一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置及其操作方法与流程

本发明涉及土体固化剂试验，特别是涉及一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置及其操作方法。

背景技术：

1、水泥净桨搅拌机是按gb3350.8-89主要技术参数制造的新型双转双速水泥净浆搅拌机。将按标准规定的水泥和水混合后搅拌成均匀的试验用净浆，供测定水泥标准稠度、凝结时间及制作安定性试块之用，是水泥厂、建筑施工单位、有关专业院校及科研单位水泥试验室必备的，不可缺少的设备之一。

2、然而现有的水泥净桨搅拌机其转速过高，搅拌次数难以控制，水泥土搅拌桩实际现场施工时，搅拌次数一般为20~50次，而现有的试验设备搅拌次数远高于现场实际，不能有效模拟搅拌桩施工搅拌次数对成桩质量的影响,不能模拟实际施工过程中的喷浆搅拌工况，搅拌桩现场施工时，随着钻头的旋转下降，钻头位置的喷浆口喷出的浆液，受到搅拌叶片的搅拌，同土体拌合，最终形成加固体。现有的室内试验过程不能模拟上述过程，只能将土样、固化剂、水掺和后加速搅拌，同现场工况相差甚远,现有试验装置的搅拌叶片同实际施工用的叶片差异较大，致使试验数据偏离实际；不能模拟成桩过程中加气的作用,搅拌桩施工过程中一般在喷射浆液的同时喷射空气，空气能够降低成桩过程中阻力，同时对桩体强度也有一定的影响，现有试验装置不能模拟上述浆气一体成桩过程;

3、因此，我们提供一种土体固化剂搅拌桩均匀度及桨气固化机理试验装置，同时试验材料不拘泥于水泥，以解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，包括框架，所述框架的上侧设置有钻杆升降组件，所述框架的下侧设置有与所述钻杆升降组件对应的试验箱，所述框架的两侧分别设置有供浆组件和供气组件，所述供浆组件和供气组件分别与所述钻杆升降组件连接；

2、所述钻杆升降组件包括安装在所述框架上的导向滑台，所述导向滑台上滑动连接滑座，所述滑座转动连接有钻杆，所述钻杆的一端连接有搅拌头，所述钻杆的轴向线与所述试验箱的轴向线呈重合设置；

3、所述供浆组件包括拌浆桶和供浆泵以及供浆管，所述供浆泵的进液端和出液端分别与所述拌浆桶和供浆管连通，所述供浆管通过所述滑座与钻杆连通，所述供浆组件中所述供浆泵将拌浆桶内固化剂浆液通过供浆管输送至钻杆内；

4、所述供气组件包括空压机和储气罐以及供气管，所述储气罐的进气端和出气端分别与所述空压机和供气管连通，所述供气管通过所述滑座与钻杆连通，所述供气组件中所述储气罐内气体通过供气管输送至钻杆内；

5、所述钻杆的搅拌头上设置有喷口，所述钻杆内设置有与所述喷口和滑座连通的通孔，所述钻杆通过所述搅拌头钻拌试验箱内土体，所述钻杆内固化剂浆液和气体通过喷口喷出，使所述试验箱内固化剂浆液和气体以及土体均匀拌合。

6、优选的，所述滑座内设置有与钻杆通孔连通的空腔，所述滑座上设置有与空腔连通的浆液通道和加气通道，所述供浆管与浆液通道连通，所述供气管与加气通道连通，所述滑座上安装有用于驱动所述钻杆的钻拌电机。

7、优选的，所述框架一侧设置有副架，所述供浆组件还包括设置在副架上的拌浆电机和搅拌器，所述拌浆桶位于副架内，所述拌浆电机带动搅拌器对拌浆桶内水固化剂浆液进行搅拌。

8、优选的，所述供气组件还包括连接在储气罐和空压机之间的过滤器，所述供气管与储气罐之间连接有调节阀。

9、优选的，所述导向滑台上设置有用于驱动滑座的升降电机，所述滑座上设置有用于检测钻杆旋转圈数的转动阻力传感器。

10、优选的，所述框架上设置有控制器，所述副架上设置有控制开关和移动框架，所述移动框架下端设置有推车。

11、所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置的操作方法，包括：

12、步骤1、将拌浆桶放置在推车上，在拌浆桶内放入试验用量的水泥和水，打开移动框架，将推车推入副架内，关上移动框架；

13、步骤2、在搅拌头下放置试验箱，确保搅拌头位于试验箱的中心；

14、步骤3、通过控制开关打开拌浆电机，拌浆电机带动搅拌器转动，搅拌器将拌浆桶内的水泥和水拌制成固化剂浆液；

15、步骤4、打开空压机，将调节阀压力调整至试验用压力，待搅拌头开始喷气时，由控制器开启升降电机和钻拌电机，钻杆开始旋转并竖直向下移动；

16、步骤5、待搅拌头距离试验箱内土体表面10cm时，开启供浆泵，搅拌头开始同时喷射固化剂浆液和气体；

17、步骤6、搅拌头和试验箱内土体接触后，开始钻拌土体，形成一个搅拌头直径的圆柱体，固化剂浆液和气体随着搅拌头的旋转，同试验箱内土体均匀拌合；

18、步骤7、搅拌头进入试验箱内土体30cm后，由控制器控制升降电机提升，同时钻拌电机控制钻杆反向旋转；

19、步骤8、待搅拌头露出土体后，关闭供浆泵和空压机，移出试验箱，观察土体外观，可用取样器取样或者养护后挖出加固体，以便于进行加固体物理化学试验。

20、本发明提供的一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置及其操作方法与现有技术相比较，具有以下有益效果：

