專(zhuān)利名稱(chēng)：巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程的觸探方法，特別是涉及一種巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試 方法。
背景技術(shù)：
靜力觸探是采用動(dòng)力源的貫入壓力將觸探探頭壓入土層實(shí)施原位測(cè)試的一種工 程地質(zhì)勘探方法。在公知的靜力觸探測(cè)試方法中，設(shè)置于探頭的傳感器通過(guò)探桿中的線纜與地面記 錄儀相連接，一般稱(chēng)為有纜觸探，因此探桿的護(hù)管與探桿必需同步勻速壓入土層?，F(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)纜靜力觸探桿件通常是由探桿接頭、存儲(chǔ)桿和探頭依次連接構(gòu)成， 探頭可以是單橋探頭或雙橋探頭，存儲(chǔ)桿是設(shè)有將探頭本體傳感器輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù) 字量并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)或在地面轉(zhuǎn)發(fā)到地面接收設(shè)備的存儲(chǔ)裝置。為了減少探桿貫入時(shí)的摩擦阻 力而使靜力觸探探頭達(dá)到一定的觸探深度，有的靜力觸探探頭還設(shè)置擴(kuò)孔器，擴(kuò)孔器主要 有直齒形、鼓形等，擴(kuò)孔器設(shè)有與探桿接頭水道相連通的中心過(guò)水盲道，擴(kuò)孔器表面的凹部 設(shè)有與其中心過(guò)水盲道相連通的出水孔。擴(kuò)孔器的接入位置通常是探桿接頭與存儲(chǔ)桿之 間。上述靜力觸探方法雖然在在工程地質(zhì)勘探中得到了廣泛的應(yīng)用，但只能適用于40 米以上的淺層地質(zhì)測(cè)試?，F(xiàn)有技術(shù)中，一種巖土工程原位旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)，由車(chē)體、地錨、液壓支腿、承重底板、 油泵、液壓裝置、探桿和套管拆裝卡套、探桿和套管導(dǎo)向套、裝有各控制閥控制臺(tái)所組成，特 征在于液壓裝置由兩并列液壓油缸及其活塞桿構(gòu)成，兩并列液壓油缸之間設(shè)有與之同步升 降并傳遞貫入壓力的主軸箱及主軸，主軸設(shè)有軸心水道和連接車(chē)載泥漿泵的旋轉(zhuǎn)水龍頭， 主軸下端設(shè)有探桿拆裝卡套和帶接頭水道的探桿螺紋接頭，還設(shè)有探桿液壓、氣動(dòng)夾具，控 制臺(tái)還設(shè)有主軸和車(chē)載泥漿泵油馬達(dá)的控制閥，兩并列液壓油缸的快速升、快速降和浮動(dòng) 降控制閥及各夾具控制閥。公告號(hào)CN201138519的實(shí)用新型《用于旋轉(zhuǎn)觸探的數(shù)據(jù)處理儀》是一種應(yīng)用于無(wú) 纜旋轉(zhuǎn)觸探的地上讀數(shù)儀，它由殼體、控制面板、液晶顯示屏、控制電路板和電池電源所組 成，其控制面板設(shè)有菜單選擇確認(rèn)鍵、子程序選擇及確認(rèn)鍵組、狀態(tài)指示燈組，殼體設(shè)有連 接插座及其多功能電纜和USB標(biāo)準(zhǔn)插口，多功能電纜分別與旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)設(shè)備的深度、轉(zhuǎn) 速傳感器輸出電纜、上位PC機(jī)數(shù)據(jù)交換電纜、充電器輸出電纜和地下數(shù)據(jù)采集裝置相連 接，控制電路板設(shè)有單片機(jī)，分別連接于單片機(jī)相應(yīng)端口的接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、液晶顯示屏接 口電路、鍵盤(pán)控制電路、USB接口電路、RS485通訊接口電路、轉(zhuǎn)速、深度傳感器輸入控制電 路和時(shí)鐘電路。公告號(hào)CN201107634的實(shí)用新型《旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器》，包括筒形殼 體、安裝接頭、電路板和電池組電源及開(kāi)關(guān)、電路板設(shè)置以主控CPU為核心的計(jì)算機(jī)。電池 組電源設(shè)有由主控CPU、繼電器驅(qū)動(dòng)電路組成的電源管理機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在地面進(jìn)行檢測(cè)、參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中主要使用地面的外電源，同時(shí)還可以 對(duì)電池組電源進(jìn)行充電。