CN206681027U - 一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，包括设置于水泥拌浆装置中注浆管上的自动瞬时流速计和累计流量计、设置于注浆管上的变频调速送浆泵、以及调控操作面板，变频调速送浆泵配备变频电机，变频调速送浆泵的控制端设置于调控操作面板上，自动瞬时流速计和累计流量计均与调控操作面板相连，以将检测到的流量信息显示于调控操作面板上，注浆量的大小由调速器和自动瞬时流速计及累计流量计进行监控和调控，通常根据钻进速度和地层状况在130～180L/min范围内进行适当调整。以解决现有五轴水泥土搅拌技术所存在不足的问题。本实用新型属于建筑施工技术领域。

Description

一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统

技术领域

本实用新型涉及一种新型高效止水帷幕施工技术，属于建筑施工技术领域。

背景技术

在基坑支护工程施工中，随着五轴水泥土搅拌桩的广泛使用，从施工工艺、桩侧强度、经济效益等成果来看，五轴水泥土搅拌桩在土体加固、成本控制方面都能取得理想的效果，具有较高的推广价值。作为一项尚在开发中的新技术，五轴水泥土搅拌技术仍存在一些不足之处，这就需要我们在工程施工中，对其施工质量进行严格的控制，结合项目实际情况，不断优化施工方案，严格控制施工质量，为此设计了一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，以解决现有五轴水泥土搅拌技术所存在不足的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，包括设置于水泥拌浆装置中注浆管上的自动瞬时流速计和累计流量计、设置于注浆管上的变频调速送浆泵、以及调控操作面板，变频调速送浆泵配备变频电机，变频调速送浆泵的控制端设置于调控操作面板上，自动瞬时流速计和累计流量计均与调控操作面板相连，以将检测到的流量信息显示于调控操作面板上，注浆量的大小由调速器和自动瞬时流速计及累计流量计进行监控和调控，通常根据钻进速度和地层状况在130～180L/min范围内进行适当调整。

前述调控系统中，止水帷幕施工所用空气压缩机上设置有电控阀门，其供气管路上设置有压力表，电控阀门和压力表也均与调控操作面板相连，以便供压操控，供气量由空气压缩机上的电控阀门结合压力表控制，电控阀门的控制端设置于调控操作面板上，压力表与调控操作面板相连，以在调控操作面板上显示压力数据，一般控制压力0.3～0.4Mpa，施工过程中供气不得中断；

前述调控系统中，止水帷幕施工所用搅拌桩为五轴水泥搅拌桩，五轴水泥搅拌桩上设置有桩架导杆标尺，桩架导杆标尺还对应设置有计时器，计时器设置于调控操作面板上，以显示操作时间，联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min范围内；

前述调控系统中，水泥拌浆装置为水泥自动配料拌浆装置，配料采取自动计量的方式，使水泥和水的用量精确计量，确保水泥土搅拌桩的施工质量，水泥拌浆装置通过注浆管与五轴水泥搅拌桩相连，水泥拌浆装置中水泥掺量为13％。

与现有技术相比，利用本实用新型能够做到精确投料，根据土层的不同，合理的调整出浆量，实现精细化施工，配合五轴水泥土搅拌技术，达到基坑施工期间侧向变形小，抗渗效果明显，对周边土体形成稳固的约束作用，有效保护周边管线的安全，同时又创造了较好的经济效益和时间效益的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是搅拌桩强度试验结果折线图(7d)；

图3是搅拌桩强度试验结果折线图(14d)；

图4是搅拌桩强度试验结果折线图(28d)；

图5是水泥掺量实验结果折线图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过附图对实用新型作进一步地详细描述。

实施例：

参照图1，本实施例提供一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，包括设置于水泥拌浆装置1中注浆管11上的自动瞬时流速计2和累计流量计3、设置于注浆管11上的变频调速送浆泵4、以及调控操作面板5，变频调速送浆泵4配备变频电机，变频调速送浆泵4的控制端设置于调控操作面板5上，自动瞬时流速计2和累计流量计3均与调控操作面板5相连，以将检测到的流量信息显示于调控操作面板5上，注浆量的大小由调速器和自动瞬时流速计及累计流量计进行监控和调控，通常根据钻进速度和地层状况在130～180L/min范围内进行适当调整。

