CN111336893B - 一种岩土地质勘察深度的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩土地质勘察深度的测量装置，包括支撑架、连接在支撑架上的活动架、连接在活动架上的驱动电机、连接在驱动电机输出轴上的钻杆以及连接在支撑架上的测量杆；所述支撑架置于勘察地面，包括底座板，所述底座板中间设置有用于钻杆穿过的工作孔，所述工作孔周围的底座板设置有至少两个支撑杆；所述活动架设置于支撑架上方，包括沿支撑杆上下移动的安装板，所述驱动电机连接在安装板的下表面与工作孔相对的位置；所述测量杆垂直连接在底座板，所述安装板上设置有与测量杆位置相对应的测量孔，所述测量杆从测量孔内向上穿出，并在安装板表面显示刻度。本发明装置能够直观准确地显示出钻杆的下钻深度，同时便于观察。

Description

一种岩土地质勘察深度的测量装置及方法

技术领域

本发明涉及地质勘查的技术领域，尤其是涉及一种岩土地质勘察深度的测量装置及方法。

背景技术

地质工程领域是以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象，岩土勘察的目的是为拟建物施工图阶段的基础设计与施工提供工程地质依据，根据拟建筑物的工程特征、地基土的工程地质条件，对场地地基土的利用、整治、改造提出方案，并对其进行技术、经济方面的分析和论证，勘察的准确与否将直接影响工程的安全、造价以及工程寿命，勘察人员经常需要在野外进行地质勘察，在勘察工作时，需要使用勘察设备对地质勘察深度进行测量。勘察作业施工时，钻深都是由经验丰富的操作工根据钻杆长度以及施工现场情况大致估算。因此，操作工的技术水平，对施工钻深影响较大，无法根据对钻杆钻取岩土土壤深度查看，从而提高了对岩土工程勘测时勘测的困难度。

授权公告号为CN209961141U的中国专利公开了一种岩土地质勘察深度测量设备，包括固定架，所述固定架上设置有内置槽和液压缸，所述内置槽位于所述固定架的内部，所述液压缸固定连接在所述固定架的上端，所述液压缸的下端设置有推动杆，所述推动杆的下端设置有连接座，所述连接座上设置有驱动电机、联轴器和支撑杆，所述驱动电机固定连接在所述连接座的内部，所述联轴器固定连接在所述连接座的底部，所述支撑杆固定连接在所述连接座的左右两端，所述支撑杆的末端设置有滑块，所述联轴器的下端设置有钻杆，所述钻杆上设置有指标盘和刻度线，所述指标盘活动连接在所述钻杆的外表面，所述刻度线均匀的分布在所述钻杆上。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：为了方便观察深度，在钻杆上设置指标盘和刻度线，刻度线均匀的分布在钻杆上，但是上述设备在使用过程中，钻杆会钻入到沿途中并产生剧烈摩擦，钻杆受到磨损，同样刻度线也会被磨损掉，造成刻度线缺失，无法再显示钻杆的下钻深度，得不到准确的深度数据。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种岩土地质勘察深度的测量装置及方法，能够准确地显示出钻杆的下钻深度，同时便于观察。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种岩土地质勘察深度的测量装置，包括支撑架、连接在支撑架上的活动架、连接在活动架上的驱动电机、连接在驱动电机输出轴上的钻杆以及连接在支撑架上的测量杆；

所述支撑架置于勘察地面，包括底座板，所述底座板中间设置有用于钻杆穿过的工作孔，所述工作孔周围的底座板设置有至少两个支撑杆；

所述活动架设置于支撑架上方，包括沿支撑杆上下移动的安装板，所述驱动电机连接在安装板的下表面与工作孔相对的位置；

所述测量杆垂直连接在底座板，所述安装板上设置有与测量杆位置相对应的测量孔，所述测量杆从测量孔内向上穿出，并在安装板表面显示刻度。

通过采用上述技术方案，将支撑架放置在勘察地面上，将活动架与驱动电机连接在支撑架上；在进行勘察深度时，通过下拉活动架，活动架带动驱动电机沿着支撑杆向下移动，同时钻杆穿过工作孔，开始钻入到勘察地面下，此时记录测量杆在测量孔处露出的刻度；随着钻杆钻入深度的增加，安装架的高度不断降级，同时测量杆在安装板上露出的长度逐渐增加，当钻杆下端钻入到位时，此时测量杆上会显示一个刻度；通过记录的两个刻度之间进行求差，得到的数值即为钻杆的勘察深度，由于测量杆是在安装板上表面直接显示刻度数值以及刻度的变化，显示数值比较准确，同时也便于测量人员观察读数，使勘察工作更方便快捷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座板包括若干个单板，若干个单板设置在同一平面上，相邻的所述单板之间通过连接杆连接。

