用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備及方法
2023-07-03 20:20:46 2
用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，包括承載平臺、取樣動力系統、取樣裝置、成孔裝置、護孔裝置、發電機和運輸裝置；所述運輸裝置將所述承載平臺運送至工作地點，所述成孔裝置在所述承載平臺上進行形成取樣孔的工作，所述護孔裝置下設在所述成孔裝置形成的孔內，所述取樣裝置獲取所述取樣孔底標高之下15～80cm處的土樣。本發明還公開了採用上述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備進行取樣的方法。本發明能夠在具有很高含水率和很低承載能力的軟土區域進行勘察取樣工作，並且能夠取得高等級原狀土樣。
【專利說明】用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種勘察取樣的設備及方法，特別是一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備及方法。
【背景技術】
[0002]軟土區域勘察是軟基加固工程和疏浚吹填土改良工程中的一項重要工作。在確保工程設計方案準確可行的前提下，使工程建設得以科學地、有計劃地進行，從而可以保障工期、保證質量，安全順利地完成工程項目，是一項非常有益的工作，具有極大的經濟效益和社會效益。
[0003]軟土區域工程項目在立項和工程可行性研究前期，需要詳細了解現場的基本土層情況，因而，需要進行勘察取樣工作。目前，軟土區域勘察取樣的設備及方法主要有三種:
一)軟土區域具有較低的含水率和較高的承載能力，採用常規鑽探設備進行勘察取樣，常規鑽探在成孔過程中對下部土層造成一定程度的擾動，因此，不能取得高等級的原狀土樣。
二)軟土區域具有較高的含水率和較低的承載能力，常規鑽探設備由於自身重量較大，無法在其上工作，採用潛鑽法進行勘察取樣，全人工作業，工作場地安全係數低，有效鑽探深度較淺，對目標土層擾動較大，採用該方法獲得的土樣只能用於辨別成分，不能用該土樣獲得準確的物理指標和力學指標。三)軟土區域具有很高的含水率和很低的承載能力，人員及設備無法在其上工作，靠自然晾曬乾化後再進行勘察取樣工作，勘察取樣工作需要等待6個月?2年，使工程工期大大延長，造成工程成本加大。
【發明內容】
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備及方法，採用該設備及方法能夠在具有很高含水率和很低承載能力的軟土區域進行勘察取樣工作，並且能夠取得高等級原狀土樣。
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的一個技術方案是:一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，包括承載平臺、取樣動力系統、取樣裝置、成孔裝置、護孔裝置、發電機和運輸裝置；所述承載平臺包括底盤、腳踏板和反壓重物，在所述底盤上兩側鋪設有所述腳踏板，在所述腳踏板和/或所述底盤上置放有所述反壓重物；所述取樣動力系統包括支架和動力部分，所述支架固定在所述底盤上的中間位置處，在所述支架的中部設有垂直導向孔；所述動力部分包括驅動裝置和傳動機構，所述傳動機構包括安裝在所述支架上的主