拌；(2)搅拌设备正向运行逐渐深入搅拌并喷射固化剂在搅拌头，并在强力搅拌头机械臂上标注刻度线，并搅拌头下降深度不少于设计底部以下20cm，以控制搅拌头进入土层深度，保证搅拌深度直至达到固化设计底部；为保证底部固化效果，在靠近底部0.5m范围内搅拌头升降速度适当放缓，控制在15s～20s/m，并保持搅拌头在底部停留时间控制在10s左右；(3)搅拌设备反向运行缓慢提升搅拌并喷固化剂，搅拌提升或下降的速率控制在10～20s/m，则搅拌头单次提升作业时间为t＝h/v(h为固化深度)，固化剂的喷料速率通过后台自动控料系统控制在100-250Kg/min，每个小区块搅拌时间控制在3～4分钟，每个小区块上下搅拌各3次，前2次边喷浆边搅拌，第3次不喷浆只搅拌，每个小区块搅拌完成后再整体搅拌一次。通过后台自动供料系统自动打印出每次浆液输出用量，以指导施工过程实际喷撒浆液量，从而保证5m×6m区块内搅拌均匀，满足施工过程固化剂的参量以及均匀喷撒搅拌；(4)由于搅拌头单次作业可固化面积为165×87cm，同时保证每个区域不少于5cm的搭接宽度，因此搅拌打设点间距布设设置为150×83cm；
步骤五、预压和养护：区域打设完毕后，可在打设完毕的区域铺设铁板，作为打设下一区域挖机的支撑平台同时，同时对该区域进行预压，如果淤泥层比较厚，建议隔半天或一天进行预压，从实际施工来看，对于淤泥层比较深的处理后半天到一天后并铺设铁板后即可上329DL型挖机，对于淤泥层比较浅的地方处理后铺设铁板即可上329DL型挖机，目前大部分区域过2-3天后可直接行走挖机；
步骤六、场地整平：整个场地区域固化完毕后，浅层土强度初步提高后，利用挖掘机在场内行进场地平整及碾压(挖机碾压后表层土有点松散)，整个施工结束后可设置排水沟以及铺塑料薄膜进行固化后养护
优选地，所述试验段落区域软土施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.5，固化剂比重为1.60，稠度控制在9.0～10.0之间；所述鱼塘淤泥质底层施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.67，固化剂比重为1.45，稠度控制在8.0～9.0之间。
优选地，所述就地固化处理采用边固化边推进的形式进行，施工时按5m×6m模块进行细部控制，根据搅拌头的施工截面，计算出区块所需用搅拌头的施工数量，搅拌过程应保证均匀喷搅，在每个区块搅拌数量施工完成后，需再进行整体性翻搅，从而避免每个搅拌头喷搅过程中产生不均匀的可能，相邻区块之间应有不小于5cm的搭接宽度，避免漏搅，最终固化形成整体均匀性硬壳层。
优选地，所述施工土层分布不同，土质相差较大，对于含水量较少，有机物含量少的地段固化剂掺量定为6％，具体固化剂掺量为4％PO42.5水泥+2％二级粉煤灰，对于鱼塘地段，由于含水率较高，有机物含量较多，固化剂掺量采用10％，具体固化剂配比为6％PO42.5水泥+4％二级粉煤灰，施工前，在鱼塘上方填100cm石粉，经配合挖机拌和后，再进行就地固化施工，所述配比根据室内试验确定，现场可根据施工后固化效果、土体情况进行适当调整，三个区域均采用浆剂施工，正式施工时，水灰比不应大于0.7。
优选地，所述固化材料主要包括外加土、固化剂、外掺剂和水，所述外加土土粒最大粒径不应大于15mm，且大于10mm土颗粒应小于土总重量的5％，土中有机质含量(重量比)不宜超过10％；所述固化剂按化学成分可为无机型固化剂、有机型固化剂及复合型固化剂，所述外掺剂是针对不同环境和要求，按一定比例与主固化剂一同掺入，起促进或抑制作用的材料，如早强剂、稳定剂、缓凝剂与减水剂；所述水的PH值不小于6。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明中，浅层软基强力就地固化技术代替换填法处理，能够实现工程废弃土的零排运，降低运输及弃方对环境的影响程度，无需使用大量的置换材料，减少砂石用量，减少开山采石和河道挖沙，无需开挖工作，减少对周围建筑物的影响，施工速度快，可快速形成硬壳层，实现资源的循环利用，节能环保。
(2)通过就地固化系统的强力搅拌头、挖掘机、固化剂自动定量供料系统一系列固化材料和设备，实现固化剂与土体均匀搅拌，使土体达到一定强度。
(3)就地固化处理后的区域具有承载力高的特点，工后沉降明显减小，处理深度大，施工安全性好，避免了过多的人工操作，适用于一般路段的路基、仓储堆场、普通厂房、绿化用地等对工后沉降要求相对较低的情况。
