一種無粘性土中成孔裝置及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無粘性土中成孔裝置，所述成孔裝置由活瓣套管上端連接傳力桿后設(shè)置在外套管內(nèi)構(gòu)成。本發(fā)明特有的活瓣圓形底座設(shè)計，使土體在下壓過程中自動進(jìn)入套筒，在提升過程中留于套筒內(nèi)部，原理簡單，操作方便；本發(fā)明特有的連桿與內(nèi)套筒設(shè)計，使得取土、去土非常容易，省時省力。本發(fā)明還公開了一種利用本發(fā)明裝置的成孔方法，能夠在無粘性土中成孔，并且原理簡單，操作方便，便于攜帶；本發(fā)明能夠在無粘性土中成孔的同時，對附近土層振動小，減少對原無粘性土性質(zhì)的影響，取出的無粘性土可用于對原無粘性土性質(zhì)的研究。
【專利說明】一種無粘性土中成孔裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種無粘性土中成孔裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無粘性土一般是指砂或碎石類土，成單粒結(jié)構(gòu)，土體的松密狀態(tài)對無粘性土的工程性質(zhì)影響很大，土的密實程度愈大則土的強(qiáng)度愈高、壓縮性愈小，其工程特性愈好。在實際工程中，有時為了獲得土層下某一深度處土體的物理力學(xué)特性，需要在土層中鉆孔，再放入儀器設(shè)備，因此在施工過程中需要克服對周邊土體的擾動。
[0003]目前用于土體中的鉆孔方法和裝置主要有:循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、沖擊式鉆孔、旋挖式鉆孔、擠密鉆孔等。在本發(fā)明之前，中國專利ZL02149965.9公開的一種鉆孔設(shè)備和鉆孔方法，為大型鉆機(jī)鉆孔裝置，雖可用于大部分土層中成孔，但具有操作復(fù)雜，對鉆孔周邊土體擾動較大等缺點；中國專利ZL200710194465.5公開了一種在土壤中鉆孔的方法和裝置，為螺旋切削式鉆孔，需借助外部動力，因此在施工過程中對于周邊土體的擾動較大；中國專利ZL201120167804.2公開了一種螺旋型擠密鉆孔裝置，其成孔過程采用擠土的方式，因此對周邊土體的擾動也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服在無粘性土層成孔過程中對周邊土體的擾動的問題，提供一種無粘性土中成孔的裝置及其使用方法，完成在無粘性土中成孔，減小對周邊土體的擾動。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種無粘性土中成孔裝置，包括外套管、活瓣套管、傳力桿，其中，活瓣套管上端連接傳力桿，活瓣套管和傳力桿的外面套有外套管。
[0006]本發(fā)明所述活瓣套管主要由內(nèi)套筒、通過焊接于內(nèi)套筒內(nèi)側(cè)下部的固件和定位桿固定于內(nèi)套筒內(nèi)的活瓣圓形底座、通過銷釘與活瓣圓形底座連接在一起的連桿構(gòu)成。
[0007]本發(fā)明所述內(nèi)套筒為空心圓環(huán)，下端為直角三角形楔子結(jié)構(gòu)，上端焊接一個錐形結(jié)構(gòu)；連桿上鐵環(huán)上方焊接圓形接頭，下方近鐵環(huán)焊接環(huán)形固件，近活瓣圓形底座并在其上方焊接定位器。
[0008]本發(fā)明所述錐形結(jié)構(gòu)由四根鋼筋與一個鐵環(huán)焊接構(gòu)成。
[0009]本發(fā)明所述活瓣圓形底座由兩個半圓形鐵制葉片拼接組成，銷釘直徑與內(nèi)套筒直徑相等。
[0010]一種利用所述無粘性土中成孔裝置的成孔方法，包括以下步驟:
1)組裝好內(nèi)套筒、活瓣圓形底座、連桿以及傳力桿；
2)在需要成孔的位置垂直放置外套管、把組裝好的活瓣套管與傳力桿放入外套管內(nèi)
部; 3)施加垂直向下的力，使圓形接頭與內(nèi)套筒上端鐵環(huán)接觸，進(jìn)而將整個活瓣套管壓入無粘性土中，活瓣圓形底座的半圓形葉片在下部土體壓力作用下沿銷釘旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而無粘性土進(jìn)入內(nèi)套筒中，其填滿時，停止下壓；