當(dāng)本地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器即將投入觸探作業(yè)時(shí)，主控CPU接收地面數(shù) 據(jù)設(shè)備的指令啟動(dòng)內(nèi)外電源切換程序，主控CPU控制的繼電器完成電源切換。現(xiàn)有技術(shù)中， 所述地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與探桿和旋轉(zhuǎn)觸探頭相結(jié)合構(gòu)成地下數(shù)據(jù)測(cè)試存儲(chǔ)桿，即地下數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器固定于探桿中，探桿底端與現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)觸探頭相接，旋轉(zhuǎn)觸探頭輸出的電信號(hào) 由地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行采集放大、A/D轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。
以上公告號(hào)為CN201138519和CN201107634的實(shí)用新型是構(gòu)成無(wú)纜觸探的主要技 術(shù)條件。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有靜力觸探測(cè)試方法只能適用于淺層地質(zhì)測(cè)試的技術(shù)問(wèn)題， 而公開(kāi)的一種巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試方法。
本發(fā)明的深層靜力觸探測(cè)試方法由以下步驟組成
1.平整場(chǎng)地，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)到達(dá)勘探點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿定位圈對(duì)準(zhǔn)孔位，打開(kāi)觸 探車(chē)液壓系統(tǒng)，進(jìn)行觸探車(chē)支腿調(diào)平；
2.下地錨或給觸探車(chē)配重；
3.挖好泥漿坑，注入水或泥漿，用水管連接泥漿泵的進(jìn)水、出水、泄水管路，泥漿泵 的出水口和旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的旋轉(zhuǎn)水龍頭相連；
4.觸探作業(yè)前，在地面將無(wú)纜靜力觸探桿件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器經(jīng)其通訊接口連接 于地上讀數(shù)儀，地上讀數(shù)儀進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選項(xiàng)程序，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序主要檢測(cè)地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器和電池組電源狀態(tài)，選項(xiàng)程序包括輸入孔號(hào)、采樣間距、選擇探頭類(lèi)型，并使無(wú)纜靜力觸 探桿件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與地上讀數(shù)儀時(shí)鐘同步；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選項(xiàng)程序執(zhí)行后斷開(kāi)地上讀數(shù) 儀與無(wú)纜靜力觸探桿件的連接，將地上讀數(shù)儀與探頭深度記錄儀相接；
5.通過(guò)旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套在無(wú)纜靜力觸探桿件加接探桿，開(kāi)始觸探，觸探 機(jī)將無(wú)纜靜力觸探桿件按一定速度壓入地層中，同時(shí)地上讀數(shù)儀記錄經(jīng)探頭深度記錄儀輸 出的靜力觸探頭貫入深度；在探頭貫入的過(guò)程中，打開(kāi)泥漿泵，水或泥漿經(jīng)探桿內(nèi)腔從擴(kuò)孔 器出水孔注入無(wú)纜靜力觸探桿件和地層之間的間隙中，并經(jīng)該間隙返回地面；
