本發(fā)明涉及地基處理，具體的，涉及一種適用于軟土地基的分段式地基加固裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，軟土地基分布廣泛，因其具有高孔隙比、高含水量、高壓縮性和低承載力等多種不良工程特性而對(duì)工程有著嚴(yán)重危害，需要使用軟土地基處理的方法進(jìn)行加固處理。

2、在所有的軟土地基處理方法中，較為常用的是排水固結(jié)法，而傳統(tǒng)的排水固結(jié)法中，使用最頻繁的是砂井地基固結(jié)，即在軟土層施打塑料排水板，在軟土表面鋪設(shè)砂墊層，在砂墊層上方施加荷載，進(jìn)行軟土地基的排水固結(jié)工作?，F(xiàn)有的塑料排水板都是采用高強(qiáng)度沖壓設(shè)備壓入土層中，如果地基中存在硬質(zhì)物質(zhì)容易造成中空導(dǎo)桿及沖壓頭斷裂損壞和不能實(shí)現(xiàn)了塑料排水板與中空導(dǎo)桿之間的自動(dòng)連接分離；而且現(xiàn)有塑料排水板施工設(shè)備在進(jìn)行施工的時(shí)候，還存在塑料排水板的插板效率較差和傳統(tǒng)插板設(shè)備直接牽引塑料排水板預(yù)埋，容易造成塑料排水板表面劃破損壞的問(wèn)題。

3、公開(kāi)號(hào)為cn113235554b的發(fā)明專(zhuān)利其公開(kāi)了一種軟土地基處理裝置，包括固定機(jī)架、移動(dòng)底盤(pán)以及駕駛室，所述移動(dòng)底盤(pán)卡接在所述固定機(jī)架底部，所述固定機(jī)架頂部安裝有收卷豎輥，所述收卷豎輥外部卷覆有塑料排水板，所述固定機(jī)架外部一側(cè)設(shè)置有插板機(jī)構(gòu)，所述插板機(jī)構(gòu)用于持續(xù)將所述塑料排水板預(yù)埋插入至軟土地基中進(jìn)行固定，所述插板機(jī)構(gòu)包括固定支板、驅(qū)動(dòng)立柱、中空導(dǎo)桿、弧形支坡、固定環(huán)套、咬合轉(zhuǎn)輥以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了周期持續(xù)穩(wěn)定的高效插板。該專(zhuān)利解決了現(xiàn)有技術(shù)中使用高強(qiáng)度沖壓設(shè)備預(yù)壓排水板時(shí)，地基中存在硬質(zhì)物質(zhì)容易造成中空導(dǎo)桿及沖壓頭斷裂損壞的問(wèn)題，以及排水板插板效率低及表面容易劃破損壞的問(wèn)題。但是上述裝置在使用時(shí)，只能使用排水板對(duì)地基進(jìn)行處理，主要應(yīng)用于塑料排水板聯(lián)合堆載法和塑料排水板聯(lián)合真空預(yù)壓法，都屬于排水固結(jié)法，單獨(dú)的排排水固結(jié)法在進(jìn)行軟土地基加固時(shí)，其加固效果較差，特別是針對(duì)滲透性較差的軟弱土，單獨(dú)的排水固結(jié)實(shí)無(wú)法達(dá)到效果的。

4、近年來(lái)，許多新型的軟土地基處理方法被提出，例如化學(xué)加固法、高真空擊密法、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法以及電滲固結(jié)法。其中，化學(xué)加固法是利用固化劑摻加在軟土中，固化劑與軟土相互作用，從而加固軟土地基；該方法改善了軟土的物理力學(xué)性質(zhì)，可以有效提高軟土地基強(qiáng)度，處理后的土壤具有高強(qiáng)度、低滲透性的優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用于國(guó)家高速公路、機(jī)場(chǎng)、海堤、港口、碼頭、水利防滲等工程項(xiàng)目；如果能將化學(xué)加固法與排水加固結(jié)合使用，可以大大增加地基加固效果，現(xiàn)有技術(shù)并無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述目的。除此之外，現(xiàn)有的固化劑是通過(guò)軟管輸送至挖掘機(jī)前端的攪拌頭，駕駛員操控挖掘機(jī)，使攪拌頭深入軟土中，攪拌頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將固化劑與軟土充分混合，以達(dá)到預(yù)期的固化效果。現(xiàn)有固化劑添加方式只能將固化劑添加在同一深度的層的軟土層中，無(wú)法滿(mǎn)足不同軟土層的固化劑添加。

