CN220035081U - 一种湿喷路拌式表层软基快速处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种湿喷路拌式表层软基快速处理设备，包括刨铣车架、刨铣装置、注浆泵和制浆装置，刨铣装置安装在刨铣车架上，并通过刨铣车架的移动来拖动刨铣装置与土体之间的位移；刨铣装置的顶部安装有喷浆单元，喷浆单元的喷浆口朝向于刨铣装置的内部，喷浆单元的进浆口通过输浆管与注浆泵的一端连通，注浆泵的另一端通过输浆管与制浆装置连通，喷浆单元将来自注浆泵的固化剂浆液撒布至刨铣装置的内部，且固化剂浆液与通过刨铣装置刨出的土体进行混合并固化土体；本实用新型具有施工效率高、工期短、地基承载力提高快、工序简单、成本低的优点。

Description

一种湿喷路拌式表层软基快速处理设备

技术领域

本实用新型属于地基基础施工机械设备技术领域，尤其涉及一种湿喷路拌式表层软基快速处理设备。

背景技术

在工程中，往往会遇到需要在软弱的场地上进行施工的工况，施工前需要对场地进行处理，以满足施工机械载重要求，保证施工机械的稳定性，不致发生机械下陷、设备倒塌等安全事故。目前，施工场地的表层软基处理技术主要有置换铺填、强夯挤密、真空预压等，通过这些手段可以明显地提高场地承载力，但这些技术常常面临工期过长、成本过高、环境破坏等问题，另外，在一些城市建设工程中，通常也会采用直接铺填建筑垃圾或开山碎石土临时提高场地地基的承载力，但是在各类机械登地施工结束后需要开挖移除土方的工程中，上述问题更加突出：前期增填的铺填料在后期开挖过程中实际上增加了渣土挖除工程量以及处置工程量，直接增加了工程成本。

传统路拌工艺是通过利用固化表层原位土体达到提高场地承载力的一种方法，能够很好地规避上述工艺的大部分缺点，但是，表层软基处理除了要解决处理后土体承载力提高的问题，而未处理的土体如何承载土体加固施工设备却是更为首要的问题。传统路拌工艺一般采用自行式布料设备先铺料，再使用自行式路拌设备在相同路线上进行混拌，虽然施工高效，但设备庞大，根本无法适应软基施工，特别是自行式布料设备，决定效率的单趟载料重量与软土场地通过性是一个对立的问题：单趟载料多，效率高，但车身重易陷车，单趟载料少，车身轻易通过但效率低。除此之外，传统工艺需要多种设备配合，不同设备间的工作量匹配、工艺衔接致使工艺复杂、设备费高昂。

目前，还没有一种工法和设备能够适应软基施工且快速有效地提高表层软基的地基承载力，同时又不会过多地增加工程成本和延长工期。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种施工效率高、工期短、地基承载力提高快、工序简单、成本低的湿喷路拌式表层软基快速处理设备。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，这种湿喷路拌式表层软基快速处理设备包括刨铣车架、刨铣装置、注浆泵和制浆装置，所述刨铣装置安装在所述刨铣车架上，并通过所述刨铣车架的移动来拖动所述刨铣装置与土体之间的位移；所述刨铣装置的顶部安装有喷浆单元，所述喷浆单元的喷浆口朝向于所述刨铣装置的内部，所述喷浆单元的进浆口通过输浆管与所述注浆泵的一端连通，所述注浆泵的另一端通过输浆管与所述制浆装置连通，所述喷浆单元将来自所述注浆泵的固化剂浆液撒布至所述刨铣装置的内部，且固化剂浆液与通过所述刨铣装置刨出的土体进行混合并固化土体。

本实用新型的有益效果为：与现有技术相比，1、具有制浆装置与刨铣装置直连特点，且后台搅拌好的浆料通过输浆管直接与喷浆单元连接，浆液即拌即用，可不间断供浆，省去了布料设备；解决了布料设备载重大无法通过的问题，解决了布料施工与路拌施工不同步的问题，减少了人工，大幅降低了成本；2、具备布料与路拌一体特点，解决了处理设备在软土场地上通过性的问题，解决了传统的分步骤流水施工操作带来的施工繁琐、工期长的问题，解决了扬尘环境污染以及干料混合不匀的技术难题。

作为优选，所述刨铣装置包括混合仓体、刨铣转子，所述刨铣转子安装在所述混合仓体内，所述喷浆单元安装在所述混合仓体的顶部，且所述喷浆单元沿所述混合仓体的长度方向设置并位于所述刨铣转子的斜上方；将喷浆单元安装在混合仓体的顶部，最大限度地保证了喷浆单元的喷浆孔道不会被刨松堆积的土体直接挤压堵塞。

