一种轻型触探贯入杆提升装置及提升方法.pdf

1、10申请公布号CN103806427A43申请公布日20140521CN103806427A21申请号201410053146222申请日20140217E02D1/0020060171申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市雨花区万家丽南路二段960号72发明人郑健龙姚永胜张军辉王艳岭戴良良肖硕74专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所普通合伙11350代理人汤东凤54发明名称一种轻型触探贯入杆提升装置及提升方法57摘要一种轻型触探贯入杆提升装置及提升方法，包括支架顶端固定系统、U型卸扣系统、支架系统和手拉葫芦系统。支架顶端固定系统与U型卸扣系统和支架系统连接，手拉葫芦系统的顶部吊钩与

2、U型卸扣系统连接，底部吊钩与贯入杆固定。支架系统包括三个支撑杆，每个支撑杆包括第一钢管和第二钢管，第一钢管和第二钢管的直径不同，彼此套接在一起，并通过在第一钢管和第二钢管上每10CM开圆孔，通过圆孔使用螺栓对穿第一钢管和第二钢管，来调节支撑杆的长度。本发明简单可靠，可自由拆分，携带组装方便；支架系统可架设在地形复杂的地基上，适用性广；手拉葫芦较轻松地提升贯入地基较深的贯入杆，从根本上解决了贯入杆难以提升的问题。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图5页10申请公布号CN103806427ACN103806427

3、A1/2页21一种轻型触探贯入杆提升装置，其特征在于，包括支架顶端固定系统、U型卸扣系统、支架系统和手拉葫芦系统；所述支架顶端固定系统包括环形柱体（11）、受力钢筋（12）和三个螺帽（13）；所述受力钢筋（12）焊接在所述环形柱体（11）的内壁上；三个所述螺帽（13）三等分的焊接在所述环形柱体（11）的外壁上；所述U型卸扣系统包括U型卸扣（21）和卸扣螺栓（22）；所述支架系统包括三个支撑杆（31）；每个所述支撑杆包括第一钢管（31）、第二钢管（32）、底部钢板（33）和顶部螺帽（34）；所述第一钢管（31）的外径小于所述第二钢管（32）的内径；所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）的长度

4、为2M；所述底部钢板（33）焊接在所述第二钢管（32）的底部；所述顶部螺帽（34）焊接在所述第一钢管（31）的顶部外缘上，所述手拉葫芦系统包括手拉葫芦（51）、顶部吊钩（52）和底部吊钩（53）；所述U型卸扣系统的所述U型卸扣（21）通过所述受力钢筋（12）与所述支架顶端固定系统连接；所述支架系统通过所述顶部螺帽（34）和所述三个螺帽（13）与所述支架顶端固定系统固定连接；所述手拉葫芦系统的所述顶部吊钩（52）挂在所述卸扣螺栓（22）上，所述底部吊钩（53）固定在贯入杆上。2如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述环形柱体（11）的内径为10CM，所述受力钢筋（12）的直径是10M

5、M。3如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述支撑杆的所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）上每间隔10CM开一个圆孔（35）。4如权利要求3所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述圆孔（35）的直径为1CM。5如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述支撑杆的所述顶部螺帽（34）与所述支架顶端固定系统的所述螺帽（13）是同一型号的。6如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述第一钢管（31）的外径比所述第二钢管（32）的内径小3MM。7如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）采用壁厚为3MM的镀锌钢管。8如

6、权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其中，所述装置的所述环形柱体（11）的圆心、所述U型卸扣（21）、所述手拉葫芦（51）和贯入杆在同一竖直线上。9一种路基边坡的轻型触探贯入杆的提升方法，使用如权利要求1所述的轻型触探贯入杆提升装置，其特征在于，所述方法包括步骤一，架设所述支架系统调整所述支架系统的三个所述支撑杆的长度，使三个所述支撑杆的顶端在同一水平面上，使用螺栓固定每一个所述支撑杆的所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）；步骤二，安装所述支架顶端固定系统将所述支架系统的三个所述顶部螺帽（34）与所述支架顶端固定系统的三个所述螺帽（13）贴紧并用螺栓固定；步骤三，安装所述U型卸扣系统