動軸和從動軸，所述主動軸和所述從動軸均水平設置，二者相互平行，所述主動軸位於所述從動軸的正上方，在所述主動軸和所述從動軸之間設有兩條對稱布置的傳動鏈，所述主動軸與所述驅動裝置連接，所述驅動裝置安裝在所述機架上；所述取樣裝置包括空心的連接杆、餘樣儲存器、薄壁取樣盒、密封蓋、密封銷和密封膠墊；所述連接杆垂直設置，其內徑大於所述密封銷的外徑，所述連接杆的上端部與位於其兩側的兩條所述傳動鏈連接，所述連接杆的上端穿過所述垂直導向孔，所述連接杆的下端與所述餘樣儲存器的頂部連接，所述餘樣儲存器的底部與所述薄壁取樣盒的頂部之間設有可拆連接，所述密封銷固定在所述餘樣儲存器的頂部內，在所述密封銷和所述餘樣儲存器之間設有所述密封膠墊，所述薄壁取樣盒的頂部和底部各設有一所述密封蓋；所述成孔裝置包括依次連接的濾水器、水泵和衝壓頭；所述護孔裝置包括多節相互連接的PVC套管；所述發電機與所述水泵通過電纜連接；所述運輸裝置將所述承載平臺運送至工作地點，所述成孔裝置在所述承載平臺上進行形成取樣孔的工作，所述護孔裝置下設在所述成孔裝置形成的孔內，所述取樣裝置獲取所述取樣孔底標高之下15?80cm處的土樣。
[0006]所述底盤採用由縱向焊管和橫向焊管形成的格構結構，所述縱向焊管和所述橫向焊管之間採用卡扣連接。
[0007]在所述支架的頂部設有整平設施。
[0008]所述連接杆和所述傳動鏈通過「W」型卡鉗連接在一起，所述「W」型卡鉗設有左中右三個鉗口，中間鉗口卡固在所述連接杆上，左右兩側的鉗口分別通過插銷與相應側的所述傳動鏈的外側連接。
[0009]所述餘樣儲存器和所述薄壁取樣盒通過帶絲卡頭連接，所述帶絲卡頭設有階梯內孔，所述帶絲卡頭的上部設有大孔，所述大孔上設有與所述餘樣儲存器底部連接的內螺紋，所述帶絲卡頭的下部設有小孔；在所述薄壁取樣盒的頂部外圓周面上設有鋼環，所述鋼環的外徑大於所述小孔的內徑，所述大孔和所述小孔之間形成有與所述鋼環相鄰的臺階，所述鋼環伸入在所述餘樣儲存器的底部之內，所述帶絲卡頭套裝在所述薄壁取樣盒和所述餘樣儲存器的外面，所述帶絲卡頭的上部與所述餘樣儲存器螺紋連接，所述鋼環坐在所述帶絲卡頭內的所述臺階上。
[0010]所述衝壓頭為縮口型或鴨嘴型或直筒型。
[0011]相鄰兩節所述PVC套管之間通過卡扣和套管接頭形成可拆連接，所述套管接頭套裝在在上套管和在下套管上，所述套管接頭的下部與所述在下套管的頂部螺紋連接，所述在下套管的頂部兩側設有下部耳環，所述下部耳環設置在所述套管接頭之下；所述在上套管的底端插在所述套管接頭內，所述在上套管的底端與所述在下套管的頂端對接，所述在上套管的底部兩側設有與所述下部耳環相對的上部耳環，所述上部耳環設置在所述套管接頭之上，上下相對的所述上部耳環和所述下部耳環通過所述卡扣連接。
[0012]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的另一個技術方案是:一種採用上述的用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備進行取樣的方法，包括以下步驟:
[0013]一)採用運輸裝置將組成設備的零部件運送至工作地點；
[0014]二)完成承載平臺的施工；
[0015]三)在承載平臺上安裝取樣動力系統，
[0016]四)在承載平臺上採用取樣裝置獲取首層土樣；
[0017]五)下沉第一節PVC套管至預設深度；
[0018]六)採用衝孔裝置將第一節PVC套管內的泥衝出；