通过采用上述技术方案，底座板由多个单板和连接杆组成，能够增大底座板在勘察地面上的占地面积，使底座板更稳定，保证勘察工作的顺利进行，同时单板与连接杆与勘察地面接触面积小，便于地面的平整，更易于保证钻杆垂直勘察地面钻入。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述单板设置为三角形，数量为三个，三个所述单板之间通过顶角连接。

通过采用上述技术方案，单板设置三个，且均为三角形，能够保证底座板的稳定，同时三个单板之间也能够预留出足够大的工作孔，用于钻杆的上下移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑杆上套设有支撑弹簧，所述支撑弹簧下端抵接在底座板上，上端连接在安装板，所述安装板下表面设置有套设在支撑杆上的套管，所述支撑弹簧连接在套管的下端。

通过采用上述技术方案，支撑杆上设置支撑弹簧，支撑弹簧会给安装板向上的支撑力，使安装板能够保持在足够的高度，使钻杆在勘察前位于勘察地面上，从而保证了钻杆的正常钻入，同时也有助于钻杆旋出时活动架的复位；套管的设置，能够减小支撑弹簧的长度，同时也能够对活动架的上下移动起到一定的导向作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑杆上端设置有可拆卸调节的限位套，所述限位套抵接在安装板的上表面，限制安装板的初始高度。

通过采用上述技术方案，支撑杆上端设置的限位套，用于确定活动架以及钻杆的初始位置，同时也确定的测量杆上的初始刻度，通过限位套下压安装板，使钻杆下端接触到勘察地面，得到初始的刻度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装板的下表面设置有保护管，所述测量杆从保护管内穿过，并从测量孔内穿出。

通过采用上述技术方案，保护管对测量杆起到一定的保护作用，避免测量杆与测量孔孔壁产生剐蹭而磨损刻度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座板与安装板设置有驱动缸，所述驱动缸的两端分别与底座板与安装板连接，所述驱动缸均匀分布在钻杆的四周。

通过采用上述技术方案，通过驱动缸驱动活动架的上下移动，对钻杆向下钻入到勘察地面中提供动力，同时也能够限制活动架的最大高度和自小高度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装板在测量孔周围设置有观测区，所述观测区与安装板的上表面颜色不同。

通过采用上述技术方案，观测区能够将安装板与测量杆明显区分开，便于测量人员观察测量杆上的刻度读数。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动电机输出轴上设置有联轴器与钻杆连接。

通过采用上述技术方案，钻杆与驱动电机输出轴可拆卸连接，当钻杆磨损较大而需要更换时，便于更换钻杆。

本发明的一种岩土地质勘察深度的测量方法，包括以下步骤：

步骤1：将勘察的地面进行清理，平整出操作平面；

步骤2：装置进场，在操作平面上将装置进行组装，将支撑架放置在操作平面，在支撑杆上安装活动架，活动架上安装驱动电机，将钻杆连接在驱动电机上，保证钻杆的下端高度高于底座板的高度；

步骤3：下拉活动架，使钻杆的下端触碰到勘察地面，在支撑杆上安装限位套并固定，限位套从上侧对活动架的位置进行固定；

步骤4：将测量杆安装在底座板上，上端穿过安装板，通过测量孔观察并记录测量杆在安装板上显示的读数；

步骤5：启动驱动电机和驱动缸，拉动活动架向下移动，钻杆向下钻入到勘察地面中，至钻杆下端触到岩石层时，停止驱动缸工作，观察并记录测量杆在安装板上显示的读数；

步骤6：将步骤4和步骤5中的两个读数计算差值，即为本装置勘察的下钻深度。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明装置利用安装架和钻杆在支撑架上的相对移动，直接以测量杆上刻度的变化呈现出来，勘察之前将钻杆下端调节至接触到勘察地面的状态，记录测量杆上的一个读数，钻杆钻入的最终深度记录一个读数，利用两个读数差，直观明显的得出钻杆的勘察深度，同时得到的实验结果更准确，误差小。

2.利用支撑弹簧和驱动缸使活动架的活动区间得到有效控制，从而方便地将钻杆调节到需要的初始位置，再配合限位套在活动架上端进行限位，能够更快的确定钻杆的下钻高度，适用于大面积、多点的勘察测量。

3.利用本发明中的方法对岩土地质进行深度勘察，现场进行设备组装，能够多次对多点进行勘察测量，钻杆一次定位，可以多次使用，无需进行调节，能够快速地进行下钻测量，大大的提高了岩土地质勘察测量的效率。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图。

