用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置及其應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，具體涉及用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置及其應(yīng)用方法，其特征在于：所述裝置包括一導(dǎo)向套環(huán)，所述導(dǎo)向套環(huán)的中孔直徑大于所述鉆桿的直徑，所述導(dǎo)向套環(huán)鉸鏈連接有若干固定連桿，所述固定連桿的另一端連接于所述固定桁架，所述導(dǎo)向套環(huán)上具有一測距桿。本發(fā)明的優(yōu)點是：有效的控制了標貫試驗的作業(yè)軌跡，使試驗儀器維持在一個比較穩(wěn)定的垂直面內(nèi)。同時，裝置設(shè)置有距離標識，且標識面可隨著操作人員的需要進行轉(zhuǎn)動，使用方便。
【專利說明】用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置及其應(yīng)用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，具體涉及用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置及 其應(yīng)用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高鐵、地鐵、輕軌、高層建筑等市政、城際交通工程的迅速發(fā)展，工程建設(shè)對工 程技術(shù)的各方面要求也越來越高。施工區(qū)域的工程地質(zhì)狀況，關(guān)系到工程選線的優(yōu)良以及 相應(yīng)設(shè)計參數(shù)的選取。巖土工程勘探是確定施工區(qū)域工程地質(zhì)狀況的主要手段，廣泛應(yīng)用 的巖土勘察主要分為室內(nèi)試驗與原位測試兩方面。標準貫入試驗是原位測試的主要組成部 分，規(guī)范規(guī)定，勘查技術(shù)人員需嚴格按照規(guī)范要求進行標準貫入試驗。巖土設(shè)計人員可根據(jù) 標貫擊數(shù)，結(jié)合土層室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，判定地基土的液化范圍。同時，還可以由標貫擊數(shù)，間接 判斷土的承載力，壓縮模量等參數(shù)。工程實際中，進行標貫試驗時，標貫導(dǎo)桿往往左右晃動， 導(dǎo)致標貫錘不能垂直落下。而且由于場地距離標識手段不完善，導(dǎo)致標貫預(yù)打與實打距離 不準確，進而影響了巖土技術(shù)人員對標貫擊數(shù)的實時記錄，從而影響試驗結(jié)果的準確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了用于標準貫入試驗的鉆桿固定 與測距裝置及其應(yīng)用方法，通過將鉆桿套裝于一導(dǎo)向環(huán)內(nèi)，以實現(xiàn)其水平方向的限位，同 時，通過導(dǎo)向環(huán)上標識物的設(shè)置，以隨時讀取鉆桿的實打距離。
[0004] 本發(fā)明目的的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成： 一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置，包括試驗用固定桁架，其特征在于：所 述裝置包括一導(dǎo)向套環(huán)，所述導(dǎo)向套環(huán)的中孔直徑大于所述鉆桿的直徑，所述導(dǎo)向套環(huán)鉸 鏈連接有若干固定連桿，所述固定連桿的另一端連接于所述固定桁架，所述導(dǎo)向套環(huán)上具 有一測距桿。
[0005] 所述導(dǎo)向套環(huán)與所述固定連桿之間的鉸鏈連接是由水平方向鉸鏈和堅直方向鉸 鏈組合構(gòu)成的雙鉸鏈結(jié)構(gòu)。
