[發明專利]一種無粘性土中成孔裝置及使用方法

有效

• 申請號: 201410052578.1
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103867200A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊貴;許建寶;唐晨景;丁選明;袁鳴
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E21B49/02
• 分類號: E21B49/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及土木水利工程技術領域，具體地說是一種無粘性土中成孔裝置及其使用方法。

背景技術

無粘性土一般是指砂或碎石類土，成單粒結構，土體的松密狀態對無粘性土的工程性質影響很大，土的密實程度愈大則土的強度愈高、壓縮性愈小，其工程特性愈好。在實際工程中，有時為了獲得土層下某一深度處土體的物理力學特性，需要在土層中鉆孔，再放入儀器設備，因此在施工過程中需要克服對周邊土體的擾動。

目前用于土體中的鉆孔方法和裝置主要有：循環回轉鉆孔、沖擊式鉆孔、旋挖式鉆孔、擠密鉆孔等。在本發明之前，中國專利ZL02149965.9公開的一種鉆孔設備和鉆孔方法，為大型鉆機鉆孔裝置，雖可用于大部分土層中成孔，但具有操作復雜，對鉆孔周邊土體擾動較大等缺點；中國專利ZL200710194465.5公開了一種在土壤中鉆孔的方法和裝置，為螺旋切削式鉆孔，需借助外部動力，因此在施工過程中對于周邊土體的擾動較大；中國專利ZL201120167804.2公開了一種螺旋型擠密鉆孔裝置，其成孔過程采用擠土的方式，因此對周邊土體的擾動也較大。

發明內容

本發明的目的在于克服在無粘性土層成孔過程中對周邊土體的擾動的問題，提供一種無粘性土中成孔的裝置及其使用方法，完成在無粘性土中成孔，減小對周邊土體的擾動。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種無粘性土中成孔裝置，包括外套管、活瓣套管、傳力桿，其中，活瓣套管上端連接傳力桿，活瓣套管和傳力桿的外面套有外套管。

本發明所述活瓣套管主要由內套筒、通過焊接于內套筒內側下部的固件和定位桿固定于內套筒內的活瓣圓形底座、通過銷釘與活瓣圓形底座連接在一起的連桿構成。

本發明所述內套筒為空心圓環，下端為直角三角形楔子結構，上端焊接一個錐形結構；連桿上鐵環上方焊接圓形接頭，下方近鐵環焊接環形固件，近活瓣圓形底座并在其上方焊接定位器。

本發明所述錐形結構由四根鋼筋與一個鐵環焊接構成。

本發明所述活瓣圓形底座由兩個半圓形鐵制葉片拼接組成，銷釘直徑與內套筒直徑相等。

一種利用所述無粘性土中成孔裝置的成孔方法，包括以下步驟：

1）組裝好內套筒、活瓣圓形底座、連桿以及傳力桿；

2）在需要成孔的位置垂直放置外套管、把組裝好的活瓣套管與傳力桿放入外套管內部；

3）施加垂直向下的力，使圓形接頭與內套筒上端鐵環接觸，進而將整個活瓣套管壓入無粘性土中，活瓣圓形底座的半圓形葉片在下部土體壓力作用下沿銷釘旋轉，進而無粘性土進入內套筒中，其填滿時，停止下壓；

4）提升傳力桿，并同時壓入外套管，使連桿上環形固件與內套筒上端鐵環接觸，進而提升整個活瓣套管，提升過程中，活瓣圓形底座的半圓形葉片失去下部土體的支撐，同時在內套筒中土體的作用下旋轉，進而可將活瓣套管中土體提升出來；

5）將活瓣套管提出后，去除活瓣套管內部的無粘性土；

6）再次將活瓣套管和傳力桿放入外套管內部，重復3）—5）的步驟，直至達到設定的高程，成孔過程中當外套管長度和傳力桿長度不夠時應及時進行連接。

本發明采用上述技術方案，與現有技術相比具有如下優點：

（1）本發明所述內套筒為空心圓環設計，其下端處理成直角三角形楔子，上部采用四根鋼筋與一個鐵環焊接，呈錐形，下端焊接兩個突起固件，不管是在下壓還是在提升的過程中，都減小了所遇到的土體阻力，在一定程度上節省了人力。

（2）本發明特有的活瓣圓形底座設計，使土體在下壓過程中自動進入套筒，在提升過程中留于套筒內部，原理簡單，操作方便。?

（3）本發明特有的連桿與內套筒設計，使得取土、去土非常容易，省時省力。

（4）本發明能夠在無粘性土中成孔，并且原理簡單，操作方便，便于攜帶。

（5）本發明能夠在無粘性土中成孔的同時，對附近土層振動小，減少對原無粘性土性質的影響，取出的無粘性土可用于對原無粘性土性質的研究。

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附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中A位置局部放大圖；

圖3為圖2中B位置剖面圖；

圖4為圖2中C位置剖面圖。