图2是本发明中支撑架的结构示意图。

图3是本发明中活动架的结构示意图。

图中，1、支撑架，11、底座板，12、工作孔，13、支撑杆，14、单板，15、连接杆，2、活动架，21、安装板，22、测量孔，23、套管，24、保护管，3、驱动电机，4、钻杆，5、测量杆，6、支撑弹簧，7、限位套，8、驱动缸，9、联轴器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和2，为本发明公开的一种岩土地质勘察深度的测量装置，包括支撑架1、活动架2、驱动电机3、钻杆4和测量杆5等结构。支撑架1置于勘察地面上，活动架2位于支撑架1的正上方，连接在支撑架1上，并且在支撑架1上上下移动；驱动电机3安装在活动架2朝下的侧面上，并与活动架2可拆卸连接，驱动电机3的输出轴朝下，垂直于支撑架1的底面；钻杆4可拆卸连接在驱动电机3上，其轴向方向与驱动电机3的输出轴相同；测量杆5垂直于支撑架1底面，固定在支撑架1上，测量杆5的上端穿过活动架2并露出，测量杆5上沿其轴线方向设置有刻度，并在安装架2上部显示刻度。

支撑架1包括底座板11和支撑杆13，底座板11中间形成有用于钻杆4穿过的工作孔12，工作孔12周围的底座板11设置有至少两个支撑杆13来支撑和连接活动架2。具体设置时，底座板11包括三个单板14，三个单板14设置在同一平面上，本实施例中单板14设置为三个形状相同的等边三角板，三个单板14拼接成一个大的等边三角形，相邻的单板14之间设置间隙，顶角位置通过连接杆15连接。底座板11由三个三角形的单板14和三个连接杆15组成，能够增大底座板11在勘察地面上的占地面积，使整个装置放置的更稳定，同时三个单板14之间也能够预留出足够大的工作孔12，用于钻杆4的上下移动。

支撑杆13的数量设置为三个，垂直固定在每个单板14的中心位置，支撑杆13上端设置有可拆卸调节的限位套7，限位套7由圆管和锁紧螺栓组成，圆管在支撑杆13上上下滑动，锁紧螺栓将圆管进行锁紧固定，限位套7抵接在活动架2，限制活动架2的初始高度。每个单板14上均设置有驱动缸8，驱动缸8下端固定在单板14上，上端与活动架2连接，带动活动架2上下移动，三个驱动缸8以钻杆4为轴心，等间隔分布在同一圆周上。具体设置时，将驱动缸8设置为液压油缸，为活动架2和钻杆4提供较大的下压力，驱动缸8的最大行程高度要小于支撑杆13的高度。

测量杆5垂直于底座板11，本实施例中设置一根测量杆5，垂直焊接固定在连接杆15上，测量杆5设置为圆杆，减小活动架2上下移动时受到的摩擦。

参照图1和3，活动架2包括沿支撑杆13上下移动的安装板21，安装板21与底座板11平行设置，与底座板11的外轮廓形状相同。驱动电机3连接在安装板21的下表面，与工作孔12相对的位置，驱动电机3的转动轴轴向垂直于安装板21，下端连接有联轴器9，钻杆4通过联轴器9与驱动电机3的输出轴连接。

支撑架1与活动架2在连接时，支撑杆13向上穿过安装板21，每个支撑杆13上均套设有支撑弹簧6，支撑弹簧6下端抵接在单板14上，上端连接在安装板21上，具体是，安装板21下表面设置有套管23，套管23套设在支撑杆13上，支撑弹簧6的上端连接在套管23的下端，套管23的设置，能够减小支撑弹簧6的长度，同时也能够对活动架2的上下移动起到一定的导向作用。

安装板21上设置有与测量杆5位置相对应的测量孔22，测量杆5从测量孔22内向上穿出，并在安装板21表面显示刻度，为了便于观察测量杆5上的刻度，安装板21上表面在测量孔12周围的区域设置有观测区，观测区与安装板21的上表面颜色不同，设置明显差异的颜色，观测区能够将安装板21与测量杆5明显区分开，便于测量人员观察测量杆5上的刻度读数。安装板21的下表面在测量孔12外侧设置有保护管24，保护管24与测量孔12同轴，测量杆5从保护管24内穿过，并从测量孔12内穿出。测量杆5上位于安装板21下侧的位置套设有弹性橡胶圈，弹性橡胶圈与保护管24的下端面抵接，被保护管24向下推动并停留在某个位置，用于记录安装板21下降的最大高度。

本发明装置在组装完成后，应确定好钻杆4的初始位置，通过控制驱动缸8，带动活动架2上下移动，使钻杆4下端达到与底座板1下表面齐平的位置，然后移动限位套7抵接在安装板21上表面并进行固定，然后记录测量杆5上的刻度读数。在进行多点勘察时，可以松动或者卸下限位套7，每次钻孔前，直接将安装板21调到初始刻度处。

