CN217204018U - 一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，包括埋设于挖方段土层中的若干基桩，配合任一基桩设有注射机构；配合所述注射机构设有传感器，配合所述注射机构设有调节机构。在挖方段土层中埋设若干基桩，并配合基桩设置注射机构，以配合注射机构的传感器进行沉降或变形的监测，一旦出现沉降或变形，首先注射部分固化剂，起到稳定的作用，随后以调节机构进行调整，逐步由下至上完成固化剂的注射和翻拌，进而实现多个基桩及其间的区域的就地固化稳定。本实用新型特别适用于软弱地基土，施工稳定、固化剂注射均匀，有效对地基土的情况进行动态监控并给予调整，确保施工效率、效果，工期短，有利于工程的推进。

Description

一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备

技术领域

本实用新型涉及基础；挖方；填方的技术领域，特别涉及一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备。

背景技术

就地固化是一种利用固化剂对软土等土体进行就地固化处理，使土体达到一定强度或其它使用要求，从而对土体进行就地利用或达到地基处理要求的技术方法。

对于软弱地基土的施工，特别是挖方段的施工来说，就地固化的优势是非常明显的，包括：

（1）能够实现工程废弃土的零排运，降低运输及堆放对环境的影响程度；

（2）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；

（3）无需开挖工作，减少对周围建筑物的影响；

（4）施工速度快（无需挖掘和填埋，快速高效），无硬壳层区域可快速形成硬壳层；

（5）实现资源的循环利用，节能环保。

然而，对于软弱地基土，如河床、滩涂区域来说，其多为淤泥质土，具有含水量高、压缩性高、易扰动变形、承载力差等特性；而现有技术采用的是以常规的搅拌头进行搅拌，并将添加的固化剂均匀拌入土体内部，通过控制固化剂的添加量进行精确计量、控制固化程度的技术，这种技术在常规的软土上比较适用，但在软弱地基土上无法进行较为稳定的施工作业，地基土的情况可能随着施工的进行随时发生变化，进而导致施工工期延长、施工效果差，后期修复、返工率高，不利于工程的推进。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化结构的适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备。

本实用新型所采用的技术方案是，一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，所述设备包括埋设于挖方段土层中的若干基桩，配合任一基桩设有注射机构；配合所述注射机构设有传感器，配合所述注射机构设有调节机构。

优选地，所述基桩成阵列埋设于挖方段土层中，任一所述基桩的底部设于持力层。

优选地，配合所述注射机构的基桩上设有长孔，所述长孔水平环设于基桩上或竖直环设于基桩上。

优选地，相邻的长孔错位设置。

优选地，所述注射机构包括配合所述基桩设置的注射管和对应的柔性管，所述注射管底部设有注射头，所述注射管的顶部连接至试剂仓；所述柔性管的底部与注射管底部固定连接，所述柔性管的顶部配合设有调节机构。

优选地，所述调节机构包括设于基桩顶部相对侧的耳座，对应两个耳座设有卷轴，所述卷轴的两端通过轴承与对应的耳座配合；所述柔性管的顶部固定于卷轴上。

优选地，配合卷轴的任一端的耳座外设有旋转把手，配合所述旋转把手设有棘轮机构。

优选地，所述传感器为设于注射头处的气压传感器或水平高度传感器。

优选地，所有的所述注射管通过电磁阀连接至试剂仓，所述电磁阀为单通阀和/或多通阀。

本实用新型涉及一种优化结构的适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，在挖方段土层中埋设若干基桩，并配合基桩设置注射机构，以配合注射机构的传感器进行沉降或变形的监测，一旦出现沉降或变形，首先注射部分固化剂，起到稳定的作用，随后以调节机构进行调整，逐步由下至上完成固化剂的注射和翻拌，进而实现多个基桩及其间的区域的就地固化稳定。

