风积沙地层的地基振密装置的制作方法

1.本发明涉及地基施工领域，尤其涉及一种风积沙地层的地基振密装置。


背景技术：

2.风积沙是被风吹而积淀的沙层，多见于沙漠、戈壁，风积沙的粉粘粒含量很少，表面活性很低,松散、无聚性，具有明显的非塑性，其颗粒属于细沙，沙粒组成为天然不良级配。对于级配极差，无粘结性的风积沙来说，成型困难，而且成型后的抗剪性能也较差，风积沙施工的关键环节就是洒水问题，不适当洒水的方法，对风积沙的施工质量影响很大。在施工经常出现洒水不均匀、不彻底而导致风积沙压实度不足的问题。
3.沙粒表面对水几乎没有物理吸附作用，且沙颗粒遇水后很快丧失其结构性及承载能力，水稳性差，在逐层铺设时需要及时的将地基振实，风积沙地层的地基振动施工时，因为频繁洒水且沙粒吸水效果差，水分沉积造成中下层沙粒，短暂时间内，沙粒之间孔隙的水压力来不及消散，使有效应力减小，当有效应力完全消失时，砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态，使得沙粒之间无法更好的振实，且夯实时出现缓冲，造成地基振密加工时间长。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存着的不足之处，本发明提供了一种风积沙地层的地基振密装置，解决了现有技术中风积沙地层振密加工时间长的技术问题。
5.第一方面，本发明公开了一种风积沙地层的地基振密装置，包括：车体；设于该车体前部的振实组件，该振实组件包括排列设置的多根振捣棒，多根该振捣棒通过传动组件竖向活动连接于该车体，该振捣棒包括锥形壳体以及固定于该锥形壳体内的第一振动棒，该锥形壳体外壁上开设有多个渗透槽，该锥形壳体的顶部开设有出水孔；设于该车体后部的夯实组件，该夯实组件包括通过驱动组件竖向活动连接于该车体的上拍击板、以及阵列固定于该上拍击板底面的锥形杆，该锥形杆的直径小于该振捣棒的直径，该上拍击板上阵列开设有多个析液孔，该锥形杆上开设有与该析液孔连通的穿槽。
6.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该传动组件包括竖向活动连接于该车体的电动伸缩杆、以及固定于该电动伸缩杆的底部的升降架，多根该振捣棒竖向活动安装于该升降架上。
7.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该升降架呈长方体状，该升降架内活动连接有驱动机构，该驱动机构同时驱动转动连接有多个第一锁定件和一个第二锁定件，多个该第一锁定件分别通过转动实现多个该振捣棒的竖向锁定和松开，该第二锁定件通过转动实现该升降架的竖向锁定和松开，且多个该第一锁定件和一个该第二锁定件同步为竖向锁定状态或松开状态。
8.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该升降架内部开设有矩形滑槽，该驱动机构包括滑动安装于该矩形滑槽内的活动条、用于控制该活动条滑动的电动推杆、固定于该活动条侧面的主齿条、用于分别固定到多个该第一锁定件的多个第一齿轮以
及用于固定至该第二锁定件的第二齿轮，多个该第一齿轮和该第二齿轮均与该主齿条相啮合。
9.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该第一锁定件包括套筒，该套筒的第一端侧壁与相应该第一齿轮固定，该套筒的第二端向下穿出该升降架，且该套筒的第二端侧壁上开设有卡槽，相应该振捣棒的侧壁上设有与该卡槽适配的卡杆，该振捣棒的顶部固定有线缆杆，该线缆杆上部穿出相应该套筒与该升降架，所有该线缆杆的上端共同固定至一个顶板上。