[0019]七)採用取樣裝置獲取第二層土樣；
[0020]八)採用衝孔裝置成孔，採用PVC套管護孔，採用取樣裝置獲取土樣，成孔、護孔和取樣依序循環進行，逐步深入，直至完成預設深度的取樣；
[0021]其中:成孔深度比取樣深度要淺15?30cm ;採用「W」型卡鉗將連接杆及連接杆兩側的傳動鏈連接在一起，使取樣裝置在傳動鏈的牽拽下下降，使取樣裝置在傳動鏈的帶動下切入土層；
[0022]取樣時，成孔深度與護孔裝置的底標高相等，餘樣儲存器的頂標高與成孔裝置的底標高平齊；在取樣裝置切入土層至預設深度之後，從連接杆的上端投放密封銷，使密封銷固定在餘樣儲存器的頂部內，然後，將取樣裝置提到地面上，拆除餘樣儲存器與薄壁取樣盒之間的連接，然後，用密封蓋封堵薄壁取樣盒的底口，將薄壁取樣盒從餘樣儲存器上脫離下來，用另一密封蓋封蓋薄壁取樣盒的頂口，至此，已完成一次取樣工作；將餘樣儲存器從連接杆的下端卸下來，拔出密封銷，去除餘樣儲存器內的土體，將新的薄壁取樣盒連接在餘樣儲存器上，即可進行下一次取樣工作。
[0023]本發明具有的優點和積極效果是:
[0024]I)可操作性強，通過組裝可以滿足不同複雜程度的工作現場。有承載平臺、反壓重物、發電機、手動設施和密封可靠的取樣裝置，將上述的部件有效合理的組合與選用可以解決不同環境中遇到的不同困難，適合於軟土工程建設中常規勘察設備無法進行工作區域，獲得高質量的勘察成果。
[0025]2)安裝速度快，通過運輸裝置把設備的零部件運輸到設定孔位上，承載平臺的施工、取樣動力系統的組裝、成孔裝置的組裝和取樣裝置的組裝，可以同時進行，形成取樣設備後可以馬上投入使用，具有安裝速度快且能夠現場組裝的特點，可以更加安全、可靠地開展野外工作，並且能夠提高野外工作的效率。
[0026]3)安全性高，將承載平臺做大以滿足重力的幾倍，這樣在有足夠安全保障的前提下開展取樣工作，在取樣時準備充足的反壓重物以滿足土體的抗壓力，保證了取樣的安全性。在取樣時通過連接杆控制樣品的實際高程，通過餘樣儲存器保證清孔殘餘土體不影響樣品的真實質量，保證了數據的可靠性。
[0027]4)性能穩定，能夠在取樣期間通過帶絲卡頭和鋼環使薄壁取樣盒與餘樣儲存器緊密結合，通過密封銷與密封膠墊的緊密結合保證了真空空間的形成，通過兩個密封蓋與薄壁取樣盒的緊密配合保證了土體成分的完整性。在不同深度重複進行取樣操作，就可以源源不斷地把每一層土樣一一取出，為今後的規劃、預算、設計提供有利的數據保障。具有使用靈活的特點，具有很好的工程適應性。
[0028]5 )建設成本低，對已有勘察設備進行二次開發整合，即可組建成型。成本低，易實現。
[0029]6)在使用器材上選擇性較強。高壓水泵可根據軟土性質和抗壓強度進行選型，可選汽油泵或分體泵；衝壓頭可根據實際土質選擇縮口型、鴨嘴型或直筒型；連接杆和PVC套管的長度可以自由選擇I米、2米或3米等；驅動裝置可以選擇電動式或手搖式；運輸裝置可以選擇荊芭或氣墊船。選擇任何形式的器材均不影響土樣質量。並且本發明操作安全簡便、無任何環境汙染。
[0030]綜上所述，本發明能夠在複雜的軟土區域現場準確採集各土層樣品，通過對樣品實驗數據的分析可以為工程設計提供準確的現場土質資料，使設計方案更加客觀有效，使軟土區域前期的勘察工作成為可能，設計方案更切合實際，使工程的進度得到有效地保證。本發明操作靈活、管理方便、運行費用低、現場適用性好，能夠實現半自動化控制。在進行勘察作業時，能夠達到《巖土工程勘察規範》(GB50021-2009)的規定。特別適合於我國軟土地基加固工程、疏浚吹填工程和吹填土改良工程的勘察工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是本發明的結構示意圖；