7、将所述U型卸扣（21）安装在所述受力钢筋（12）上；步骤四，安装所述手拉葫芦系统将所述顶部吊钩（52）挂在所述卸扣螺栓（22）上，所述底部吊钩（53）固定在贯入杆上；步骤五，提升贯入杆拉动所述手动葫芦（51）提升贯入杆；当贯入杆每提升1M后，拉动权利要求书CN103806427A2/2页3所述手拉葫芦（51）让所述底部吊钩（53）松开贯入杆并下降到贯入杆与地面结合处，卸掉已提升出地面部分的贯入杆；然后将所述底部吊钩（53）再次固定在贯入杆上，继续拉动所述手拉葫芦（51）提升贯入杆；重复运作直至贯入杆完全提升出来。10如权利要求9所述的路基边坡的轻型触探贯入杆的提升方法，其中，所述步骤四中，所述

8、底部吊钩（53）固定在贯入杆与地面结合部位上方5CM处。权利要求书CN103806427A1/5页4一种轻型触探贯入杆提升装置及提升方法技术领域0001本发明涉及一种贯入杆提升装置，尤其涉及一种用于路基边坡的轻型触探贯入杆提升装置及提升方法。背景技术0002轻型动力触探（锤重10KG）是利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入锤击数判别土层的类别、确定土的工程性质、对地基土做出综合评价的现场勘测方法。0003在实际应用过程中，由于提升轻型动力触探的贯入杆时，会受到孔壁侧阻力的影响；且在贯入杆贯入时，由于探头并非严格地垂直贯入，使得贯入杆的提升非常困难；此外，在边坡等特殊地形下

9、，贯入杆的提升则更加困难。通常，轻型动力触探的贯入杆提升方法有如下几种。0004第一种方法通过向触探孔内加水的方式进行人工拔杆和提升。触探孔内加入水后，润湿了孔壁周围的土体，使得该土体的粘聚力减小，同时由于水的润滑作用，使得孔壁周围的侧阻力相应降低，从而使得提升贯入杆时变得更容易。但在对建筑地基和公路地基进行轻型动力触探试验时，由于贯入深度大（一般达2M以上），采用该方法时虽然效率较高，但由于所加入的水一直存在地基中，将对地基强度产生一定的影响，尤其是在对改扩建工程中老路边坡进行轻型动力触探时，水的存在对路基强度的影响更为明显。此外，若贯入杆或探头四周遇有小碎石或块石，即使孔内加水，人工提升贯

10、入杆仍很困难。0005第二种方法穿心锤反冲法。该方法是在触探锤击完成后，采用人工的方式，举起穿心锤，向上冲击导杆上端的垫片，进而提升贯入杆。该方法虽然可以达到提升贯入杆的目的，但有如下缺点（1）需要人工提供很大的向上冲击力，在贯入深度达到2M深度以后，由于侧阻力的影响，将非常费力，且效率很低；（2）对导杆和试验设备磨损严重，不利于轻型动力触探设备的持续性试验；（3）采用该方法在路基边坡上进行提升贯入杆时，操作人员使力困难，且存在严重的安全隐患。0006第三种方法采用开挖的方式将贯入杆拔出。该方法虽可以将贯入杆顺利取出，但存在明显缺点，即开挖量大，不符合轻型动力触探试验原位测试的初衷，破坏了土体

11、结构的原状性。0007第四种方法采用液压拔管机。该方法利用机械虽可顺利提升贯入杆，但操作过程复杂，设备笨重；尤其是在公路路基边坡上提升贯入杆时，提升设备在斜坡面上移动非常困难。0008第五种方法采用卷扬机进行提升。该方法是采用电力提升，不需要人工，但是在公路地基和路基边坡处采用卷扬机提升时，会遇到以下问题（1）电源接通不方便或需要外接电源进行供电，这样提升设备的准备时间就会过长，并且也带来了新的用电安全问题；（2）在路基边坡上采用卷扬机提升贯入杆时，需要事先平整出一个工作平台，费时费力，且卷扬机也比较笨重，在路基边坡上移动困难。说明书CN103806427A2/5页50009因此，本领域的技术

12、人员致力于开发一种轻型触探的贯入杆提升装置及提升方法，以应用于快速检测建筑地基和公路地基的压实性和承载力。发明内容0010有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种轻型触探贯入杆提升装置及提升方法，以便省时省力且高效率地进行轻型触探试验，并且为在建筑地基和公路地基等多种特殊地形条件下大面积开展轻型触探试验提供了方便。0011为实现上述目的，本发明提供了一种轻型触探贯入杆提升装置，其特征在于，包括支架顶端固定系统、U型卸扣系统、支架系统和手拉葫芦系统；0012所述支架顶端固定系统包括环形柱体（11）、受力钢筋（12）和三个螺帽（13）；所述受力钢筋（12）焊接在所述环形柱体（1

