一种地基素土换填装置及方法与流程

本发明涉及地基换填，更具体地说，它涉及一种地基素土换填装置及方法。

背景技术：

1、换填法是将基础地面以下一定范围内的软弱土挖去，然后回填强度高，压缩性较低，并且没有侵蚀性的材料的方法。

2、随着国家对环境保护的日益重视，在建筑建设过程中，对地基中的素土进行换填法施工时，不仅需要大量的时间对挖掘的素土进行运输，而且需要单独对素土进行处理和存放，这也就导致地基换填的成本较高，且耗时较长。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种地基素土换填装置及方法。

2、本发明提供了一种地基素土换填装置，包括三维移动机构、连接在三维移动机构的移动端上的连接板、连接在连接板上的素土缓存机构、连接在素土缓存机构上的素土挖掘机构、设于地基区域外的反填料加工机构、设于反填料加工机构上的循环往复式运送机构和反填料输送机构，所述反填料加工机构通过循环往复式运送机构与素土缓存机构的内部空间相连通；所述三维移动机构包括x轴向移动组件、连接在x轴向移动组件上的y轴向移动组件以及连接在y轴向移动组件上的z轴向移动组件，所述连接板固定连接在z轴向移动组件上，所述三维移动机构用于调节连接板的三维空间坐标；

3、所述素土缓存机构包括连接在连接板上的素土缓存箱体、设于素土缓存箱体内部的素土缓存腔室、设于素土缓存箱体上端的素土投入口以及设于素土投入口处的封闭组件，封闭组件用于密封素土投入口，所述素土挖掘机构用于将地基区域的素土转移至素土缓存腔室中；

4、所述反填料加工机构包括壳体、设于壳体内的素土泥浆滤水腔室、反填料搅拌腔室和返料腔室以及设于返料腔室内的混合搅拌组件，所述素土泥浆滤水腔室的内壁上设有与反填料搅拌腔室相连通的含水素土流入孔；

5、所述循环往复式运送机构包括设于素土泥浆滤水腔室内的素土泥浆泵出组件、滤水组件以及设于返料腔室内的泵水组件，泵水组件与素土泥浆滤水腔室的底部相连通，所述素土泥浆泵出组件用于将素土缓存腔室内的素土泥浆泵送至素土泥浆滤水腔室中，滤水组件用于将素土泥浆中的水分滤出，滤出水分的含水素土流经含水素土流入孔后进入反填料搅拌腔室中。

6、作为本发明的进一步优化方案，所述素土泥浆泵出组件包括连接在素土泥浆滤水腔室上端内壁处的第一泥浆泵以及连接在第一泥浆泵输入端的第一伸缩式泥浆运输管，所述素土缓存箱体上设有出浆口和进液孔，所述第一伸缩式泥浆运输管的另一端与出浆口连接，所述封闭组件包括连接在素土缓存腔室内壁上的限位滑轨和第一电动伸缩杆以及滑动连接在限位滑轨上的密封门板，所述第一电动伸缩杆的一端与密封门板固定连接。

7、作为本发明的进一步优化方案，所述滤水组件包括连接在素土泥浆滤水腔室内壁上的过滤网和振动电机，所述过滤网与含水素土流入孔均呈倾斜式设置，过滤网与含水素土流入孔相配合设置，所述振动电机与过滤网相配合设置。

8、作为本发明的进一步优化方案，所述泵水组件包括设于返料腔室内的第二泥浆泵、连接在第二泥浆泵输出端的三通管、连接在三通管其中一个输出端口上的第二伸缩式泥浆运输管，所述三通管的另一个输出端口与反填料搅拌腔室相连通，且三通管的另一个输出端口上设置有电磁阀，所述第二伸缩式泥浆运输管的另一端与进液孔连接。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述混合搅拌组件包括连接在反填料搅拌腔室内壁上的限位支撑板、连接在限位支撑板上的第四电机以及连接在第四电机输出轴端的搅拌器，所述壳体的上端设有投料口，且壳体的下端设有下料口，下料口处设有阀门。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述反填料输送机构包括设于返料腔室内的混凝土输送泵、连接在混凝土输送泵输出端的第一输送管、连接在第一输送管另一端的伸缩式混凝土输送管以及设于素土缓存箱体内部的反填料下料孔，所述伸缩式混凝土输送管的另一端与反填料下料孔相连接，所述混凝土输送泵的输入端与反填料搅拌腔室相连通。

