CN220686016U - 连续贯入式静力触探装置及静力触探车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续贯入式静力触探装置及静力触探车，属于地质勘测技术领域，其中装置包括安装底座、设置在安装底座上的支撑框架和设置在支撑框架上端部的顶梁，所述支撑框架内设置有两个可沿支撑框架相互反向移动的横梁，位于所述支撑框架内的安装底座上设置有用于带动横梁移动的油缸；两个所述横梁内均设置有用于探杆贯穿的贯穿孔，所述贯穿孔由相对设置的上圆台孔和下圆台孔构成，所述上圆台孔的小径端和下圆台孔的小径端相对设置，所述上圆台孔或下圆台孔内设置有用于对探杆进行夹持的卡瓦。本实用新型能够实现对探杆的自动夹持，满足连续作业要求，提高工作效率，缩短作业周期，一个动力源满足连续贯入或起拔触探作业需求。

Description

连续贯入式静力触探装置及静力触探车

技术领域

本实用新型属于地质勘测技术领域，尤其涉及一种连续贯入式静力触探装置及静力触探车。

背景技术

在岩土工程勘察技术领域，静力触探作为一种能够直接提供地基土综合力学性质指标的原位测试手段，同时也是一种具备分层细致、准确的工程地质勘探方法，在岩土工程勘探领域广为使用且深受信赖。静力触探是指利用压力装置将带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，可确定土的某些基本物理力学指标，如土的变形模量、土的容许承载力等。

目前常用的静力触探设备是以行程0.5m双液压油缸为主，通过与油缸活塞杆连接的横梁带动探杆的贯入或起拔。只有油缸活塞杆完全伸出，在回缩时带动横梁及卡紧的探杆一起下降，使探杆压入地层，在油缸上升时，横梁与探杆松开，探杆不动。同样在起拔探杆时，只有油缸活塞上升时，才能起拔探杆，在油缸活塞下降时，探杆不动。这样就不能实现探杆的连续贯入或起拔，效率较低。

专利号CN2019103177491公开了一种带套管功能的静力触探装置及连续贯入施工工艺，静力触探装置包括探杆、套管、机架、第一横向夹持机构、第二横向夹持机构、第三横向夹持机构、第四横向夹持机构、纵向连续贯入机构、深度计、接近开关及控制器，套管下端与探杆通过自锁机构连接，纵向连续贯入机构分为上、下两组贯入机构。该装置利用两组贯入机构交替循环向下运动，通过横向夹持机构带动套管和探杆同时向下贯入，并通过接近开关和深度计的配合使用计算出套管何时贯入到位，当套管贯入到位后，贯入机构单独对探杆进行交替贯入，当静力触探试验测试结束后，纵向连续贯入机构先对探杆进行起拔，接近开关检测到探杆自锁到位后，对套管和探杆同时进行交替起拔。

专利号CN2021116201829公开一种用于粉土地层的海洋孔压静力触探连续贯入装置及方法，可以通过较小液压千斤顶系统与较大液压千斤顶系统两者之间进行配合，分别带动其对应的活塞杆以下降探杆和孔压静力触探的探头以实现探头连续贯入至粉土地层；当内侧活塞杆到达底部后，通过切换使得外侧液压千斤顶的外侧活塞杆下降带动探杆和孔压静力触探探头贯入，同时令内侧液压千斤顶的内侧活塞杆同时上升；在外侧活塞杆到达底部后，内侧活塞杆同时上升至顶部，进而再次循环带动探杆贯入，可以实现探杆始终处于往下贯入状态，实现了孔压静力触探探头以恒定速率连续贯入地层，突破了传统孔压静力触探作业时，贯入不连续，存在较长时间间断的情况。

上述连续贯入式静力触探装置在连续作业过程中均需要操控夹持部件来实现对探杆的夹持和张开，无法实现对探杆的自动夹持，并且均采用两个动力源提供连续作业的动力，使得整体设备较大，成本高。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种连续贯入式静力触探装置及静力触探车，充分利用一组双油缸活塞杆的伸出和回收，使与活塞杆固接的下横梁通过链条带动另个相反移动的上横梁，再通过横梁上的自动卡瓦装置对探杆的自动夹持、松开，实现上下横梁交替使探杆的连续贯入或起拔，满足连续触探作业要求，提高工作效率，缩短作业周期，一个动力源满足连续触探作业需求。