[0032]圖2是本發明的成孔裝置結構示意圖；
[0033]圖3是本發明的縮口型衝壓頭結構示意圖；
[0034]圖4是本發明的鴨嘴型衝壓頭結構示意圖；
[0035]圖5是本發明的直筒型衝壓頭結構示意圖；
[0036]圖6是本發明的護孔裝置結構示意圖；
[0037]圖7是本發明的取泥裝置分解示意圖；
[0038]圖8是本發明的「W」型卡鉗結構示意圖。
[0039]圖中:1_1、底盤，1-2、腳踏板，2-1、支架，2-2、整平設施，2-3、傳動鏈，2-4、驅動裝置，2-5、主動軸，3-1、濾水器，3-2、水管，3-3、水泵，3-4、衝壓頭，4、護孔裝置，4-1、在上套管，4-2、套管接頭，4-3、在下套管，4-4、上部耳環，4-5、卡扣，4-6、下部耳環，5-1、連接杆，5-2、餘樣儲存器，5-3、帶絲卡頭，5-4、鋼環，5-5、薄壁取樣盒，5_6、密封蓋，5-7密封銷，5_8、密封膠墊。
【具體實施方式】
[0040]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下:
[0041]請參見圖1?圖8，一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，包括承載平臺、取樣動力系統、取樣裝置、成孔裝置、護孔裝置、發電機和運輸裝置。
[0042]承載平臺包括底盤1-1、腳踏板1-2和反壓重物(圖中未示出)，底盤1-1採用由縱向焊管和橫向焊管形成的格構結構，縱向焊管和橫向焊管之間採用卡扣連接，
[0043]在底盤1-1上兩側鋪設有腳踏板1-2，以形成工作平臺，在腳踏板1-2和/或底盤
1-1上置放有反壓重物。縱向焊管的長度和橫向焊管的長度可根據現場的實際情況來確定，用連接卡扣隨意組建形狀；腳踏板根據實際需要選擇材料，可採用木板或高密度泡沫塑料板；反壓重物可採用現場的材料如泥土、石塊等充當，用蛇皮袋裝上即可，選擇空間廣泛。上述的所有設備均全面考慮到外界綜合因素的影響，適用性和操作性更強。
[0044]取樣動力系統包括支架2-1和動力部分，支架2-1採用連接卡扣固定在底盤1-1上的中間位置處，在所述支架2-1的中部設有垂直導向孔；在支架2-1的頂部設有整平設施2-2，在本實施例中，整平設施2-2採用圓水準器，用於調整支架中心線部位與地平面的垂直度。動力部分包括驅動裝置2-4和傳動機構；驅動裝置2-4可以是安裝在支架2-1上的電機或搖把，採用電機時，由發電機供電。傳動機構包括安裝在支架2-1上的主動軸2-5和從動軸(圖中未示出)，主動軸2-5和從動軸均水平設置，二者相互平行，主動軸2-5位於從動軸的正上方，在主動軸2-5和從動軸之間設有兩條對稱布置的傳動鏈2-3，所述主動軸
2-5與驅動裝置2-4連接。支架2-1由輕質鋼材焊接組裝而成；整平設施2-2固定在支架
2-1的頂部；驅動裝置2-4通過鏈傳動機構和齒輪傳動機構與主動軸2-5連接，形成兩級加速，以提高連接杆5-1的送入和提出速度。取樣動力系統由以上各部件相互連接組成，現場組裝簡便，運輸方便，能夠解決現場作業面承載力較差的困難。
[0045]取樣裝置包括連接杆5-1、餘樣儲存器5-2、帶絲卡頭5-3、薄壁取樣盒5_5、鋼環5-4、密封蓋5-6、密封銷5-7和密封膠墊5-8共八部分。