4)提升傳力桿，并同時壓入外套管，使連桿上環(huán)形固件與內(nèi)套筒上端鐵環(huán)接觸，進(jìn)而提升整個活瓣套管，提升過程中，活瓣圓形底座的半圓形葉片失去下部土體的支撐，同時在內(nèi)套筒中土體的作用下旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可將活瓣套管中土體提升出來；
5)將活瓣套管提出后，去除活瓣套管內(nèi)部的無粘性土；
6)再次將活瓣套管和傳力桿放入外套管內(nèi)部，重復(fù)3)-5)的步驟，直至達(dá)到設(shè)定的高程，成孔過程中當(dāng)外套管長度和傳力桿長度不夠時應(yīng)及時進(jìn)行連接。
[0011]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明所述內(nèi)套筒為空心圓環(huán)設(shè)計，其下端處理成直角三角形楔子，上部采用四根鋼筋與一個鐵環(huán)焊接，呈錐形，下端焊接兩個突起固件，不管是在下壓還是在提升的過程中，都減小了所遇到的土體阻力，在一定程度上節(jié)省了人力。
[0012](2)本發(fā)明特有的活瓣圓形底座設(shè)計，使土體在下壓過程中自動進(jìn)入套筒，在提升過程中留于套筒內(nèi)部，原理簡單，操作方便。
[0013](3)本發(fā)明特有的連桿與內(nèi)套筒設(shè)計，使得取土、去土非常容易，省時省力。
[0014](4)本發(fā)明能夠在無粘性土中成孔，并且原理簡單，操作方便，便于攜帶。
[0015](5)本發(fā)明能夠在無粘性土中成孔的同時，對附近土層振動小，減少對原無粘性土性質(zhì)的影響，取出的無粘性土可用于對原無粘性土性質(zhì)的研究。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A位置局部放大圖；
圖3為圖2中B位置剖面圖；
圖4為圖2中C位置剖面圖。
[0018]圖中:(I)外套管，(2)活瓣套管，(3)傳力桿，(4)無粘性土，(5)內(nèi)套筒，(6)活瓣圓形底座，(7)連桿，(8)環(huán)形固件，(9)圓形接頭，(10)金屬圓環(huán)，(11)突出固件，(12)銷釘，(13)定位器，(14)金屬連桿，(15)定位桿。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種無粘性土中成孔裝置，由活瓣套管2上端連接傳力桿3后設(shè)置在外套管I內(nèi)構(gòu)成。
[0020]如圖2所示，本發(fā)明所述活瓣套管2由內(nèi)套筒5、活瓣圓形底座6和連桿7組成；連桿7上焊接環(huán)形固件8、圓形接頭9以及定位器13，其直徑小于內(nèi)套筒5上端鐵環(huán)10直徑，其可在豎直方向上移動，其可移動距離由圓形接頭9到鐵環(huán)10的距離決定。兩個半圓形活瓣在下壓過程中的最小夾角由定位器13控制，兩個半圓形活瓣的最小夾角應(yīng)控制在
20。?40。之間。
[0021]如圖3所示，本發(fā)明所述活瓣圓形底座6由兩個半圓形鐵制葉片組成，通過銷釘12與連桿7連接在一起，其直徑與內(nèi)套筒5直徑相等。內(nèi)套筒5內(nèi)側(cè)下部焊接兩個突出固件11以及定位桿15，用于防止活瓣圓形底座6在取土過程中脫離內(nèi)套筒5。
[0022]如圖4所示，內(nèi)套筒5上部采用四根鋼筋14與一個鐵環(huán)10焊接，連桿7直徑小于內(nèi)套筒5上端鐵環(huán)10直徑，其可在豎直方向上移動，其可移動距離由圓形接頭9到鐵環(huán)10的距離決定。
[0023]利用上述一種無粘性土中成孔裝置的成孔方法，包括以下技術(shù)步驟:
(1)組裝好活瓣圓形底座6、內(nèi)套筒5、連桿7以及傳力桿3;
(2)在需要成孔的位置垂直放置外套管1、把組裝好的活瓣套管2與傳力桿3放入外套管I內(nèi)部；
(3)施加垂直向下的力，使圓形接頭9與內(nèi)套筒5上端鐵環(huán)10接觸，進(jìn)而將整個活瓣套管2壓入無粘性土 4中，活瓣圓形底座6的半圓形葉片在下部土體壓力作用下沿銷釘旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而無粘性土 4進(jìn)入內(nèi)套筒5中，其填滿時，停止下壓；