水泥拌浆装置1为水泥自动配料拌浆装置，配料采取自动计量的方式，使水泥和水的用量精确计量，确保水泥土搅拌桩的施工质量，水泥拌浆装置1通过注浆管11与五轴水泥搅拌桩9相连，水泥拌浆装置1中水泥掺量为13％。

止水帷幕施工所用空气压缩机6上设置有电控阀门7，其供气管路61上设置有压力表8，电控阀门7和压力表8也均与调控操作面板5相连，以便供压操控，供气量由空气压缩机上的电控阀门结合压力表控制，电控阀门7的控制端设置于调控操作面板5上，压力表8与调控操作面板5相连，以在调控操作面板5上显示压力数据，一般控制压力0.3～0.4Mpa，施工过程中供气不得中断；止水帷幕施工所用搅拌桩为五轴水泥搅拌桩9，五轴水泥搅拌桩9上设置有桩架导杆标尺91，桩架导杆标尺还对应设置有计时器10，计时器10设置于调控操作面板5上，以显示操作时间，联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min范围内；

实验例：

1.工程概况：以位于上海市闵行区某工程项目为例，建筑面积9.29万㎡，地上5.12万㎡，地下4.17万㎡，基坑面积2.16万㎡，周长658米，整体为2层地下室，基坑开挖深度为8.8～12.5m，基坑围护形式采用钻孔灌注桩挡土+水泥搅拌桩止水+二道钢筋混凝土支撑(局部一道钢支撑)。

2.施工难度

该工程施工桩幅多，工期紧，基坑周围环境复杂，保护等级高，介于上述理由，项目部提出了三种水泥土搅拌桩施工方案：双轴、三轴、五轴水泥土搅拌桩工艺，其中五轴水泥搅拌桩设备上安装了所述智能化调控系统。

3.方案对比

3.1施工工艺对比

方案一：双轴水泥土搅拌桩工艺

(1)机架为井字架，走管式行走，稳定性差，工效低，劳动强度大；

(2)钻杆的直径较小，其刚度小，易发生变形，表现为搅拌桩在下部沿轴线方向的开口；

(3)搭接接头过多，易出现渗漏现象。

方案二：三轴水泥土搅拌桩工艺

(1)三轴搅拌桩水泥掺量大(一般为20％)，成本高；

(2)三轴搅拌桩后台无相应计量设备，无法做到精确投料；

(3)两轴喷浆，一轴喷气，水泥土搅拌不均匀。

方案三：五轴水泥土搅拌桩工艺

(1)5根钻杆并排布置，三轴送浆、两轴送气，增加了单次成桩的根数，减少了套打接头的数量；

(2)转轴间的旋转方向互为相反，能自稳平衡，保证了钻具垂直精度小于4‰；

(3)水泥掺量较低，一般取13％～15％；

(4)设备上安装了智能化计量设备，改变了搅拌桩施工中水泥使用无法准确计量的缺点。

3.2搅拌桩强度对比

在试验场地分别施工双轴搅拌桩5组，三轴搅拌桩4组和五轴搅拌桩2组，进行7d，14d，28d的取芯强度试验，进行芯样无侧限抗压强度试验，得到不同龄期的抗压强度，实施概况见图2-4：

如折线图所示，从不同龄期来看，五轴搅拌桩的强度普遍高于三轴搅拌桩，二轴搅拌桩；同时五轴搅拌桩的变异系数较小，强度变化幅度小，搅拌较均匀，能让水泥与土充分作用，形成较厚的水泥石骨架，提高水泥土的强度，相反，三轴搅拌桩的施工机械搅拌土体不均匀，未搅拌开的土团内水泥掺入比将不同程度地小于设计掺入比，桩体各部位强度差异很大。

从室内抗压强度试验结果来看，三轴搅拌桩的强度值较低，且离散性较大，二轴搅拌桩的强度较好，但不同龄期的离散性变化较大，而五轴搅拌桩的强度值最高，离散性也较小。

3.3经济效益对比

与目前一般止水帷幕所采用的三轴水泥土搅拌桩相比，五轴水泥土搅拌桩采用智能数字化操作系统，工艺先进，整体性、抗渗性、稳定性好、同时相同基坑面积，桩幅量减少了224幅，工期缩短了8天，降低了工程造价，与一般的三轴水泥土搅拌桩对比节省费用120余万元，最终确定选用五轴水泥土搅拌桩工艺施工。