(4)就地固化处理相比清淤换填方案，环保高效，且经济性存在明显的优势，根据市场定额标准，采用就地固化处理比清淤换填方案节约造价约20％～40％。
(5)浅层软基就地固化施工技术较传统砂石换填处理能够节省大量优质填料，将不合格填筑材料资源化，并充分、合理利用，降低施工成本，减少环境污染，符合国家绿色可持续发展战略；推动了公路技术创新，减少工程建设弃土处治难、堆放难等问题，实现土资源的循环利用、节能降耗和减排增效的可持续发展，改进及优化土体固化技术。
附图说明
图1为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的自动定量供料系统结构示意图；
图2为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的就地固化系统结构示意图；
图3为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的强力搅拌头结构示意图；
图4为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的固化施工工艺流程示意图；
图5为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的试验区域划分小区块结构示意图；
图6为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的固化剂输送压力及输送速率表；
图7为本发明提出的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺的搅拌头下沉及提升速率表。
图中：1挖掘机，2输料管，3固化剂制备设备，4自动定量供料系统，5斗臂，6强力搅拌头，7固化剂输料喷嘴，8液压马达，9空气压缩机，10集气装置，11第一空气过滤器，12压力室，13助推阀，14第二空气过滤器，15进气阀，16环形进气口，17储料罐，18压力表，19进料口，20阻旋式料位控制器，21出料口，22三通阀，23搅拌叶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
实施例1：
参照图1-7，软土地层就地固化剂固化工艺包括如下步骤；
步骤一、清表：对处理区域先进行清除表面杂质等影响下沉搅拌的杂物，场地整平，施工前进行现场试搅，如遇搅拌头自身难以搅拌下沉土层，可以先对这部分土层先进行整体或局部翻挖，翻挖后大致整平后再进行固化施工，根据路面设计标高、路面厚度，路基厚度和现场建筑垃圾厚度，确定开挖清表标高；
步骤二、划分区块：将欲进行处理的区域进行放样划分区块，划分尺寸为5m×6m左右的处理区块，如遇断面变化较大的区域，处理区块可做相应调整，以方便施工；
步骤三、固化剂调配：(1)固化剂采用浆剂，根据处理段落的软土工程量计算固化剂用量，采用固化剂自动计量供料系统设置固化剂喷料速率，由于每个区域土体含水量差异较大，因此湿密度不同，施工之前对每个固化段落根据面积大小在不同区域取土体样本进行土体含水量以及湿密度检测，并依据检测结果动态调整固化剂的参量，单个区块固化剂掺量计算，根据5m×6m小区块计算土体的重量，试验段落区域经检测土体密度为1.8g/cm3，每个小区块的重量为5×6×2×1.8＝108t，常规软土固化剂参量为6％时，水泥掺量为108×4％＝4.32t，粉煤灰掺量为108×2％＝2.16t，水灰比为0.67，搅拌用水为0.67×(4.32+2.16)＝4.342t；则每30平方区块的用浆量总量为10.8t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为450kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到450kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；(2)对于鱼塘淤泥质底层，根据试验取固化剂为10％，水泥掺量为108×6％＝6.48t，粉煤灰掺量为108×4％＝4.32t，水灰比为0.6，搅拌用水为0.6×(6.48+4.32)＝6.48t，则每30平方区块的用浆量总量为17.28t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为720kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到720kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；