10.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该第二锁定件包括限位杆，该限位杆的第一端侧壁与该第二齿轮固定，该限位杆的第二端向上穿出该升降架，该限位杆的第二端侧壁上设有供该顶板卡接的卡接部。
11.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该锥形壳体包括呈锥形的第一振动壳体以及设于该第一振动壳体顶部的第一端盖，该第一振动壳体与该第一端盖之间通过弹簧连接，该第一振动壳体与该第一端盖之间形成该出水孔。
12.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该驱动组件包括驱动电机、固定于该车体并位于该驱动电机两侧的两个支撑臂、分别转动连接于该支撑臂顶部的两个活动摇杆、以及转动连接于两个活动摇杆与驱动电机的输出轮之间的驱动拉杆，该活动摇杆与该上拍击板板之间连接有连接杆，该驱动组件将该输出轮的旋转运动转化为上连接杆的直线运动。
13.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该夯实组件还包括与该上拍击板相叠合的下拍击板，该下拍击板的两侧分别固定有两块竖板，该上拍击板位于两块竖板之间，且两块该竖板顶部分别固定有用于拦挡该上拍击板的限位板，该限位板底部高于该上拍击板顶面一定距离，该下拍击板上开设有供该锥形杆穿过的排液孔。
14.本发明风积沙地层的地基振密装置进一步改进在于，该车体的车身内设有空腔，该水箱内竖直间隔固定有多块隔板，每相邻两块隔板之间形成有储液腔，每块该隔板的顶部和底部均开设有连通相邻该储液腔的通槽，该储液腔内安装有缓冲球，该缓冲球通过连接绳连接于该水箱的顶面和底面，该空腔内填充有水。
15.本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明通过振实组件和夯实组件分别对风积沙地层进行振实施工，避免了沙粒中层出现悬浮液化现象，解决了现有技术中风积沙地层振密加工时间长的技术问题。振实组件振动带动地基中的风积沙颗粒振动，振密的过程中，沙粒周围多余的水分从振实组件表面向外侧渗透，保持沙粒之间孔隙中的水含量，夯实组件不断的拍击地基表面，消除振动形成的孔洞，同时，夯实组件拍击地面时，将其内部多余的水分拍击向外渗透，避免沙粒之间水分流动造成夯实效果下降，加快风积沙地层的地基振密过程，提高工作效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明的风积沙地层的地基振密装置的整体结构示意图。
18.图2为本发明的风积沙地层的地基振密装置的驱动组件和夯实组件正视图。
19.图3为本发明的风积沙地层的地基振密装置的夯实组件结构示意图。
20.图4为本发明的风积沙地层的地基振密装置的振实组件正视图。
21.图5为本发明的风积沙地层的地基振密装置的第一锁定件结构示意图。
22.图6为本发明的风积沙地层的地基振密装置的振动棒第一实施例结构示意图。
23.图7为本发明的风积沙地层的地基振密装置的振动棒第二实施例结构示意图。
24.图8为本发明的风积沙地层的地基振密装置的车体内部结构示意图。
25.图中：1车体、101机架壳体、102储液腔、103注液管、104隔板、105连接绳、106缓冲球、2振掏连接杆、3夯实组件、301下拍击板、302上拍击板、303卡合件、304排液孔、305锥形杆、306穿槽、307析液孔、4防护罩、5发电机、6振实组件、611第二端盖、612第二振动棒、613第二振动壳体、614固定环、615卡杆、616渗透槽、617出水孔、621第一端盖、622第一振动棒、623第一振动壳体、624连接弹簧、625弹性套、626延伸杆、7第一锁定件、701套筒、702第一齿轮、703卡槽、8升降架、9电动伸缩杆、10限位杆、101第二齿轮、11顶板、12线缆杆、13驱动电机、14活动摇杆、15导向滑套、16连接架、17支撑架、18滚轮、19驱动拉杆、20支撑臂、21矩形滑槽、22驱动机构、2201电动推杆、2202活动条、2203主齿条、23导向滑杆。