一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备及方法

技术领域

本发明涉及回填夯实设备技术领域，具体地讲，涉及一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备及方法。

背景技术

对于湿陷性黄土地基的加固，分层回填是一种常用的方法。首先需要将地基下的湿陷性黄土挖出，然后根据回填材料的不同，将土层分为若干个层次，并按照由下到上的顺序进行回填。土垫层和灰土垫层、砂垫层和砂石垫层：首先需要将地基下需要处理的湿陷性黄土挖出，并就地取材，将基坑内或者是刚刚挖出的黏土作为填料。然后，将灰土过筛，并搅拌均匀，用相关设备进行分层回填工作。

强夯法则是利用强大的夯击能将碎石、砂等材料强力夯实到地基中，提高地基承载能力。在分层回填时，需要注意每层回填的厚度和密实度，以保证加固效果。同时，在回填过程中应清除填料中的大石块，防止因雨水下渗和重物碾压导致的路基下沉、断面等问题，从而保障了工程质量安全。

目前，还缺少一种设备，实现将灰土、砂及黏土分层铺设后，进行夯实，并且在灰土及砂铺设前剔除石块等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备及方法，方便湿陷性黄土地基加固。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备及方法，包括支架组件，其特征在于：所述支架组件包括底架，所述底架的上侧固定连接L板，所述L板固定连接下料管的上部，所述底架固定连接方板；所述方板固定连接竖管，所述竖管设置有竖槽，所述方板固定连接凸形槽，所述凸形槽固定连接滑槽，所述滑槽固定连接安装圆板；所述L板固定连接存储下落组件，所述存储下落组件包括L架，所述L板固定连接所述L架，所述L架固定连接两个存储箱，每个所述存储箱分别固定连接电动出料管，两个所述电动出料管分别穿过所述L架；所述L架固定连接电动推杆，所述电动推杆的推杆固定连接安装杆，所述安装杆固定连接两个圆管，所述圆管匹配所述下料管；所述竖管内设置夯实组件，所述夯实组件包括L杆，所述L杆的竖杆设置在所述竖管内，所述L杆固定连接夯实柱。

作为本技术方案的进一步限定，所述夯实柱固定连接圆轴，所述圆轴设置在所述竖槽内，所述圆轴转动连接上连杆的上端，所述上连杆的下端转动连接下连杆的上端，所述下连杆的下端转动连接所述竖管，所述凸形槽内设置有凸块，所述凸块的两侧分别固定连接下U轴，一个所述下U轴转动连接传动杆的下端，所述传动杆的上端转动连接所述下连杆，另一个所述下U轴转动连接动力杆的下端，所述滑槽内设置有滑块，所述滑块固定连接上U轴，所述上U轴转动连接所述动力杆的上端。

作为本技术方案的进一步限定，所述安装圆板固定连接气管，所述气管固定连通进气管，所述气管的顶板固定连接排气阀，所述气管内设置有活塞，所述活塞的活塞杆穿过所述安装圆板及所述滑槽的顶板固定连接所述滑块。

作为本技术方案的进一步限定，所述竖筒固定连接挡块，所述L杆固定连接弹簧的上端，所述弹簧的下端固定连接碰撞块，所述碰撞块匹配所述挡块。

作为本技术方案的进一步限定，所述L板固定连接处理组件，所述处理组件包括电机，所述电机通过电机支架固定连接所述L板，所述底架固定连接安装底杆，所述安装底杆固定连接圆头横槽，所述圆头横槽内轴承连接螺杆，所述圆头横槽内设置有移动块，所述螺杆螺纹连接所述移动块，所述移动块转动连接摆动槽，所述电机的输出轴固定连接曲轴，所述曲轴转动连接摇杆的上端，所述底架固定连接转动连接杆，所述转动连接杆转动连接主动锥齿轮，所述主动锥齿轮固定连接L轴，所述摇杆的下端转动连接所述L轴，所述圆头横槽轴承连接大轴，所述大轴固定连接从动锥齿轮，所述主动锥齿轮啮合所述从动锥齿轮。

作为本技术方案的进一步限定，所述圆头横槽转动连接齿圈板，所述齿圈板设置有弧槽，所述大轴设置在所述弧槽内，所述大轴固定连接大齿轮，所述齿圈板轴承连接小齿轮，所述小齿轮及所述所述齿圈板分别啮合所述大齿轮，所述小齿轮固定连接L形杆，所述L形杆的圆杆设置在所述摆动槽内，所述齿圈板固定连接大框，所述大框内固定连接小框，所述小框设置有一组下料圆孔，一组所述下料圆孔贯穿所述大框，所述小框设置有一组均匀分布的半孔槽。