步骤四、强力搅拌设备就地搅拌：(1)采用适宜的强力搅拌头对原位土进行垂直上下搅拌，搅拌设备直插式对原位土进行搅拌；(2)搅拌设备正向运行逐渐深入搅拌并喷射固化剂在搅拌头，并在强力搅拌头机械臂上标注刻度线，并搅拌头下降深度不少于设计底部以下20cm，以控制搅拌头进入土层深度，保证搅拌深度直至达到固化设计底部；为保证底部固化效果，在靠近底部0.5m范围内搅拌头升降速度适当放缓，控制在15s～20s/m，并保持搅拌头在底部停留时间控制在10s左右；(3)搅拌设备反向运行缓慢提升搅拌并喷固化剂，搅拌提升或下降的速率控制在10～20s/m，则搅拌头单次提升作业时间为t＝h/v(h为固化深度)，固化剂的喷料速率通过后台自动控料系统控制在100-250Kg/min，每个小区块搅拌时间控制在3～4分钟，每个小区块上下搅拌各3次，前2次边喷浆边搅拌，第3次不喷浆只搅拌，每个小区块搅拌完成后再整体搅拌一次。通过后台自动供料系统自动打印出每次浆液输出用量，以指导施工过程实际喷撒浆液量，从而保证5m×6m区块内搅拌均匀，满足施工过程固化剂的参量以及均匀喷撒搅拌；(4)由于搅拌头单次作业可固化面积为165×87cm，同时保证每个区域不少于5cm的搭接宽度，因此搅拌打设点间距布设设置为150×83cm；
步骤五、预压和养护：区域打设完毕后，可在打设完毕的区域铺设铁板，作为打设下一区域挖机的支撑平台同时，同时对该区域进行预压，如果淤泥层比较厚，建议隔半天或一天进行预压，从实际施工来看，对于淤泥层比较深的处理后半天到一天后并铺设铁板后即可上329DL型挖机，对于淤泥层比较浅的地方处理后铺设铁板即可上329DL型挖机，目前大部分区域过2～3天后可直接行走挖机；
步骤六、场地整平：整个场地区域固化完毕后，浅层土强度初步提高后，利用挖掘机在场内行进场地平整及碾压(挖机碾压后表层土有点松散)，整个施工结束后可设置排水沟以及铺塑料薄膜进行固化后养护。
本发明中，试验段落区域软土施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.5，固化剂比重为1.60，稠度控制在9.0～10.0之间；鱼塘淤泥质底层施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.67，固化剂比重为1.45，稠度控制在8.0～9.0之间；就地固化处理采用边固化边推进的形式进行，施工时按5m×6m模块进行细部控制，根据搅拌头的施工截面，计算出区块所需用搅拌头的施工数量，搅拌过程应保证均匀喷搅，在每个区块搅拌数量施工完成后，需再进行整体性翻搅，从而避免每个搅拌头喷搅过程中产生不均匀的可能，相邻区块之间应有不小于5cm的搭接宽度，避免漏搅，最终固化形成整体均匀性硬壳层；施工土层分布不同，土质相差较大，对于含水量较少，有机物含量少的地段固化剂掺量定为6％，具体固化剂掺量为4％PO42.5水泥+2％二级粉煤灰，对于鱼塘地段，由于含水率较高，有机物含量较多，固化剂掺量采用10％，具体固化剂配比为6％PO42.5水泥+4％二级粉煤灰，施工前，在鱼塘上方填100cm石粉，经配合挖机拌和后，再进行就地固化施工，配比根据室内试验确定，现场可根据施工后固化效果、土体情况进行适当调整，三个区域均采用浆剂施工，正式施工时，水灰比不应大于0.7；固化材料主要包括外加土、固化剂、外掺剂和水，外加土土粒最大粒径不应大于15mm，且大于10mm土颗粒应小于土总重量的5％，土中有机质含量(重量比)不宜超过10％；固化剂按化学成分可为无机型固化剂、有机型固化剂及复合型固化剂，外掺剂是针对不同环境和要求，按一定比例与主固化剂一同掺入，起促进或抑制作用的材料，如早强剂、稳定剂、缓凝剂与减水剂；水的PH值不小于6。
本发明中，浅层软基强力就地固化处理技术在道路工程中主要应用于河塘、吹填土、明暗浜等无硬壳层路段的处理，其应用方式主要是采用就地固化技术进行软基处理或者将淤泥等废弃土固化后作为路基填料，就地固化技术配合比是就地固化设计与施工的重要组成部分，结合就地固化应用范围，使用水泥做主固化剂、矿渣微粉做次固化剂的组合可以有效的改良河道废弃淤泥，达到路基填筑的使用要求，通过就地固化系统的强力搅拌头6、挖掘机1、固化剂自动定量供料系统4一系列固化材料和设备，实现固化剂与土体均匀搅拌，使土体达到一定强度，通过利用固化剂对软土等土体就地进行固化，使土体达到一定强度或使用要求后对土体进行就地处理或利用的方法，可对软基快速处理，快速形成硬壳层。