[0006] 所述導(dǎo)向套環(huán)上具有一測距桿是指，所述導(dǎo)向套環(huán)表面環(huán)向開設(shè)一滑槽，所述測 距桿底部連接固定有滑輪，所述滑輪位于所述滑槽內(nèi)部并與其構(gòu)成滑動配合連接。
[0007] 所述導(dǎo)向套環(huán)由兩個半圓形環(huán)片通過螺栓拼裝構(gòu)成，兩個所述半圓形環(huán)片之間具 有鉸鏈連接點。
[0008] -種涉及任一上述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置的應(yīng)用方法， 涉及標準貫入試驗中的所述固定桁架，其特征在于：所述應(yīng)用方法至少包括以下步驟： 將所述導(dǎo)向套環(huán)套裝于所述鉆桿外圍，兩者構(gòu)成間隙配合，通過所述固定連桿將所述 導(dǎo)向套環(huán)與所述固定桁架連接固定； 在所述鉆桿外圍套裝固定一標志套環(huán)，所述標志套環(huán)上具有標識桿，所述標識桿高度 不低于所述導(dǎo)向套環(huán)上的所述測距桿高度； 轉(zhuǎn)動所述測距桿使所述標識桿指向其表面。
[0009] 所述測距桿上設(shè)置有若干標識，兩個所述標識間的距離與所述鉆桿每次的預(yù)打距 離相匹配。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點是：有效的控制了標貫試驗的作業(yè)軌跡，使試驗儀器維持在一個比 較穩(wěn)定的垂直面內(nèi)。同時，裝置設(shè)置有距離標識，且標識面可隨著操作人員的需要進行轉(zhuǎn) 動，使用方便。本裝置保證標貫試驗?zāi)軠蚀_反映試驗土層的承載特性，而且結(jié)構(gòu)整體性好， 裝載、運輸方便，便于巖土工程勘探人員在各施工場地使用。本發(fā)明具有方法合理、結(jié)構(gòu)簡 單、可操作性強、功能齊全等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明工作結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)詳圖； 圖3為裝置側(cè)立面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0012] 以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便 于同行業(yè)技術(shù)人員的理解： 如圖1-3所示，圖中標記1-28分別為：鉆機祐1架1、錘線2、導(dǎo)桿3、穿心錘4、錘墊5、絲 扣6、導(dǎo)向套環(huán)7、固定連桿8、測距桿9、標識套環(huán)10、鉆桿11、螺栓孔12、鋼尺13、距離標識 14、滑輪15、固定套環(huán)16、滑動槽17、螺栓孔18、螺栓孔19、標識桿20、固定孔21、卡頭22、 固定連桿23、固定連桿24、加固擋板25、水平鉸鏈26、堅直鉸鏈27、環(huán)片28。
[0013] 實施例：如圖1所示，本實施例中用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置包括 作為鉆桿限位體的導(dǎo)向套環(huán)7和作為鉆桿貫入距離計數(shù)的標識套環(huán)10。
[0014] 導(dǎo)向套環(huán)7具有一中孔，該中孔為鉆桿11的限位空間其孔徑略大于導(dǎo)桿3的直 徑，以使鉆桿11只能于中孔內(nèi)進行堅直方向上的移動而避免其在水平方向上發(fā)生晃動。導(dǎo) 向套環(huán)7外壁環(huán)向?qū)ΨQ分別鉸鏈連接有固定連桿8、固定連桿23、固定連桿24的一端，固定 連桿8、固定連桿23以及固定連桿24的另一端分別連接固定有一固定套環(huán)16,固定連桿的 數(shù)量是與鉆機桁架1所具有的支撐桿數(shù)量相匹配的，利用三根固定連桿以及固定套環(huán)使導(dǎo) 向套環(huán)7相對固定于鉆桿11上，避免導(dǎo)向套環(huán)7本身發(fā)生晃動。