作为优选，所述刨铣转子通过铰接方式安装在所述混合仓体内并通过动力单元驱动旋转，所述混合仓体通过支撑连杆铰接在所述刨铣车架的动力驱动端上；通过上述结构的设置，可以使得混合仓体实现提起下放动作，同时刨铣转子能随电机的驱动而转动。

作为优选，所述喷浆单元包括走浆管道，所述走浆管道沿所述混合仓体的长度方向设置并固定在所述混合仓体的顶部，所述走浆管道的管壁上设有进浆接口，且所述进浆接口位于所述混合仓体外并与所述输浆管连接，所述走浆管道的管壁上还设有喷浆孔道，且所述喷浆孔道的开口方向朝向于所述刨铣转子；通过上述结构的设置，不但便于拆卸，同时还能使得浆料能在混合仓体内部喷洒，解决了扬尘环境污染以及干料混合不匀的技术难题。

作为优选，所述喷浆孔道沿所述走浆管道的长度方向设置，且所述喷浆孔道的开孔面积均相等；所述喷浆孔道为等宽缝式、等距孔式或多孔联通式；以保证在刨铣转子幅宽b范围内喷浆均匀。

作为优选，所述喷浆孔道的喷射方向呈斜向下并与所述混合仓体前进的方向相反，且所述喷浆孔道的喷射方向与土体运动方向为同向；这样可以避免因刨铣转子高速旋转带起的土直接撞击喷浆孔道至堵塞，影响喷浆的均匀性。

作为优选，所述走浆管道的两端均设有螺纹孔，通过所述螺纹孔安装有止浆螺塞；当走浆通道因某些原因发生堵塞通浆不畅时，可通过旋出两头的止浆螺塞，使用其他工具进行快速疏通操作，大大降低了疏通的难度。

作为优选，所述制浆装置安装在硬质地基上，所述制浆装置包括制浆后台和固化剂储料仓，所述固化剂储料仓的底部设有出料口，通过输送通道将所述出料口与所述制浆后台的进料口连通，所述制浆后台将制备好的浆液通过输浆管输送至注浆泵内；通过上述结构的设置，后台搅拌好的浆料通过输浆管直接与喷浆单元连接，即拌即用，可不间断供浆，省去了布料设备，解决了布料设备载重大无法通过的问题，解决了布料施工与路拌施工不同步的问题，减少了人工，大幅降低了成本。

作为优选，所述刨铣车架上的车轮为履带，通过采用履带式结构的刨铣车架，可增大接地面积的行走，可以满足在原始的软土场地上进行施工，克服机械无法行走、下陷等问题。

附图说明

图1是本实用新型的湿喷路拌式表层软基快速处理设备结构示意图。

图2是本实用新型的履带式车架结构示意图。

图3是本实用新型的刨铣装置侧视剖面结构示意图。

图4是本实用新型的刨铣装置内部横向结构示意图。

图5是本实用新型的喷浆单元结构示意图一。

图6是本实用新型的喷浆单元结构示意图二。

图7是本实用新型的喷浆单元结构示意图三。

附图中的标号分别为：1、刨铣车架；2、刨铣转子；3、混合仓体；4、喷浆单元；401、止浆螺塞；402、走浆通道；403、喷浆孔道；404、进浆接口；5、注浆泵；6、制浆后台；7、固化剂储料仓；71、出料口；8、输浆管；9、履带；10、刨铣装置；11、制浆装置；12、支撑连杆；13、输送通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：如附图1至7所示，本实用新型包括刨铣车架1、刨铣装置10、注浆泵5和制浆装置11，刨铣装置10安装在刨铣车架1上，并通过刨铣车架1的移动来拖动刨铣装置10与土体之间的位移；刨铣装置10的顶部安装有喷浆单元4，喷浆单元4的喷浆口朝向于刨铣装置10的内部，喷浆单元4的进浆口通过输浆管8与注浆泵5的一端连通，注浆泵5的另一端通过输浆管8与制浆装置11连通，喷浆单元4将来自注浆泵5的固化剂浆液撒布至刨铣装置10的内部，且固化剂浆液与通过刨铣装置10刨出的土体进行混合并固化土体。该注浆泵5为矿用变频高压注浆泵，可根据自动化算法控制程序指令实时调节泵浆流量；制浆后台6配备有智能化的控制柜，可根据要求自动不间断地制备出合格的固化剂浆液，采用了自动化的控制方式，使得施工固化单位表层软土材料用量精准符合设计要求。

