CN219932059U - 一种复杂土体层原位试验引孔装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种复杂土体层原位试验引孔装置，包括沿钻孔钻入方向依次连接设置的连接杆、长筒和钻头，并在所述连接杆与所述长筒内部形成相互连通的灌浆通道；所述长筒的两端分为导向部分以及靠近所述钻头侧的处理部分；所述处理部分包括换向阀和出浆口，所述出浆口贯通设置于所述长筒的管壁内，且所述出浆口与所述灌浆通道连通；所述换向阀连接设置于所述灌浆通道内，并在所述换向阀上启闭式设置与所述出浆口连通的连接口；所述处理部分的最大外径小于所述长筒以及所述钻头的最大外径，以使所述处理部分外部形成导向处理空间。本实用新型不仅可以帮助原位试验穿过较硬土层防止发生塌孔现象，并且可以保护探头。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程勘察技术领域，具体涉及一种复杂土体层原位试验引孔装置。
背景技术
地层在其形成过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的土层结构。尤其对于基岩以上覆盖层深厚的地层，存在黏土、粉土、砂土、淤泥等多种土层相互叠加，同时还有可能存在未知的孤石、透镜体等。针对深厚土体覆盖层，岩土工程师通常采用原位试验方法分析土层分布以及土体物理力学特性。
用于测定软黏土特性的原位试验方法有静力触探试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验等。然而，在做这些原位试验过程中很可能会遇到相对硬的黏土层或砂土层，导致原位试验无法进行下去，如果坚持做下去会对探头造成破坏，进而导致试验失败。目前，在岩土勘察中遇到这种情况，一般采用钻机扩孔，但是钻机扩孔后提出钻头后，不可避免的会出现塌孔现象即孔周围土体再次填满钻孔，因此，有条件的情况下，会通过下套管辅助试验进行，但是这种方法成本高、且操作方式十分复杂。因此，需要一种经济、简单的装置确保原位试验顺利的进行，以帮助原位试验穿过较硬土层防止发生塌孔现象，并且可以保护探头。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种可有效控制穿过土层时防止发生塌孔的引孔装置。
为此，本实用新型采用以下技术方案：
一种复杂土体层原位试验引孔装置，包括沿钻孔钻入方向依次连接设置的连接杆、长筒和钻头，并在所述连接杆与所述长筒内部形成相互连通的灌浆通道；所述长筒的两端分为导向部分以及靠近所述钻头侧的处理部分；所述处理部分包括换向阀和出浆口，所述出浆口贯通设置于所述长筒的管壁内，且所述出浆口与所述灌浆通道连通；所述换向阀连接设置于所述灌浆通道内，并在所述换向阀上启闭式设置与所述出浆口连通的连接口；所述处理部分的最大外径小于所述长筒以及所述钻头的最大外径，以使所述处理部分外部形成导向处理空间。
进一步地：所述换向阀上开设有连接槽，同时在所述长筒内贯通开设有可与所述连接槽配合的开口；所述长筒内连接设置有与所述连接槽连接配合的固定栓。
进一步地：所述长筒在所述出浆口外部设置可拆卸的阻隔件。
进一步地：所述处理部分与所述钻头可拆卸连接配合。
进一步地：所述钻头包括空心锥头、以及与所述空心锥头内部中空部分连接配合的实心锥头。
进一步地：所述引孔装置外部设置与其所述连接杆安装配合的原位测试固定架，同时在所述原位测试固定架上设置原位测试动力系统。
进一步地：所述引孔装置外部设置与所述灌浆通道连接的灌浆系统，所述灌浆系统包括花头、灌浆阀门、灌浆泵、以及输浆管，所述输浆管将所述花头、所述灌浆阀门和所述灌浆泵之间依次串联设置，所述输浆管端部与所述灌浆通道连通。
进一步地：所述输浆管上设置有位于所述灌浆泵下游的压力表。