6.觸探到一定深度后，停止水或泥漿的注入，用一水堵將探桿上端內(nèi)腔封堵；
7.將旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套換為套管導(dǎo)向套并置入套管，第一根套管下端沿口 帶有切削齒，套管套裝于已觸探地層的探桿外側(cè)，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的動(dòng)力頭帶動(dòng)依次連接的套 管向下旋轉(zhuǎn)貫入，套管旋轉(zhuǎn)貫入的同時(shí)打開(kāi)泥漿泵，水或泥漿經(jīng)套管與探桿之間的間隙從 第一根套管下端流出，水或泥漿經(jīng)套管與地層之間的間隙返回地面；
8.旋轉(zhuǎn)貫入的第一根套管下端距無(wú)纜靜力觸探桿件底端不少于1米時(shí)停止套管 的旋轉(zhuǎn)貫入操作，用套管夾板夾住套管，并將地面上的多余套管卸掉；
9.將套管導(dǎo)向套換為探桿導(dǎo)向套，拆卸探桿上端的水堵并加接探桿繼續(xù)進(jìn)行注水 或泥漿的靜力觸探操作；
10.如需再下套管，則拆卸套管夾板，重復(fù)以上6 9步驟；
11.觸探到設(shè)計(jì)深度后，停止給水或泥漿注入操作，將探桿導(dǎo)向套拆下，加接套管， 拆下套管夾板，在液壓卡具配合下，先將套管逐根起拔；
12.套管起拔完成后，由探桿提頭等器具配合下將探桿逐根起拔，起拔后的無(wú)纜靜 力觸探桿件擦洗并上油；
13.用通訊電纜將無(wú)纜靜力觸探桿件與地上讀數(shù)儀連接，將無(wú)纜靜力觸探桿件存 儲(chǔ)的測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摰厣献x數(shù)儀，瀏覽測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試曲線，地上讀數(shù)儀退出系統(tǒng)，地上 讀數(shù)儀轉(zhuǎn)存的測(cè)試數(shù)據(jù)上傳于上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理；
14.用清水沖洗泥漿泵，然后拆下進(jìn)出水管路；
15.起拔旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)地錨、落下油缸、收起支腿，關(guān)閉觸探車(chē)液壓系統(tǒng)。
所述第一根套管下端沿口的切削齒是肋骨取芯鉆頭。
本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明是在現(xiàn)有無(wú)纜靜力觸探測(cè)試方法的基礎(chǔ) 上，利用旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)旋轉(zhuǎn)貫入動(dòng)力頭的特性為靜力觸探探桿提供具有保護(hù)作用的套管，該 套管為旋轉(zhuǎn)貫入方式并且套管底端還具有利于旋進(jìn)的切削齒(肋骨鉆頭)，套管的旋轉(zhuǎn)貫 入還充分利用旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)提供具有潤(rùn)滑作用的泥漿，因此本方法旋轉(zhuǎn)貫入的套管深度明顯 大于靜壓貫入的套管深度而有利于防止探桿受力彎曲而折斷，從而提高了無(wú)纜靜力觸探桿 件的靜力貫入深度。實(shí)踐證明，本方法可以實(shí)現(xiàn)深層靜力觸探，在天津地區(qū)最大試驗(yàn)深度達(dá) 70米。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、能明顯提高靜力觸探深度的突出優(yōu)點(diǎn)。


附圖1是旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是地上讀數(shù)儀實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是地上讀數(shù)儀實(shí)施例電原理結(jié)構(gòu)框圖。
附圖4是無(wú)纜靜力觸探桿件結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5是地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6是多功能電纜結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖7是地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電原理結(jié)構(gòu)框圖。