本实用新型的有益效果在于，特别适用于软弱地基土，施工稳定、固化剂注射均匀，有效对地基土的情况进行动态监控并给予调整，确保施工效率、效果，工期短，有利于工程的推进。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为图1中B的局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图所示，本实用新型涉及一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，所述设备包括埋设于挖方段土层5中的若干基桩1，配合任一基桩1设有注射机构；配合所述注射机构设有传感器2，配合所述注射机构设有调节机构。

本实用新型中，首先需要说明的是，常规的固化设备主要是与挖机和搅拌头匹配的输浆管（图中未示出），通过挖机的开挖、搅拌头的搅拌、输浆管的注射进行就地固化施工，这些常规的挖机和搅拌头与输浆管配合，主要是用于在某个面上进行施工作业，如图1中两个基桩1间的大幅区域；而本实用新型中的固化设备除了常规的这些部件外，主要为点操作施工用的固化设备，此固化设备除了与对某个施工场地的某些点进行固化施工外，更重要的是可以对常规的挖掘机和注射机的工作方向进行指引；即本实用新型的固化设备还包括输浆管，输浆管的一端与试剂仓9连接，另一端与挖机和/或搅拌头配合设置。

本实用新型中，基于预设的规则在挖方段土层5中埋设若干基桩1，若干基桩1可以依据对当前场地的测量结果进行埋设；当当前挖方段的土层性状较为统一时，可以阵列化设置基桩1，而若某些位置的土层含水量特别高、压缩性特别高、特别易扰动变形或承载力差，则可以考虑在这些位置设置密度更大的基桩1集群，即配合更为密集的点固化。

本实用新型中，配合基桩1设置注射机构，实现点注射操作，一方面有利于整体地基土的局部固化，另一方面有利于以配合注射机构的传感器2进行沉降或变形的监测，并在出现沉降或变形后进行部分固化剂的注射，起到稳定的作用。

本实用新型中，逐步由下至上完成当前挖方段土层5的固化剂的注射和翻拌，这个过程主要以调节机构进行调整，进而实现多个基桩1及其间的区域的就地固化稳定。

本实用新型中，由传感器2向控制器发送相应的传感数据/信息，控制器基于数据/信息，控制注射机构完成注射，并对注射机构以调节机构进行位置的调节；此处控制器完成的工作为本领域常规技术，本领域技术人员可以依据需求设置匹配的控制器，如PLC完成以上作业，本实用新型的创造点不在于控制器的实现。

所述基桩1成阵列埋设于挖方段土层5中，任一所述基桩1的底部设于持力层3。

配合所述注射机构的基桩1上设有长孔4，所述长孔4水平环设于基桩1上或竖直环设于基桩1上。

相邻的长孔4错位设置。

本实用新型中，主要考虑挖方段的土层性状较为统一的情况，此时基桩1成阵列埋设于挖方段土层5中，且基桩1被打桩至持力层3，确保其稳固。

本实用新型中，由于注射机构的存在，故基桩1上设置长孔4，长孔4可以为水平设置也可以为竖直设置；

当长孔4为水平设置时，若干长孔4首尾连接在一个水平高度上，不同的水平高度间，长孔4错位设置；

当长孔4为竖直方向设置时，若干长孔4由上至下设于基桩1的桩壁上，相邻的两列长孔4错位设置。

本实用新型中，以长孔4的设置确保注射机构喷射的药剂可以通过狭长的开口获得更大的喷射强度，以错位设置确保喷射的药剂的喷射范围，进而确保局部固化的效果。

所述注射机构包括配合所述基桩1设置的注射管6和对应的柔性管7，所述注射管6底部设有注射头8，所述注射管6的顶部连接至试剂仓9；所述柔性管7的底部与注射管6底部固定连接，所述柔性管7的顶部配合设有调节机构。

所述调节机构包括设于基桩1顶部相对侧的耳座10，对应两个耳座10设有卷轴11，所述卷轴11的两端通过轴承与对应的耳座10配合；所述柔性管7的顶部固定于卷轴11上。