一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备的夯实方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用软管连接所述电动出料管及所述圆管，将所述底架连接移动机构，移动机构带动本装置实现前进、后退以及转弯，在移动机构上安装气源，使气源通过软管连接所述进气管；

S2：在一个所述存储箱内放置灰土，另一个所述存储箱内放置砂；

S3：一个所述圆管匹配所述下料管，控制移动机构前进，控制所述电机转动，控制相应的所述电动出料管打开，实现先铺砂层，控制气源及所述排气阀工作，实现所述夯实柱夯实砂层；

S4：控制电动推杆伸缩，带动所述安装杆及所述圆管移动，使另一个所述圆管匹配下料管，控制移动机构掉头后前进，控制所述电机转动，控制相应的所述电动出料管打开，实现先铺灰土层，控制气源及所述排气阀工作，实现所述夯实柱夯实灰土层；

S5：控制移动机构再次掉头后前进，人工或者其他简易的工具进行填入黏土层，控制气源及所述排气阀工作，实现所述夯实柱夯实黏土层；

S6：多次执行所述S3-5，实现多层回填。

作为本技术方案的进一步限定，所述小框往复摆动，模拟了人工抖动晃动沙斗的动作，便于灰土及砂的落下，所述小框的两侧边设置了所述半孔槽，所述摆动槽选用耐磨较软的橡胶，便于所述摆动槽将灰土中的受潮产生的土疙瘩和砂中的大颗粒石子拨出，通过采用齿轮啮合、齿轮齿圈啮合、锥齿轮啮合，实现了所述摆动槽与所述小框反向大幅度的摆动，实现杂质拨出。

作为本技术方案的进一步限定，所述夯实组件的连杆转动连接实现所述夯实柱杠杆式的大幅度的升降，行程大幅度提升，提升夯击效果，所述夯实组件采用气压原理，进气后将所述活塞顶撑起来，达到预设位置，关闭气源，所述排气阀开启，排气，所述夯实柱落下，实现夯击。

作为本技术方案的进一步限定，使用软管连接所述电动出料管及所述圆管，所述电动出料管采用电控液压作动，结合下方的所述电动推杆设计实现了灰土和砂的切换，还实现了双重保险，并且防止了两者混掺。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本装置的处理组件，通过采用齿轮啮合、锥齿轮啮合以及齿轮齿圈啮合，实现摆动槽与小框反向大幅度的摆动，在框的两侧边设置了半孔槽，摆动槽选用耐磨较软的橡胶，便于其在摆动过程中将灰土中的受潮产生的土疙瘩和砂中的大颗粒石子拨出，实现杂质拨出。

2、本装置的夯实组件，通过采用凸形槽及竖管等限位，采用连杆转动连接，实现夯实柱杠杆式的大幅度的升降，行程大幅度提升，提升夯击效果，夯实组件采用气压原理，进气后将活塞顶撑起来，达到预设位置，关闭气源，排气阀开启，排气，夯实柱落下，实现夯击。

3、本装置通过采用电动出料管，电动出料管采用电控液压作动。并通过控制电动推杆，实现圆管与下料管匹配，实现了灰土和砂的切换，还实现了双重保险，并且防止了两者混掺。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的立体结构示意图二。

图3为本发明的立体结构示意图三。

图4为本发明的局部立体结构示意图一。

图5为本发明的局部立体结构示意图二。

图6为本发明的夯实组件立体结构示意图。

图7为本发明的处理组件立体结构示意图一。

图8为本发明的处理组件立体结构示意图二。

图9为本发明的处理组件局部立体结构示意图。

图10为本发明的立体结构示意图四。

图中：

1、存储下落组件，11、存储箱，12、电动出料管，13、L架，14、圆管，15、安装杆，16、电动推杆；

2、支架组件，21、底架，22、L板，23、下料管，24、竖管，25、竖槽，26、挡块，27、方板，28、凸形槽，29、滑槽，210、安装圆板；

3、夯实组件，31、夯实柱，32、L杆，33、弹簧，34、碰撞块，35、圆轴，36、上连杆，37、下连杆，38、传动杆，39、下U轴，310、凸块，311、动力杆，312、上U轴，313、滑块，314、活塞，315、气管，316、排气阀，317、进气管；

