一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置及施工方法与流程

一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置及施工方法
1.技术领域：本发明涉及一种水泥灰层铺设装置及施工方法，特别涉及一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置及施工方法。
2.

背景技术：
湿陷性黄土地基的湿陷特性，会对结构物带来不同程度的危害，使结构物大幅度沉降、开裂、倾斜，甚至严重影响其安全和使用；因此，在黄土地区修筑结构物时，应对湿陷性黄土地基有可靠的判定方法和全面的认识，并采取正确的工程措施，防止或消除它的湿陷性，这个过程称为湿陷性黄土地基处理。
3.湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质和结构，减小土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性；现有的施工方法为：先在地基上铺设一层素土，并将素土进行压平，然后再素土层上铺设一层水泥灰，施工时，一般采用人工铺洒的方式，该种方式的弊端为：水泥灰对皮肤具有一定的腐蚀性，采取人工铺洒，会对施工人员皮肤造成损伤，而且费时费力，铺洒的水泥灰出现分布不均匀的情况。
4.

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置及施工方法，保证水泥土换填的掺料均匀性，提高了工作效率，避免工作人员与水泥土直接接触所带来的危害。
5.本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，包括底部固定架、横向支撑板和纵向支撑板，所述底部固定架为四个，呈矩形状分布，且每个底部固定架分别由定位钎、第一螺杆和加强钎组成，其中：在纵向分布的两个底部固定架之间设置有纵向支撑板，在横向分布的两个底部固定架之间设置有横向支撑板，并在两个横向支撑板之间设置有铺洒组件和铺洒辅件，所述铺洒组件由料斗、筛框、筛网和第二位移座组成，所述铺洒辅件由转轴、手柄、筛板和第一位移座组成，所述铺洒组件位于铺洒辅件的一侧，并通过第二螺杆（和相匹配的螺母固定。
6.所述定位钎的底部呈尖锥状分布，且定位钎的顶部挖设有带有内螺纹的柱状凹槽，并在柱状凹槽内通过螺纹连接有第一螺杆；所述定位钎中部的外侧设置有外环延板，且在外环延板上挖设有通孔，并在通孔内插设有加强钎。
7.所述纵向支撑板的两端套设在第一螺杆上，所述横向支撑板的两端套设在纵向支撑板上方的第一螺杆上，并通过相匹配的定位螺母进行固定。
8.所述第一位移座为两个，且每个第一位移座底部分别挖设有矩形凹槽，所述第一位移座套设在横向支撑板，并在第一位移座的底部设置有滚轮，且滚轮位于横向支撑板的下方；所述第一位移座的两侧分别设置有第一定位板，且第一定位板位于横向支撑板的上方，并在第一定位板上设置有第二螺杆；在两个所述第一位移座之间转动连接有转轴，并通过定位螺栓进行固定；所述转轴的两端设置有手柄，在位于两个第一位移座之间的转轴上设置有固定套，且固定套的外部设置有第三螺杆，所述第三螺杆为两个，分别设置在固定套
的两端；所述筛板的两端设置有定位套，所述定位套套设在第三螺杆上，并通过螺栓进行固定；所述筛板的下端边沿处设置有筛条，且筛条的外端位于第三螺杆外端的外部。
9.所述定位套外部的第三螺杆上设置有限位螺母。