13、1）的内壁上；所述螺帽（13）三等分的焊接在所述环形柱体（11）的外壁上；0013所述U型卸扣系统包括U型卸扣（21）和卸扣螺栓（22）；0014所述支架系统包括三个支撑杆（31）；每个所述支撑杆包括第一钢管（31）、第二钢管（32）、底部钢板（33）和顶部螺帽（34）；所述第一钢管（31）的外径小于所述第二钢管（32）的内径；所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）的长度为2M；所述底部钢板（33）焊接在所述第二钢管（32）的底部；所述顶部螺帽（34）焊接在所述第一钢管（31）的顶部外缘上，0015所述手拉葫芦系统包括手拉葫芦（51）、顶部吊钩（52）和底部吊钩（53）；0016所述U型卸

14、扣系统的所述U型卸扣（21）通过所述受力钢筋（12）与所述支架顶端固定系统连接；所述支架系统通过所述顶部螺帽（34）和所述三个螺帽（13）与所述支架顶端固定系统固定连接；所述手拉葫芦系统的所述顶部吊钩（52）挂在所述卸扣螺栓（22）上，所述底部吊钩（53）固定在贯入杆上。0017在本发明的一个较佳实施例中，所述环形柱体（11）的内径为10CM，所述受力钢筋（12）的直径是10MM。0018进一步地，所述支撑杆的所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）上每间隔10CM开一个圆孔（35）。0019在本发明的一个较佳实施例中，所述圆孔（35）的直径为1CM。0020进一步地，所述支撑杆的所述顶部螺

15、帽（34）与所述支架顶端固定系统的所述螺帽（13）是同一型号的。0021进一步地，所述第一钢管（31）的外径比所述第二钢管（32）的内径小3MM。0022在本发明的一个较佳实施例中，所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）采用壁厚为3MM的镀锌钢管。0023进一步地，所述装置的所述环形柱体（11）的圆心、所述U型卸扣（21）、所述手拉葫芦（51）和贯入杆在同一竖直线上。0024一种路基边坡的轻型触探贯入杆的提升方法，使用上述的轻型触探贯入杆提升装置，其特征在于，所述方法包括0025步骤一，架设所述支架系统调整所述支架系统的三个所述支撑杆的长度，使三个所述支撑杆的顶端在同一水平面上，使用螺栓固

16、定每一个所述支撑杆的所述第一钢管（31）和所述第二钢管（32）；说明书CN103806427A3/5页60026步骤二，安装所述支架顶端固定系统将所述支架系统的三个所述顶部螺帽（34）与所述支架顶端固定系统的三个所述螺帽（13）贴紧并用螺栓固定；0027步骤三，安装所述U型卸扣系统将所述U型卸扣（21）安装在所述受力钢筋（12）上；0028步骤四，安装所述手拉葫芦系统将所述顶部吊钩（52）挂在所述卸扣螺栓（22）上，所述底部吊钩（53）固定在贯入杆上；0029步骤五，提升贯入杆拉动所述手动葫芦（51）提升贯入杆；当贯入杆每提升1M后，拉动所述手拉葫芦（51）让所述底部吊钩（53）松开贯入杆并下

17、降到贯入杆与地面结合处，卸掉已提升出地面部分的贯入杆；然后将所述底部吊钩（53）再次固定在贯入杆上，继续拉动所述手拉葫芦（51）提升贯入杆；重复运作直至贯入杆完全提升出来。0030在本发明的一个较佳实施例中，所述步骤四中，所述底部吊钩（53）固定在贯入杆与地面结合部位上方5CM处。0031本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置成本低廉，简单可靠，可自由拆分，携带组装方便；支架系统由于其可伸缩性，可架设在地形复杂的地基上，适用性广；手拉葫芦可以较轻松地提升由于贯入地基较深而导致提升困难的贯入杆，从根本上解决了贯入杆难以提升的问题。本发明为公路地基和公路路基采用轻型动力触探进行大面积试验提供了支撑。0

18、032以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明0033图1是本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的结构示意图；0034图2是本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的支架顶端固定系统的一个较佳实施例俯视图；0035图3是本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的U型卸扣系统的结构示意图；0036图4是本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的支架系统的一个支撑杆的顶部示意图；0037图5是本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的支架系统的一个支撑杆的底部示意图；0038图6是本发明的本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的手拉葫芦系统的结构示意图。

