CN207484549U - 一种快速开挖试坑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速开挖试坑装置，包括具有电镐、电钻、电锤三种功能的冲击钻，冲击钻的上端横向延伸有后手柄，后手柄上设有开机开关，后手柄末端通过电源线连接至一逆变器，逆变器通过导线连接至一蓄电池，冲击钻的下部设有切换三种功能的转换开关和位于转换开关下方的横向的前手柄，冲击钻的下端设有夹具，夹具连接有可拆卸的螺旋钻头或圆弧形扁铲开挖凿头；螺旋钻头采用下部带两个水平切削口、直径为15cm、螺距为5cm的双螺旋叶片，螺旋钻头的下端为尖端部分。本实用新型的快速开挖试坑装置开挖试坑难度低，保证开挖深度达标，提高了开挖试坑效率，降低了工人劳动强度，减少了对市电的依赖，增加了便携性。

Description

一种快速开挖试坑装置

技术领域

本实用新型涉及建筑设备技术领域，尤其涉及一种快速开挖试坑装置。

背景技术

铁路(公路)路基压实质量是保证铁路正常运营的基础。路基质量检测中，压实系数是必测指标之一。目前常用压实系数的检测方法灌砂法、灌水法及核子密度仪法。核子密度仪虽然先近，测定速度快，但必须建立在灌砂法标定的基础上，许多单位现在已经停用了核子密度仪法。灌砂法是利用均匀颗粒的砂去测定试洞的体积，从而计算路基土的密度，它是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试各种土或路面材料的密度，它的缺点是：携带较多的量的标准砂，而且称量次数较多，开挖试坑全部依靠人工手动开挖，开挖速度慢，劳动量大，因此它的测试速度较慢。

对于路基这种较长的检测工程，需要大量的人力物力开展压实系数的检测工作，造成许多单位没有按规定进行规定数量的检测，给路基工程质量造成隐患。由于开挖灌砂坑劳动强度大，效率低，许多检测单位开挖试坑时试坑开挖深度没有达标，或者开挖的试坑上面面积大下面面积小，开挖的试坑类似一个圆台，不是规则的圆柱体(因为往下开挖越来越难)，势必会影响路基压实系数(度)的检测效率和试验精度。

综上所述，目前在开挖试坑时主要有以下缺点：

(1)开挖试坑效率低。由于压实后路基土密实度大，强度高，采用人工开挖时，需要一凿一凿开挖，并需要用勺子把土盛到土袋中，所以速度慢，一般30min仅能开挖一个试坑。对于路基这种很长的构筑物，效率低必将影响后续施工，影响工期。

(2)劳动强度大。人工在路基上开挖，需要用锤和凿子配合开挖，碰到压实度很高的路基时，劳动强度可以数倍增加，甚至45min才能开挖一个试坑。

(3)开挖规则试坑有一定的难度。灌砂法一般要求一个规则的圆柱体试坑，但由于人工挖凿效率低，劳动强度大，人工容易疲劳，因素开挖时经常挖成上大下小的圆台体试坑，影响试验精度。