11、作为本发明的进一步优化方案，所述x轴向移动组件包括两组对称设置的支撑架体、连接在支撑架体上的x轴向轨道、固定连接在x轴向轨道内壁上的x轴向齿条、滑动连接在x轴向轨道上的x轴向移动平台、连接在其中一个x轴向移动平台上的第一电机以及连接在第一电机输出轴端的第一齿轮，所述第一齿轮与相对应设置的x轴向齿条相啮合。

12、作为本发明的进一步优化方案，所述y轴向移动组件包括连接在x轴向移动平台上的y轴向轨道、固定连接在y轴向轨道内壁上的y轴向齿条、滑动连接在y轴向轨道上的y轴向移动平台、连接在y轴向移动平台上的第二电机以及连接在第二电机输出轴端的第二齿轮，第二齿轮与y轴向齿条相啮合。

13、作为本发明的进一步优化方案，所述z轴向移动组件包括滑动连接在y轴向移动平台上的z轴向轨道、连接在y轴向移动平台上的第三电机、连接在第三电机输出轴端的绕线盘以及连接在绕线盘和z轴向轨道之间的钢索。

14、一种地基素土换填方法，采用如上述的地基素土换填装置，包括以下步骤：

15、于地基换填区域外架设三维移动机构，并将搭设有素土挖掘机构的素土缓存机构与连接板连接；

16、将素土缓存机构于地基换填区域外设置的反填料加工机构中设置的循环往复式运送机构连接；

17、通过素土挖掘机构将地基换填区域内的素土挖掘至素土缓存机构中，并通过循环往复式运送机构将素土缓存机构中的素土输送至反填料搅拌腔室中；

18、待挖掘工程结束前，将反填料搅拌腔室中的素土部分排出，使得反填料搅拌腔室中留存设定量的素土，并向反填料搅拌腔室内添加辅助材料，并通过混合搅拌组件对混合有辅助材料的素土进行混合搅拌形成反填料；

19、通过反填料输送机构将反填料输送至地基换填区域。

20、本发明的有益效果在于：本发明可在素土挖掘过程的同时将素土直接转移至后续的反填料加工机构中，可以有效的缩短因运输素土所消耗的时间，并且可在挖掘结束前开始对反填料进行处理，并将后续挖掘的素土持续运输至反填料加工机构中，可在挖掘结束后进行反向填充地基的过程，可有效的提高地基换填效率。

技术特征：

1.一种地基素土换填装置，用于地基区域的素土更换工程，其特征在于，包括三维移动机构（1）、连接在三维移动机构（1）的移动端上的连接板（2）、连接在连接板（2）上的素土缓存机构（3）、连接在素土缓存机构（3）上的素土挖掘机构（4）、设于地基区域外的反填料加工机构（5）、设于反填料加工机构（5）上的循环往复式运送机构（6）和反填料输送机构（7），所述反填料加工机构（5）通过循环往复式运送机构（6）与素土缓存机构（3）的内部空间相连通；所述三维移动机构（1）包括x轴向移动组件、连接在x轴向移动组件上的y轴向移动组件以及连接在y轴向移动组件上的z轴向移动组件，所述连接板（2）固定连接在z轴向移动组件上，所述三维移动机构（1）用于调节连接板（2）的三维空间坐标；

2.根据权利要求1所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述素土泥浆泵出组件包括连接在素土泥浆滤水腔室（5010）上端内壁处的第一泥浆泵（601）以及连接在第一泥浆泵（601）输入端的第一伸缩式泥浆运输管（602），所述素土缓存箱体（301）上设有出浆口（3012）和进液孔（3013），所述第一伸缩式泥浆运输管（602）的另一端与出浆口（3012）连接，所述封闭组件包括连接在素土缓存腔室（3010）内壁上的限位滑轨（303）和第一电动伸缩杆（302）以及滑动连接在限位滑轨（303）上的密封门板（304），所述第一电动伸缩杆（302）的一端与密封门板（304）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述滤水组件包括连接在素土泥浆滤水腔室（5010）内壁上的过滤网（603）和振动电机（606），所述过滤网（603）与含水素土流入孔（5013）均呈倾斜式设置，过滤网（603）与含水素土流入孔（5013）相配合设置，所述振动电机（606）与过滤网（603）相配合设置。