(4)提升傳力桿3，并同時壓入外套管1，使連桿7上環(huán)形固件8與內(nèi)套筒5上端鐵環(huán)10接觸，進(jìn)而提升整個活瓣套管2，提升過程中，活瓣圓形底座(6)的半圓形葉片失去下部土體的支撐，同時在內(nèi)套筒5中土體的作用下旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可將活瓣套管2中土體提升出來；
(5)將活瓣套管2提出后，去除活瓣套管2內(nèi)部的無粘性土4 ；
(6)再次將活瓣套管2和傳力桿3放入外套管I內(nèi)部，重復(fù)3-5的步驟，直至達(dá)到設(shè)定的高程，成孔過程中當(dāng)外套管I長度和傳力桿3長度不夠時應(yīng)及時進(jìn)行連接。
【權(quán)利要求】
1.一種無粘性土中成孔裝置，其特征在于，包括外套管(I)、活瓣套管(2)和傳力桿(3)，其中，所述的活瓣套管(2)上端連接傳力桿(3)，活瓣套管(2)和傳力桿(3)的外面套有外套管(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無粘性土中成孔裝置，其特征在于，所述活瓣套管(2)主要由內(nèi)套筒(5)、通過焊接于內(nèi)套筒(5)內(nèi)側(cè)下部的固件(11)和定位桿(15)固定于內(nèi)套筒(5)內(nèi)的活瓣圓形底座(6 )、通過銷釘(12 )與活瓣圓形底座(6 )連接在一起的連桿(7 )構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無粘性土中成孔裝置，其特征在于，所述內(nèi)套筒(5)為空心圓環(huán)，下端為直角三角形楔子結(jié)構(gòu)，上端焊接一個錐形結(jié)構(gòu)；連桿(7)上鐵環(huán)(10)上方焊接圓形接頭(9)，下方近鐵環(huán)(10)焊接環(huán)形固件(8)，近活瓣圓形底座(6)并在其上方焊接定位器(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無粘性土中成孔裝置，其特征在于，所述活瓣圓形底座(6)由兩個半圓形鐵制葉片拼接組成，銷釘(12)直徑與內(nèi)套筒(5)直徑相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無粘性土中成孔裝置，其特征在于，所述錐形結(jié)構(gòu)由四根鋼筋(14)與一個鐵環(huán)(10)焊接構(gòu)成。
6.一種利用權(quán)利要求1所述無粘性土中成孔裝置的成孔方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:組裝好內(nèi)套筒(5)、活瓣圓形底座(6)、連桿(7)以及傳力桿(3)； 步驟二:在需要成孔的位置垂直放置外套管(I)、把組裝好的活瓣套管(2)與傳力桿(3)放入外套管(I)內(nèi)部； 步驟三:施加垂直向下的力，使圓形接頭(9)與內(nèi)套筒(5)上端鐵環(huán)(10)接觸，進(jìn)而將整個活瓣套管(2)壓入無粘性土(4)中，活瓣圓形底座(6)的半圓形葉片在下部土體壓力作用下沿銷釘旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而無粘性土(4)進(jìn)入內(nèi)套筒(5)中，其填滿時，停止下壓； 步驟四:提升傳力桿(3)，并同時壓入外套管(1)，使連桿(7)上環(huán)形固件(8)與內(nèi)套筒(5)上端鐵環(huán)(10)接觸，進(jìn)而提升整個活瓣套管(2)，提升過程中，活瓣圓形底座(6)的半圓形葉片失去下部土體的支撐，同時在內(nèi)套筒(5)中土體的作用下旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可將活瓣套管(2)中土體提升出來； 步驟五:將活瓣套管(2)提出后，去除活瓣套管(2)內(nèi)部的無粘性土(4)； 步驟六:再次將活瓣套管(2 )和傳力桿(3 )放入外套管(I)內(nèi)部，重復(fù)步驟三一步驟五的步驟，直至達(dá)到設(shè)定的高程，成孔過程中當(dāng)外套管(I)長度和傳力桿(3)長度不夠時應(yīng)及時進(jìn)行連接。
【文檔編號】E21B49/02GK103867200SQ201410052578
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】楊貴, 許建寶, 唐晨景, 丁選明, 袁鳴 申請人:河海大學(xué)