附圖8是第一根套管結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖9是本方法流程框圖。
圖中標(biāo)號(hào)1觸探車(chē)車(chē)體，2主軸，3并列液壓油缸，4主軸油馬達(dá)，5旋轉(zhuǎn)水管接頭， 6主軸箱，7控制臺(tái)，8車(chē)載泥漿泵，9液壓支腿，10地錨，11導(dǎo)向套，12地上讀數(shù)儀，13USB標(biāo) 準(zhǔn)插口，14電源開(kāi)關(guān)，15多功能電纜，16傳感器中繼盒，17通訊或充電中繼盒，18探桿接頭， 19擴(kuò)孔器，19-1中心過(guò)水盲道，19-2出水孔，20中間接頭，21存儲(chǔ)桿，22地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 22-1側(cè)蓋，22-2座圈，22-3端蓋，22-4安裝接頭，22-5信號(hào)線，23探頭，24中繼盒，24-1電 纜，24-2共用通訊電纜，24-3電源電纜，24-4充電器輸入電纜，25第一根套管，26肋骨取芯 鉆頭。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖首先說(shuō)明本深層靜力觸探測(cè)試方法所涉及的主要設(shè)備。
如圖1所示，觸探車(chē)車(chē)體1的主軸2由主軸箱6的軸承支撐，主軸油馬達(dá)4經(jīng)減速 齒輪輪系的齒輪箱傳動(dòng)連接于的主軸2，主軸箱6經(jīng)支撐板固定連接于兩并列液壓油缸3缸 體，使主軸箱8隨兩并列液壓油缸同步升降并傳遞貫入壓力。主軸2設(shè)有貫通軸心的主軸水道，主軸上端設(shè)有與主軸水道相銜接的旋轉(zhuǎn)水龍頭5，旋轉(zhuǎn)水龍頭的進(jìn)口連接于車(chē)載泥漿 泵8出口，旋轉(zhuǎn)水龍頭的手動(dòng)閥門(mén)用于控制進(jìn)水流量。主軸下端固定有探桿和套管氣動(dòng)拆 裝卡套，該拆裝卡套中的探桿或套管分別在兩并列液壓油缸升降、主軸油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下， 完成探桿或套管的松開(kāi)、擰緊、靜力貫入、旋轉(zhuǎn)貫入和起拔操作。導(dǎo)向套11與主軸相對(duì)應(yīng)，導(dǎo)向套是可以換裝的探桿導(dǎo)向套或套管導(dǎo)向套，該導(dǎo)向 套的一半夾頭是液壓夾頭。觸探車(chē)車(chē)體底盤(pán)底面對(duì)稱(chēng)分布有四套液壓支腿9和設(shè)置于底盤(pán)兩端部的地錨10。 觸探車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵和氣泵。控制臺(tái)7由機(jī)箱、面板和操作手柄板構(gòu)成，機(jī)箱中設(shè)有分別對(duì)應(yīng)液壓支腿調(diào)整、主 軸油馬達(dá)、探桿或套管拆裝卡套、探桿或套管導(dǎo)向套、泥漿泵油馬達(dá)和兩并列液壓油缸的液 壓油路的減壓閥。本實(shí)施例的兩并列液壓油缸在油泵輸出壓力為16. OMPa時(shí)，提升力為492kN，貫入 力為 289kN，提升速度慢速 Vbm = 0-2. 27m/min,快速 Vbk = 5. 50-7. 07m/min,貫入速度 工進(jìn) Vtg max = 0-3. 87m/min，快速 Vtk max = 3. 87-4. 98m/min。主軸油馬達(dá)排量為 39ml/ r,齒輪箱主動(dòng)齒輪的M = 5，Z = 16 ；被動(dòng)齒輪的M = 5，Z = 38，主軸轉(zhuǎn)速η = 0_29r/min， 主軸扭矩N = 0-1600Nm。泥漿泵油馬達(dá)排量為16mL/r，泵行程為100mm。油壓夾具夾緊力 Nj = 90kN。氣動(dòng)夾具夾緊力Nj = 3. 9kN。如圖2所示，地上讀數(shù)儀12的控制面板設(shè)置菜單選擇確認(rèn)鍵“P”、由鍵“K1”、 “K2”、“K3”、“K4”構(gòu)成的子程序選擇及確認(rèn)鍵組及分別為綠、蘭、白、紅發(fā)光二極管“D1”、 “D2”、“D3”、“D4”構(gòu)成的狀態(tài)指示燈組?？刂泼姘宓纳喜渴?40*128點(diǎn)陣圖像、漢字15列 8行的液晶顯示屏。殼體右側(cè)設(shè)有連接多功能電纜15的插座和USB標(biāo)準(zhǔn)插口 13，殼體左側(cè) 設(shè)有電池電源的電源開(kāi)關(guān)14。