5、因此需要提供一種能夠同時(shí)通過(guò)塑料排水板和穩(wěn)定劑對(duì)軟土地基進(jìn)行處理、且能夠?qū)崿F(xiàn)分段分層添加固化劑的軟土加固處理裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種適用于軟土地基的分段式地基處理裝置及方法，該處理裝置能夠通過(guò)單個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)塑料排水板向下移動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)向軟土地層中注入穩(wěn)定劑，可以實(shí)現(xiàn)將排水加固與化學(xué)加固結(jié)合對(duì)軟土進(jìn)行處理，從而提高軟土加固效果。

2、為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種適用于軟土地基的分段式地基加固裝置，所述加固裝置包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的第一支架、第二支架，在第一支架和第二支架之間架設(shè)有第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、插板機(jī)構(gòu)和穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)，所述插板機(jī)構(gòu)包括底部呈尖端的擋塊和兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)，在兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)之間設(shè)有塑料排水板，所述擋塊位于兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)的底部，擋塊前側(cè)與其中一組排水板輸送機(jī)構(gòu)鉸鏈連接，后側(cè)與另一組排水板輸送機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，所述塑料排水板的底端位于擋塊上；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，用于控制塑料排水板的插入；所述塑料排水板兩側(cè)均安裝有用于儲(chǔ)存穩(wěn)定劑的管體，其底部設(shè)有密封板，在管體的中下部開(kāi)設(shè)有多個(gè)擠壓式出料孔；

3、所述穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)包括連接橫桿、兩塊傳動(dòng)板和固定在連接橫桿兩端的兩根與管體相匹配的壓桿，每根壓桿的底部固定連接有壓塊，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與兩塊傳動(dòng)板傳動(dòng)連接，兩塊傳動(dòng)板分別通過(guò)固定塊與連接橫桿連接，在兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)向下輸送塑料排水板的時(shí)候，穩(wěn)定劑擠出機(jī)構(gòu)下壓將兩根壓桿對(duì)應(yīng)壓入塑料排水板兩側(cè)的管體內(nèi)，通過(guò)壓塊與管體內(nèi)壁接觸，并向下滑動(dòng)，將管體內(nèi)穩(wěn)定劑從出料孔的位置擠出，從而使穩(wěn)定劑與軟土層中的水反應(yīng)，使土體固結(jié)。

4、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有兩組，對(duì)稱(chēng)設(shè)置在兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)頂部，每組第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第一支架與第二支架之間，所述傳動(dòng)齒輪固定安裝在傳動(dòng)軸的端部，且兩組第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪相互嚙合，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在其中一組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的端部，其輸出軸與該組傳動(dòng)軸的端部固定連接；由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)控制兩組第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。

5、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：兩側(cè)管體上均設(shè)有多組支撐組件；在管體前后側(cè)邊等距均勻開(kāi)設(shè)有多個(gè)豎向槽孔，每組支撐組件對(duì)應(yīng)安裝在每個(gè)豎向槽孔內(nèi)；所述支撐組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在豎向槽孔內(nèi)的轉(zhuǎn)板，且轉(zhuǎn)板的下端與管體側(cè)壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且轉(zhuǎn)板與和管體之間固定連接有扭簧，并在扭簧的作用下，轉(zhuǎn)板位于豎向槽孔內(nèi)，并將豎向槽孔遮擋；在轉(zhuǎn)板上端外側(cè)設(shè)有凸塊，所述凸塊伸出豎向槽孔。

6、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述第一支架和第二支架的底部均固定連接有多個(gè)穩(wěn)定塊，多個(gè)穩(wěn)定塊均勻的分散在第一支架和第二支架的底面，每個(gè)穩(wěn)定塊由上至下橫截面的面積遞減形成倒錐形或?qū)е滤睦忮F形；所述塑料排水板的頂部連通設(shè)置有導(dǎo)流管，相鄰兩導(dǎo)流管之間固定設(shè)置有連接桿，連接桿的底部固定連接有導(dǎo)流板。