本实用新型是这样实现的，本申请提供一种连续贯入式静力触探装置，包括安装底座、设置在安装底座上的支撑框架和设置在支撑框架上端部的顶梁，所述支撑框架内设置有两个可沿支撑框架相互反向移动的横梁，位于所述支撑框架内的安装底座上设置有用于带动横梁移动的油缸；

两个所述横梁内均设置有用于探杆贯穿的贯穿孔，所述贯穿孔由相对设置的上圆台孔和下圆台孔构成，所述上圆台孔的小径端和下圆台孔的小径端相对设置，所述上圆台孔或下圆台孔内设置有用于对探杆进行夹持的卡瓦；

所述横梁上设置有用于固定卡瓦的固定组件，所述固定组件包括位于贯穿孔一侧的横梁内设置的安装孔，所述安装孔内设置有压杆，所述压杆的下端向下延伸并贯穿横梁，所述压杆的伸出端设置有用于固定卡瓦的固定板，所述安装孔内的压杆上套设有压簧。

进一步的，两个所述横梁分为上横梁和下横梁，所述油缸的活塞杆与下横梁相连接，所述下横梁的下端面与上横梁的下端面通过第一链条相连接，所述上横梁的上端面与下横梁的上端面通过第二链条相连接，实现上横梁和下横梁的反向移动。能够实现采用一个动力源驱动上横梁和下横梁同时移动，减少油缸的使用数量，使得整体结构更加紧凑、轻便，并且节约设备成本。

进一步的，所述顶梁和安装底座上分别设置有上滑轮和下滑轮，所述第一链条一端固定在下横梁的下端面，另一端绕过下滑轮与上横梁的下端面相连接，所述第二链条一端固定在上横梁的上端面，另一端绕过上滑轮与下横梁的上端面相连接。设置的滑轮能够保证第一链条和第二链条拉动上横梁和下横梁更加平稳，提高整体运行的稳定性。

进一步的，所述顶梁上设置有用于探杆贯穿的放置孔，所述安装底座上设置有用于探杆贯穿的伸出孔，所述放置孔、贯穿孔和伸出孔共线设置。避免探杆在移动过程中偏斜，提高整体装置的可靠性。

进一步的，位于所述放置孔一侧的顶梁上设置有与放置孔相连通的放置槽口，探杆通过放置槽口定位到放置孔内，能够方便操作人员将探杆放置到放置孔内，提高工作效率。

进一步的，所述卡瓦为圆台形结构，所述卡瓦包括至少两个卡瓦片。

进一步的，所述固定组件设置有两组，两组所述固定组件对称设置在贯穿孔两侧。当卡瓦置于下圆台孔内时，两组固定组件能够更加有效的提供支撑，防止卡瓦掉落，并且一般卡瓦有由两个卡瓦片构成，两组固定组件可以分别对卡瓦片进行固定。

本申请还提供一种静力触探车，包括车体和设置在车体上的连续贯入式静力触探装置。

本实用新型具有的优点和技术效果：由于采用上述技术方案，充分利用一组双油缸活塞杆的伸出和回收，使与活塞杆固接的下横梁通过链条带动另个相反移动的上横梁，再通过横梁上的自动卡瓦装置对探杆的自动夹持、松开，实现上下横梁交替使探杆的连续贯入或起拔，满足连续触探作业要求，提高工作效率，缩短作业周期，一个动力源满足连续贯入或起拔触探作业需求。

通过设置的上圆台孔、下圆台孔和设置在上圆台孔或下圆台孔内的卡瓦，实现对探杆的夹持和松开，实现自动夹紧的功能，为连续作业提供保障；设置的第一链条和第二链条，可实现一个动力源交替驱动上横梁和下横梁带动探杆连续压入或起拔，即可满足连续贯入或起拔触探作业需求，使得整体结构更加紧凑、轻便，并且节约设备成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的探杆压入过程中油缸回收状态示意图；

图2是本实用新型实施例提供的探杆压入过程中油缸伸出状态示意图；

图3是本实用新型实施例提供的探杆提升时横梁内部的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供探杆提升过程中油缸回收状态示意图；