4.根据权利要求3所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述泵水组件包括设于返料腔室（5012）内的第二泥浆泵（604）、连接在第二泥浆泵（604）输出端的三通管、连接在三通管其中一个输出端口上的第二伸缩式泥浆运输管（605），所述三通管的另一个输出端口与反填料搅拌腔室（5011）相连通，且三通管的另一个输出端口上设置有电磁阀，所述第二伸缩式泥浆运输管（605）的另一端与进液孔（3013）连接。

5.根据权利要求4所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述混合搅拌组件包括连接在反填料搅拌腔室（5011）内壁上的限位支撑板（502）、连接在限位支撑板（502）上的第四电机（503）以及连接在第四电机（503）输出轴端的搅拌器（504），所述壳体（501）的上端设有投料口（505），且壳体（501）的下端设有下料口，下料口处设有阀门。

6.根据权利要求5所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述反填料输送机构（7）包括设于返料腔室（5012）内的混凝土输送泵（701）、连接在混凝土输送泵（701）输出端的第一输送管（702）、连接在第一输送管（702）另一端的伸缩式混凝土输送管（703）以及设于素土缓存箱体（301）内部的反填料下料孔（704），所述伸缩式混凝土输送管（703）的另一端与反填料下料孔（704）相连接，所述混凝土输送泵（701）的输入端与反填料搅拌腔室（5011）相连通。

7.根据权利要求6所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述x轴向移动组件包括两组对称设置的支撑架体（101）、连接在支撑架体（101）上的x轴向轨道（102）、固定连接在x轴向轨道（102）内壁上的x轴向齿条、滑动连接在x轴向轨道（102）上的x轴向移动平台（103）、连接在其中一个x轴向移动平台（103）上的第一电机（104）以及连接在第一电机（104）输出轴端的第一齿轮，所述第一齿轮与相对应设置的x轴向齿条相啮合。

8.根据权利要求7所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述y轴向移动组件包括连接在x轴向移动平台（103）上的y轴向轨道（105）、固定连接在y轴向轨道（105）内壁上的y轴向齿条、滑动连接在y轴向轨道（105）上的y轴向移动平台（106）、连接在y轴向移动平台（106）上的第二电机（107）以及连接在第二电机（107）输出轴端的第二齿轮，第二齿轮与y轴向齿条相啮合。

9.根据权利要求8所述的一种地基素土换填装置，其特征在于，所述z轴向移动组件包括滑动连接在y轴向移动平台（106）上的z轴向轨道（108）、连接在y轴向移动平台（106）上的第三电机（109）、连接在第三电机（109）输出轴端的绕线盘以及连接在绕线盘和z轴向轨道（108）之间的钢索。

10.一种地基素土换填方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的地基素土换填装置，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及地基换填技术领域，公开了一种地基素土换填装置及方法，其中，一种地基素土换填装置，包括三维移动机构、连接在三维移动机构的移动端上的连接板、连接在连接板上的素土缓存机构、连接在素土缓存机构上的素土挖掘机构、设于地基区域外的反填料加工机构、设于反填料加工机构上的循环往复式运送机构和反填料输送机构；本发明可在素土挖掘过程的同时将素土直接转移至后续的反填料加工机构中，可以有效的缩短因运输素土所消耗的时间，并且可在挖掘结束前开始对反填料进行处理，并将后续挖掘的素土持续运输至反填料加工机构中，可在挖掘结束后进行反向填充地基的过程，可有效的提高地基换填效率。

技术研发人员：刘淇,余迪,杨铁,谷孝磊,雷远剑,杨敏洁,刘冕,王磊
受保护的技术使用者：中铁建工集团第三建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26