7、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述管體為寬度與塑料排水板相匹配的方形管體結(jié)構(gòu)，密封板的下表面與塑料排水板的下表面平齊，所述出料孔均勻分布在管體的下部區(qū)域，每個(gè)出料孔上安裝有橡膠塊，橡膠塊的中間設(shè)置有十字割縫，在擠壓過(guò)程中，管體內(nèi)的穩(wěn)定劑通過(guò)十字割縫噴出。

8、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：每組排水板輸送機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)輪、第二傳動(dòng)輪和夾持板，所述第一傳動(dòng)輪、第二傳動(dòng)輪均固定在對(duì)應(yīng)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上，兩組夾持板位于兩組第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，并將塑料排水板夾持，每組夾持板沿著塑料排水板豎向向下延伸，在每組夾持板上對(duì)應(yīng)設(shè)有兩條分別與第一傳動(dòng)輪、第二傳動(dòng)輪相匹配的傳動(dòng)齒條，每組排水板輸送機(jī)構(gòu)的第一傳動(dòng)輪和第二傳動(dòng)輪位于對(duì)應(yīng)的夾持板外表面，并與對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)齒條傳動(dòng)連接；在每組夾持板的中部豎向設(shè)有滑槽，兩組傳動(dòng)齒條對(duì)稱(chēng)分布在滑槽兩側(cè)，兩塊傳動(dòng)板分別滑動(dòng)嵌入兩個(gè)滑槽內(nèi)，并沿著滑槽上下移動(dòng)；所述擋塊位于兩組夾持板的底部，其中前側(cè)的夾持板底部通過(guò)轉(zhuǎn)軸與擋塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，后側(cè)的夾持板底部設(shè)有磁塊，所述擋塊為磁性金屬材質(zhì)，能夠與磁塊吸附。

9、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)固定在兩根傳動(dòng)軸上的第三傳動(dòng)輪，所述第三傳動(dòng)輪位于第一傳動(dòng)輪和第二傳動(dòng)輪中間，且兩個(gè)第三傳動(dòng)輪分別與兩塊傳動(dòng)板傳動(dòng)連接；所述傳動(dòng)板可以采用齒條結(jié)構(gòu)或者板體表面設(shè)有橫向凸紋，并與第三傳動(dòng)輪傳動(dòng)連接；所述第三傳動(dòng)輪為偏心輪，第三傳動(dòng)輪在做偏心圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，間歇性與傳動(dòng)板抵接，從而使得傳動(dòng)板間歇性向下滑動(dòng)，帶動(dòng)連接橫桿左右兩側(cè)的兩組壓桿及壓塊間歇性向下移動(dòng)。

10、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：兩組夾持板的頂部鄰近塑料排水板的一側(cè)設(shè)有多個(gè)壓板，并通過(guò)壓板對(duì)塑料排水板擠壓；在第一傳動(dòng)輪和第二傳動(dòng)輪鄰近傳動(dòng)桿端部的一側(cè)分別設(shè)有第一限位板和第二限位板，第一限位板和第二限位板用于對(duì)夾持板的左右兩側(cè)進(jìn)行限位。

11、本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案：所述第三傳動(dòng)輪與傳動(dòng)軸之間通過(guò)橡膠板連接結(jié)構(gòu)連接，第三傳動(dòng)輪為中空輪體，所述橡膠板連接結(jié)構(gòu)包括固定在第三傳動(dòng)輪內(nèi)腔的多塊第一橡膠板和對(duì)應(yīng)固定在傳動(dòng)軸上的多塊第二橡膠板，所述第一橡膠板鄰近傳動(dòng)軸的一端開(kāi)設(shè)有與第二橡膠板相匹配的凹槽，傳動(dòng)軸上的多塊第二橡膠板對(duì)應(yīng)嵌入第三傳動(dòng)輪上的多塊第一橡膠板上的凹槽內(nèi)，且第一橡膠板和第二橡膠板之間互相貼合，第三傳動(dòng)輪的中軸線與傳動(dòng)軸的中軸線不在同一條直線上，第三傳動(dòng)輪的直徑大于第一傳動(dòng)輪和第二傳動(dòng)輪的直徑。

12、本發(fā)明還提供了一種適用于軟土地基的分段式地基加固方法，采用上述適用于軟土地基的分段式地基加固裝置進(jìn)行處理，具體包括如下步驟：

13、s1：將第一支架和第二支架之間的塑料排水板豎置于軟土地基表面，在管體內(nèi)加入穩(wěn)定劑，再將穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)移動(dòng)至夾持板的上方位置；