图5是本实用新型实施例提供探杆提升过程中油缸伸出状态示意图。

图中：1、安装底座；101、伸出孔；2、支撑框架；3、顶梁；301、放置孔；302、放置槽口；4、横梁；401、上横梁；402、下横梁；5、油缸；6、探杆；7、贯穿孔；701、上圆台孔；702、下圆台孔；8、卡瓦；9、固定组件；901、安装孔；902、压杆；903、固定板；904、压簧；10、第一链条；11、第二链条；12、上滑轮；13、下滑轮。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，本申请提供一种连续贯入式静力触探装置，包括安装底座1、设置在安装底座1上的支撑框架2和设置在支撑框架2上端部的顶梁3，所述支撑框架2内设置有两个可沿支撑框架2相互反向移动的横梁4，支撑框架2为槽钢对横梁4具有导向限位的功能，另外，支撑框架2也可以为圆钢轴，横梁4套装在圆钢轴上，起导向作用，这样横梁4能够保证上下运行平稳。位于所述支撑框架2内的安装底座1上设置有用于带动横梁4移动的油缸5，油缸5为双油缸；两个所述横梁4内均设置有用于探杆6贯穿的贯穿孔7，所述贯穿孔7由相对设置的上圆台孔701和下圆台孔702构成，所述上圆台孔701的小径端和下圆台孔702的小径端相对设置，所述上圆台孔701或下圆台孔702内设置有用于对探杆6进行夹持的卡瓦8，具体的，所述卡瓦8为圆台形结构，所述卡瓦8包括至少两个卡瓦片。

所述横梁4上设置有用于固定卡瓦8的固定组件9，所述固定组件9包括位于贯穿孔7一侧的横梁4内设置的安装孔901，所述安装孔901内设置有压杆902，所述压杆902的下端向下延伸并贯穿横梁4，所述压杆902的伸出端设置有用于固定卡瓦8的固定板903，具体的固定板903通过螺母固定在压杆902上，所述安装孔901内的压杆902上套设有压簧904。优选的，所述固定组件9设置有两组，两组所述固定组件9对称设置在贯穿孔7两侧。当卡瓦8置于下圆台孔702内时，两组固定组件9能够更加有效的提供支撑，防止卡瓦8掉落，并且一般卡瓦8有由两个卡瓦片构成，两组固定组件9可以分别对卡瓦片进行固定。

两个所述横梁4分为上横梁401和下横梁402，所述油缸5的活塞杆与下横梁402相连接，所述下横梁402的下端面与上横梁401的下端面通过第一链条10相连接，所述上横梁401的上端面与下横梁402的上端面通过第二链条11相连接，优选的，第一链条10和第二链条11可采用钢丝绳等柔性传动件替代。所述上横梁401和下横梁402上均设置有用于第一链条10和第二链条11贯穿的孔，实现上横梁401和下横梁402的反向移动。能够实现采用一个油缸5驱动上横梁401和下横梁402同时相反移动，减少油缸5的使用数量，使得整体结构更加紧凑、轻便，并且节约设备成本。具体的，所述顶梁3和安装底座1上分别设置有上滑轮12和下滑轮13，所述第一链条10一端固定在下横梁402的下端面，另一端绕过下滑轮13贯穿下横梁402与上横梁401的下端面相连接，所述第二链条11一端固定在上横梁401的上端面，另一端绕过上滑轮12贯穿上横梁401与下横梁402的上端面相连接，所述上横梁401和下横梁402均设置用于第一链条10和第二链条11贯穿的孔。设置的滑轮能够保证下横梁402通过第一链条10和第二链条11拉动上横梁401更加平稳，提高整体运行的稳定性。

所述顶梁3上设置有用于探杆6贯穿的放置孔301，所述安装底座1上设置有用于探杆6贯穿的伸出孔101，所述放置孔301、贯穿孔7和伸出孔101共线设置。避免探杆6在移动过程中偏斜，提高整体装置的可靠性。位于所述放置孔301一侧的顶梁3上设置有与放置孔301相连通的放置槽口302，探杆6通过放置槽口302定位到放置孔301内，能够方便操作人员对探杆6的加接或拆卸，提高工作效率。

探杆6压入时，卡瓦8置于贯穿孔7的下圆台孔702内。如图1所示，油缸5的活塞杆开始推动下横梁402向上移动，下横梁402向上移动过程中，下横梁402内的卡瓦8和探杆6由夹紧变为松开状态。下横梁402向上移动过程中下横梁402下端面的第一链条10拉动上横梁401下端面向下移动，上横梁401内的卡瓦和探杆6由松开变夹紧状态。使得上横梁401带动探杆6一起向下移动。当油缸5活塞杆完全伸出后，如图2所示，油缸5活塞杆开始回收，此时上横梁401内的卡瓦8和探杆6处于松开状态，下横梁402内的卡瓦8和探杆6处于夹紧状态，下横梁402带动探杆6下移，同时，下横梁402上端面的第二链条11拉动上横梁401上移。在此过程中，要及时加接探杆6。反复循环此动作，完成探杆6压入作业。

