CN109695240B - 一种全地形静力触探反力支架及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全地形静力触探反力支架及安装方法，包括上支撑板，其中心开设有用于放置导向管的圆形开孔A，其上表面一角镶嵌有金属气泡水平仪；下支撑板，其中心开设有圆形开孔B，其每边设置有两个铆孔，铆钉螺栓通过所述铆孔将所述下支撑板固定在地面上；高度调节机构，包括有四组，四组的上下两端分别安装于所述上支撑板和下支撑板的四个角上，用于调节所述上支撑板到下支撑板的距离、且使所述上支撑板能够呈现出与所述下支撑板任意角度的变化。本发明提供的全地形静力触探反力支架能紧紧贴合于地层或其他场景的表面，有效地实现在不同岩土工程使用场景中的布置，大大增加静力触探的适用性，为岩土设计施工体重多种方案要求。

Description

一种全地形静力触探反力支架及安装方法

技术领域

本发明涉及一种静力触探反力支架，尤其涉及一种适用于各种地形的静力触探反力支架及安装方法。

背景技术

静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力、锥头阻力及侧壁摩阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。作为工程地质勘查中的一项原位测试方法，静力触探常用于划分土层，判定土层类别、评价地基土的工程特性、确定桩基持力层和单桩承载力、检验人工填土密实度季地基加固效果等。

目前，大多数触探前用于固定探杆的反力装置基本分为以下两种：整体式和分离式。前者大部分直接设置在装载运输车上，优点是方便静力触探设备现场运输，利用车辆与地面接触的轮胎或履带来稳定探杆，缺点是反力装置台不能保证是水平的，导致若地面是圆弧或倾斜状，探杆就在地面的发现方向，不利于试验要求；后者布置灵活，通过螺旋地锚将反力装置固定于地面上，但由于其工业设计单一，同样也会受到平整度或倾斜度的影响。

此外，静力触探还可用于多种场景，达到岩土工程测试要求。例如：(1)常规垂直静力触探试验，连续获得土层变化、地层强度和其他方面的信息等；(2)由于地面风化堆积致使表层产生倾斜坡面、倾斜节理面、倾斜片状沉积或倾斜岩脉，这些现场测试场地条件的限制探杆不能竖直探入地下，需要倾斜静力触探试验；(3)岩土工程设计施工(如边坡抗滑桩设置，边坡土钉支护，隧道锚杆支护，隧道盾构开挖等)的要求，需要获得沿倾斜方向土体的工程力学性质。基于以上分析的各种试验、施工场景以及现有静力触探反力装置的缺陷，设计了全地形静力触探反力支架。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种全地形静力触探反力支架，使其紧紧贴合于地层或其他场景的表面，有效地实现在不同岩土工程使用场景中的布置，大大增加静力触探的适用性，为岩土设计施工体重多种方案要求。

本发明的第二目的在于提供一种全地形静力触探反力支架的安装方法，可任意布置，拆装方便。

为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种全地形静力触探反力支架，包括：上支撑板，其中心开设有用于放置导向管的圆形开孔A，其上表面一角镶嵌有金属气泡水平仪；下支撑板，其中心开设有圆形开孔B，其每边设置有两个铆孔，铆钉螺栓通过所述铆孔将所述下支撑板固定在地面上；高度调节机构，包括有四组，四组的上下两端分别安装于所述上支撑板和下支撑板的四个角上，用于调节所述上支撑板到下支撑板的距离、且使所述上支撑板能够呈现出与所述下支撑板任意角度的变化。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述高度调节机构包括上球铰座、下球铰座、伸缩导管、伸缩套管、限位盒、限位螺栓、钢制垫块、球体和固定螺栓，所述上球铰座、下球铰座通过固定螺栓将球体夹在其中，所述上球铰座和下球铰座通过固定螺栓分别固定在所述上支撑板和下支撑板的四个角上，所述球体和钢制垫块通过钢杆连接，并且所述钢制垫块另一侧延伸出来一截螺纹杆；所述伸缩导管由两段直径大小不同的钢制导管组成，其直径大的一段朝上，其直径小的一段朝下；所述伸缩套管上端开设有一段供所述伸缩导管的下段伸缩活动的圆柱体孔，所述伸缩套管侧面焊接有限位盒，所述限位盒内部设置的螺纹孔供所述限位螺栓旋钮进入，用以限制所述伸缩导管直径较小的一段静止固定在所述伸缩套管的内部；所述伸缩导管的上端和所述伸缩套管的下端分别设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于所述钢制垫块延伸出来的螺纹杆旋转进入。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述上球铰座、下球铰座内部设置有近似半球且大于球体一半的内腔，所述球体在内腔中自由转动，从而带动所述钢制垫块延伸出来的螺纹杆以及伸缩套管转动。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述导向管主体为圆柱形桶，其外直径相比于所述上支撑板的圆形开孔A直径小1mm，使所述导向管在所述圆形开孔A中不会晃动。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述导向管的上部设置有一圆环焊接在圆柱形桶的上面，其直径大于所述圆形开孔A的直径，使所述导向管能够平稳放置在所述上支撑板上。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述伸缩导管下段直径比所述伸缩套管上端开有的圆柱体孔孔内直径小1mm，且所述伸缩导管下段能够在所述伸缩套管内部的圆柱体孔来回伸缩。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述上球铰座、下球铰座边上设置有12个贯穿的螺纹孔，供所述固定螺栓将其紧固，并用所述固定螺栓伸长出来的螺纹栓固定在所述上支撑板和下支撑板的四个角上。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述下支撑板中间圆形开孔B的直径大于所述上支撑板中间圆形开孔A的直径。