如附图3、4所示，刨铣装置10包括混合仓体3和刨铣转子2，刨铣转子2安装在混合仓体3内，喷浆单元4安装在混合仓体3的顶部，且喷浆单元4沿混合仓体3的长度方向设置并位于刨铣转子2的斜上方。

刨铣转子2通过铰接方式安装在混合仓体3内并通过动力单元驱动旋转，混合仓体3通过支撑连杆12铰接在刨铣车架1的动力驱动端上。该动力单元为电机或液压马达。

喷浆单元4包括走浆管道402，走浆管道402沿混合仓体3的长度方向设置并固定在混合仓体3的内壁顶部，走浆管道402的管壁上设有进浆接口404，且进浆接口404位于混合仓体3外并与输浆管8连接，走浆管道402的管壁上还设有喷浆孔道403，且喷浆孔道403的开口方向朝向于刨铣转子2。或走浆管道402固定在混合仓体3的外壁顶部，走浆管道402管壁上的喷浆孔道403对准混合仓体3所设有的长缝往里喷浆并朝向于刨铣转子2。

喷浆孔道403沿走浆管道402的长度方向设置，且喷浆孔道403的开孔面积均相等；喷浆孔道403为等宽缝式、等距孔式或多孔联通式。如图5所示为等宽缝式，如图6所示为等距孔式，如图7所示为多孔联通式。

喷浆孔道403的喷射方向呈斜向下并与混合仓体3前进的方向相反，且喷浆孔道403的喷射方向与土体运动方向为同向。

走浆管道402的两端均设有螺纹孔，通过螺纹孔安装有止浆螺塞401；止浆螺塞401位于走浆通道402的两头，固化施工时，止浆螺塞401分别旋入，起到堵塞的作用，当走浆通道402因某些原因发生堵塞通浆不畅时，可通过旋出两头的止浆螺塞401，使用其他工具进行快速疏通操作，大大降低了疏通的难度。

制浆装置11安装在硬质地基上，制浆装置11包括制浆后台6和固化剂储料仓7，固化剂储料仓7的底部设有出料口71，通过输送通道13将出料口71与制浆后台6的进料口连通，制浆后台6将制备好的浆液通过输浆管8输送至注浆泵5内。

刨铣车架1上的车轮为履带9，该履带9为全履带车轮或部分履带车轮；刨铣车架1的履带式大接地面积行走机构，如图1中示出的三角形履带轮，即部分履带车轮，以及如图2中所示的传送带式履带底盘，即全履带车轮，可大幅减少机械的接地压力；其中刨铣车架1可为路拌机或其他驱动车架等。

一种采用湿喷路拌式表层软基快速处理设备的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

1)、刨铣装置10开始工作之前，启动制浆装置11内的制浆后台6及固化剂储料仓7，在制浆后台6的控制系统中输入浆液要求参数后，并对制浆后台6进行投料且进行拌制；

2)、启动刨铣车架1，并保持在原地，控制刨铣转子2运转并保持一定的转速，开启注浆泵5，按照设计要求设置一个初始流量q，进行试喷，浆液通过输浆管8进入喷浆单元4，并从喷浆孔道403喷出；

3)、当试喷符合设计要求的流量时，保持供浆，将刨铣转子2边旋转边压入土中至预定深度h，刨铣转子2通过高速转动将土体刨松扬起并与喷出的浆液混合，刨铣车架1开始沿预定的路线以一定的设计移动速度v前进，行走路线上的土体不断与喷出的浆液混合，持续形成固化土；

4)、当刨铣车架1的移动速度发生变化时，预定的控制程序会根据实际移动速度v’重新计算出注浆泵5所要输出的喷浆流量，并调整喷浆实际流量q’，以保证单位体积土体中掺入的水泥浆量一致；

5)、当场地处理完成后，关闭注浆泵5，停止供浆，从土中提出刨铣转子2，此时将刨铣车架1驶离固化区域停在某一位置，启动注浆泵5，开始切换制浆后台6，将制浆后台6的水泥阀门关闭只通入清水，并通过注浆泵5送清水，保持刨铣转子2继续旋转，对注浆泵5、输浆管8、喷浆单元4进行清洗，当喷浆单元4中流出的液体变为清水时，可关闭注浆泵5，刨铣转子2停转并将刨铣车架1熄火，拆除喷浆单元4与输浆管8的连接；