[0046]連接杆5-1是空心的輕質杆，上端穿過支架上的垂直導向孔，該垂直導向孔有上下兩個，是專為保持連接杆5-1垂直設置的。連接杆5-1由多根通過管螺紋連接的短管形成，每根短管的長度可以為I米、2米或3米，連接杆5-1的內徑大於密封銷5-7的外徑，所述連接杆5-1垂直設置，其內徑大於所述密封銷5-7的外徑，所述連接杆5-1的上端部與位於其兩側的兩條所述傳動鏈2-3連接，在本實施例中，採用「W」型卡鉗6將連接杆5-1和傳動鏈2-3連接在一起，使連接杆5-1和傳動鏈2-3上下同步運動。具體結構為:在連接杆5-1上設有內凹的卡口，「W」型卡鉗設有左中右三個鉗口，中間鉗口 6-2卡固在連接杆5-1的卡口內，左右兩側的鉗口 6-1、6-3分別通過插銷與相應側的傳動鏈2-3的外側連接。還可以採用在連接杆5-1上設置外凸耳板，在「W」型卡鉗的中間鉗口 6-3上設置相應的卡槽，用卡槽卡住耳板。「W」型卡鉗上設有把手6-4。
[0047]連接杆5-1的下端與餘樣儲存器5-2的頂部螺紋連接，餘樣儲存器5-2的底部與薄壁取樣盒5-5的頂部之間設有可拆連接，在本實施例中，餘樣儲存器5-2的底部與薄壁取樣盒5-5的頂部通過帶絲卡頭5-3形成可拆連接。具體結構為:在薄壁取樣盒5-5的頂部外圓周面上設有鋼環5-4，鋼環5-4固定在薄壁取樣盒的上端以下Icm處。帶絲卡頭5_3設有階梯內孔，上部是大孔，設有與餘樣儲存器5-2底部連接的內螺紋，下部是小孔，鋼環外徑大於小孔內徑，大、小孔之間形成有與鋼環5-4適配的臺階，鋼環伸入至餘樣儲存器5-2的底部之內，帶絲卡頭5-3套裝在薄壁取樣盒5-5和餘樣儲存器5-2的外面，帶絲卡頭5-3的上部與餘樣儲存器5-2螺紋連接，鋼環坐在帶絲卡頭5-3內的臺階上，帶絲卡頭5-3將餘樣儲存器5-2和薄壁取樣盒5-5緊密連接在一起，使餘樣儲存器5-2和薄壁取樣盒5-5形成連貫的環形空間。
[0048]當薄壁取樣盒5-5被壓入預定深度形成樣柱後，從連接杆的上端投放密封銷5-7，密封銷5-7在重力的作用下密封固定在餘樣儲存器5-2的頂部內，在餘樣儲存器5-2的頂部內設有密封膠墊5-8，密封膠墊5-8位於密封銷5-7和餘樣儲存器5-2之間。在密封銷5-7的作用下，餘樣儲存器5-2、帶絲卡頭5-3和薄壁取樣盒5-5在取樣後形成一個密封的閉塞空間，保障了獲得土樣的密閉性，保證了土樣水分的完整性和資料準確性。
[0049]當薄壁取樣盒5-5被提到地面後，立刻將密封蓋5-6蓋在薄壁取樣盒的底部，而後從餘樣儲存器底部取下薄壁取樣盒5-5，再用另一密封蓋5-6蓋在薄壁取樣盒的頂部。一個薄壁取樣盒5-5配備兩個密封蓋5-6,用於密封薄壁取樣盒5-5的兩端。密封蓋5-6的使用保證了薄壁取樣盒5-5的密封性，進一步保證了樣品的質量，連接杆5-1的長度變化能夠保證不同土層的深度變化。採用本發明能夠獲得20m以下的土樣。
[0050]在本實施例中，薄壁取樣盒5-5的壁厚為1.5mm,高度為30?50cm ;餘樣儲存器5-2的高度為15?30cm。
[0051]成孔裝置包括依次連接的濾水器3-1、水泵3-3和衝壓頭3-4三部分。現場的水依次流經濾水器3-1和水泵3-3後，通過衝壓頭3-4噴出，三部分通過水管3-2連接，連貫性好，抗外部堵塞能力強，成孔速度快，特別適用於軟土和砂質土。水管需要有較高的耐壓能力，最好是不低於25kPa ;水泵根據現場實際需要選擇合適的功率，最小不應小於IOkw水泵3-2由發電機提供電力。水泵可根據軟土性質和抗壓強度進行選型，壓力較小時或成孔深度在15米以下時，可選用汽油泵，當壓力較大時或成孔深度在15米以上時，可選用分體泵；衝壓頭可根據實際土質進行選型，抗壓力較大時，可選擇縮口型，衝擊面寬大且抗壓力較小時，可選用鴨嘴型，抗壓力介於上述兩種情況之間時，可選擇直筒型。