4.工艺优化

4.1水泥掺量优化

分别选取在不同水泥掺量条件下(7％、13％、20％)、不同龄期下(7d、14d、28d)的五轴水泥土搅拌桩进行无侧限抗压强度试验，确定最佳水泥掺量。

由上述试验结果可以看出，水泥掺量为13％的五轴水泥土搅拌桩在28d时无侧限抗压强度已经大于0.8Mpa，满足软土地基止水帷幕抗压强度要求，同时先进的施工工艺，保证土体与水泥浆的充分搅拌，质量能得到进一步的保障。

4.2施工精度的优化

相比于传统的搅拌桩工艺，本实验例在五轴水泥搅拌桩设备上安装了智能化调控系统，配备变频电机的送浆系统可人为控制不同深度变量喷浆，当土质出现上下不均匀时可随时调节浆量，这使得浆液的使用功效得以提升，在打桩的整个过程中实现智能化，改变了搅拌桩施工工艺中水泥使用无法准确计量的缺点：

1)一般用桩架导杆标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min范围内。在此过程中，将置存于储留沟中的水泥土混合物回灌，对墙体进行进一步的填充。

2)注浆量的大小由装在操作台的调速器(控制端)和自动瞬时流速计及累计流量计监控，通常根据钻进速度和地层状况在130～180L/min范围内进行适当调整。

3)供气量由空气压缩机上的阀门结合压力表控制；一般控制压力0.3～0.4Mpa，施工过程中供气不得中断。

5结语

五轴水泥搅拌桩施工设备上安装了一系列智能化监控设备，能够做到精确投料，根据土层的不同，合理的调整出浆量，达到了精细化施工，与传统搅拌桩相比，其刚度较大，从现场成品效果看，基坑施工期间侧向变形小，抗渗效果明显，对周边土体形成稳固的约束作用，可有效保护周边管线的安全，同时又创造了较好的经济效益和时间效益。

在基坑支护工程施工中，随着五轴水泥土搅拌桩的广泛使用，从施工工艺、桩侧强度、经济效益等成果来看，五轴水泥土搅拌桩在土体加固、成本控制方面都能取得理想的效果，具有较高的推广价值。作为一项尚在开发中的新技术，五轴水泥土搅拌桩仍存在一些不足之处，这就需要我们在工程施工中，对其施工质量进行严格的控制，结合项目实际情况，不断优化施工方案，严格控制施工质量。

Claims (4)

1.一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，其特征在于：包括设置于水泥拌浆装置(1)中注浆管(11)上的自动瞬时流速计(2)和累计流量计(3)、设置于注浆管(11)上的变频调速送浆泵(4)、以及调控操作面板(5)，变频调速送浆泵(4)配备变频电机，变频调速送浆泵(4)的控制端设置于调控操作面板(5)上，自动瞬时流速计(2)和累计流量计(3)均与调控操作面板(5)相连，以将检测到的流量信息显示于调控操作面板(5)上。

2.根据权利要求1所述一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，其特征在于：止水帷幕施工所用空气压缩机(6)上设置有电控阀门(7)，其供气管路(61)上设置有压力表(8)，电控阀门(7)的控制端设置于调控操作面板(5)上，压力表(8)与调控操作面板(5)相连，以在调控操作面板(5)上显示压力数据。

3.根据权利要求1所述一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，其特征在于：止水帷幕施工所用搅拌桩为五轴水泥搅拌桩(9)，五轴水泥搅拌桩(9)上设置有桩架导杆标尺(91)，桩架导杆标尺还对应设置有计时器(10)，计时器(10)设置于调控操作面板(5)上，以联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min范围内。

4.根据权利要求3所述一种用于止水帷幕施工的智能化调控系统，其特征在于：水泥拌浆装置(1)为水泥自动配料拌浆装置，水泥拌浆装置(1)通过注浆管(11)与五轴水泥搅拌桩(9)相连。