(4)挖深不达标。由于劳动强度大，人工疲劳，很容易造成试坑开挖深度不达标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种快速开挖试坑装置，开挖试坑难度低，保证开挖深度达标，大大提高了开挖试坑效率，降低了工人劳动强度，减少了对市电的依赖，增加了便携性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种快速开挖试坑装置，包括具有电镐、电钻、电锤三种功能的冲击钻，冲击钻的上端横向延伸有后手柄，后手柄上设有开机开关，后手柄末端通过电源线连接至一逆变器，逆变器通过导线连接至一蓄电池，冲击钻的下部设有切换三种功能的转换开关和位于转换开关下方的横向的前手柄，冲击钻的下端设有夹具，夹具连接有可拆卸的螺旋钻头或圆弧形扁铲开挖凿头；螺旋钻头采用下部带两个水平切削口、直径为15cm、螺距为5cm的双螺旋叶片，螺旋钻头的下端为尖端部分；圆弧形扁铲开挖凿头的圆弧直径15cm、圆弧横宽5cm、凿头高5cm，凿头下端设有刀刃。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋钻头的垂直高度为15cm，螺旋钻头下端的尖端部分高度为2cm；螺旋钻头上端焊接有第一杆部，第一杆部的高度为15cm，第一杆部上端一体连接有第一连接杆，第一连接杆上设有与夹具对应配合的第一夹槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆弧形扁铲开挖凿头上部朝上延伸有延长杆，延长杆的上端焊接有第二杆部，圆弧形扁铲开挖凿头、延长杆、第二杆部的总高度为30cm，延长杆和第二杆部直径相同，均为1cm，杆部的上端一体连接有第二连接杆，第二连接杆上设有与夹具对应配合的第二夹槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述冲击钻的型号为Z1A2-28SE，其采用220V交流电，输出功率为800W，单次最大冲击力为3.2J；逆变器采用1500W、12V逆变器；蓄电池采用60Ah的铅蓄电池。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺旋钻头的双螺旋叶片采用厚度为0.3cm的铁板制成。

与现有技术相比，本实用新型的快速开挖试坑装置的有益效果如下：

(1)大大降低工人劳动强度。采用冲击钻作为动力，冲击钻重量轻，便于人工操作，代替人工用锤和凿子开挖试坑，可以大大降低人工开挖试坑的劳动强度。

(2)提高了挖试坑效率。采用电锤档配合螺旋钻头旋挖法开挖小型灌砂法试坑，充分利用了电锤的旋转大扭矩特性和冲击破坏特性，大大提高了开挖试坑的效率。根据现场使用经验，在压实系数较低(<90％)的粘性土压实中，人工开挖时间约为25分钟；在压实系数较高的路基中(≥93％)时，人工开挖时间约为40分钟。采用该装置后，在低压实系数路基中，开挖时间平均约为8分钟，在高压实系数路基，开挖平均时间约为10分钟，开挖效率提高至原来的3-4倍，且人工劳动强度大大降低，对于大量检测工作基本不降低整体的检测速度。且采用该装置后，开挖试坑难度低，能保证开挖深度达标。

(3)减少了对市电的依赖，增加了便携性。使用逆变器和蓄电池设计，而且可增加手推车作为运载工具运载该装置，使该装置具有一定的便携性。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为冲击钻、逆变器、蓄电池连接的示意图。

图2为螺旋钻头的示意图。

图3为圆弧形扁铲开挖凿头的示意图。

其中，冲击钻1，后手柄2，开机开关3，电源线4，逆变器5，导线6，蓄电池7，转换开关8，前手柄9，夹具10，螺旋钻头11，水平切削口11a，双螺旋叶片11b，圆弧形扁铲开挖凿头13，第一杆部14，第一连接杆15，第一夹槽15a，延长杆16，第二杆部17，第二连接杆18，第二夹槽18a。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1-3，所述的快速开挖试坑装置包括具有电镐、电钻、电锤三种功能的冲击钻1，冲击钻1的上端横向延伸有后手柄2，后手柄2上设有开机开关3，后手柄2末端通过电源线4连接至一逆变器5，逆变器5通过导线6连接至一蓄电池7，冲击钻1的下部设有切换三种功能的转换开关8和位于转换开关8下方的横向的前手柄9，可以根据需要调整为电钻、电锤和电镐档，用于旋挖法挖孔时，使用电锤档；使用专用凿具修整试坑壁时，使用电镐档。冲击钻1的下端设有夹具10，夹具10连接有可拆卸的螺旋钻头11或圆弧形扁铲开挖凿头13；螺旋钻头11采用下部带两个水平切削口11a、直径为15cm、螺距为5cm的双螺旋叶片11b，螺旋钻头11的下端为尖端部分；圆弧形扁铲开挖凿头13的圆弧直径15cm、圆弧横宽5cm、、凿头高5cm，凿头下端设有刀刃。