6)、采用重型压实设备对固化施工的区域进行固化土碾压并致密实后，软基处理施工结束。

刨铣转子单位时间的设计刨土体积V与实际刨土体积V’分别由刨铣转子设计移动速度v与实际移动速度v’来确定，的喷浆管单位时间的设计喷浆量Q与实际喷浆量Q’分别由喷浆设计流量q与喷浆实际流量q’来确定。在施工前，通过给定一个喷浆设计流量q计算出刨铣转子设计移动速度v，在施工中，通过控制喷浆实际流量q’来匹配刨铣转子实际移动速度v’使定量的固化剂浆液掺入到定量的所刨土体中。刨铣转子设计移动速度v、喷浆实际流量q’的数学表达式为：

v、v’-刨铣转子初始设计移动速度、实际移动速度(m/min)；

q、q’-喷浆初始设计流量、实际流量(L/min)；

ρ_浆-浆液的密度(kg/m³)；

ρ_土-土的密度(kg/m³)；

h-刨铣深度(m)；

b-刨铣转子幅宽(m)；

α_c-固化剂掺入比；

α_cw-水灰比。

本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本实用新型所提供的结构设计，都是本实用新型的一种变形，均应认为在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种湿喷路拌式表层软基快速处理设备，包括刨铣车架(1)、刨铣装置(10)、注浆泵(5)和制浆装置(11)，其特征在于：所述刨铣装置(10)安装在所述刨铣车架(1)上，并通过所述刨铣车架(1)的移动来拖动所述刨铣装置(10)与土体之间的位移；所述刨铣装置(10)的顶部安装有喷浆单元(4)，所述喷浆单元(4)的喷浆口朝向于所述刨铣装置(10)的内部，所述喷浆单元(4)的进浆口通过输浆管(8)与所述注浆泵(5)的一端连通，所述注浆泵(5)的另一端通过输浆管(8)与所述制浆装置(11)连通，所述喷浆单元(4)将来自所述注浆泵(5)的固化剂浆液撒布至所述刨铣装置(10)的内部，且固化剂浆液与通过所述刨铣装置(10)刨出的土体进行混合并固化土体。

2.根据权利要求1所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述刨铣装置(10)包括混合仓体(3)和刨铣转子(2)，所述刨铣转子(2)安装在所述混合仓体(3)内，所述喷浆单元(4)安装在所述混合仓体(3)的顶部，且所述喷浆单元(4)沿所述混合仓体(3)的长度方向设置并位于所述刨铣转子(2)的斜上方。

3.根据权利要求2所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述刨铣转子(2)通过铰接方式安装在所述混合仓体(3)内并通过动力单元驱动旋转，所述混合仓体(3)通过支撑连杆(12)铰接在所述刨铣车架(1)的动力驱动端上。

4.根据权利要求2所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述喷浆单元(4)包括走浆管道(402)，所述走浆管道(402)沿所述混合仓体(3)的长度方向设置并固定在所述混合仓体(3)的顶部，所述走浆管道(402)的管壁上设有进浆接口(404)，且所述进浆接口(404)位于所述混合仓体(3)外并与所述输浆管(8)连接，所述走浆管道(402)的管壁上还设有喷浆孔道(403)，且所述喷浆孔道(403)的开口方向朝向于所述刨铣转子(2)。

5.根据权利要求4所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述喷浆孔道(403)沿所述走浆管道(402)的长度方向设置，且所述喷浆孔道(403)的开孔面积均相等；所述喷浆孔道(403)为等宽缝式、等距孔式或多孔联通式。

6.根据权利要求4所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述喷浆孔道(403)的喷射方向呈斜向下并与所述混合仓体(3)前进的方向相反，且所述喷浆孔道(403)的喷射方向与土体运动方向为同向。

7.根据权利要求4所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述走浆管道(402)的两端均设有螺纹孔，通过所述螺纹孔安装有止浆螺塞(401)。

8.根据权利要求1所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述制浆装置(11)安装在硬质地基上，所述制浆装置(11)包括制浆后台(6)和固化剂储料仓(7)，所述固化剂储料仓(7)的底部设有出料口(71)，通过输送通道(13)将所述出料口(71)与所述制浆后台(6)的进料口连通，所述制浆后台(6)将制备好的浆液通过输浆管(8)输送至所述注浆泵(5)内。

9.根据权利要求1所述的湿喷路拌式表层软基快速处理设备，其特征在于：所述刨铣车架(1)上的车轮为履带(9)。