10.所述第二位移座的底部挖设有矩形凹槽，且第二位移座套设在横向支撑板上，并在第二位移座的底部设置有滚轮；所述第二位移座的一侧设置有第二定位板，且第二定位板套设在第二螺杆上，并通过螺母进行固定；所述料斗的两端通过连接轴与对应的第二位移座的内壁固定连接在一起，并在料斗内设置有导入板，所述料斗左侧壁的底部设置有延长板，所述延长板的底部设置有筛框，并在筛框内设置有筛网。
11.所述导入板呈左低右高状分布，所述导入板的高端边沿与料斗的右端内壁固定连接在一起，所述导入板的低端边沿与料斗的左端内壁之间存在间隙；所述导入板的两侧分别与料斗两侧的内壁固定连接在一起。
12.所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置的施工方法，包括如下步骤：
①
、对建筑物基础进行开挖，并在开挖完成后进行基底验槽，确保基底位置准确，开展钎探试验，确保承载力满足要求；
②
、测量人员放出换填段的边线，控制点每5m设置一道，现场打1m
×
1m的灰线；控制桩上标注素土松铺厚度的标记，每层铺土厚度由现场试验确定；最后采用人工配合推土机方式将素土填料整平，并采用装载机碾压一遍完成初压，使素土具有平整的表面，同时具有一定的密实度；
③
、在基础坑的四周设置四个底部固定座，并通过锤子敲打依次将定位钎、加强钎与基础土层夯实；在每个定位钎顶部的柱状凹槽内通过螺纹连接第一螺杆，第一螺杆伸出柱状凹槽的高度根据横向支撑板和纵向支撑板的厚度而定；
④
、先将第二位移座右侧的第二定位板套设在第一位移座左侧的第二螺杆，并通过螺母进行固定；然后将纵向分布的两个底部固定座之间的第一螺杆上套设纵向支撑板，再将横向支撑板依次贯穿第一位移座和第二位移座底部的矩形凹槽，最后将横向支撑板的两端压在纵向支撑板上，并通过定位螺母进行压紧固定；
⑤
、根据铺水泥层的厚度，向第三螺杆上套设筛板，并调节筛条底部距离水泥灰层的距离；调节完毕后，转动手柄，使筛板与地面平行，最后通过定位螺栓将转轴与第一位移座进行固定；
⑥
、向料斗内加入水泥灰，工作人员通过移动第一位移座和第二位移座（502），对素土上部进行撒灰操作，根据水泥灰所需的厚度，进行多次分层的铺洒，最后将筛板下移，利用筛条对水泥层进行刮扫，使水泥层铺设均匀；
⑦
、向水泥灰层洒水，然后利用装载机进行初压，给压路机提供平整的工作面，并使接缝顺适平整；碾压过程中，水泥稳定土的表面始终保持湿润，及时补洒少量的水。
13.本发明的积极有益效果是：1、本发明通过设置铺洒组件和铺洒辅件，确保了水泥灰铺洒的均匀性，加快了施工效率，提升了施工质量，避免传统人工洒灰对工作人员所带来的安全隐患。
14.2、本发明通过在料斗底部设置延长板，并在延长板底部设置有筛框和筛网，起到过滤水泥灰的作用，减少水泥灰层的杂质。
15.3、本发明通过在第三螺杆上设置筛板，并在筛板上设置有筛条，避免局部铺洒过
量造成水泥灰层不均匀的情况，通过筛条的挂扫，能够将水泥灰层挂扫均匀。
16.4、本发明通过设置底部固定座，能够使该装置与地面土层固定稳固，通过在外环延板上设置加强钎，起到稳固的作用，保证了施工的稳定性。
17.附图说明：图1为本发明的结构示意图；图2为本发明第一位移座的局部结构示意图；图3为本发明料斗的结构示意图；图4为本发明底部固定座的结构示意图；图5为本发明第一位移座和第二位移座的连接图。
18.具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步的解释和说明：实施例1：参见图1-图5，一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，包括底部固定架1、横向支撑板2和纵向支撑板3，底部固定架1为四个，呈矩形状分布，且每个底部固定架1分别由定位钎101、第一螺杆102和加强钎105组成，其中：在纵向分布的两个底部固定架1之间设置有纵向支撑板3，在横向分布的两个底部固定架1之间设置有横向支撑板2，并在两个横向支撑板2之间设置有铺洒组件和铺洒辅件，铺洒组件由料斗7、筛框20、筛网21和第二位移座502组成，铺洒辅件由转轴9、手柄11、筛板16和第一位移座501组成，铺洒组件位于铺洒辅件的一侧，并通过第二螺杆14和相匹配的螺母固定。