所述螺旋钻头11的垂直高度为15cm，螺旋钻头11下端的尖端部分高度为2cm，尖端部分的设计用于打孔时定位和防止钻探时偏离中心点；螺旋钻头11上端焊接有第一杆部14，第一杆部14的高度为15cm，第一杆部14上端一体连接有第一连接杆15，第一连接杆15上设有与夹具10对应配合的第一夹槽15a。螺旋钻头11的杆部与第一杆部14的直径相同，均为1.5cm。第一杆部14和螺旋钻头11总高度为30cm。螺旋钻头11的双螺旋叶片11b采用厚度为0.3cm的铁板制成，也可购买专用螺旋钻。在冲击旋挖成孔时，冲击钻1采用电锤档，即旋转施加扭矩，同时施加竖向的冲击力，较一般的螺旋钻可以加快施工开挖速度，同时降低人工工作量。

所述圆弧形扁铲开挖凿头13上部朝上延伸有延长杆16，延长杆16的上端焊接有第二杆部17，圆弧形扁铲开挖凿头13、延长杆16、第二杆部17的总高度为30cm，延长杆16和第二杆部17直径相同，均为1cm，第二杆部17的上端一体连接有第二连接杆18，第二连接杆18上设有与夹具10对应配合的第二夹槽18a。

圆弧形扁铲开挖凿头13用于修整坑壁。圆弧形扁铲开挖凿头13最下端设计刃口，最大厚度为0.5cm，可以根据需要对螺旋钻头11开挖的圆柱形试洞进行修整。在修整试坑壁时，冲击钻1使用电镐档，圆弧形扁铲开挖凿头13仅上下振动和冲周，不旋转。

所述冲击钻1的型号为Z1A2-28SE，为中型冲击钻，该机械重6kg，方便移动和手持工作。冲击钻1采用220V交流电，输出功率为800W，单次最大冲击力为3.2J；逆变器5采用1500W、12V逆变器，大功率电锤一般使用220V的市电，但在野外检测中难以获得，而采用逆变器5之后，即使采用蓄电池7也可以满足额定功率为800W冲击钻1的需要；蓄电池7采用60Ah的铅蓄电池，一般可以满足一下午电力的需要，如果整天检测，可以配备2块蓄电池。蓄电池较重，一般采用小手推车搬运(一直放置在小推上)，只需运输，不需卸除。

(1)工作原理

该装置利用冲击钻1作为开挖动力，利用螺旋钻头11进行开挖圆柱形试坑，充分利用了冲击钻1的大扭矩和冲击特性，大大加快了开挖速度。然后通过夹具10换回圆弧形扁铲开挖凿头13，通过电镐功能，利用冲击能修整试坑坑壁与坑底，开挖成规则的圆柱形试坑。

(2)操作步骤

1)冲击旋挖成孔。首先通过逆变器5接通电源，通过夹具10在冲击钻1上安装螺旋钻头11(通过与原来的电钻头连接)，定位到安装试坑的部位，冲击钻1打到电锤档。开动开机开关3，螺旋钻头11在冲击钻1动作用下即向下冲击，又旋转开挖试坑，可以开挖较硬的路基(土质)，当螺旋钻头11钻进至顶面螺旋叶片11b与路基齐平时，断开开机开关3。

2)修整坑壁。松开夹具10，取下螺旋钻头11，换上圆弧形扁铲开挖凿头13。把电锤档改为电镐档，把圆弧形扁铲开挖凿头13贴近试坑壁，对粗糙的坑壁及坑底进行修整，可得到规则的圆柱形试坑。所有开挖出的土均应该收集称量，作为计算路基密度的依据。