探杆6需提升时，卡瓦8置于贯穿孔7的上圆台孔701内，如图3所示。当横梁处于图4位置状态，油缸活塞杆开始上升时，上横梁401内的卡瓦8和探杆6处于松开状态，下横梁402内的卡瓦8和探杆6处于夹紧状态，油缸5的活塞杆推动下横梁402及探杆6同步向上移动，下横梁402向上移动过程中，下横梁402下端面的第一链条10通过底座上的定滑轮13改变拉力方向拉动上横梁401下端面，使上横梁401向下移动，探杆6向上移动。在探杆6接头超过上横梁401上端面时，要及时拆卸上面一节探杆6。当油缸5活塞杆完全伸出，即下横梁402上升到最大高度位置时，如图5所示，及时改变油路方向，使油缸5活塞杆回收，即下横梁402开始下降，同时通过第二链条11带动上横梁401上升，此时上横梁401内的卡瓦8和探杆6处于夹紧状态，下横梁402内的卡瓦8和探杆6处于松开状态，上横梁401带动探杆6同步上升至图5所示状态，然后再改变油缸5的油路方向，至图4状态，如此反复循环，使上横梁和下横梁交替提升探杆，并及时拆卸多余探杆，直至探头提出地面。这样就完成探杆6提升作业。

本申请还提供一种静力触探车，包括车体和设置在车体上的连续贯入式静力触探装置。

本申请还提供一种静力触探方法，包括以下步骤：

S1、平整场地，静力触探车就位，静力触探装置对准触探孔位；

S2、下地锚或加配重，固定静力触探车；

S3、连通静力触探探头和触探仪器，调试仪器，设置好参数后，开始即进入触探状态；

S4、连接探头和探杆6，依次穿过静力触探装置的上横梁401、下横梁402以及安装底座1上的伸出孔101，到达地面；

S5、在上横梁401和下横梁402的下圆台孔702中安装两个半卡瓦，在上横梁401和下横梁402下转动固定板903，卡住两半卡瓦，使两半卡瓦紧贴探杆6，卡瓦外锥面与下圆台孔702贴合；

S6、启动油泵，推动操作台上的油缸5给进阀杆，给触探油缸加压，油缸5的活塞杆带动下横梁402上升，同时通过与下横梁402连接的第一链条10、第二链条11经安装底座1上的下滑轮13及顶梁3上的上滑轮12传动，带动上横梁401向下降；在下横梁402上升时，下横梁402下圆台孔702中的两半卡瓦外锥面相对下横梁402下圆台孔702表面下移，两半卡瓦与探杆6松开，而上横梁401下圆台孔702中的两半卡瓦相对上移，卡紧探杆6，带动探杆6向下贯入地层；

S7、当油缸5中活塞到最大行程时，推动油缸5回程阀杆，使油缸5活塞回程，油缸5活塞带动下横梁402下降，同时下横梁402连接的第一链条10、第二链条11带动上横梁401上升；此时，下横梁402下圆台孔702中卡瓦8卡紧探杆6，带动探杆6一起下降，而上横梁401中下圆台孔702的卡瓦8由于上横梁401上升，松开探杆6，保证探杆6连续向下贯入地层；

S8、在油缸5活塞达到最大行程时，也就是上横梁401到达最低位点时，及时加接探杆6，重复S6至S8，保证探杆6随着油缸5活塞的往复，实现连续向下贯入，当触探达到预定深度后，停止贯入；

S9、触探状态结束需要探杆6提升时，将上横梁401和下横梁402下圆台孔702中的两半瓦取下，放在上横梁401和下横梁402上圆台孔701中；启动油泵，油缸5的活塞杆带动下横梁402上升，同时通过与下横梁402连接的第一链条10、第二链条11经安装底座1上的下滑轮13及顶梁3上的上滑轮12传动，带动上横梁401向下降；在下横梁402上升时，下横梁402上圆台孔701中的两半卡瓦与探杆6夹紧，带动探杆6向上提升出地层，而上横梁401下降时上圆台孔701中的两半卡瓦松开，保证探杆6顺利通过上横梁401；