19.定位钎101的底部呈尖锥状分布，且定位钎101的顶部挖设有带有内螺纹的柱状凹槽，并在柱状凹槽内通过螺纹连接有第一螺杆102；定位钎101中部的外侧设置有外环延板103，且在外环延板103上挖设有通孔104，并在通孔104内插设有加强钎105。
20.纵向支撑板3的两端套设在第一螺杆102上，横向支撑板2的两端套设在纵向支撑板3上方的第一螺杆102上，并通过相匹配的定位螺母4进行固定。
21.第一位移座501为两个，且每个第一位移座501底部分别挖设有矩形凹槽，第一位移座501套设在横向支撑板2，并在第一位移座501的底部设置有滚轮6，且滚轮6位于横向支撑板2的下方；第一位移座501的两侧分别设置有第一定位板13，且第一定位板13位于横向支撑板2的上方，并在第一定位板13上设置有第二螺杆14；在两个第一位移座501之间转动连接有转轴9，并通过定位螺栓12进行固定；转轴9的两端设置有手柄11，在位于两个第一位移座501之间的转轴9上设置有固定套10，且固定套10的外部设置有第三螺杆15，第三螺杆15为两个，分别设置在固定套10的两端；筛板16的两端设置有定位套162，定位套162套设在第三螺杆15上，并通过螺栓进行固定；筛板16的下端边沿处设置有筛条161，且筛条161的外端位于第三螺杆15外端的外部。
22.定位套162外部的第三螺杆15上设置有限位螺母17。
23.二位移座502的底部挖设有矩形凹槽，且第二位移座502套设在横向支撑板2上，并在第二位移座502的底部设置有滚轮6；第二位移座502的一侧设置有第二定位板18，且第二定位板18套设在第二螺杆14上，并通过螺母进行固定；料斗7的两端通过连接轴与对应的第二位移座502的内壁固定连接在一起，并在料斗7内设置有导入板8，料斗7左侧壁的底部设置有延长板19，延长板的底部设置有筛框20，并在筛框20内设置有筛网21。
24.导入板8呈左低右高状分布，导入板8的高端边沿与料斗7的右端内壁固定连接在
一起，导入板8的低端边沿与料斗7的左端内壁之间存在间隙；导入板8的两侧分别与料斗7两侧的内壁固定连接在一起。
25.上述描述中，第一位移座底部的矩形凹槽比第二位移座底部的矩形凹槽要低，当第一位移座和第二位移座分别卡设在横向支撑板上时，第一位移座和第二位移座底部的滚轮分别位于地面。
26.上述描述中，手柄呈l状分布，且手柄的高度根据工作人员身高而定。
27.上述描述中，定位钎是由上部套筒和底部尖锥状组成，且外环延板位于尖锥状顶部与上部套筒交汇处的外部。
28.上述描述中，导入板为一个斜向分布的面板，且导入板低端与料斗内壁之间间距一般在3cm-5cm之间。
29.上述描述中，筛框的右侧边沿与料斗下端口的右侧内壁位置上、下相对应。
30.上述描述中，筛条至少为十个 ，且相邻的筛条间距一致，使用时，筛条是呈倾斜状分布，也就是说左高右低状分布。
31.上述描述中，定位钎和加强钎底部尖锥的长度根据施工情况而定。
32.上述描述中，第一螺杆的高度根据横向支撑板和纵向支撑板的厚度而定，也就是说当横向支撑板和纵向支撑板分别叠放在第一螺杆上时，第一螺杆上部露出的位置应该满足：当定位螺母将横向支撑板和纵向支撑板固定，第一螺杆上部应该露出定位螺母4-5丝的高度。
33.实施例2：上述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置的施工方法，包括如下步骤：
①