[0052]護孔裝置4包括多節PVC套管，相鄰兩節PVC套管之間為可拆連接，在本實施例中，相鄰兩節PVC套管之間通過卡扣和套管接頭形成可拆連接，可以便捷的在現場組裝、材質輕便、結構緊湊。具體結構為:所述套管接頭4-2套裝在在上套管4-1和在下套管4-3上，套管接頭4-2的下部與在下套管4-3的頂部螺紋連接，在下套管4-3的頂部兩側設有下部耳環4-6，下部耳環4-6設置在套管接頭4-2之下，在上套管4-1的底端插在套管接頭4_2內，在上套管4-1的底端與在下套管4-3的頂端對接，在上套管4-1的底部兩側設有與下部耳環4-6相對的上部耳環4-4，上部耳環4-4設置在套管接頭4-2之上，上下相對的上部耳環4-4和下部耳環4-6通過卡扣4-5連接。
[0053]當成孔裝置完成的成孔深度達到一定標高以後，伴隨著深度的不斷增加，上部的成孔極易塌陷造成工作停滯，此時採用PVC套管逐步跟進，能夠保證上部成孔的完整性和取樣工作的延續性。採用卡扣和套管接頭連接相鄰的在上套管和在下套管，可以根據需要，隨時將PVC套管下入至成孔中，或將PVC套管從成孔中取出，以便於重複使用。
[0054]所述發電系統包括發電機和電纜兩部分。隨時可以將發電機或電纜拉到所需要的工作區域，為水泵和驅動裝置供電。
[0055]所述運輸裝置包括荊芭和氣墊船。當地質較好，人員能夠在地面走動，或者是取樣地點離岸區較近時採用荊芭運輸較為方便；當作業區域的含水率過高，人員不能行走，或離岸較遠時採用氣墊船運輸較為安全。
[0056]所述運輸裝置將所述承載平臺搬運至工作地點，所述成孔裝置在所述承載平臺上進行形成取樣孔的工作，所述護孔裝置下設在所述成孔裝置形成的孔內，所述取樣裝置獲取所述取樣孔底標高之下15?80cm處的土樣。
[0057]採用上述設備進行取樣的方法:
[0058]一)採用運輸裝置將組成設備的零部件運送至工作地點，其中承載平臺可以在取樣作業地點現場組裝，也可以在岸上組成後再運送至取樣作業地點；
[0059]二)完成承載平臺的施工；
[0060]三)在承載平臺上安裝取樣動力系統，
[0061]四)在承載平臺上採用取樣裝置獲取首層土樣；
[0062]五)下沉第一節PVC套管至預設深度；
[0063]六)採用衝孔裝置將第一節PVC套管內的泥衝出，
[0064]七)採用取樣裝置獲取第二層土樣，
[0065]最初的淺層取樣可由人工直接將取樣裝置壓入；
[0066]八)採用衝孔裝置成孔，採用PVC套管護孔，採用取樣裝置獲取土樣，成孔、護孔和取樣依序循環進行，逐步深入，直至完成預設深度的取樣；
[0067]其中:成孔深度比取樣深度要淺15?30cm，該深度與餘樣儲存器的高度相同，隨著取樣深度的增加，阻力的增大，採用「W」型卡鉗將連接杆及連接杆兩側的傳動鏈連接在一起，使取樣裝置在傳動鏈的牽拽下下降，使取樣裝置在傳動鏈的帶動下切入土層。