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1和图2所示，本发明提供了风积沙地层的地基振密装置，包括：车体1，车体1的两侧均安装有支撑架17，且支撑架17的底部安装有滚轮18，车体1的顶部安装有发电机5，且发电机5的外侧安装有防护罩4；设于该车体1前部的振实组件6，该振实组件6包括排列设置的多根振捣棒，多根该振捣棒通过传动组件竖向活动连接于该车体1，该振捣棒包括锥形壳体以及固定于该锥形壳体内的第一振动棒622，该锥形壳体外壁上开设有多个渗透槽616，该锥形壳体的顶部开设有出水孔617；设于该车体1后部的夯实组件3，该夯实组件3包括通过驱动组件竖向活动连接于该车体1的上拍击板302、以及阵列固定于该上拍击板302底面的锥形杆305，该锥形杆305的直径小于该振捣棒的直径，该上拍击板302上阵列开设有多个析液孔307，该锥形杆305上开设有与该析液孔307连通的穿槽306。在到达风积沙地层的地基作业点，发电机5启动产生电力，通过传动组件将振实组件6插入中层地层中，然后振实组件6振动带动地基中的风积沙颗粒振动，振密的过程中，沙粒周围多余的水分从振实组件6表面向外侧渗透，保持沙粒之间孔隙中的水含量，有效避免沙粒中层出现悬浮液化现象，在振密完成后利用驱动组件带动夯实组件3上下运动，不断的拍击地基表面，消除振动形成的孔洞，同时，夯实组件3拍击地面时，将其内部多余的水分拍击向外渗透，避免沙粒之间水分流动造成夯实效果下降，加快风积沙地层的地基振密过程
28.优选的，该传动组件包括竖向活动连接于该车体1的电动伸缩杆9、以及固定于该电动伸缩杆9的底部的升降架8，多根该振捣棒竖向活动安装于该升降架8上。电动伸缩杆9
可带动升降架8以及套筒701组件7做升降运动，进而使振实组件6进行插拨的动作。
29.进一步地，该升降架8呈长方体状，该升降架8内活动连接有驱动机构22，该驱动机构22同时驱动转动连接有多个第一锁定件7和一个第二锁定件，多个该第一锁定件7分别通过转动实现多个该振捣棒的竖向锁定和松开，该第二锁定件通过转动实现该升降架8的竖向锁定和松开，且多个该第一锁定件7和一个该第二锁定件同步为竖向锁定状态或松开状态。更优地，该升降架8上固定有限位所述线缆杆12升降方向的导向滑杆23，滑杆23内部通长开设有供所述线缆杆12滑动穿过的通孔。
30.更进一步地，该升降架8内部开设有矩形滑槽21，该驱动机构22包括滑动安装于该矩形滑槽21内的活动条2202、用于控制该活动条2202滑动的电动推杆2201、固定于该活动条2202侧面的主齿条2203、用于分别固定到多个该第一锁定件7的多个第一齿轮702以及用于固定至该第二锁定件的第二齿轮101，多个该第一齿轮702和该第二齿轮101均与该主齿条2203相啮合。优选的，该主齿条2203分为多段固定于所述活动条2202上，每段主齿条2203均对应啮合于一个第一齿轮702，中部的一段主齿条2203啮合于第二齿轮101，该第一齿轮702和第二齿轮101都是半边齿轮，以避免齿轮过度旋转，进而导致错位。该电动推杆2201与发电机5电连接，在使用时，电动推杆2201带动活动条2202左右运动，运动过程中通过主齿条2203、第一齿轮702带动第一锁定件7旋转、第二齿轮101带动第二锁定件进行旋转。