多功能電纜15是一個(gè)7芯電纜，兩端連有兩M16型7芯航空插頭，電纜的芯線分 別是電池電源正極輸出線、電池電源負(fù)極輸出線、深度傳感器輸入線、轉(zhuǎn)速傳感器輸入線、 RS485信號(hào)線、RS485屏蔽線和電池電源直流充電線。多功能電纜經(jīng)傳感器中繼盒16使地上讀數(shù)儀12與旋轉(zhuǎn)觸探系統(tǒng)設(shè)備的深度傳感 器、轉(zhuǎn)速傳感器輸出電纜相接，用于觸探時(shí)對(duì)深度、轉(zhuǎn)速的現(xiàn)場(chǎng)觀察。傳感器中繼盒16設(shè)有 連通或切斷各傳感器的開(kāi)關(guān)KNl和手動(dòng)模擬深度傳感器脈沖輸出的微動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)KN2。通訊或充電中繼盒17設(shè)有RS485-RS232的雙向轉(zhuǎn)換器，RS232為適應(yīng)上位PC機(jī)， RS485用于地下數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)傳輸。多功能電纜經(jīng)由通訊或充電中繼盒17的相應(yīng)插 座實(shí)現(xiàn)地上讀數(shù)儀12與上位PC機(jī)或地下數(shù)據(jù)采集裝置的連接。多功能電纜還經(jīng)由通訊或 充電中繼盒17的相應(yīng)插座由外接充電器向地上讀數(shù)儀12的電池電源充電，地上讀數(shù)儀12 的電池電源在不同階段分別向處于地面的地下數(shù)據(jù)采集裝置以及深度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器 提供工作電源。如圖3所示，地上讀數(shù)儀12中的單片機(jī)安裝的系統(tǒng)管理程序有現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)程序、數(shù) 據(jù)回放程序、傳感器標(biāo)定程序、文件預(yù)覽程序、系統(tǒng)設(shè)置程序。其中現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)程序主要完成 測(cè)試深度記錄、監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀況。數(shù)據(jù)回放程序主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸、打印等控 制。傳感器標(biāo)定程序主要完成傳感器檢查、初始值設(shè)置和確認(rèn)、時(shí)鐘設(shè)定，使無(wú)纜靜力觸探 桿件與地上讀數(shù)儀時(shí)鐘同步。文件預(yù)覽程序主要完成從本實(shí)施例界面瀏覽觸探曲線的選擇控制，文件的移動(dòng)、拷貝、刪除、重命名等操作。系統(tǒng)設(shè)置程序完成標(biāo)注測(cè)試文件的工程名 稱(chēng)、孔號(hào)、深度系數(shù)及測(cè)量日期，曲線生成、顯示選擇及縱、橫坐標(biāo)比例尺設(shè)定。
專(zhuān)用鍵盤(pán)中“P”為系統(tǒng)程序選擇和確認(rèn)鍵，“K1”、“K2”、“K3”、“K4”分別為“P”鍵 選中程序的子程序選擇和確認(rèn)鍵。狀態(tài)指示燈分別顯示數(shù)據(jù)采集狀態(tài)、進(jìn)入某程序后受控 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，其中燈Dl是電源指示燈，燈D2是深度脈沖接收指示燈，每接收一個(gè)深度 脈沖接收指示燈D2閃亮一次，燈D3和D4是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程和完畢指示燈。
如圖4所示的無(wú)纜靜力觸探桿件實(shí)施例，它由探桿接頭18、擴(kuò)孔器19、中間接頭 20、存儲(chǔ)桿21和探頭23依次連接構(gòu)成，其中擴(kuò)孔器19設(shè)置中心過(guò)水盲道19-1和出水孔 19-2。
如圖5所示，地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器22的筒形主體設(shè)置側(cè)蓋22-1，筒形主體上端的座圈 22-2設(shè)置密封筒形主體的端蓋22-3，筒形主體下端設(shè)置空心的安裝接頭22-4，探頭23各傳 感器的信號(hào)線22-5從空心的安裝接頭引入本地下存儲(chǔ)器。
如圖6所示，圖5的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器配置中間設(shè)有中繼盒M的電纜，圖示中繼盒 右側(cè)是連接通用插座的共用電纜對(duì)-1，左側(cè)是連接數(shù)據(jù)處理設(shè)備的通訊電纜對(duì)-2、連接 12V和5V外電源的電源電纜Μ-3和充電器輸入電纜Μ-4。