4、处理组件，41、大框，42、小框，43、下料圆孔，44、半孔槽，46、齿圈板，47、电机支架，48、电机，49、摇杆，410、曲轴，411、圆头横槽，412、螺杆，413、移动块，414、摆动槽，415、大齿轮，416、小齿轮，417、L形杆，418、转动连接杆，419、安装底杆，420、从动锥齿轮，421、主动锥齿轮，422、L轴，423、弧槽，424、大轴。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例一：本发明包括支架组件2，所述支架组件2包括底架21，所述底架21的上侧固定连接L板22，所述L板22固定连接下料管23的上部，所述底架21固定连接方板27；所述方板27固定连接竖管24，所述竖管24设置有竖槽25，所述方板27固定连接凸形槽28，所述凸形槽28固定连接滑槽29，所述滑槽29固定连接安装圆板210；所述L板22固定连接存储下落组件1，所述存储下落组件1包括L架13，所述L板22固定连接所述L架13，所述L架13固定连接两个存储箱11，每个所述存储箱11分别固定连接电动出料管12，两个所述电动出料管12分别穿过所述L架13；所述L架13固定连接电动推杆16，所述电动推杆16的推杆固定连接安装杆15，所述安装杆15固定连接两个圆管14，所述圆管14匹配所述下料管23；所述竖管24内设置夯实组件3，所述夯实组件3包括L杆32，所述L杆32的竖杆设置在所述竖管24内，所述L杆32固定连接夯实柱31。

所述夯实柱21固定连接圆轴35，所述圆轴35设置在所述竖槽25内，所述圆轴35转动连接上连杆36的上端，所述上连杆36的下端转动连接下连杆37的上端，所述下连杆37的下端转动连接所述竖管24，所述凸形槽28内设置有凸块310，所述凸块310的两侧分别固定连接下U轴39，一个所述下U轴39转动连接传动杆38的下端，所述传动杆38的上端转动连接所述下连杆37，另一个所述下U轴39转动连接动力杆311的下端，所述滑槽29内设置有滑块313，所述滑块313固定连接上U轴312，所述上U轴312转动连接所述动力杆311的上端。

所述安装圆板210固定连接气管315，所述气管315固定连通进气管317，所述气管315的顶板固定连接排气阀316，所述气管315内设置有活塞314，所述活塞314的活塞杆穿过所述安装圆板210及所述滑槽29的顶板固定连接所述滑块313。

所述L板22固定连接处理组件4，所述处理组件4包括电机48，所述电机48通过电机支架47固定连接所述L板22，所述底架21固定连接安装底杆419，所述安装底杆419固定连接圆头横槽411，所述圆头横槽411内轴承连接螺杆412，所述圆头横槽411内设置有移动块413，所述螺杆412螺纹连接所述移动块413，所述移动块413转动连接摆动槽414，所述电机48的输出轴固定连接曲轴410，所述曲轴410转动连接摇杆49的上端，所述底架21固定连接转动连接杆418，所述转动连接杆418转动连接主动锥齿轮421，所述主动锥齿轮421固定连接L轴422，所述摇杆49的下端转动连接所述L轴422，所述圆头横槽411轴承连接大轴424，所述大轴424固定连接从动锥齿轮420，所述主动锥齿轮421啮合所述从动锥齿轮420。

所述圆头横槽411转动连接齿圈板46，所述齿圈板46设置有弧槽423，所述大轴424设置在所述弧槽423内，所述大轴424固定连接大齿轮415，所述齿圈板46轴承连接小齿轮416，所述小齿轮416及所述所述齿圈板46分别啮合所述大齿轮415，所述小齿轮416固定连接L形杆417，所述L形杆417的圆杆设置在所述摆动槽414内，所述齿圈板46固定连接大框41，所述大框41内固定连接小框42，所述小框42设置有一组下料圆孔43，一组所述下料圆孔43贯穿所述大框41，所述小框42设置有一组均匀分布的半孔槽44。

本实施例的工作流程为：

气源工作时，实现对气管315充气，实现活塞314向下移动，活塞314带动滑块313沿滑槽29向下移动，滑块313带动上U轴312向下移动，上U轴312带动动力杆311摆动，动力杆311带动下U轴39及凸块310移动，下U轴39带动传动杆38摆动，传动杆38带动下连杆37摆动，下连杆37带动上连杆36摆动，上连杆36带动圆轴35沿竖槽25向上移动，圆轴35带动L杆32沿竖管24向上移动，L杆3带动夯实柱31向上移动到合适位置，关闭气源，打开排气阀316，在夯实柱31等重力作用下，实现气管315排气，实现夯实柱31向下运动夯击砂层、灰土层及黏土层。