本实用新型的快速开挖试坑装置采用双螺旋叶片11b的螺旋钻头11开挖试坑。利用类似于旋挖机原理，在旋转开挖时同时向下冲击，可以一次性开挖成较规则的圆柱形试坑，而且开挖速度快，8分钟可以完成一个试坑的开挖，较人工方法的30分钟开挖一个试坑提高了数倍，大大提高了试坑开挖效率，解决了在路基工程检测中灌砂法开挖试坑速度慢、效率低的问题，同时大量碎土被螺旋钻带至规定的试盘中，减少了掏土的工作量；采用双叶片螺旋设计，钻出土不易被甩出，方便密度测量工作。

采用圆弧形扁铲开挖凿头13，并采用冲击钻1作为修整孔壁工具。对螺旋钻头11开挖的圆柱形试坑，坑壁不是很光滑，此时可以用圆弧形扁铲开挖凿头13精修试坑壁，完成规则试坑的开挖，圆弧形扁铲开挖凿头13仍采用冲击能作为动力，可以开挖出坑壁光滑的试坑，较人工速度快。解决了现场路基检测试坑开挖中圆柱体不规则，坑壁不光滑，不易回收标准砂的问题。

由于采用电力代替人工用锤和凿子敲击开挖，采用螺旋钻头11一次成圆柱体，并用圆弧形扁铲开挖凿头13对坑壁进行修整，可得规则的圆柱形试坑，可以大大降低工人的劳动量，降低开挖硬土的劳动强度。解决了在路基工程检测中灌砂法开挖试坑劳动强度大的问题。

采用逆变器加蓄电池装置，不用柴(汽)油机作为开挖动，可以减少对环境的污染，不依赖动力市电的供应，同时该装置轻便小巧，便于移动，具有一定的便携性，方便施工完成一个试坑后进行另一个试坑的开挖。解决了野外用电不方便和便携问题。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (5)

1.一种快速开挖试坑装置，其特征在于，包括：具有电镐、电钻、电锤三种功能的冲击钻，冲击钻的上端横向延伸有后手柄，后手柄上设有开机开关，后手柄末端通过电源线连接至一逆变器，逆变器通过导线连接至一蓄电池，冲击钻的下部设有切换三种功能的转换开关和位于转换开关下方的横向的前手柄，冲击钻的下端设有夹具，夹具连接有可拆卸的螺旋钻头或圆弧形扁铲开挖凿头；螺旋钻头采用下部带两个水平切削口、直径为15cm、螺距为5cm的双螺旋叶片，螺旋钻头的下端为尖端部分；圆弧形扁铲开挖凿头的圆弧直径15cm、圆弧横宽5cm、凿头高5cm，凿头下端设有刀刃。

2.如权利要求1所述的快速开挖试坑装置，其特征在于：所述螺旋钻头的垂直高度为15cm，螺旋钻头下端的尖端部分高度为2cm；螺旋钻头上端焊接有第一杆部，第一杆部的高度为15cm，第一杆部上端一体连接有第一连接杆，第一连接杆上设有与夹具对应配合的第一夹槽。

3.如权利要求1所述的快速开挖试坑装置，其特征在于：所述圆弧形扁铲开挖凿头上部朝上延伸有延长杆，延长杆的上端焊接有第二杆部，圆弧形扁铲开挖凿头、延长杆、第二杆部的总高度为30cm，延长杆和第二杆部直径相同，均为1cm，杆部的上端一体连接有第二连接杆，第二连接杆上设有与夹具对应配合的第二夹槽。

4.如权利要求1所述的快速开挖试坑装置，其特征在于：所述冲击钻的型号为Z1A2-28SE，其采用220V交流电，输出功率为800W，单次最大冲击力为3.2J；逆变器采用1500W、12V逆变器；蓄电池采用60Ah的铅蓄电池。

5.如权利要求1所述的快速开挖试坑装置，其特征在于：所述螺旋钻头的双螺旋叶片采用厚度为0.3cm的铁板制成。