19、具体实施方式0039下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。0040如图1所示，本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置包括支架顶端固定系统、U型卸扣系统、支架系统和手拉葫芦系统。0041其中，支架顶端固定系统具体如图2所示，包括环形柱体11、受力钢筋12和三个螺帽13。受力钢筋12焊接在环形柱体11的内壁上，螺帽13三等分的焊接在环形柱体11的说明书CN103806427A4/5页7外壁上。在本实施例中，支架顶端固定系统采用的环形柱体11的内径为10CM；受力钢筋12采用直径为10M

20、M的钢筋。0042如图3所示，U型卸扣系统包括U型卸扣21和卸扣螺栓22。U型卸扣系统通过U型卸扣21安装在支架顶端固定系统的受力钢筋12上。一般情况下，U型卸扣是能够承受1T的拉力。0043支架系统包括三个可伸缩的支撑杆。每个支撑杆如图4和图5所示，包括第一钢管31、第二钢管32、底部钢板33和顶部螺帽34。第一钢管31和第二钢管32的长度为2M；直径不同，第一钢管31的外径小于第二钢管32的内径。第一钢管31套在第二钢管32的内部。并且，第一钢管31和第二钢管32每间隔10CM开一个圆孔35，螺栓可以通过小孔对穿第一钢管31和第二钢管32，以此控制伸缩杆的相对长度。第一钢管31的外径比第二

21、钢管32的内径小3MM左右为宜，以方便第一钢管31在第二钢管32内可以自由上下的活动。底部钢板33焊接在第二钢管32的底部，以此分散支撑杆作用在地基土上的应力。顶部螺帽34焊接在第一钢管31的顶部外缘上，该顶部螺帽34与支架顶端固定系统的螺帽是同一型号的。三个支撑杆的顶部螺帽分别与支架顶端固定系统的三个螺帽相对应，并通过螺栓将支架系统和支架顶端固定系统固定连接在一起，一般螺栓的直径略小于螺帽的内径，方便支撑杆可以围绕着该螺栓旋转。0044在本实施例中，第一钢管31和第二钢管32均选用2M长的镀锌钢管，第一钢管31的内径与外径分别为22CM与25CM；第二钢管32的内径与外径分别为29CM与32

22、CM。第二钢管32的内径比第一钢管31的外径大3MM。第一钢管31和第二钢管32上的开的圆孔35的直径为1CM，直径9MM的螺栓可对穿第一钢管31和第二钢管32，以控制支撑杆的长度。本实施例的支架系统的支撑杆可根据需要在035M的范围内自由伸缩，以使其能在特殊复杂的地形条件下使用。0045手拉葫芦系统如图6所示，包括手拉葫芦51、顶部吊钩52和底部吊钩53。顶部吊钩挂在U型卸扣系统的卸扣螺栓22上，底部吊钩53固定在贯入杆上。在本实施例中，手拉葫芦51的规格为1T。0046本发明的一种轻型触探贯入杆提升装置的环形柱体11的圆心、U型卸扣21、手拉葫芦51和贯入杆安装在同一竖直线上，以保证该装置

23、的使用效率。0047本发明还提供了一种路基边坡的轻型触探贯入杆提升方法，主要包括0048步骤一，架设支架系统在路基边坡的斜面上，根据斜坡的坡度和支架之间的角度，调整支架系统的三个支撑架长度，使三个支撑架的顶端尽量保持在同一水平面上。0049步骤二，安装支架顶端固定系统将三个支撑架的第一钢管顶端的顶部螺帽与支架顶端固定系统的三个螺帽对应起来，螺帽之间贴紧并用螺栓固定，保持整个顶端固定系统处在水平面上。0050步骤三，安装U型卸扣系统将U型卸扣21安装在支架顶端固定系统的环形柱体11中间的受力钢筋12上，并固定好卸扣螺栓22。0051步骤四，安装手拉葫芦系统将手动葫芦系统的顶部吊钩52挂在卸扣螺栓

24、22上，底部吊钩53固定在贯入杆上，固定的位置在贯入杆与地面结合部位上方约5CM处。0052步骤五，提升贯入杆贯入杆每提升1米，拉动手拉葫芦51的链条让手拉葫芦系统的底部吊钩53离开贯入杆原固定位置并下降至贯入杆与地面结合部位上方5CM处，卸掉已说明书CN103806427A5/5页8提升出地面部分的贯入杆，将底部吊钩53再次固定在贯入杆上，拉动手拉葫芦51的链条来达到提升贯入杆的目的，重复进行直至贯入杆完全提升出来。0053以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。说明书CN103806427A1/5页9图1说明书附图CN103806427A2/5页10图2图3说明书附图CN103806427A103/5页11图4说明书附图CN103806427A114/5页12图5说明书附图CN103806427A125/5页13图6说明书附图CN103806427A13