本发明公开的一种岩土地质勘察深度的测量方法，包括以下步骤：

步骤1：将勘察的地面进行清理，平整出操作平面；

步骤2：装置进场，在操作平面上将装置进行组装，将支撑架1放置在操作平面，在支撑杆13上安装活动架2，活动架2上安装驱动电机3，将钻杆4连接在驱动电机3上，保证钻杆4的下端高度高于底座板11的高度；

步骤3：驱动缸8下拉活动架2，使钻杆4的下端触碰到勘察地面，在支撑杆13上安装限位套7并固定，限位套7从上侧对活动架2的位置进行固定；

步骤4：将测量杆5安装在底座板11上，上端穿过安装板21，通过测量孔22观察并记录测量杆5在安装板21上显示的读数；

步骤5：启动驱动电机3和驱动缸8，驱动缸8拉动活动架2向下移动，钻杆4向下钻入到勘察地面中，至钻杆4下端触到岩石层时，停止驱动缸8工作，观察并记录测量杆5在安装板21上显示的读数；

步骤6：将步骤4和步骤5中的两个读数计算差值，即为本装置勘察的下钻深度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于测量装置进行岩土地质勘察深度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将勘察的地面进行清理，平整出操作平面；

步骤2：装置进场，在操作平面上将装置进行组装，将支撑架（1）放置在操作平面，在支撑杆（13）上安装活动架（2），活动架（2）上安装驱动电机（3），将钻杆（4）连接在驱动电机（3）上，保证钻杆（4）的下端高度高于底座板（11）的高度；

步骤3：下拉活动架（2），使钻杆（4）的下端触碰到勘察地面，在支撑杆（13）上安装限位套（7）并固定，限位套（7）从上侧对活动架（2）的位置进行固定；

步骤4：将测量杆（5）安装在底座板（11）上，上端穿过安装板（21），通过测量孔（22）观察并记录测量杆（5）在安装板（21）上显示的读数；

步骤5：启动驱动电机（3）和驱动缸（8），拉动活动架（2）向下移动，钻杆（4）向下钻入到勘察地面中，至钻杆（4）下端触到岩石层时，停止驱动缸（8）工作，观察并记录测量杆（5）在安装板（21）上显示的读数；

步骤6：将步骤4和步骤5中的两个读数计算差值，即为本装置勘察的下钻深度；

其中，测量装置包括支撑架（1）、连接在支撑架（1）上的活动架（2）、连接在活动架（2）上的驱动电机（3）、连接在驱动电机（3）输出轴上的钻杆（4）以及连接在支撑架（1）上的测量杆（5）；

所述支撑架（1）置于勘察地面，包括底座板（11），所述底座板（11）中间设置有用于钻杆（4）穿过的工作孔（12），所述工作孔（12）周围的底座板（11）设置有至少两个支撑杆（13）；所述底座板（11）包括若干个单板（14），若干个单板（14）设置在同一平面上，相邻的所述单板（14）之间通过连接杆（15）连接；所述单板（14）设置为三角形，数量为三个，三个所述单板（14）之间通过顶角连接；

所述活动架（2）设置于支撑架（1）上方，包括沿支撑杆（13）上下移动的安装板（21），所述驱动电机（3）连接在安装板（21）的下表面与工作孔（12）相对的位置，所述支撑杆（13）上端设置有可拆卸调节的限位套（7），所述限位套（7）抵接在安装板（21）的上表面，限制安装板（21）的初始高度；

所述底座板（11）与安装板（21）间设置有驱动缸（8），所述驱动缸（8）的两端分别与底座板（11）与安装板（21）连接，所述驱动缸（8）均匀分布在钻杆（4）的四周；

所述测量杆（5）垂直连接在底座板（11），所述安装板（21）上设置有与测量杆（5）位置相对应的测量孔（22），所述测量杆（5）从测量孔（22）内向上穿出，并在安装板（21）表面显示刻度。

2.根据权利要求1所述的一种基于测量装置进行岩土地质勘察深度的测量方法，其特征在于：所述支撑杆（13）上套设有支撑弹簧（6），所述支撑弹簧（6）下端抵接在底座板（11）上，上端连接在安装板（21），所述安装板（21）下表面设置有套设在支撑杆（13）上的套管（23），所述支撑弹簧（6）连接在套管（23）的下端。

3.根据权利要求1所述的一种基于测量装置进行岩土地质勘察深度的测量方法，其特征在于：所述安装板（21）的下表面设置有保护管（24），所述测量杆（5）从保护管（24）内穿过，并从测量孔（22）内穿出。

4.根据权利要求1所述的一种基于测量装置进行岩土地质勘察深度的测量方法，其特征在于：所述安装板（21）在测量孔（22）周围设置有观测区，所述观测区与安装板（21）的上表面颜色不同。

5.根据权利要求1所述的一种基于测量装置进行岩土地质勘察深度的测量方法，其特征在于：所述驱动电机（3）输出轴上设置有联轴器（9）与钻杆（4）连接。

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