一种软土地基处理装置及地基处理施工方法与流程

本发明涉及地基处理设备，具体为一种软土地基处理装置及地基处理施工方法。

背景技术：

1、软土地基是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程以及建筑工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路施工的使用以及建筑施工的使用造成很大影响。

2、通常对软土地基的处理方式为，对软土地基喷洒经过配比调制的固化剂，再对软体地基进行搅拌，使得地基与固化剂充分混合，再将软土地基摊平，软土地基通过固化剂的处理逐渐硬化，进而实现软土地基的硬化处理，提高软土地基的强度。

3、但是存在以下问题，在进行软土地基处理的过程中，固化剂的喷洒与软土地基的搅拌是同步进行的，当处理设备的搅拌端插入软土地基的同时，用于固化剂喷洒的喷洒设备的喷洒端也会一并插入软土地基内，在喷洒固化剂的过程中容易导致喷洒端堵塞，影响固化剂的喷洒效率，且传统的处理设备的搅拌端的破土效率较低，不容易插入地面对软土地基进行翻搅，缺少一种在对软土地基地质进行硬化处理的同时，破土效率较高且用于喷洒固化剂的喷洒设备的喷洒端不易堵塞的软土地基处理设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种软土地基处理装置及地基处理施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括施工车，所述施工车设置在地面上，所述施工车的尾端设有配料仓，所述配料仓的一侧设有机械手，所述机械手上设有软基处理装置，所述软基处理装置包括驱动钻进组件、状态切换钻进搅拌组件和喷头防堵搅拌组件，所述驱动钻进组件设置在机械手的输出端上，所述状态切换钻进搅拌组件设置在驱动钻进组件的底部，所述状态切换钻进搅拌组件的底部设有固化剂喷射头，所述喷头防堵搅拌组件设有两个，两个所述喷头防堵搅拌组件对称设置在状态切换钻进搅拌组件的两侧。

2、优选的，所述驱动钻进组件包括固定架、驱动电机和转动柱，所述固定架的侧端与机械手的输出端连接，所述驱动电机竖直设置在固定架内部，所述驱动电机的输出端朝下设置，所述转动柱竖直设置在固定架的下方，所述转动柱的顶部穿过固定架的底部与其转动配合，且转动柱的顶部与驱动电机的输出端连接。

3、优选的，所述状态切换钻进搅拌组件包括驱动盒、双轴电机、第一切换组件和第二切换组件，所述驱动盒水平设置在转动柱的下方，且转动柱顶部的中部与转动柱的底部连接，所述固化剂喷射头与驱动盒底部的中部连接，所述双轴电机水平设置在驱动盒内的中部，所述第一切换组件设有两个，两个所述第一切换组件对称设置在驱动盒的两侧，所述第二切换组件设有两个，两个所述第二切换组件呈对称设置，且每个第一切换组件的一侧均设有一个第二切换组件，每个所述第一切换组件均包括螺纹套、转动连接杆、切换螺纹杆、弹簧和第一锥齿轮，所述螺纹套设置在驱动盒的一侧且与驱动盒的侧端转动连接，所述螺纹套远离驱动盒的一端呈敞开设置，所述螺纹套的内侧设有内螺纹，所述转动连接杆水平设置在驱动盒内部，所述转动连接杆的一端与双轴电机一侧的输出端连接，所述切换螺纹杆套设在转动连接杆的外侧，所述转动连接杆端部的外侧设有凸起部，所述切换螺纹杆的内侧设有与凸起部形状互补的凹陷部，所述切换螺纹杆与转动连接杆通过凸起部和凹陷部滑动连接，所述弹簧设置在切换螺纹杆内部，且弹簧的两端分别与转动连接杆的端部和切换螺纹杆内侧的端部连接，所述切换螺纹杆的外侧设有与螺纹套内侧内螺纹契合的外螺纹，所述切换螺纹杆与螺纹套螺纹连接且切换螺纹杆的一端位于螺纹套外部，所述第一锥齿轮一侧圆心处与切换螺纹杆位于螺纹套外部的一端端部固定连接。

4、优选的，所述第一锥齿轮靠近螺纹套的一侧设有嵌合件，所述嵌合件为环绕切换螺纹杆外侧的一圈齿牙，所述螺纹套靠近第一锥齿轮的一端端部设有与嵌合件位置对应且形状互补的凹陷配合部。

5、优选的，每个所述第二切换组件均包括连接架、安装架、第二锥齿轮、第三锥齿轮、切换轴和铰接件，所述连接架的一端套设安装在螺纹套的外侧，所述安装架竖直设置在连接架远离驱动盒一侧的下端，所述第二锥齿轮设有两个，其中一个第二锥齿轮水平设置在连接架内侧下端且由轴与连接架下端转动连接，另外一个所述第二锥齿轮水平设置在连接架的下方且两个第二锥齿轮共轴连接，所述切换轴的两端分别与安装架的两端转动连接，所述第三锥齿轮竖直设置在切换轴上，且第三锥齿轮与位于下方的第二锥齿轮相互啮合，所述铰接件的一端与切换轴固定连接。