[0068]取樣時，成孔深度與護孔裝置的底標高相等，餘樣儲存器的頂標高與成孔裝置的底標高平齊；在取樣裝置切入土層至預設深度之後，從連接杆的上端投放密封銷，密封銷在重力的作用下密封固定在餘樣儲存器的頂部內，在密封銷的作用下，餘樣儲存器和薄壁取樣盒內的土樣形成真空；上提連接杆，在環境壓力的作用下，餘樣儲存器和薄壁取樣盒內的土樣會隨餘樣儲存器和薄壁取樣盒一起向上運動，提到地面上後，將帶絲卡頭從餘樣儲存器上擰下來，然後，用密封蓋封堵薄壁取樣盒的底口，將薄壁取樣盒從餘樣儲存器中拔出，用另一密封蓋封蓋薄壁取樣盒的頂口，至此，已完成一次取樣工作。將餘樣儲存器從連接杆的下端卸下來，拔出密封銷，去除餘樣儲存器內的土體，用帶絲卡頭將新的薄壁取樣盒連接在餘樣儲存器上，即可進行下一次取樣工作。
[0069]採用將取樣動力系統設置在承載平臺上的結構，使本發明能夠在具有很高含水率和很低承載能力的軟土區域進行勘察取樣工作；採用衝孔在先，護孔緊隨其後，逐步深入的成孔方法，能夠使取樣深度達到18m以上，採用去除上部15?30cm 土體，獲取下部土樣的方法，使本發明能夠獲得高等級原狀土樣。
[0070]儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，包括承載平臺、取樣動力系統、取樣裝置、成孔裝置、護孔裝置、發電機和運輸裝置； 所述承載平臺包括底盤、腳踏板和反壓重物，在所述底盤上兩側鋪設有所述腳踏板，在所述腳踏板和/或所述底盤上置放有所述反壓重物； 所述取樣動力系統包括支架和動力部分，所述支架固定在所述底盤上的中間位置處，在所述支架的中部設有垂直導向孔；所述動力部分包括驅動裝置和傳動機構，所述傳動機構包括安裝在所述支架上的主動軸和從動軸，所述主動軸和所述從動軸均水平設置，二者相互平行，所述主動軸位於所述從動軸的正上方，在所述主動軸和所述從動軸之間設有兩條對稱布置的傳動鏈，所述主動軸與所述驅動裝置連接，所述驅動裝置安裝在所述機架上； 所述取樣裝置包括空心的連接杆、餘樣儲存器、薄壁取樣盒、密封蓋、密封銷和密封膠墊；所述連接杆垂直設置，其內徑大於所述密封銷的外徑，所述連接杆的上端部與位於其兩側的兩條所述傳動鏈連接，所述連接杆的上端穿過所述垂直導向孔，所述連接杆的下端與所述餘樣儲存器的頂部連接，所述餘樣儲存器的底部與所述薄壁取樣盒的頂部之間設有可拆連接，所述密封銷固定在所述餘樣儲存器的頂部內，在所述密封銷和所述餘樣儲存器之間設有所述密封膠墊，所述薄壁取樣盒的頂部和底部各設有一所述密封蓋； 所述成孔裝置包括依次連接的濾水器、水泵和衝壓頭； 所述護孔裝置包括多節相互連接的PVC套管； 所述發電機與所 述水泵通過電纜連接； 所述運輸裝置將所述承載平臺運送至工作地點，所述成孔裝置在所述承載平臺上進行形成取樣孔的工作，所述護孔裝置下設在所述成孔裝置形成的孔內，所述取樣裝置獲取所述取樣孔底標高之下15~80cm處的土樣。
2.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，所述底盤採用由縱向焊管和橫向焊管形成的格構結構，所述縱向焊管和所述橫向焊管之間採用卡扣連接。
3.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，在所述支架的頂部設有整平設施。
4.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，所述連接杆和所述傳動鏈通過「W」型卡鉗連接在一起，所述「W」型卡鉗設有左中右三個鉗口，中間鉗口卡固在所述連接杆上，左右兩側的鉗口分別通過插銷與相應側的所述傳動鏈的外側連接。