电机48转动时，带动曲轴410转动，曲轴410带动摇杆49往复摆动，摇杆49带动L轴422往复摆动，L轴422带动主动锥齿轮421往复转动，主动锥齿轮421带动从动锥齿轮420、大轴424及大齿轮415往复转动，大齿轮415带动齿圈板46及小齿轮416往复转动，齿圈板46带动大框41及小框42往复摆动，小齿轮416带动L形杆417的圆杆沿摆动槽414往复摆动，L形杆417带动摆动槽414往复摆动。

转动螺杆412，螺杆412带动移动块413沿圆头横槽411移动，移动块413带动摆动槽414移动，实现摆动槽414摆动范围调节。

实施例二：本实施例是在实施例一基础上进一步阐述，所述竖筒24固定连接挡块26，所述L杆32固定连接弹簧33的上端，所述弹簧33的下端固定连接碰撞块34，所述碰撞块34匹配所述挡块26。

本实施例的工作流程为：

L杆3带动弹簧33及碰撞块34往复运动，在碰撞块34向下运动时，接触挡块26，使弹簧33被压缩，实现避免夯实力过大。

一种湿陷性黄土地基加固分层回填夯实设备的夯实方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用软管连接所述电动出料管12及所述圆管14，将所述底架21连接移动机构，移动机构带动本装置实现前进、后退以及转弯，在移动机构上安装气源，使气源通过软管连接所述进气管317；

S2：在一个所述存储箱11内放置灰土，另一个所述存储箱11内放置砂；

S3：一个所述圆管14匹配所述下料管23，控制移动机构前进，控制所述电机48转动，控制相应的所述电动出料管12打开，实现先铺砂层，控制气源及所述排气阀316工作，实现所述夯实柱31夯实砂层；

S4：控制电动推杆16伸缩，带动所述安装杆15及所述圆管14移动，使另一个所述圆管14匹配下料管23，控制移动机构掉头后前进，控制所述电机48转动，控制相应的所述电动出料管12打开，实现先铺灰土层，控制气源及所述排气阀316工作，实现所述夯实柱31夯实灰土层；

S5：控制移动机构再次掉头后前进，人工或者其他简易的工具进行填入黏土层，控制气源及所述排气阀316工作，实现所述夯实柱31夯实黏土层；

S6：多次执行所述S3-5，实现多层回填。

所述小框42往复摆动，模拟了人工抖动晃动沙斗的动作，便于灰土及砂的落下，所述小框42的两侧边设置了所述半孔槽44，所述摆动槽414选用耐磨较软的橡胶，便于所述摆动槽414将灰土中的受潮产生的土疙瘩和砂中的大颗粒石子拨出，通过采用齿轮啮合、齿轮齿圈啮合、锥齿轮啮合，实现了所述摆动槽414与所述小框42反向大幅度的摆动，实现杂质拨出。

所述夯实组件3的连杆转动连接实现所述夯实柱31杠杆式的大幅度的升降，行程大幅度提升，提升夯击效果，所述夯实组件3采用气压原理，进气后将所述活塞314顶撑起来，达到预设位置，关闭气源，所述排气阀316开启，排气，所述夯实柱31落下，实现夯击。

使用软管连接所述电动出料管12及所述圆管14，所述电动出料管12采用电控液压作动，结合下方的所述电动推杆16设计实现了灰土和砂的切换，还实现了双重保险，并且防止了两者混掺。

本装置的处理组件4，通过采用齿轮啮合、锥齿轮啮合以及齿轮齿圈啮合，实现摆动槽414与小框42反向大幅度的摆动，在框42的两侧边设置了半孔槽44，摆动槽414选用耐磨较软的橡胶，便于其在摆动过程中将灰土中的受潮产生的土疙瘩和砂中的大颗粒石子拨出，实现杂质拨出。

本装置的夯实组件3，通过采用凸形槽28及竖管24等限位，采用连杆转动连接，实现夯实柱31杠杆式的大幅度的升降，行程大幅度提升，提升夯击效果，夯实组件3采用气压原理，进气后将活塞314顶撑起来，达到预设位置，关闭气源，排气阀316开启，排气，夯实柱31落下，实现夯击。

本装置通过采用电动出料管12，电动出料管12采用电控液压作动。并通过控制电动推杆16，实现圆管14与下料管23匹配，实现了灰土和砂的切换，还实现了双重保险，并且防止了两者混掺。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。