31.优选的，该第一锁定件7包括套筒701，该套筒701的第一端侧壁与相应该第一齿轮702固定，该套筒701的第二端向下穿出该升降架8，且该套筒701的第二端侧壁上开设有卡槽703，相应该振捣棒的侧壁上设有与该卡槽703适配的卡杆615，该振捣棒的顶部固定有线缆杆12，该线缆杆12上部穿出相应该套筒701与该升降架8，所有该线缆杆12的上端共同固定至一个顶板11上。该卡槽703呈倒l型，下端部为开口供卡杆进入。该线缆杆12与发电机5电连接，从而为振捣棒提供电力。使用时，升降架8通过推进套筒701将振捣棒推入地基土层后，电动推杆2201带动活动条2202滑动，再通过第一齿轮702带动推进套筒701旋转，使得振捣棒上的卡杆615与卡槽703脱离，再控制第一锁定件7上升，则开始地基的振捣施工，待地基振动完成后进行反向操作，使得套筒701与振捣棒合起，再通过电动伸缩杆9带动整个升降架8将振捣棒抽离地基，操作简单便捷。
32.优选的，该第二锁定件包括限位杆10，该限位杆10的第一端侧壁与该第二齿轮101固定，该限位杆10的第二端向上穿出该升降架8，该限位杆10的第二端侧壁上设有供该顶板11卡接的卡接部。该卡接部将顶板11固定时，则控制了所有振捣棒与升降架8之间的相对位置，从而方便提升振捣棒，第一锁定件7的传动带动该限位杆10转动而使该顶板11脱离该卡接部时，则电动伸缩杆9控制升降架8上升，并只有振捣棒顶部位置与升降架9有小面积的接触，从而使振捣棒与限位杆10以及升降架8的接触面积减小，以避免振捣棒在振捣过程中强大振力损坏升降架8以及车体1的其他结构。
33.优选的，该振捣棒的结构有两种实施例，实施例一：该锥形壳体包括呈锥形的第一振动壳体623以及设于该第一振动壳体623顶部的第一端盖621，该第一振动壳体623与该第一端盖621之间通过弹簧连接，该第一振动壳体623与该第一端盖621之间形成该出水孔617，该区域可供排出第一振动壳体623内的多余水分。该卡杆615固定于所述第一端盖621的两相对侧壁上，第一振动壳体623内部安装有该第一振动棒622，第一振动壳体623深入至地基中部，第一振动棒622工作时撞击第一振动壳体623内部，完成振动的传动，同时，连接
弹簧的设置使得第二振动壳体613在振动时底部摆动幅度大于上端摆动幅度，呈扇形运动轨迹增加深层沙粒的运动，进一步提高对地基的振密作业效率。进一步地，该渗透槽616呈圆形，所述振捣棒的周壁上间隔固定有多个延伸杆626，且所述延伸杆626与所述渗漏槽一一对应，延伸杆626的外周套设有多个弹性套625，弹性套625的外径大于圆形孔的内径，延伸杆626延伸至圆形孔的内部，振动传递时延伸杆626不断的在圆形孔中伸缩，撞击周围的沙粒，延伸振密加工的范围，同时，将多余的水分从圆形孔间隙中渗出，维持沙粒间水分含量，弹性套625的设置，撞击时快速回弹，增加振动幅度，且保护第一第一振动棒622表面，延伸装置的使用寿命。
34.实施例二：该锥形壳体包括呈锥形的第二振动壳体613以及盖设于该第二振动壳体613顶部的第二端盖611，该出水孔617开设于第二端盖611上，第二端盖611相对外侧壁上固定有卡杆615，该第二振动棒612安装于第二振动壳体613内部，第二振动棒612与第二振动壳体613之间安装有固定环614，固定环614可固定第二振动棒612在第二振动壳体613内的相对位置，避免第二振动棒612撞坏第二振动壳体613，该渗透槽616的外端呈梯形状，渗透槽616的内端呈条形结构，第二振动壳体613深入地基内部后，振动传递至风积沙地层中的沙粒中部时，多余的水分从渗透槽616向第二振动壳体613内部移动，维持沙粒间隙中的水含量，其次，渗透槽616内窄外宽，且中部存在阶梯，有效对沙粒进行过滤，避免沙粒进入到第二振动壳体613内部造成堵塞，维持沙粒中水分的平衡，加快地基振密加工的进程。