配合卷轴11的任一端的耳座10外设有旋转把手12，配合所述旋转把手12设有棘轮机构。

本实用新型中，以注射管6从试剂仓9输送固化剂，以其底部的注射头8完成注射；而柔性管7的底部与注射管6底部固定连接，其作用在于以其顶部与调节机构配合、进行注射头8的高度调节，即，调节机构工作，柔性管7被拉起、带动注射头8被拉起。

本实用新型中，注射头8设于注射管6的底部，但其注射液的输出可以在注射头8的侧部和/或底部。

本实用新型中，将柔性管7的顶端部固定在卷轴11上，通过卷轴11的转动，柔性管7可以在卷轴11上绕圈，进而实现柔性管7底部连接的注射头8的上拉和下放。

本实用新型中，为了便于操作，在卷轴11的端部设置旋转把手12，转动旋转把手12即可完成预设长度的柔性管7的收放；为了便于控制收放的柔性管7的长度，旋转把手12与卷轴11可以以键（图中未示出）配合、或是以齿轮（图中未示出）啮合，同时配合旋转把手12设置棘轮机构，此为本领域技术人员容易理解的内容，即仅满足单向转动、松开后不会产生柔性管7的下端下坠的情况，防止逆转，一般来说，棘轮13-1与旋转把手12同轴且固定设置（或为一体），配合的棘爪13-2可以设置在基桩1上缘或与其他固定位置如耳座10进行配合，如图2所示。

所述传感器2为设于注射头8处的气压传感器2或水平高度传感器2。

本实用新型中，传感器2的作用为感测当前的高度，原则上当前工作区域周围的传感器2传输的数据应当一致，当存在差异时，则表示某个位置的基桩1可能发生了一些形变或出现沉降，即需要注射固化剂进行局部固化，排除影响；在此基础上，传感器2仅需要满足可以传输高度数据即可，其可以被设置为包括但不限于气压传感器2、水平高度传感器2等。

所有的所述注射管6通过电磁阀14连接至试剂仓9，所述电磁阀14为单通阀和/或多通阀。

本实用新型中，注射管6与试剂仓9间的连接通过电磁阀14进行控制。

本实用新型中，试剂仓9与每个注射管6的工作都可以设置为相对独立，也可以设置为联动，如某两个基桩1的位置特别关联，需要整体进行固化剂注射；对于上述两种情况，电磁阀14可以设置为单通阀也可以设置为多通阀，甚至为单通阀和多通阀的组合亦可，可以用于实现复杂的注射目的。

本实用新型中，完成工作后，调节机构可以依据情况拆除，柔性管7、注射管6、注射头8等均可以回收再利用，有利于降低施工成本。

本实用新型的适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备的固化方法包括以下步骤：

步骤1：划定挖方段就地固化范围；以预设规则将基桩1成阵列埋设于挖方段土层5中，基桩1的底部触及持土层3；

步骤1中，划定挖方段就地固化范围后，对挖方段进行测量，确认土层性状；依据对当前场地的测量结果进行基桩1的埋设；当当前挖方段的土层性状较为统一时，可以阵列化设置基桩1，而若某些位置的土层含水量特别高、压缩性特别高、特别易扰动变形或承载力差，则可以考虑在这些位置设置密度更大的基桩1。

后续的步骤以任一当前操作区域进行表述。

步骤2：将柔性管7放线，直至注射头8置于基桩1内底部，获得当前传感器2的高度数据，此处针对当前操作区域，获得多个基桩1内传感器2的高度；以若干基桩1的围拢区域为待就地固化的区域，设置挖机和搅拌头，以挖机进行挖掘、以搅拌头进行固化剂与土壤的混拌，配合搅拌头设有输浆管，所述输浆管与试剂仓9连接，用于输送固化剂；