一种全地形静力触探反力支架的安装方法，包括以下步骤：

第一步，将上支撑板、下支撑板以及高度调节机构组装成静力触探反力支架；

第二步，在待测地点找一块相对平整的地方，将反力支架放置在上面，并用铆钉螺栓穿过铆孔使下支撑板固定在地面上；

第三步，松开限位螺栓，使伸缩导管下段能够在伸缩套管内部的圆柱体孔来回伸缩；先进行粗调，根据肉眼的观察来调节伸缩导管与伸缩套管，使上支撑板在距离地面一定高度的水平面上；再进行精调，观察上支撑板上镶嵌的金属气泡水平仪中气泡是否居中，如不居中，来适当地精确调节伸缩导管下段的伸入量，直至金属气泡水平仪中的气泡居中为止；

第四步，将导向管放置在上支撑板的圆形开孔A上；

第五步，将套管穿过导向管和下支撑板开设的圆形开孔B，并利用液压机锤将套管竖直打入至地下一定深度；

第六步，取出静力触探杆，沿着套管并利用液压机锤的向下压力，将静力触探杆打入至预设深度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的全地形静力触探反力支架通过铆钉螺栓将下支撑板固定在地面上，使整个反力支架紧紧贴合在地表表面，从而在后期使用过程中不会发生由于下支撑板受力不稳而导致的侧倾。同时，利用伸缩导管、伸缩套管、上球铰座和下球铰座的机械性质，自由地调节上支撑板到下支撑板的距离，并且能使上支撑板能够呈现出与下支撑板任意角度的变化，该反力支架即具有一定刚度，又极大满足了任何岩土工程使用场景，增加静力触探的适用性，为岩土设计施工体重多种方案要求。最后，由于本反力支架各个部件都是通过螺栓或铆钉互相连接，因此实现了可拆卸功能，提高了该装置的灵活运输、任意布置、拆装方便的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它附图。

图1为本发明全地形静力触探反力支架的立体结构示意图；

图2为本发明全地形静力触探反力支架的正视图；

图3为本发明全地形静力触探反力支架中下球铰座的结构示意图；

图4为本发明全地形静力触探反力支架中伸缩导管与伸缩套管的结构示意图；

图5为本发明全地形静力触探反力支架的安装及使用示意图。

图中：1-上支撑板，2-金属气泡水平仪，3-导向管，4-上球铰座，5-下球铰座，6-伸缩导管，7-伸缩套管，8-限位盒，9-限位螺栓，10-钢制垫块，11-球体，12-固定螺栓，13-下支撑板，14-铆孔，15-铆钉螺栓，16-液压击锤，17-静力触探杆，18-套管。

具体实施方式

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作出创造性劳动的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。