进一步地：所述输浆管上设置有位于所述灌浆泵下游的流量表。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型可对应在原位试验遇到贯入后不易成孔、取出探头后又易发生塌孔的情况时，通过灌浆系统的配合可将孔洞周围土体凝固，以此不仅可以帮助原位试验穿过较硬土层防止发生塌孔现象，并且可以保护探头，具有成本低但所能达到效果以及对孔洞的防塌处理效率高的特性。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的爆炸结构示意图；
图3为本实用新型长筒的结构示意图；
图4为本实用新型换向阀的结构示意图；
图5为本实用新型灌浆系统的结构示意图。
附图中的标记为：实心锥头1、空心锥头2、换向阀3、螺栓4、阻隔件5、出浆口6、固定栓7、长筒8、原位测试固定架9、原位测试动力系统10、连接杆11、连接口12、连接槽13、灌浆阀门15、灌浆泵16、压力表17、流量表18、输浆管19、花头20。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
如图1-5所示，一种复杂土体层原位试验引孔装置，包括沿钻孔钻入方向依次连接设置的连接杆11、长筒8和钻头，并在连接杆11与长筒8内部形成相互连通的灌浆通道；长筒8的两端分为导向部分以及靠近钻头侧的处理部分；处理部分包括换向阀3和出浆口6，出浆口6贯通设置于长筒8的管壁内，且出浆口6与灌浆通道连通；换向阀3连接设置于灌浆通道内，并在换向阀3上启闭式设置与出浆口6连通的连接口12；处理部分的最大外径小于长筒8以及钻头的最大外径，以使处理部分外部形成导向处理空间。
本实施例中，通过在原位试验过程中，遇到较硬土层或者孤石时，为了保护探头不发生损坏，将原位试验的探头和连续杆等装置换成该引孔装置的连接杆11和钻头。其中，可根据相应土层的特殊性选择是否更换连接杆11，对遇到相对硬的黏土层或砂土层的情况，为避免原位试验探头或该引孔装置钻头取出时过程中塌孔的，可选择一同更换连接杆11。
本实施例中处理部分设置于空心锥头2和长筒8的连接处。同时该实施例中的长筒8在处理部分和导向部分的转接处设置锥形面，以使得处理部分和导向部分筒壁之间过渡，同时由于出浆口6的出浆位置沿钻孔方向低于导向部分，从而可在边贯入边灌浆的过程中，使浆液有效与土体接触，并经由锥形面以及导向部分的配合使率先接受灌浆的土体推到以形成孔洞的孔壁表面以及内部，从而可使土体空隙与浆液的接触更充分，达到更好的凝固效果。
如图1-4所示，具体的，换向阀3上开设有连接槽13，同时在长筒8内贯通开设有可与连接槽13配合的开口；长筒8内连接设置有与连接槽13连接配合的固定栓7。以使得换向阀3可在长筒8内拆卸，便于灌浆管道的清洁。
如图1-3所示，具体的，长筒8在出浆口6外部设置可拆卸的阻隔件5。本实施例中阻隔件5将出浆口6出口部分进行封堵，以避免孔洞内的土体进入出浆口6内造成堵塞。本实施例中出浆口6的数量最佳布置两个，且阻隔件5采用防堵铁片，可选用V型防堵铁片；并在阻隔件5以及长筒8筒壁上开设有与螺栓4连接配合的连接孔。
如图1-3所示，具体的，处理部分与钻头可拆卸连接配合。本实施例中采用螺纹副进行连接配合。
如图2所示，其中，钻头包括空心锥头2、以及与空心锥头2内部中空部分连接配合的实心锥头1。本实施例中采用在空心锥头2内部中空部分、以及实心锥头1的外表面分别设置内、外螺纹进行连接配合。
如图1所示，本实施例还提供一种钻孔装置，该钻孔装置可利用原本原位测试进入孔洞的方式进行孔洞的伸入。该钻孔装置包括在引孔装置外部设置与其连接杆11安装配合的原位测试固定架9，同时在原位测试固定架9上设置原位测试动力系统10。原位测试动力系统10可控制原位试验或引孔装置的深度，使引孔锥头探入土层的动力系统与原位测试的动力系统一致。
如图5所示，本实施例还提供一种灌浆系统，该灌浆系统设置于引孔装置外部并与引孔装置内的灌浆通道连接，灌浆系统包括花头20、灌浆阀门15、灌浆泵16、以及输浆管19，输浆管19将花头20、灌浆阀门15和灌浆泵16之间依次串联设置，输浆管19端部与灌浆通道连通。
其中，输浆管19上设置有位于灌浆泵16下游的压力表17。
其中，输浆管19上设置有位于灌浆泵16下游的流量表18。