、对建筑物基础进行开挖，并在开挖完成后进行基底验槽，确保基底位置准确，开展钎探试验，确保承载力满足要求；
②
、测量人员放出换填段的边线，控制点每5m设置一道，现场打1m
×
1m的灰线；控制桩上标注素土松铺厚度的标记，每层铺土厚度由现场试验确定；最后采用人工配合推土机方式将素土填料整平，并采用装载机碾压一遍完成初压，使素土具有平整的表面，同时具有一定的密实度；
③
、在基础坑的四周设置四个底部固定座1，并通过锤子敲打依次将定位钎101、加强钎105与基础土层夯实；在每个定位钎101顶部的柱状凹槽内通过螺纹连接第一螺杆102，第一螺杆102伸出柱状凹槽的高度根据横向支撑板2和纵向支撑板3的厚度而定；
④
、先将第二位移座502右侧的第二定位板18套设在第一位移座501左侧的第二螺杆14，并通过螺母进行固定；然后将纵向分布的两个底部固定座1之间的第一螺杆102上套设纵向支撑板3，再将横向支撑板2依次贯穿第一位移座501和第二位移座502底部的矩形凹槽，最后将横向支撑板2的两端压在纵向支撑板3上，并通过定位螺母4进行压紧固定；
⑤
、根据铺水泥层的厚度，向第三螺杆15上套设筛板16，并调节筛条161底部距离水泥灰层的距离；调节完毕后，转动手柄11，使筛板6与地面平行，最后通过定位螺栓12将转轴与第一位移座501进行固定；
⑥
、向料斗内加入水泥灰，工作人员通过移动第一位移座501和第二位移座502，对素土上部进行撒灰操作，根据水泥灰所需的厚度，进行多次分层的铺洒，最后将筛板下移，利用筛条对水泥层进行刮扫，使水泥层铺设均匀；
⑦
、向水泥灰层洒水，然后利用装载机进行初压，给压路机提供平整的工作面，并使接缝顺适平整；碾压过程中，水泥稳定土的表面始终保持湿润，及时补洒少量的水。
34.上述描述中，使用前，需要先将第一位移座和第二位移座进行固定，然后将横向支撑板贯穿第一位移座和第二位移座底部的矩形凹槽。
35.在实际使用中，我们根据铺洒厚度，进行施工，可以先铺1-2层水泥灰，然后再利用筛条进行刮扫，避免水泥灰中由块状杂质的存在；依次进行分层铺洒和挂扫，减少杂质的存在，最后在同一进行压平。
36.上述描述中，我们可以根据水泥层数的增多，调节筛条底部与水泥灰层的距离。
37.上述描述中，横向支撑板和纵向支撑板应该将铺设区域包括在内，且铺设区域边缘距离对应支撑板之间存在一定的安全距离，以保证铺设的完整性。
38.上述描述中，第一位移座和第二位移座底部通过滚轮进行支撑，横向支撑板和纵向支撑板起到导向的作用。
39.上述描述中，水泥灰铺洒均匀后，立即用装载机进行初压，给压路机提供平整的工作面，施工过程中，特别注意接缝处的整平，使接缝顺适平整；初平，用低频高幅振动压路机（18t）进行碾压，碾压时，重叠1/2轮宽，后轮超过两段的接缝处。压路机的碾压速度头两遍采用1.5～1.7km/h，以后采用2.0～2.5km/h；碾压中注意事项如下：（1）碾压过程中，水泥稳定土的表面始终保持湿润，如水分蒸发过快，及时补洒少量的水；（2）碾压过程中，如发生“弹簧”松散起皮等现象，及时翻开换以新的混合料或添加适量的水泥重新拌和，使其达到质量要求；（3）经过拌和、整形的水泥稳定土，在水泥初凝前或试验确定的延迟时间内完成碾压，并达到要求的密实度，同时无明显的轮迹。
40.上述描述中，对水泥灰层压平后，采用洒水车洒水后用薄膜或彩条布覆盖的方法保湿养护7d，每天洒水的次数视气候而定，以保证整个养护期间水泥土层表面始终保持湿润。
41.本发明再压路机碾压之前，由于土体较为松散，为规避直接碾压出现的碾轮推土而导致的水平缝发生，先行采用装载机进行一遍初压，由于装载机工作面宽度较压路机大，可更快的完成的初压，从而更快的为压路机提供较为平整和具有一定强度的工作面，规避了土体水平缝的产生，提升了施工效率和工程质量。