本发明实施例提供的全地形静力触探反力支架，如图1-5所示，包括上支撑板1，其中心开设有用于放置导向管3的圆形开孔A，其上表面任一角镶嵌有金属气泡水平仪2；下支撑板13，其中心开设有圆形开孔B，其每边设置有两个铆孔14，铆钉螺栓15通过所述铆孔14将所述下支撑板13固定在地面上；高度调节机构，包括有四组，四组的上下两端分别安装于所述上支撑板1和下支撑板13的四个角上，用于调节所述上支撑板1到下支撑板13的距离、且使所述上支撑板能够呈现出与所述下支撑板任意角度的变化。

具体地，如图1、图2所示，高度调节机构包括上球铰座4、下球铰座5、伸缩导管6、伸缩套管7、限位盒8、限位螺栓9、钢制垫块10、球体11和固定螺栓12，所述上球铰座4通过固定螺栓12将球体11夹在其中，下球铰座5也通过固定螺栓12将球体11夹在其中，球体11在中间能够自由转动，球体11和钢制垫块10通过钢杆连接，并且钢制垫块10另一侧延伸出来一截螺纹杆，上球铰座4和下球铰座5通过固定螺栓12伸长出来的螺纹栓分别固定在上支撑板1和下支撑板13的四个角上；所述伸缩导管6由两段直径大小不同的钢制导管组成，直径大的一段朝上，直径小的一段朝下，伸缩套管7上端开了一段圆柱体孔，该圆柱体孔供伸缩导管6的下段伸缩活动，伸缩套管7侧面焊接了限位盒8，限位盒8内部设置的螺纹孔供限位螺栓9旋钮进入，以限制伸缩导管6直径较小的一段静止固定在伸缩套管7的内部，伸缩导管6的上端和伸缩套管7的下端分别设置有螺纹孔，该螺纹孔供钢制垫块10延伸出来的螺纹杆旋转进入。

如图1、图2所示，本发明的一实施例中，导向管3主体为圆柱形桶，其外直径相比于上支撑板1的圆形开孔A直径小1mm，使导向管3在圆形开孔A中不会晃动；所述导向管3的上部有一圆环焊接在圆柱形桶的上面，直径大于上支撑板1的圆形开孔A直径，使导向管3能够平稳放置在上支撑板1上。

如图1、图2所示，本发明的一实施例中，下支撑板13中间圆形开孔B的直径比上支撑板1中间圆形开孔A的直径大。

如图4所示，本发明的一实施例中，伸缩导管6下段直径比伸缩套管7上端开的圆柱体孔孔内直径小1mm，且伸缩导管6下段能够在伸缩套管7内部的圆柱体孔来回伸缩。

如图3所示，本发明的一实施例中，上球铰座4、下球铰座5内部有近似半球且大于球体一半的内腔，球体11在内腔中自由转动，从而带动着钢制垫块10延伸出来的螺纹杆以及伸缩套管7转动；所述上球铰座4、下球铰座5边上有12个贯穿的螺纹孔，供固定螺栓12将其紧固，并用固定螺栓12突出的螺纹栓固定在上支撑板1和下支撑板13的四个角上。

如图5所示，采用上述全地形静力触探反力支架的安装方法，包括以下步骤：

第一步，将上支撑板1、下支撑板13及高度调节机构组装成静力触探反力支架；

第二步，在待测地点找一块相对平整的地方，将反力支架放置在上面，并用铆钉螺栓15穿过铆孔14使下支撑板13固定在地面(坡面)上；

第三步，松开限位螺栓9，使伸缩导管6下段能够在伸缩套管7内部的圆柱体孔来回伸缩；先进行粗调，根据肉眼的观察来调节伸缩导管6与伸缩套管7，使上支撑板1在距离地面一定高度的水平面上；再进行精调，观察上支撑板1上镶嵌的金属气泡水平仪2中气泡是否居中，如不居中，来适当地精确调节伸缩导管6下段的伸入量，直至金属气泡水平仪2中的气泡居中为止；

第四步，将导向管3放置在上支撑板1的圆形开孔A上；

第五步，将套管18穿过导向管3和下支撑板13的圆形开孔B，并利用液压机锤16将套管18竖直打入至地下一定深度；

第六步，取出静力触探杆17，沿着套管18并利用液压机锤16的向下压力，将静力触探杆17打入至预设深度。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