应用实例：1、工程内容为6标：泥浆池深度14-16米，强力搅拌就地固化形成硬壳层+水泥搅拌桩施工，作为后期桥桩施工便道；7标：其平面图如下：泥浆池深度14-16米，强力搅拌就地固化形成硬壳层+预应力管桩组合，2号泥浆池达到要求的极限承载力200KPa时最大沉降为21.71mm；3号泥浆池达到要求的极限承载力120KPa时沉最大沉降为13.04mm；
2、浙江绍兴31省道北延线：本项目为双向6车道，设双向7.0m辅车道，同时兼顾城市道路功能的一级公路，设计速度80km/h，道路宽度45.50m，取31省道北延线绍兴市区二标K3+804-K3+980段作为现场试验路段，该工程总长176m，该路段填土在1.6-4.1m之间，软基深度在10m-17m之间不等，本试验段采用六个路段形式进行研究，从桥头开始，根据填土高度的高低依次分别为就地固化处理+低置换预应力管桩、就地固化处理+低置换率水泥搅拌桩、就地固化处理+浮式水泥搅拌、低掺量厚处理就地固化处理、高掺量浅处理就地固化处理技术，并从就地固化后承载特性、硬壳层强度、表层压实度、土压分布变化、沉降等方面研究就地固化处理综合技术的特点，经土体就地快速固化处理后，28天单一处理的地基极限承载力分别为590KPa和360KPa(1m*1m)，总工程应用量达2000m3。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.软土地层就地固化剂配制供料设备，包括挖掘机(1)与固化剂制备设备(3)，其特征在于：所述挖掘机(1)与固化剂制备设备(3)之间设有输料管(2)，所述固化剂制备设备(3)上设有自动定量供料系统(4)，所述挖掘机(1)上设有斗臂(5)，所述斗臂(5)的末端连接有强力搅拌头(6)，所述固化剂制备设备(3)包括储料罐(17)、压力室(12)与空气压缩机(9)，所述空气压缩机(9)与压力室(12)之间连接有集气装置(10)，所述储料罐(17)与压力室(12)之间设有第二空气过滤器(14)，所述压力室(12)上设有助推阀(13)，所述储料罐(17)的下端设有环形进气口(16)，所述储料罐(17)与第二空气过滤器(14)之间设有进气阀(15)，所述进气阀(15)的两端分别与第二空气过滤器(14)、环形进气口(16)连通，所述储料罐(17)的上端设有进料口(19)与压力表(18)，所述储料罐(17)上设有阻旋式料位控制器(20)，所述储料罐(17)的下端设有出料口(21)，所述出料口(21)上连接有三通阀(22)。
2.根据权利要求1所述的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺，其特征在于：所述强力搅拌头(6)包括两个液压马达(8)，所述液压马达(8)的输出端连接有滚轴，所述滚轴上连接有搅拌叶(23)，所述搅拌叶(23)为螺旋式叶片。
3.根据权利要求1所述的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺，其特征在于：所述输料管(2)的一端与三通阀(22)连接，所述输料管(2)的另一端固定在斗臂(5)上并固定连接有固化剂输料喷嘴(7)。
4.根据权利要求1所述的软土地层就地固化剂配制供料设备及其固化工艺，其特征在于：所述集气装置(10)与压力室(12)之间设有第一空气过滤器(11)。
5.根据权利要求1-4所述的软土地层就地固化剂固化工艺，其特征在于，所述软土地层就地固化剂固化工艺包括如下步骤：
步骤一、清表：对处理区域先进行清除表面杂质等影响下沉搅拌的杂物，场地整平，施工前进行现场试搅，如遇搅拌头自身难以搅拌下沉土层，可以先对这部分土层先进行整体或局部翻挖，翻挖后大致整平后再进行固化施工，根据路面设计标高、路面厚度，路基厚度和现场建筑垃圾厚度，确定开挖清表标高；
步骤二、划分区块：将欲进行处理的区域进行放样划分区块，划分尺寸为5m×6m左右的处理区块，如遇断面变化较大的区域，处理区块可做相应调整，以方便施工；