導(dǎo)向套環(huán)7與各根固定連 桿之間的鉸接是由水平鉸鏈26以及堅直鉸鏈27配合組成的，其中固定連桿8通過堅直鉸 鏈27連接水平鉸鏈26,其中水平鉸鏈26由其上、下兩側(cè)的加固擋板25固定于導(dǎo)向套環(huán)7 的外壁表面。固定連桿分別可通過水平鉸鏈26在其水平方向上轉(zhuǎn)動，以調(diào)整固定套環(huán)的水 平位置，使其對準鉆機桁架1的支撐桿；同時也可利用堅直鉸鏈27在其堅直方向上轉(zhuǎn)動，以 調(diào)整固定套環(huán)的堅直位置，使套環(huán)內(nèi)孔與鉆機桁架1的支撐桿斜度相同。通過水平鉸鏈26 和堅直鉸鏈27組合構(gòu)成的雙鉸鏈結(jié)構(gòu)，與各根固定連桿能調(diào)整其水平位置和堅直位置，從 而使得固定套環(huán)能與鉆機桁架1的各個支撐桿的位置匹配并構(gòu)成套接。如圖2所示，導(dǎo)向 套環(huán)7是由兩個半圓形的環(huán)片28組裝構(gòu)成，兩個半圓形的環(huán)片28之間具有鉸鏈連接點，兩 者繞鉸鏈連接點轉(zhuǎn)動合并后在螺栓孔18內(nèi)安裝螺栓完成兩者的連接固定。固定套環(huán)16與 導(dǎo)向套環(huán)7的結(jié)構(gòu)相同，也是由兩片半圓形的環(huán)片構(gòu)成，兩環(huán)片之間鉸接，轉(zhuǎn)動合并后通過 在螺栓孔12內(nèi)安裝螺栓完成固定。
[0015] 導(dǎo)向套環(huán)7的表面環(huán)向開設(shè)有一滑動槽17用以安裝測距桿9,測距桿9的下方設(shè) 置有一滑輪15,滑輪15滑動配合連接于滑動槽17內(nèi)以使測距桿9能利用滑輪15沿著滑動 槽17的環(huán)向進行滑動。測距桿9上設(shè)置有鋼尺13以及距離標識14,鋼尺13上的刻度為長 度刻度，而距離標識14的設(shè)置位置選擇是與導(dǎo)桿3的預(yù)打距離相匹配，即兩距離標識14之 間的距離與每次導(dǎo)桿3的預(yù)打距離相同。
[0016] 標識套環(huán)10如導(dǎo)向套環(huán)7以及固定套環(huán)16的結(jié)構(gòu)一樣，由兩片環(huán)片通過螺栓孔 19拼裝構(gòu)成，兩片環(huán)片構(gòu)成的中孔的直徑略小于鉆桿11的直徑以使得標識套環(huán)10能緊固 于鉆桿11并隨同其在堅直方向上運動。標識套環(huán)10的外壁表面連接固定有一標識桿20， 該標識桿20與測距桿9上的鋼尺13以及距離標識14配合使用以測量標準貫入試驗的預(yù) 打距離及試驗貫入距離。
[0017] 將本實施例的裝置應(yīng)用于標準貫入試驗之中，結(jié)合標準貫入試驗中所涉及的鉆機 桁架1、錘線2、導(dǎo)桿3、穿心錘4以及錘墊5使用；其中鉆機桁架1通過錘線2與穿心錘4 連接固定使得穿心錘能由上至下的錘擊導(dǎo)桿3和鉆桿11。穿心錘4套裝在導(dǎo)桿3的外圍， 導(dǎo)桿3上還套裝有錘墊5,錘墊5位于穿心錘4對應(yīng)位置的下方。導(dǎo)桿3的下端通過絲扣6 與鉆桿11的上端構(gòu)成連接固定，試驗具體包括以下步驟： (1)打開螺栓孔18,將導(dǎo)向套環(huán)7環(huán)繞在鉆桿11外圍之后合并兩環(huán)片并在螺栓孔18 內(nèi)設(shè)置螺栓以將導(dǎo)向套環(huán)7套裝于鉆桿11的外圍。導(dǎo)向套環(huán)7與鉆桿11構(gòu)成間隙配合使 鉆桿11在堅直方向上能在導(dǎo)向套環(huán)7的中孔內(nèi)上、下移動，而其水平方向的晃動被導(dǎo)向套 環(huán)7所限制。
[0018] (2)同時打開螺栓12,根據(jù)鉆機桁架1位置，利用水平鉸鏈26以及堅直鉸鏈27調(diào) 整好固定連桿8、固定連桿23以及固定連桿24的位置，并將三個固定連桿上的固定套環(huán)分 別與鉆機桁架1上位置對應(yīng)的三根支撐桿連接固定，使得導(dǎo)向套環(huán)7維持在穩(wěn)定的平面內(nèi)， 即導(dǎo)向套環(huán)7本身不發(fā)生位移。
[0019] (3)根據(jù)鉆機操作人員或者標貫計數(shù)人員的需要，利用滑輪15與滑動槽17之間的 滑動配合，轉(zhuǎn)動導(dǎo)向套環(huán)7上的測距桿9,使其上的鋼尺13刻度以及距離標識14面向操作 人員。