如圖7所示，地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)置由主控CPU、FIASH E2R0M儲(chǔ)存器、多路A/D電 路、時(shí)鐘電路和RS-232通訊接口組成的計(jì)算機(jī)，筒形主體中的12V電池組電源即內(nèi)電源的 開(kāi)關(guān)K后端連接于主控CPU電源輸入端和5VDC-DC直流變換器輸入端。主控CPU的一控制 輸出端經(jīng)光電隔離電路控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路J，一控制輸出端經(jīng)光電隔離電路控制本地下 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的狀態(tài)指示燈。內(nèi)電源的開(kāi)關(guān)后端連接于繼電器一組控制觸點(diǎn)J-I的常開(kāi)觸 點(diǎn)，其常閉觸點(diǎn)連接于12V外電源，靜觸點(diǎn)連接于3. 3VDC-DC直流變換器輸入端，其輸出端 引出接至探頭的傳感器。5VDC-DC直流變換器輸出端連接于繼電器另一組控制觸點(diǎn)J-2的 常開(kāi)觸點(diǎn)，其常閉觸點(diǎn)連接于5V外電源，靜觸點(diǎn)連接于本儲(chǔ)存器各電路的電源輸入端。圖 中RS-485通訊接口、12V和5V外電源連接于通用插座，該插座的充電器連接端子連接于內(nèi) 電源。
如圖8所示，第一根套管25下端沿口帶有切削齒，切削齒是肋骨取芯鉆頭26。
以下結(jié)合圖9說(shuō)明本深孔靜力觸探測(cè)試方法。
首先平整場(chǎng)地，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)到達(dá)勘探點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿定位圈對(duì)準(zhǔn)孔位，打開(kāi) 觸探車(chē)液壓系統(tǒng)，進(jìn)行觸探車(chē)液壓支腿調(diào)平，液壓下地錨或給觸探車(chē)配重。
挖好泥漿坑，注入水或泥漿，用水管連接車(chē)載泥漿泵泥漿泵的進(jìn)水、出水、泄水管 路，車(chē)載泥漿泵的出水口和旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的旋轉(zhuǎn)水龍頭相連，使抽水、給水、回水暢通。
觸探作業(yè)前，在地面將無(wú)纜靜力觸探桿件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器經(jīng)其通訊接口連接于 地上讀數(shù)儀，地上讀數(shù)儀進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選項(xiàng)程序，包括檢測(cè)地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和電池組電源 狀態(tài)，測(cè)量參數(shù)區(qū)標(biāo)定程序-工程名稱(chēng)、孔號(hào)、深度系數(shù)及測(cè)量日期；標(biāo)定無(wú)纜靜力觸探桿 件，包括輸入孔號(hào)、采樣間距(有l(wèi)Cm、2Cm、5Cm、10Cm……)、選擇探頭類(lèi)型雙橋(有單橋、雙 橋、三橋，預(yù)留四橋)等內(nèi)容，并使無(wú)纜靜力觸探桿件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與地上讀數(shù)儀時(shí)鐘 同步；檢查并標(biāo)定后斷開(kāi)地上讀數(shù)儀與無(wú)纜靜力觸探桿件的連接，將地上讀數(shù)儀與探頭深 度記錄儀相接。