42.本发明通过设置铺洒组件和铺洒辅件，保证了水泥灰铺设的均匀性，同时避免水泥灰与工作人员皮肤直接接触所带来的安全隐患，加快了施工效率，提升了施工质量，使用方便，操作简单，易于推广。

技术特征：
1.一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，包括底部固定架（1）、横向支撑板（2）和纵向支撑板（3），其特征在于：所述底部固定架（1）为四个，呈矩形状分布，且每个底部固定架（1）分别由定位钎（101）、第一螺杆（102）和加强钎（105）组成，其中：在纵向分布的两个底部固定架（1）之间设置有纵向支撑板（3），在横向分布的两个底部固定架（1）之间设置有横向支撑板（2），并在两个横向支撑板（2）之间设置有铺洒组件和铺洒辅件，所述铺洒组件由料斗（7）、筛框（20）、筛网（21）和第二位移座（502）组成，所述铺洒辅件由转轴（9）、手柄（11）、筛板（16）和第一位移座（501）组成，所述铺洒组件位于铺洒辅件的一侧，并通过第二螺杆（14）和相匹配的螺母固定。2.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述定位钎（101）的底部呈尖锥状分布，且定位钎（101）的顶部挖设有带有内螺纹的柱状凹槽，并在柱状凹槽内通过螺纹连接有第一螺杆（102）；所述定位钎（101）中部的外侧设置有外环延板（103），且在外环延板（103）上挖设有通孔（104），并在通孔（104）内插设有加强钎（105）。3.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述纵向支撑板（3）的两端套设在第一螺杆（102）上，所述横向支撑板（2）的两端套设在纵向支撑板（3）上方的第一螺杆（102）上，并通过相匹配的定位螺母（4）进行固定。4.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述第一位移座（501）为两个，且每个第一位移座（501）底部分别挖设有矩形凹槽，所述第一位移座（501）套设在横向支撑板（2），并在第一位移座（501）的底部设置有滚轮（6），且滚轮（6）位于横向支撑板（2）的下方；所述第一位移座（501）的两侧分别设置有第一定位板（13），且第一定位板（13）位于横向支撑板（2）的上方，并在第一定位板（13）上设置有第二螺杆（14）；在两个所述第一位移座（501）之间转动连接有转轴（9），并通过定位螺栓（12）进行固定；所述转轴（9）的两端设置有手柄（11），在位于两个第一位移座（501）之间的转轴（9）上设置有固定套（10），且固定套（10）的外部设置有第三螺杆（15），所述第三螺杆（15）为两个，分别设置在固定套（10）的两端；所述筛板（16）的两端设置有定位套（162），所述定位套（162）套设在第三螺杆（15）上，并通过螺栓进行固定；所述筛板（16）的下端边沿处设置有筛条（161），且筛条（161）的外端位于第三螺杆（15）外端的外部。5.根据权利要求4所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述定位套（162）外部的第三螺杆（15）上设置有限位螺母（17）。6.根据权利要求1所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述第二位移座（502）的底部挖设有矩形凹槽，且第二位移座（502）套设在横向支撑板（2）上，并在第二位移座（502）的底部设置有滚轮（6）；所述第二位移座（502）的一侧设置有第二定位板（18），且第二定位板（18）套设在第二螺杆（14）上，并通过螺母进行固定；所述料斗（7）的两端通过连接轴与对应的第二位移座（502）的内壁固定连接在一起，并在料斗（7）内设置有导入板（8），所述料斗（7）左侧壁的底部设置有延长板（19），所述延长板的底部设置有筛框（20），并在筛框（20）内设置有筛网（21）。