步骤三、固化剂调配：(1)固化剂采用浆剂，根据处理段落的软土工程量计算固化剂用量，采用固化剂自动计量供料系统设置固化剂喷料速率，由于每个区域土体含水量差异较大，因此湿密度不同，施工之前对每个固化段落根据面积大小在不同区域取土体样本进行土体含水量以及湿密度检测，并依据检测结果动态调整固化剂的参量，单个区块固化剂掺量计算，根据5m×6m小区块计算土体的重量，试验段落区域经检测土体密度为1.8g/cm3，每个小区块的重量为5×6×2×1.8＝108t，常规软土固化剂参量为6％时，水泥掺量为108×4％＝4.32t，粉煤灰掺量为108×2％＝2.16t，水灰比为0.67，搅拌用水为0.67×(4.32+2.16)＝4.342t；则每30平方区块的用浆量总量为10.8t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为450kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到450kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；(2)对于鱼塘淤泥质底层，根据试验取固化剂为10％，水泥掺量为108×6％＝6.48t，粉煤灰掺量为108×4％＝4.32t，水灰比为0.6，搅拌用水为0.6×(6.48+4.32)＝6.48t，则每30平方区块的用浆量总量为17.28t，针对6m×5m共30平方的区块，按照搅拌头的尺寸大小，划分为24个小区块，则每个小区块的用浆量为720kg,施工过程中当流量计显示小区块的用量达到720kg时，就可以结束该小区块的喷浆，但仍需继续搅拌，让该小区块的浆液与土体充分搅拌均匀，保证用浆量满足要求；
步骤四、强力搅拌设备就地搅拌：(1)采用适宜的强力搅拌头对原位土进行垂直上下搅拌，搅拌设备直插式对原位土进行搅拌；(2)搅拌设备正向运行逐渐深入搅拌并喷射固化剂在搅拌头，并在强力搅拌头机械臂上标注刻度线，并搅拌头下降深度不少于设计底部以下20cm，以控制搅拌头进入土层深度，保证搅拌深度直至达到固化设计底部；为保证底部固化效果，在靠近底部0.5m范围内搅拌头升降速度适当放缓，控制在15s～20s/m，并保持搅拌头在底部停留时间控制在10s左右；(3)搅拌设备反向运行缓慢提升搅拌并喷固化剂，搅拌提升或下降的速率控制在10～20s/m，则搅拌头单次提升作业时间为t＝h/v(h为固化深度)，固化剂的喷料速率通过后台自动控料系统控制在100-250Kg/min，每个小区块搅拌时间控制在3～4分钟，每个小区块上下搅拌各3次，前2次边喷浆边搅拌，第3次不喷浆只搅拌，每个小区块搅拌完成后再整体搅拌一次。通过后台自动供料系统自动打印出每次浆液输出用量，以指导施工过程实际喷撒浆液量，从而保证5m×6m区块内搅拌均匀，满足施工过程固化剂的参量以及均匀喷撒搅拌；(4)由于搅拌头单次作业可固化面积为165×87cm，同时保证每个区域不少于5cm的搭接宽度，因此搅拌打设点间距布设设置为150×83cm；
步骤五、预压和养护：区域打设完毕后，可在打设完毕的区域铺设铁板，作为打设下一区域挖机的支撑平台同时，同时对该区域进行预压，如果淤泥层比较厚，建议隔半天或一天进行预压，从实际施工来看，对于淤泥层比较深的处理后半天到一天后并铺设铁板后即可上329DL型挖机，对于淤泥层比较浅的地方处理后铺设铁板即可上329DL型挖机，目前大部分区域过2～3天后可直接行走挖机；
步骤六、场地整平：整个场地区域固化完毕后，浅层土强度初步提高后，利用挖掘机在场内行进场地平整及碾压(挖机碾压后表层土有点松散)，整个施工结束后可设置排水沟以及铺塑料薄膜进行固化后养护。
6.根据权利要求5所述的软土地层就地固化剂固化工艺，其特征在于：所述试验段落区域软土施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.5，固化剂比重为1.60，稠度控制在9.0～10.0之间；所述鱼塘淤泥质底层施工过程中水泥浆的配合比水：水泥：粉煤灰为1:1:0.67，固化剂比重为1.45，稠度控制在8.0～9.0之间。
7.根据权利要求5所述的软土地层就地固化剂固化工艺，其特征在于：所述就地固化处理采用边固化边推进的形式进行，施工时按5m×6m模块进行细部控制，根据搅拌头的施工截面，计算出区块所需用搅拌头的施工数量，搅拌过程应保证均匀喷搅，在每个区块搅拌数量施工完成后，需再进行整体性翻搅，从而避免每个搅拌头喷搅过程中产生不均匀的可能，相邻区块之间应有不小于5cm的搭接宽度，避免漏搅，最终固化形成整体均匀性硬壳层。