S10、当油缸5中活塞到最大行程时，油缸5活塞开始回程，油缸5活塞带动下横梁402下降，同时下横梁402连接的第一链条10、第二链条11带动上横梁401上升，下横梁402上圆台孔701中卡瓦8与探杆6松开，而上横梁401中上圆台孔701的卡瓦8夹紧探杆6，保证探杆6连续向上提升出地层；

S11、重复使油缸5活塞往复运动，就使探杆6实现连续提升，在上横梁401位于最低位时，要及时卸掉上部多余探杆6，直至探头提出地面；

S12、整理测试仪器，保存触探测试数据，擦拭探头，以备下次再用；然后起地锚，收支腿，完成该孔静力触探测试。

由于采用上述技术方案，充分利用一组双油缸活塞杆的伸出和回收，使与活塞杆固接的下横梁通过链条带动另个相反移动的上横梁，再通过横梁上的自动卡瓦装置对探杆6的自动夹持、松开，实现上下横梁交替使探杆的连续贯入或起拔，满足连续触探作业要求，提高工作效率，缩短作业周期，一个动力源满足连续作业需求。

通过设置的上圆台孔701、下圆台孔702和设置在上圆台孔701或下圆台孔702内的卡瓦8，实现对探杆6的夹持和松开，实现自动夹紧的功能，为连续作业提供保障；设置的第一链条10和第二链条11，可实现一个动力源交替驱动上横梁401、下横梁402带动探杆6连续压入或起拔，即可满足连续触探作业需求，使得整体结构更加紧凑、轻便，并且节约设备成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连续贯入式静力触探装置，其特征在于，包括安装底座(1)、设置在安装底座(1)上的支撑框架(2)和设置在支撑框架(2)上端部的顶梁(3)，所述支撑框架(2)内设置有两个可沿支撑框架(2)相互反向移动的横梁(4)，位于所述支撑框架(2)内的安装底座(1)上设置有用于带动横梁(4)移动的油缸(5)；

两个所述横梁(4)内均设置有用于探杆(6)贯穿的贯穿孔(7)，所述贯穿孔(7)由相对设置的上圆台孔(701)和下圆台孔(702)构成，所述上圆台孔(701)的小径端和下圆台孔(702)的小径端相对设置，所述上圆台孔(701)或下圆台孔(702)内设置有用于对探杆(6)进行夹持的卡瓦(8)；

所述横梁(4)上设置有用于固定卡瓦(8)的固定组件(9)，所述固定组件(9)包括位于贯穿孔(7)一侧的横梁(4)内设置的安装孔(901)，所述安装孔(901)内设置有压杆(902)，所述压杆(902)的下端向下延伸并贯穿横梁(4)，所述压杆(902)的伸出端设置有用于固定卡瓦(8)的固定板(903)，所述安装孔(901)内的压杆(902)上套设有压簧(904)。

2.根据权利要求1所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，两个所述横梁(4)分为上横梁(401)和下横梁(402)，所述油缸(5)的活塞杆与下横梁(402)相连接，所述下横梁(402)的下端面与上横梁(401)的下端面通过第一链条(10)相连接，所述上横梁(401)的上端面与下横梁(402)的上端面通过第二链条(11)相连接，实现上横梁(401)和下横梁(402)的反向移动。

3.根据权利要求2所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，所述顶梁(3)和安装底座(1)上分别设置有上滑轮(12)和下滑轮(13)，所述第一链条(10)一端固定在下横梁(402)的下端面，另一端绕过下滑轮(13)与上横梁(401)的下端面相连接，所述第二链条(11)一端固定在上横梁(401)的上端面，另一端绕过上滑轮(12)与下横梁(402)的上端面相连接。

4.根据权利要求1或2所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，所述顶梁(3)上设置有用于探杆(6)贯穿的放置孔(301)，所述安装底座(1)上设置有用于探杆(6)贯穿的伸出孔(101)，所述放置孔(301)、贯穿孔(7)和伸出孔(101)共线设置。

5.根据权利要求4所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，位于所述放置孔(301)一侧的顶梁(3)上设置有与放置孔(301)相连通的放置槽口(302)。

6.根据权利要求1所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，所述卡瓦(8)为圆台形结构，所述卡瓦(8)包括至少两个卡瓦片。

7.根据权利要求1所述的连续贯入式静力触探装置，其特征在于，所述固定组件(9)设置有两组，两组所述固定组件(9)对称设置在贯穿孔(7)两侧。

8.一种包含权利要求1～7任一所述连续贯入式静力触探装置的静力触探车，其特征在于，包括车体和设置在车体上的连续贯入式静力触探装置。