35.优选的，该驱动组件包括驱动电机13、固定于该车体1并位于该驱动电机13两侧的两个支撑臂20、分别转动连接于该支撑臂20顶部的两个活动摇杆14、以及转动连接于两个活动摇杆14与驱动电机13的输出轮之间的驱动拉杆19，该活动摇杆14与该上拍击板302板之间连接有连接杆2，该驱动组件将该输出轮的旋转运动转化为上连接杆2的直线运动。两根活动摇杆14的中心与两根支撑臂20竖直方向一一对应转动连接，每根活动摇杆14的两端均沿长度方向开设有两个条形孔，两根活动摇杆14的相对两端相互重叠，驱动电机13的输出轴安装有飞轮，飞轮与两个活动摇杆14的重叠处之间铰接有驱动拉杆19，该驱动拉杆19的一端垂直固定有转轴，该转轴穿过两个活动摇杆14重叠处的两个条形孔，使得该转轴可以在条形孔内滑动，从而控制两个活动摇杆14两端的上下摆动，驱动拉杆19的另一端则安装于飞轮上，随飞轮的旋转而进行旋转，车体1的连接架16的两端均安装有导向滑套15，且导向滑套15的内部滑动安装有该连接杆2。在驱动电机13驱动飞旋转的过程中，则可带动驱动拉杆19旋转，进而使活动摇杆14上下活动，最终带动上拍击板302上下拍击地基。
36.优选的，该夯实组件3还包括与该上拍击板302相叠合的下拍击板301，该下拍击板301的两侧分别固定有两块竖板，该上拍击板302位于两块竖板之间，且两块该竖板顶部分别固定有用于拦挡该上拍击板302的限位板303，该限位板303底部高于该上拍击板302顶面一定距离，该下拍击板301上开设有供该锥形杆305穿过的排液孔304。该一定距离为限位板303底面至所述下拍击板301顶面之间距离大于所述上拍击板302的厚度，从而在夯实地基时，上拍击板302与下拍击板301的组合，会形成两次撞击，增强对地基表面拍击的强度和频率，撞击时地基表面的空气和水分从排液孔304中排出，避免夯实组件3作业析出的水分影响夯实操作。
37.优选的，该车体1的车身内设有空腔，该水箱内竖直间隔固定有多块隔板104，每相邻两块隔板104之间形成有储液腔102，每块该隔板104的顶部和底部均开设有连通相邻该
储液腔102的通槽，该储液腔102内安装有缓冲球106，该缓冲球106通过连接绳连接于该水箱的顶面和底面，该空腔内填充有水。该车体1包括机架壳体101，该机架壳体101内设有该空腔，且机架壳体101的顶部安装有注液管103以方便向储液腔中注水。在对地基进行振密加工时，向储液腔102的内部注入水增加装置的重量，进而增加装置运行时的振动，对地基表面的振动夯实效果，同时，内部的水在振动过程中通过缓冲球106的摆动，避免水两端摆动，在装置运行时维持重心的平衡，提高装置运行的稳定性。
38.在使用时，到达风积沙地层的地基作业点，发电机启动产生电力，利用电动伸缩杆将升降架、振捣棒插入地基中部，驱动机构带动推进第一锁定件旋转，使得第一锁定件与振捣棒脱离，振振捣棒振动带动地基中的风积沙颗粒振动，振密的过程中，沙粒周围多余的水分从振捣棒表面向内侧渗透，保持沙粒之间孔隙中的水含量，有效避免沙粒中层出现悬浮液化现象，在振密完成后利用驱动电机带动活动摇杆一端运动，进而通过振掏连接杆带动夯实组件上下运动，不断的拍击地基表面，消除振动形成的孔洞，同时，夯实组件拍击地面时，将其内部多余的水分拍击向外渗透，避免沙粒之间水分流动造成夯实效果下降。
39.本发明通过振实组件和夯实组件分别对风积沙地层进行振实施工，避免了沙粒中层出现悬浮液化现象，解决了现有技术中风积沙地层振密加工时间长的技术问题。振实组件振动带动地基中的风积沙颗粒振动，振密的过程中，沙粒周围多余的水分从振实组件表面向外侧渗透，保持沙粒之间孔隙中的水含量，夯实组件不断的拍击地基表面，消除振动形成的孔洞，同时，夯实组件拍击地面时，将其内部多余的水分拍击向外渗透，避免沙粒之间水分流动造成夯实效果下降，加快风积沙地层的地基振密过程，提高工作效率。
40.本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。