请参阅图1-5，在复杂土层原位试验时通过引孔装置进行土层内孔洞的预成型设置，具体方式如下：
将引孔装置的长筒8套在连续杆11上，然后将连接杆11一段安装在原位测试固定架9上，连续杆11穿过原位测试动力系统10，通过原位测试动力系统10是用于控制引孔装置的伸入深度。
将长筒8接在连续杆11前端，在空心锥头2和长筒8连接处安装有换向阀3，换向阀3由固定栓7固定。
同时将灌浆系统的输浆管19通过连续杆11内的灌浆通道连通，以及将实心锥头1装入空心锥头2，以此做好伸入孔洞前的准备工作。
在将引孔装置伸入土层内部的过程时，与原位试验操作过程相同，将钻头贯入土层内，若是粘性土层，贯入后易成孔，穿过硬土层后换成原位试验设备，继续试验即可；若是遇到非粘性土层，贯入后不易成孔，取出探头后易发生塌孔，在贯入钻头同时通过出浆口6对周围土体空隙进行灌浆，边贯入边灌浆，达到软土层后，停留一段时间，待浆液把周围非粘性土粘结在一起凝固后，提出钻头，换成原位试验设备，从而继续试验。
以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：包括沿钻孔钻入方向依次连接设置的连接杆(11)、长筒(8)和钻头，并在所述连接杆(11)与所述长筒(8)内部形成相互连通的灌浆通道；
所述长筒(8)的两端分为导向部分以及靠近所述钻头侧的处理部分；所述处理部分包括换向阀(3)和出浆口(6)，所述出浆口(6)贯通设置于所述长筒(8)的管壁内，且所述出浆口(6)与所述灌浆通道连通；所述换向阀(3)连接设置于所述灌浆通道内，并在所述换向阀(3)上启闭式设置与所述出浆口(6)连通的连接口(12)；
所述处理部分的最大外径小于所述长筒(8)以及所述钻头的最大外径，以使所述处理部分外部形成导向处理空间。
2.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述换向阀(3)上开设有连接槽(13)，同时在所述长筒(8)内贯通开设有可与所述连接槽(13)配合的开口；所述长筒(8)内连接设置有与所述连接槽(13)连接配合的固定栓(7)。
3.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述长筒(8)在所述出浆口(6)外部设置可拆卸的阻隔件(5)。
4.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述处理部分与所述钻头可拆卸连接配合。
5.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述钻头包括空心锥头(2)、以及与所述空心锥头(2)内部中空部分连接配合的实心锥头(1)。
6.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述引孔装置外部设置与其所述连接杆(11)安装配合的原位测试固定架(9)，同时在所述原位测试固定架(9)上设置原位测试动力系统(10)。
7.根据权利要求1所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述引孔装置外部设置与所述灌浆通道连接的灌浆系统，所述灌浆系统包括花头(20)、灌浆阀门(15)、灌浆泵(16)、以及输浆管(19)，所述输浆管(19)将所述花头(20)、所述灌浆阀门(15)和所述灌浆泵(16)之间依次串联设置，所述输浆管(19)端部与所述灌浆通道连通。
8.根据权利要求7所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述输浆管(19)上设置有位于所述灌浆泵(16)下游的压力表(17)。
9.根据权利要求7所述的一种复杂土体层原位试验引孔装置，其特征在于：所述输浆管(19)上设置有位于所述灌浆泵(16)下游的流量表(18)。
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