另外，本静力触探反力支架可运用于多种岩土工程使用场景，如常规垂直静力触探，地表倾斜静力触探，岩土工程设计施工需要的静力触探(边坡抗滑桩设置、边坡土钉支护、隧道锚杆支护、隧道盾构开挖等)，这些均在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种全地形静力触探反力支架，其特征在于，包括：

上支撑板，其中心开设有用于放置导向管的圆形开孔A，其上表面一角镶嵌有金属气泡水平仪；

下支撑板，其中心开设有圆形开孔B，其每边设置有两个铆孔，铆钉螺栓通过所述铆孔将所述下支撑板固定在地面上；

高度调节机构，包括有四组，四组的上下两端分别安装于所述上支撑板和下支撑板的四个角上，用于调节所述上支撑板到下支撑板的距离、且使所述上支撑板能够呈现出与所述下支撑板任意角度的变化；

所述高度调节机构包括上球铰座、下球铰座、伸缩导管、伸缩套管、限位盒、限位螺栓、钢制垫块、球体和固定螺栓，

所述上球铰座、下球铰座通过固定螺栓将球体夹在其中，所述上球铰座和下球铰座通过固定螺栓分别固定在所述上支撑板和下支撑板的四个角上，所述球体和钢制垫块通过钢杆连接，并且所述钢制垫块另一侧延伸出来一截螺纹杆；

所述伸缩导管由两段直径大小不同的钢制导管组成，其直径大的一段朝上，其直径小的一段朝下；所述伸缩套管上端开设有一段供所述伸缩导管的下段伸缩活动的圆柱体孔，所述伸缩套管侧面焊接有限位盒，所述限位盒内部设置的螺纹孔供所述限位螺栓旋钮进入，用以限制所述伸缩导管直径较小的一段静止固定在所述伸缩套管的内部；

所述伸缩导管的上端和所述伸缩套管的下端分别设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于所述钢制垫块延伸出来的螺纹杆旋转进入；

所述上球铰座、下球铰座内部设置有近似半球且大于球体一半的内腔，所述球体在内腔中自由转动，从而带动所述钢制垫块延伸出来的螺纹杆以及伸缩套管转动；

所述上球铰座、下球铰座边上设置有12个贯穿的螺纹孔，供所述固定螺栓将其紧固，并用所述固定螺栓伸长出来的螺纹栓固定在所述上支撑板和下支撑板的四个角上；

所述下支撑板中间圆形开孔B的直径大于所述上支撑板中间圆形开孔A的直径。

2.根据权利要求1所述的全地形静力触探反力支架，其特征在于，

所述导向管主体为圆柱形桶，其外直径相比于所述上支撑板的圆形开孔A直径小1mm，使所述导向管在所述圆形开孔A中不会晃动。

3.根据权利要求2所述的全地形静力触探反力支架，其特征在于，

所述导向管的上部设置有一圆环焊接在圆柱形桶的上面，其直径大于所述圆形开孔A的直径，使所述导向管能够平稳放置在所述上支撑板上。

4.根据权利要求1所述的全地形静力触探反力支架，其特征在于，

所述伸缩导管下段直径比所述伸缩套管上端开有的圆柱体孔孔内直径小1mm，且所述伸缩导管下段能够在所述伸缩套管内部的圆柱体孔来回伸缩。

5.一种全地形静力触探反力支架的安装方法，采用权利要求1-4中任一项所述的全地形静力触探反力支架，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将上支撑板、下支撑板以及高度调节机构组装成静力触探反力支架；

第二步，在待测地点找一块相对平整的地方，将反力支架放置在上面，并用铆钉螺栓穿过铆孔使下支撑板固定在地面上；

第三步，松开限位螺栓，使伸缩导管下段能够在伸缩套管内部的圆柱体孔来回伸缩；先进行粗调，根据肉眼的观察来调节伸缩导管与伸缩套管，使上支撑板在距离地面一定高度的水平面上；再进行精调，观察上支撑板上镶嵌的金属气泡水平仪中气泡是否居中，如不居中，来适当地精确调节伸缩导管下段的伸入量，直至金属气泡水平仪中的气泡居中为止；

第四步，将导向管放置在上支撑板的圆形开孔A上；

第五步，将套管穿过导向管和下支撑板开设的圆形开孔B，并利用液压机锤将套管竖直打入至地下一定深度；

第六步，取出静力触探杆，沿着套管并利用液压机锤的向下压力，将静力触探杆打入至预设深度。

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