21、1、本发明提供的一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置及其操作方法：可以对钻杆的转动速度进行控制，钻拌电机为变频电机，受控制器控制，可以对搅拌头的转速进行准确控制，由此来控制试验土体的搅拌次数，相比较传统的试验搅拌机，本试验装置可以模拟现场施工的桩体搅拌次数。

22、2、本发明中升降电机控制滑座上的钻拌电机、钻杆、搅拌头沿着导向滑台上下移动，模拟搅拌桩成桩时由地表逐渐向深部施工；升降电机上下移动时，控制器控制供浆泵按照预定的流量供浆，空压机同步提供空气，空气通过过滤器进入储气罐，由调节阀控制加气压力，气体和浆液分别通过加气通道和浆液通道进入钻杆内，最终从搅拌头的喷口处喷出，随着钻杆和搅拌头的转动，同试验箱内的土体拌合成一个圆柱形加固体桩；与传统试验装置相比，较为真实的模拟了现场施工过程。

23、3、本发明通过改变搅拌头的叶片数量、角度，钻杆和搅拌头的转速等参数，可以研究这些参数对试验桩体均匀性的影响。

24、4、本发明相比较现有的试验装置设置有气体通道，以在试验过程中进行搅拌通气操作，从而模拟空气与固化剂浆液混合呈浆气后与试验水土体进行同步搅拌，从而较为真实的模拟现场施工过程。

技术特征：

1.一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，包括框架（1），其特征在于：所述框架（1）的上侧设置有钻杆升降组件，所述框架（1）的下侧设置有与所述钻杆升降组件对应的试验箱（10），所述框架（1）的两侧分别设置有供浆组件和供气组件，所述供浆组件和供气组件分别与所述钻杆升降组件连接；

2.如权利要求1所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于：所述滑座（201）内设置有与钻杆（7）通孔连通的空腔，所述滑座（201）上设置有与空腔连通的浆液通道（3）和加气通道（4），所述供浆管（301）与浆液通道（3）连通，所述供气管（401）与加气通道（4）连通，所述滑座（201）上安装有用于驱动所述钻杆（7）的钻拌电机（5）。

3.如权利要求1所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于：所述框架（1）一侧设置有副架（101），所述供浆组件还包括设置在副架（101）上的拌浆电机（13）和搅拌器（14），所述拌浆桶（11）位于副架（101）内，所述拌浆电机（13）带动搅拌器（14）对拌浆桶（11）内固化剂浆液进行搅拌。

4.如权利要求1所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于：所述供气组件还包括连接在储气罐（20）和空压机（19）之间的过滤器（21），所述供气管（401）与储气罐（20）之间连接有调节阀（22）。

5.如权利要求1所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于：所述导向滑台（2）上设置有用于驱动滑座（201）的升降电机（6），所述滑座（201）上设置有用于检测钻杆（7）旋转圈数的转动阻力传感器（18）。

6.如权利要求3所述的土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于：所述框架（1）上设置有控制器（9），所述副架（101）上设置有控制开关（12）和移动框架（16），所述移动框架（16）下端设置有推车（17）。

7.一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置的操作方法，应用于如权利要求1-6任一项所述土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及土体固化剂搅拌桩试验技术领域，具体公开了一种土体固化剂浆气搅拌均匀固化试验装置及其操作方法，包括框架，框架的上侧设置有钻杆升降组件，框架的下侧设置有与钻杆升降组件对应的试验箱，框架的两侧分别设置有供浆组件和供气组件；本发明中钻杆升降组件带动钻杆沿着导向滑台上下移动，模拟搅拌桩成桩时由地表逐渐向深部施工；钻杆上下移动时，控制器控制供浆泵和空压机同步供给浆液和空气，气体和浆液分别通过加气通道和浆液通道进入钻杆内，最终从搅拌头的喷口处喷出，钻杆上搅拌头对试验箱内的土体拌合成一个圆柱形加固体桩；本装置较为真实的模拟了现场施工过程，从而得到更为准确的土体固化剂搅拌桩的试验数据。技术研发人员：杜策,娄荣祥,叶观宝,张振,张力,周振,叶怀文,高青青受保护的技术使用者：上海渊丰地下工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5