14、s2.通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)塑料排水板向下移動(dòng)相插入軟土地層中；同時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制兩塊傳動(dòng)板帶動(dòng)兩根壓桿沿著管體向下移動(dòng)，擠壓管體內(nèi)部空腔，從而使得管體內(nèi)的穩(wěn)定劑從出料孔處滲出，與軟土中水反應(yīng)后使土體固結(jié)；

15、s3：塑料排水板移動(dòng)最下端，拉動(dòng)與擋塊鉸鏈連接側(cè)的排水板輸送機(jī)構(gòu)，便可使另一側(cè)排水板輸送機(jī)構(gòu)與擋塊脫離；然后通過(guò)反向轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或直接將兩組排水板輸送機(jī)構(gòu)及兩組傳動(dòng)板拉出來(lái)，并將管體和塑料排水板位于軟土中；

16、s4在塑料排水板安裝好之后，通過(guò)在相鄰兩組塑料排水板的頂部粘接導(dǎo)流管，并安裝導(dǎo)流板，將軟土中的水通過(guò)塑料排水板和導(dǎo)流管引入導(dǎo)流板進(jìn)行收集。

17、本發(fā)明的有益效果為：

18、(1)本發(fā)明電機(jī)通過(guò)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與插板機(jī)構(gòu)和穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，能夠通過(guò)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)插板機(jī)構(gòu)和穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)，控制插板機(jī)構(gòu)的夾持板帶動(dòng)塑料排水板向下移動(dòng)，同時(shí)控制穩(wěn)定劑擠壓機(jī)構(gòu)的壓桿沿著管體間歇性向下移動(dòng)，從而使壓桿上的壓塊擠壓管體的內(nèi)部空腔，并且擠壓方式是間歇性擠壓，使得裝置能夠在帶動(dòng)塑料排水板向下移動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)將管體內(nèi)的穩(wěn)定劑向外擠出，且穩(wěn)定劑的可以分層加入不同高度段的軟土層中，以實(shí)現(xiàn)分層加固處理的效果；裝置中間位置的土壤可利用塑料排水板對(duì)軟土加固，裝置兩側(cè)可通過(guò)穩(wěn)定劑間歇性擠出的方式對(duì)軟土進(jìn)行處理，增強(qiáng)了裝置對(duì)軟土地基的處理效果，解決了現(xiàn)有的軟土地基處理裝置不能夠同時(shí)通過(guò)塑料排水板和穩(wěn)定劑對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的問(wèn)題，該裝置能夠通過(guò)單個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)塑料排水板向下移動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)向軟土地層中注入穩(wěn)定劑。

19、(2)本發(fā)明通過(guò)裝置上的互相貼合的第一橡膠板和第二橡膠板，使得偏心結(jié)構(gòu)的第三傳動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠利用兩組橡膠板折彎或相對(duì)滑動(dòng)，使得第三傳動(dòng)輪間歇性與傳動(dòng)板抵接，并驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)板間歇性向下移動(dòng)，保證裝置工作時(shí)的穩(wěn)定性，相比于常規(guī)的持續(xù)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該裝置可在管體持續(xù)向下移動(dòng)的過(guò)程中，間歇性將穩(wěn)定劑擠出，從而保證軟土層的多段位置都能夠與穩(wěn)定劑反應(yīng)，增強(qiáng)了裝置對(duì)土壤的固結(jié)效果。

20、(3)本發(fā)明通過(guò)裝置上的支撐組件，當(dāng)布置好塑料排水板和管體后，夾持板可從塑料排水板的前后兩側(cè)移出，在此過(guò)程中，塑料排水板有向上移動(dòng)的趨勢(shì)，而支撐組件上的扭簧使得轉(zhuǎn)板在向上移動(dòng)時(shí)自動(dòng)展開(kāi)，從而嵌入土層中，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身支撐的功能，保證裝置上的塑料排水板不會(huì)從土層中移出，增強(qiáng)了裝置工作時(shí)的穩(wěn)定性。

21、(4)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的導(dǎo)流管、導(dǎo)流板和塑料排水板，使得裝置能夠?qū)膳潘芰吓潘宓呐潘谙蛲粋€(gè)導(dǎo)流板進(jìn)行導(dǎo)流，以便收集軟土地基中排出的水，增強(qiáng)了裝置使用時(shí)的便捷性。