[0020] (4)從測距桿9的固定孔21中取出標識桿20,在螺栓孔19內(nèi)固定螺栓，將標識套 環(huán)10連同標識桿20 -起固定在鉆桿11上。此時，需確保標識桿20維持在與鋼尺13上的 零刻度位置水平。
[0021] (5)進行標貫試驗，隨著試驗的進行，標識套環(huán)10帶動標識桿20隨鉆桿11向下運 動。根據(jù)測距桿9上的距離標識14,記錄相應(yīng)距離下的標貫錘擊數(shù)。
[0022] 本實施例在具體實施時：測距桿9頂端上方開設(shè)有一固定孔21，在裝置不使用時， 將標識桿20穿過固定孔21，并在其伸出端套裝卡頭22,使得標識桿20及其標識套環(huán)10均 固定在測距桿9之上，以方便操作人員保存或攜帶搬運。
[0023] 測距桿9的底部位于導(dǎo)向套環(huán)7的滑動槽17內(nèi)的滑輪15,可采用鋼珠或廣泛應(yīng) 用的輪滑裝置。導(dǎo)向套環(huán)7、標識套環(huán)10以及固定套環(huán)16的閉合，可采用絲扣或者銷栓控 制。測距桿9上的鋼尺13,可采用卡槽或者焊接的方式固定，具體方式可根據(jù)測距桿9的材 料選擇。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置，包括試驗用固定桁架，其特征在于： 所述裝置包括一導(dǎo)向套環(huán)，所述導(dǎo)向套環(huán)的中孔直徑大于所述鉆桿的直徑，所述導(dǎo)向套環(huán) 鉸鏈連接有若干固定連桿，所述固定連桿的另一端連接于所述固定桁架，所述導(dǎo)向套環(huán)上 具有一測距桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置，其特征在 于：所述導(dǎo)向套環(huán)與所述固定連桿之間的鉸鏈連接是由水平方向鉸鏈和堅直方向鉸鏈組合 構(gòu)成的雙鉸鏈結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置，其特征在 于：所述導(dǎo)向套環(huán)上具有一測距桿是指，所述導(dǎo)向套環(huán)表面環(huán)向開設(shè)一滑槽，所述測距桿底 部連接固定有滑輪，所述滑輪位于所述滑槽內(nèi)部并與其構(gòu)成滑動配合連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置，其特征在 于：所述導(dǎo)向套環(huán)由兩個半圓形環(huán)片通過螺栓拼裝構(gòu)成，兩個所述半圓形環(huán)片之間具有鉸 鏈連接點。
5. -種涉及權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置 的應(yīng)用方法，涉及標準貫入試驗中的所述固定桁架，其特征在于：所述應(yīng)用方法至少包括以 下步驟： 將所述導(dǎo)向套環(huán)套裝于所述鉆桿外圍，兩者構(gòu)成間隙配合，通過所述固定連桿將所述 導(dǎo)向套環(huán)與所述固定桁架連接固定； 在所述鉆桿外圍套裝固定一標志套環(huán)，所述標志套環(huán)上具有標識桿，所述標識桿高度 不低于所述導(dǎo)向套環(huán)上的所述測距桿高度； 轉(zhuǎn)動所述測距桿使所述標識桿指向其表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于標準貫入試驗的鉆桿固定與測距裝置的應(yīng)用方法， 其特征在于：所述測距桿上設(shè)置有若干標識，兩個所述標識間的距離與所述鉆桿每次的預(yù) 打距離相匹配。
【文檔編號】E02D1/00GK104060596SQ201410249384
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月7日
【發(fā)明者】雷文, 王其合, 祝建農(nóng), 鄭曉慧, 肖玉蘭, 朱錦富, 陶燕春 申請人:中鐵上海設(shè)計院集團有限公司