7.根据权利要求6所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置，其特征在于：所述导入板（8）呈左低右高状分布，所述导入板（8）的高端边沿与料斗（7）的右端内壁固定连接在一起，所述导入板（8）的低端边沿与料斗（7）的左端内壁之间存在间隙；所述导入板（8）的两侧分别与料斗（7）两侧的内壁固定连接在一起。
8.权利要求1-7任一项所述的一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
①
、对建筑物基础进行开挖，并在开挖完成后进行基底验槽，确保基底位置准确，开展钎探试验，确保承载力满足要求；
②
、测量人员放出换填段的边线，控制点每5m设置一道，现场打1m
×
1m的灰线；控制桩上标注素土松铺厚度的标记，每层铺土厚度由现场试验确定；最后采用人工配合推土机方式将素土填料整平，并采用装载机碾压一遍完成初压，使素土具有平整的表面，同时具有一定的密实度；
③
、在基础坑的四周设置四个底部固定座（1），并通过锤子敲打依次将定位钎（101）、加强钎（105）与基础土层夯实；在每个定位钎（101）顶部的柱状凹槽内通过螺纹连接第一螺杆（102），第一螺杆（102）伸出柱状凹槽的高度根据横向支撑板（2）和纵向支撑板（3）的厚度而定；
④
、先将第二位移座（502）右侧的第二定位板（18）套设在第一位移座（501）左侧的第二螺杆（14），并通过螺母进行固定；然后将纵向分布的两个底部固定座（1）之间的第一螺杆（102）上套设纵向支撑板（3），再将横向支撑板（2）依次贯穿第一位移座（501）和第二位移座（502）底部的矩形凹槽，最后将横向支撑板（2）的两端压在纵向支撑板（3）上，并通过定位螺母（4）进行压紧固定；
⑤
、根据铺水泥层的厚度，向第三螺杆（15）上套设筛板（16），并调节筛条（161）底部距离水泥灰层的距离；调节完毕后，转动手柄（11），使筛板（6）与地面平行，最后通过定位螺栓（12）将转轴与第一位移座（501）进行固定；
⑥
、向料斗内加入水泥灰，工作人员通过移动第一位移座（501）和第二位移座（502），对素土上部进行撒灰操作，根据水泥灰所需的厚度，进行多次分层的铺洒，最后将筛板下移，利用筛条对水泥层进行刮扫，使水泥层铺设均匀；
⑦
、向水泥灰层洒水，然后利用装载机进行初压，给压路机提供平整的工作面，并使接缝顺适平整；碾压过程中，水泥稳定土的表面始终保持湿润，及时补洒少量的水。

技术总结
本发明公开了一种湿陷性黄土地基水泥土换填装置及施工方法，其中该装置包括底部固定架、横向支撑板和纵向支撑板，底部固定架为四个，分别由定位钎、第一螺杆加、强钎组成，并再底部固定架的上方设置由纵向支撑板和横向支撑板，并再两个横向支撑板之间设置有铺洒组件和铺洒辅件，其中：铺洒组件由料斗、筛框、筛网和第二位移座组成，铺洒辅件由转轴、手柄、筛板和第一位移座组成，铺洒组件位于铺洒辅件的一侧，并通过第二螺杆和相匹配的螺母固定。本发明通过设置铺洒组件和铺洒辅件，保证了水泥灰铺设的均匀性，同时避免水泥灰与工作人员皮肤直接接触所带来的安全隐患，加快了施工效率，提升了施工质量，使用方便，操作简单，易于推广。广。广。


技术研发人员：台航迪 李津青 李程 张伟 赵存山 张鹏飞 冯子文
受保护的技术使用者：河南沃克曼建设工程有限公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/5/25