6、优选的，每个所述喷头防堵搅拌组件均包括第一搅拌板和第二搅拌板，所述第一搅拌板竖直设置在连接架远离驱动盒的一侧，且第一搅拌板的侧端与连接架上端的侧端固定连接，所述第二搅拌板的顶端与第一搅拌板的底端铰接，且第二搅拌板的侧端与铰接件远离切换轴的一端铰接。

7、优选的，每个所述第一搅拌板和第二搅拌板远离驱动盒的一侧均等距且均匀设有若干搅拌辊，且每个搅拌辊均与第一搅拌板或者第二搅拌板的侧端万向转动连接。

8、优选的，所述的一种软土地基处理装置的使用方法，包括如下步骤：

9、s1：本装置在使用时，首先驾驶施工车至待处理区域，通过配料仓可对固化剂进行配比调制，调制好的固化剂通过输送管输送至固化剂喷射头内，通过控制机械手工作可以控制两个喷头防堵搅拌组件的高度和位置，使其移动至待处理区域的顶面。

10、s2：首先需要对待处理的软土地基进行破土作业，初始状态下，位于固化剂喷射头两侧的第一搅拌板和第二搅拌板均处于竖直状态，固化剂喷射头处于暴露状态，控制双轴电机工作带动两侧的转动连接杆旋转，进而带动套设在其外侧切换螺纹杆旋转，旋转过程中其外侧外螺纹与螺纹套内侧的内螺纹相配合，切换螺纹杆旋转的过程中逐渐沿转动连接杆外侧向第二锥齿轮的方向滑动，直至切换螺纹杆的外螺纹部分完全滑动至螺纹套外部，弹簧完全张开，且此时第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，切换螺纹杆的旋转带动第一锥齿轮旋转，且在两个第二锥齿轮的传动配合下，带动第三锥齿轮顺时针旋转，进而带动与切换轴顺时针转动，使得与铰接件铰接的第二搅拌板以与第一搅拌板的铰接点为轴，往靠近固化剂喷射头的方向旋转，两个第二搅拌板同步转动，直至两个第二搅拌板底端相互抵止且呈锥形，对固化剂喷射头的喷射端形成遮挡保护，双轴电机停止工作，接着通过控制驱动电机工作，两个第二搅拌板旋转，且在机械手的配合下破土钻进软土地基内部。

11、s3：破土完成后，控制双轴电机的输出端反向转动，控制两个第二搅拌板复位，重新露出固化剂喷射头，且切换螺纹杆持续转动，第一锥齿轮脱离第二锥齿轮，直至切换螺纹杆完全缩回驱动盒内部，第一锥齿轮侧端的嵌合件卡设进螺纹套侧端的凹陷配合部内，此时切换螺纹杆转动带动第一锥齿轮转动，可带动与螺纹套连接的连接架和安装架旋转，进而带动第一搅拌板和第二搅拌板以螺纹套为轴进行旋转，进而实现在软土地基内部的翻搅作业，使其与固化剂充分混合，实现软土地基的硬化处理工作。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果：

13、本发明中，本装置在使用时，首先驾驶施工车至待处理区域，通过配料仓可对固化剂进行配比调制，调制好的固化剂通过输送管输送至固化剂喷射头内，通过控制机械手工作可以控制两个喷头防堵搅拌组件的高度和位置，使其移动至待处理区域的顶面，初始状态下两个喷头防堵搅拌组件的底端呈锥形设置，从而对位于两个喷头防堵搅拌组件内侧上方的固化剂喷射头进行保护，控制驱动钻进组件与机械手相互配合，带动两个驱动钻进组件转动且逐渐钻入地面，两个驱动钻进组件的底端呈锥形设置，有利于提升驱动钻进组件的破土效率，使其更快的钻入软土地基内，且对固化剂喷射头的喷洒端形成保护避免其堵塞，当钻到一定深度后，控制状态切换钻进搅拌组件工作，将两个喷头防堵搅拌组件切换至相互平行的状态，露出固化剂喷射头，接着控制固化剂喷射头工作对软土地基进行固化剂喷洒作业，喷洒过程中通过状态切换钻进搅拌组件控制两个喷头防堵搅拌组件在软土地基内同步沿水平方向圆周旋转，进而实现对混有固化剂的软土地基的翻搅作业，使其与固化剂充分混合，实现软土地基的硬化处理工作，本装置实现了在对软土地基地质进行硬化处理的同时，破土效率较高且用于喷洒固化剂的喷洒设备的喷洒端不易堵塞的效果。

14、本发明中，通过控制驱动电机工作带动转动柱旋转，进而带动安装在转动柱下端的两个喷头防堵搅拌组件进行圆周运动，同时在机械手的配合下控制两个喷头防堵搅拌组件逐渐向软土地基内钻进，进而实现控制喷头防堵搅拌组件钻入软土地基内部喷洒固化剂和对软土地基进行翻搅的效果。

15、本发明中，当通过控制第一搅拌板和第二搅拌板在软土地基内对地基进行水平方向或者纵向的翻搅时，搅拌辊同步随第一搅拌板或者第二搅拌板的旋转反向进行转动，提升软土地基的搅拌效率，进而进一步加强对软土地基和固化剂的混合效果。