黄土填料路基施工含水量控制机具——干土注水耙的设计说明

2020年9月24日11:30:02黄土填料路基施工含水量控制机具——干土注水耙的设计说明已关闭评论 678

中铁五局四公司  邓志飞

一、引言

在工程领域的填土压实施工过程中,填土是否达到或接近最佳含水率对压实质量起到至关重要的作用,在西北干旱地区特别是西北黄土地区路基施工时,用作路基的填土(特别是黄土)天然含水率极低,远远达不到压实施工所要求的最佳含水率。填土运到施工场地,在路基上摊铺后,通常采用人工洒水的办法来调整含水率,但对于细粒土水的渗透速度很慢,通常需要闷料24小时,否则含水率难以均匀,这对施工进度影响很大。如果没有足够的闷料时间,填土的含水率无法均匀一致,无法达到或接近施工压实所需要的最佳含水率,这会严重降低路基的压实质量。

针对这种人工喷洒浇水的缺陷和不足,专门设计了一种干土注水耙,把水均匀注入土体中,使水在水中能够快速渗透,同时注水耙本身也有翻拌作用,土体含水率能够在短时间内达到基本均匀,我们能够更容易将含水率控制在最佳含水率附近,保证压实质量。同时节约了闷料时间,提高了施工效率。

二、干土注水耙的结构设计

干土注水耙采用农具耙的结构(见图1),干土注水耙的连接横杆(1)设为中空流水管,在连接横杆底面安装一排耙齿(2),耙齿下端设为渐变尖头状中空喷水管,尖头中空喷水管周围密布有若干细小喷水孔(3),尖头中空喷水管向前弯曲,便于插入土中;干土注水耙的连接横杆顶面正中央设有进水管(4),进水管设有水阀(5)调节进水量,进水管连接软水管(7),软水管与水源设备或设施相连,水源设备或设施可以是洒水车、水泵、水池、水塔、潜水泵等,只要能提供有水压的水源设施均可。干土注水耙上装有牵引杆(6),用常用的农耕机具牵引,也可人工拖拽。根据需要可以设置耙齿数量和耙齿间距,制成大、中型或小型结构,大、中型干土注水耙用机械牵引,小型干土注水耙可人工拖拽;水从水源通过软水管进入连接横杆的中空流水管,再通过连接横杆分流入各耙齿的尖头中空喷水管里,在水压力的作用下,水从耙齿尖头中空喷水管的细小喷水孔中喷入土中。

黄土填料路基施工含水量控制机具——干土注水耙的设计说明

三、具体制作方式

如图1所示,干土注水耙结构和生产制作工艺很简单,制作成本低,所用材料全部采用现有技术普遍常用的材料,耙的连接横杆(1)和耙齿(2)可用较为耐用壁厚的钢管材料加工制作,牵引杆(6)用普通钢材加工制作,干土注水耙连接水源的软水管(7)为通用软水管,进水管(4)及水阀(5)都采用通用标准件;连接横杆的长度对于大、中型干土注水耙可取2m~4.5m左右,小型干土注水耙可取0.8m~1.2m左右,连接横杆外径可取5cm~8cm左右,耙齿长度可取35cm~75cm左右,耙齿与连接横杆相连端外径可取2.5cm~3.5cm左右,各耙齿的间距可取10cm~20cm左右。连接横杆的顶面正中央安装与其连通的进水管,连杆横杆的底面均匀连接一排耙齿,耙齿与连接横杆的连接可刚接,也可采用可拆装的丝扣连接。

四、路基施工中的应用

干土注水耙的软水管(7)与具有水压的水源进行连接,水源可以是洒水车、水泵、水池、水塔、潜水泵等,只要能提供具有一定水压的水源设施均可,干土注水耙的牵引杆连接牵引机具设备,打开干土注水耙的进水阀(5),开动牵引机具在施工场地或农耕地前行(小型干土注水耙可人工拖拽前行),水流进入干土注水耙的连接横杆(1),再通过连接横杆分流进入耙齿(2),再从耙齿的细小喷水孔(3)中源源不断地喷出,浸入所施作的土体中,通过调节水阀(5),控制牵引干土注水耙的行进速度,就可控制喷入土体中的水量,土体得到均匀浸润,达到或接近路基或建筑地基土体压实所需的最佳含水量。 

五、结束语

干土注水耙结构、生产制作工艺简单,制作成本低,用最简便、最经济、最有效的方式解决了工程施工中土体均匀含水湿润的难题,在土质填料填筑施工中是值得推广应用的工具。

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