8.根据权利要求5所述的软土地层就地固化剂固化工艺，其特征在于：所述施工土层分布不同，土质相差较大，对于含水量较少，有机物含量少的地段固化剂掺量定为6％，具体固化剂掺量为4％PO42.5水泥+2％二级粉煤灰，对于鱼塘地段，由于含水率较高，有机物含量较多，固化剂掺量采用10％，具体固化剂配比为6％PO42.5水泥+4％二级粉煤灰，施工前，在鱼塘上方填100cm石粉，经配合挖机拌和后，再进行就地固化施工，所述配比根据室内试验确定，现场可根据施工后固化效果、土体情况进行适当调整，三个区域均采用浆剂施工，正式施工时，水灰比不应大于0.7。
9.根据权利要求5所述的软土地层就地固化剂固化工艺，其特征在于：所述固化材料主要包括外加土、固化剂、外掺剂和水，所述外加土土粒最大粒径不应大于15mm，且大于10mm土颗粒应小于土总重量的5％，土中有机质含量(重量比)不宜超过10％；所述固化剂按化学成分可为无机型固化剂、有机型固化剂及复合型固化剂，所述外掺剂是针对不同环境和要求，按一定比例与主固化剂一同掺入，起促进或抑制作用的材料，如早强剂、稳定剂、缓凝剂与减水剂；所述水的PH值不小于6。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114457856A (zh) * 2022-02-26 2022-05-10 北京城建华夏基础建设工程有限公司 一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法
CN114506986A (zh) * 2022-03-18 2022-05-17 深圳宏业基岩土科技股份有限公司 废弃泥浆渣土原位固化拌合施工方法
CN114538723A (zh) * 2022-03-05 2022-05-27 三明市水利水电工程有限公司 一种原位固化施工方法
CN114753345A (zh) * 2022-04-13 2022-07-15 中交天津港湾工程研究院有限公司 大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法
CN115142398A (zh) * 2022-07-20 2022-10-04 宁波交通工程建设集团有限公司 海域滩涂地区先固化后搭设满堂支架的现浇箱梁施工方法
CN116378004A (zh) * 2023-04-21 2023-07-04 中铁大桥局集团第二工程有限公司 一种软土地基桥面板整体式钢混台座的施工方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114457856A (zh) * 2022-02-26 2022-05-10 北京城建华夏基础建设工程有限公司 一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法
CN114457856B (zh) * 2022-02-26 2022-10-04 北京城建华夏基础建设工程有限公司 一种局部加深基坑的止水施工设备及其止水施工方法
CN114538723A (zh) * 2022-03-05 2022-05-27 三明市水利水电工程有限公司 一种原位固化施工方法
CN114538723B (zh) * 2022-03-05 2023-10-17 三明市水利水电工程有限公司 一种原位固化施工方法
CN114506986A (zh) * 2022-03-18 2022-05-17 深圳宏业基岩土科技股份有限公司 废弃泥浆渣土原位固化拌合施工方法
CN114506986B (zh) * 2022-03-18 2023-08-15 深圳宏业基岩土科技股份有限公司 废弃泥浆渣土原位固化拌合施工方法
CN114753345A (zh) * 2022-04-13 2022-07-15 中交天津港湾工程研究院有限公司 大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法
CN114753345B (zh) * 2022-04-13 2024-02-09 中交天津港湾工程研究院有限公司 大面积软土地基智能固化施工控制系统及使用方法
CN115142398A (zh) * 2022-07-20 2022-10-04 宁波交通工程建设集团有限公司 海域滩涂地区先固化后搭设满堂支架的现浇箱梁施工方法
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