通過(guò)旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套在無(wú)纜靜力觸探桿件的上端加接探桿，開(kāi)始觸探，觸探機(jī)將無(wú)纜靜力觸探桿件按一定速度壓入地層中，同時(shí)地上讀數(shù)儀記錄經(jīng)探頭深度記錄 儀輸出的靜力觸探頭貫入深度；在探頭貫入的過(guò)程中，打開(kāi)泥漿泵，水或泥漿經(jīng)探桿內(nèi)腔從 擴(kuò)孔器出水孔注入無(wú)纜靜力觸探桿件和地層之間的間隙中，泥漿經(jīng)該間隙返回地面。觸探到一定深度后，停止注水或泥漿，用一水堵將探桿上端過(guò)水內(nèi)腔封堵。將旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套換為套管導(dǎo)向套并置入下端沿口帶有切削齒的第一 根套管，第一根套管套裝于已觸探地層的探桿，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的動(dòng)力頭帶動(dòng)依次連接的套管 向下旋轉(zhuǎn)貫入，套管旋轉(zhuǎn)貫入的同時(shí)打開(kāi)泥漿泵，泥漿經(jīng)套管與探桿之間的間隙從第一根 套管下端流出，泥漿經(jīng)套管與地層之間的間隙返回地面。旋轉(zhuǎn)貫入的第一根套管下端距無(wú)纜靜力觸探桿件底端為1米時(shí)停止套管的旋轉(zhuǎn) 貫入操作，用套管夾板夾住套管，并將地面上的多余套管卸掉。將套管導(dǎo)向套換為探桿導(dǎo)向套，拆卸探桿上端的水堵，加接探桿繼續(xù)進(jìn)行注水或 泥漿靜力觸探操作。如觸探深度不夠設(shè)計(jì)深度，需要再次下套管，則拆卸套管夾板，重復(fù)以上相應(yīng)步
馬聚ο觸探到設(shè)計(jì)深度后，停止給水或泥漿注入操作，將探桿導(dǎo)向套拆下，加接套管，拆 下套管夾板，在液壓卡具配合下，先將套管逐根起拔。套管起拔完成后，在探桿提頭等器具配合下將探桿逐根起拔，起拔后的無(wú)纜靜力 觸探桿件擦洗并上油。用通訊電纜將無(wú)纜靜力觸探桿件與地上讀數(shù)儀連接，將無(wú)纜靜力觸探桿件的測(cè)試 數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摰厣献x數(shù)儀，瀏覽測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試曲線，地上讀數(shù)儀退出系統(tǒng)，地上讀數(shù)儀轉(zhuǎn) 存的測(cè)試數(shù)據(jù)上傳于上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理。用清水沖洗泥漿泵，然后拆下進(jìn)出水管路。起拔旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)地錨、落下油缸、收起支腿，關(guān)閉觸探車(chē)液壓系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試方法，其特征在于由以下步驟組成1)平整場(chǎng)地，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)到達(dá)勘探點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿定位圈對(duì)準(zhǔn)孔位，打開(kāi)觸探車(chē) 液壓系統(tǒng)，進(jìn)行觸探車(chē)支腿調(diào)平；2)下地錨或給觸探車(chē)配重；3)挖好泥漿坑，注入水或泥漿，用水管連接泥漿泵的進(jìn)水、出水、泄水管路，泥漿泵的出 水口和旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的旋轉(zhuǎn)水龍頭相連；4)觸探作業(yè)前，在地面將無(wú)纜靜力觸探桿件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器經(jīng)其通訊接口連接于地 上讀數(shù)儀，地上讀數(shù)儀進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選項(xiàng)程序，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序主要檢測(cè)地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 電池組電源狀態(tài)，選項(xiàng)程序包括輸入孔號(hào)、采樣間距、選擇探頭類(lèi)型，并使無(wú)纜靜力觸探桿 件的地下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與地上讀數(shù)儀時(shí)鐘同步；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試選項(xiàng)程序執(zhí)行后斷開(kāi)地上讀數(shù)儀與 無(wú)纜靜力觸探桿件的連接，將地上讀數(shù)儀與探頭深度記錄儀相接；5)通過(guò)旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套在無(wú)纜靜力觸探桿件加接探桿，開(kāi)始觸探，觸探機(jī)將 