5.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，所述餘樣儲存器和所述薄壁取樣盒通過帶絲卡頭連接，所述帶絲卡頭設有階梯內孔，所述帶絲卡頭的上部設有大孔，所述大孔上設有與所述餘樣儲存器底部連接的內螺紋，所述帶絲卡頭的下部設有小孔；在所述薄壁取樣盒的頂部外圓周面上設有鋼環，所述鋼環的外徑大於所述小孔的內徑，所述大孔和所述小孔之間形成有與所述鋼環相鄰的臺階，所述鋼環伸入在所述餘樣儲存器的底部之內，所述帶絲卡頭套裝在所述薄壁取樣盒和所述餘樣儲存器的外面，所述帶絲卡頭的上部與所述餘樣儲存器螺紋連接，所述鋼環坐在所述帶絲卡頭內的所述臺階上。
6.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，所述衝壓頭為縮口型或鴨嘴型或直筒型。
7.根據權利要求1所述用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備，其特徵在於，相鄰兩節所述PVC套管之間通過卡扣和套管接頭形成可拆連接，所述套管接頭套裝在在上套管和在下套管上，所述套管接頭的下部與所述在下套管的頂部螺紋連接，所述在下套管的頂部兩側設有下部耳環，所述下部耳環設置在所述套管接頭之下；所述在上套管的底端插在所述套管接頭內，所述在上套管的底端與所述在下套管的頂端對接，所述在上套管的底部兩側設有與所述下部耳環相對的上部耳環，所述上部耳環設置在所述套管接頭之上，上下相對的所述上部耳環和所述下部耳環通過所述卡扣連接。
8.一種採用如權利要求1所述的用於勘察工作軟土區域現場取樣的設備進行取樣的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 一)採用運輸裝置將組成設備的零部件運送至工作地點； 二)完成承載平臺的施工； 三)在承載平臺上安裝取樣動力系統， 四)在承載平臺上採用取樣裝置獲取首層土樣； 五)下沉第一節PVC套管至預設深度； 六)採用衝孔裝置將第一節PVC套管內的泥衝出； 七)採用取樣裝置獲取第二層土樣； 八)採用衝孔裝置成孔，採用PVC套管護孔，採用取樣裝置獲取土樣，成孔、護孔和取樣依序循環進行，逐步深入，直至完成預設深度的取樣； 其中:成孔深度比取樣深度要淺15~30cm ;採用「W」型卡鉗將連接杆及連接杆兩側的傳動鏈連接在一起，使取樣裝置在傳動鏈的牽拽下下降，使取樣裝置在傳動鏈的帶動下切入土層； 取樣時，成孔深度與護孔裝置的底標高相等，餘樣儲存器的頂標高與成孔裝置的底標高平齊；在取樣裝置切入土層至預設深度之後，從連接杆的上端投放密封銷，使密封銷固定在餘樣儲存器的頂部內，然後，將取樣裝置提到地面上，拆除餘樣儲存器與薄壁取樣盒之間的連接，然後，用密封蓋封堵薄壁取樣盒的底口，然後，將薄壁取樣盒從餘樣儲存器上脫離下來，用另一密封蓋封蓋薄壁取樣盒的頂口，至此，已完成一次取樣工作；將餘樣儲存器從連接杆的下端卸下來，拔出密封銷，去除餘樣儲存器內的土體，將新的薄壁取樣盒連接在餘樣儲存器上，即可進行下一次取樣工作。
【文檔編號】E02D1/04GK103643669SQ201310731788
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】吳昊旭, 龍傑, 相雷, 曹斌, 王春亮, 宋爽, 張瑞霞, 吳建梅, 鄭蘇博, 王貝貝, 張長磊 申請人:天津水運工程勘察設計院, 交通運輸部天津水運工程科學研究所, 濱州市港航局