步骤3：挖机和搅拌头工作于传感器2当前传感的高度范围内，同时打开电磁阀14，试剂仓9中的固化剂通过注射头8和输浆管向挖方段土层5进行注射；

本实用新型中，采用分层处理的方式，由下至上处理每段土层、进行固化，故挖机和搅拌头工作于传感器2当前传感的高度范围内。

步骤4：完成当前高度的就地固化后，确认当前待就地固化的区域的所有传感器2的高度数据，若任一传感器2的数据存在阈值外的偏差，则打开对应的电磁阀14，试剂仓9中的固化剂通过注射头8向挖方段土层5进行再次注射，静置，直至数据的反馈位置在正常的范围内；向当前高度的基桩1内回填土15，并打开电磁阀14，试剂仓9中的固化剂通过注射头8向回填土15进行注射；

步骤4中，以挖机和搅拌头及其配合的输浆管和注射头8对当前操作区域的当前高度层进行面固化，包括输浆管配合挖机和搅拌头完成的几个基桩1间的区域的面固化及注射头8向中心喷射的固化剂而达成的面固化，主要如图1中两个基桩1间的大幅区域；以基桩1内的注射头8对当前操作区域的当前高度层进行点固化，主要指注射头8向下及向周围小范围喷射的固化剂而达成的点固化；在完成后获得传感器2的数据，若传感器2的数据存在偏差，则软弱地基土的结构可能发生了变动，如沉降，在这种情况下，需要进一步以试剂仓9中的固化剂通过注射头8向挖方段土层5进行局部固化，确保其固化效果。

步骤4中，完成每一层的固化后，将当前高度的基桩1内以回填土15进行封填，并同样以固化剂进行固化，完成当前层的整体固化处理。

步骤5：将柔性管7回卷，注射头8升高，获得当前传感器2的高度数据，重复步骤3和4，直至注射头8的高度与挖方段土层5的表面齐平，进行下一步；

步骤6：向基桩1内填回填土15至与基桩1的上部开口齐平，打开电磁阀14，试剂仓9中的固化剂通过注射头8向回填土15进行注射；

本实用新型中，对于统一高度的土层5来说，当前操作区域的处理高度与注射头8的处置高度应当一致，故当前操作区域已经处理完毕时，注射头8的高度与挖方段土层5的表面刚刚齐平，此时填入回填土15，并进行当前操作区域最后的点固化操作。

步骤7：完成固化，进行预压和养护。

本实用新型仅表述由几个基桩1围拢的一个操作区域，若当前操作区域外还存在其他操作区域，则重复步骤2~7，直至整个挖方段土层5就地固化完成。

Claims (9)

1.一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所述设备包括埋设于挖方段土层中的若干基桩，配合任一基桩设有注射机构；配合所述注射机构设有传感器，配合所述注射机构设有调节机构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所述基桩成阵列埋设于挖方段土层中，任一所述基桩的底部设于持力层。

3.根据权利要求1所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：配合所述注射机构的基桩上设有长孔，所述长孔水平环设于基桩上或竖直环设于基桩上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：相邻的长孔错位设置。

5.根据权利要求3所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所述注射机构包括配合所述基桩设置的注射管和对应的柔性管，所述注射管底部设有注射头，所述注射管的顶部连接至试剂仓；所述柔性管的底部与注射管底部固定连接，所述柔性管的顶部配合设有调节机构。

6.根据权利要求5所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所述调节机构包括设于基桩顶部相对侧的耳座，对应两个耳座设有卷轴，所述卷轴的两端通过轴承与对应的耳座配合；所述柔性管的顶部固定于卷轴上。

7.根据权利要求6所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：配合卷轴的任一端的耳座外设有旋转把手，配合所述旋转把手设有棘轮机构。

8.根据权利要求5所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所述传感器为设于注射头处的气压传感器或水平高度传感器。

9.根据权利要求5所述的一种适用于软弱地基土的挖方段就地固化设备，其特征在于：所有的所述注射管通过电磁阀连接至试剂仓，所述电磁阀为单通阀和/或多通阀。

Images