無(wú)纜靜力觸探桿件按一定速度壓入地層中，同時(shí)地上讀數(shù)儀記錄經(jīng)探頭深度記錄儀輸出的 靜力觸探頭貫入深度；在探頭貫入的過(guò)程中，打開(kāi)泥漿泵，水或泥漿經(jīng)探桿內(nèi)腔從擴(kuò)孔器出 水孔注入無(wú)纜靜力觸探桿件和地層之間的間隙中，并經(jīng)該間隙返回地面；6)觸探到一定深度后，停止水或泥漿的注入，用一水堵將探桿上端內(nèi)腔封堵；7)將旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的探桿導(dǎo)向套換為套管導(dǎo)向套并置入套管，第一根套管下端沿口帶有 切削齒，套管套裝于已觸探地層的探桿，旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)的動(dòng)力頭帶動(dòng)依次連接的套管向下旋 轉(zhuǎn)貫入，套管旋轉(zhuǎn)貫入的同時(shí)打開(kāi)泥漿泵，水或泥漿經(jīng)套管與探桿之間的間隙從第一根套 管下端流出，泥漿經(jīng)套管與地層之間的間隙返回地面；8)旋轉(zhuǎn)貫入的第一根套管下端距無(wú)纜靜力觸探桿件底端不小于1米時(shí)停止套管的旋 轉(zhuǎn)貫入操作，用套管夾板夾住套管，并將地面上的多余套管卸掉；9)將套管導(dǎo)向套換為探桿導(dǎo)向套，拆卸探桿上端的水堵并加接探桿繼續(xù)進(jìn)行注水或泥 漿的靜力觸探操作；10)如需再下套管，則拆卸套管夾板，重復(fù)以上6 9步驟；11)觸探到設(shè)計(jì)深度后，停止給水或泥漿注入操作，將探桿導(dǎo)向套拆下，加接套管，拆下 套管夾板，在液壓卡具配合下，先將套管逐根起拔；12)套管起拔完成后，由探桿提頭等器具配合下將探桿逐根起拔，起拔后的無(wú)纜靜力觸 探桿件擦洗并上油；13)用通訊電纜將無(wú)纜靜力觸探桿件與地上讀數(shù)儀連接，將無(wú)纜靜力觸探桿件存儲(chǔ)的 測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摰厣献x數(shù)儀，瀏覽測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試曲線，地上讀數(shù)儀退出系統(tǒng)，地上讀數(shù) 儀轉(zhuǎn)存的測(cè)試數(shù)據(jù)上傳于上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理；14)用清水沖洗泥漿泵，然后拆下進(jìn)出水管路；15)起拔旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)地錨、落下油缸、收起支腿，關(guān)閉觸探車(chē)液壓系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試方法，其特征在于所述第一 根套管下端沿口的切削齒是肋骨取芯鉆頭。
全文摘要
本發(fā)明是一種巖土工程的深層靜力觸探測(cè)試方法。本方法是在現(xiàn)有無(wú)纜靜力觸探測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，利用旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)旋轉(zhuǎn)貫入動(dòng)力頭的特性為靜力觸探探桿提供具有保護(hù)作用的套管，該套管為旋轉(zhuǎn)貫入方式并且套管底端還具有利于旋進(jìn)的切削齒(肋骨鉆頭)，套管的旋轉(zhuǎn)貫入還充分利用旋轉(zhuǎn)觸探車(chē)提供具有潤(rùn)滑作用的水或泥漿，因此本方法旋轉(zhuǎn)貫入的套管深度明顯大于靜壓貫入的套管深度而有利于防止探桿受力彎曲而折斷，從而提高了無(wú)纜靜力觸探桿件的靜力貫入深度。實(shí)踐證明，本方法可以實(shí)現(xiàn)深層靜力觸探，在天津地區(qū)最大試驗(yàn)深度達(dá)70米。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、能明顯提高靜力觸探深度的突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D1/02GK102031771SQ200910070579
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者孫樹(shù)禮, 楊懷玉, 許再良, 陳新軍 申請(qǐng)人:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司