静力触探设备和静力触探方法

摘要

本发明提供了一种静力触探设备和静力触探方法，其中静力触探设备包括：触探装置，包括相互连接的探头和探杆；连接装置，包括本体，本体的第一端开设有用于连接探杆的安装孔，本体的第二端设置有连接部，连接部与安装孔同轴；驱动装置，与连接部连接。本发明中的驱动装置是其他工程机械，例如钻机等，以利用这些工程机械的动力驱动静力触探装置进行静力触探检测，利用已有的工程机械作为静力触探设备的驱动装置，就可以不再需要单独为静力触探装置配置运输装置、液压驱动设备与动力供应设备，从而节省了人力物力，减少了工程队的施工负担，提高了施工效率。

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，更具体地，涉及一种静力触探设备和静力触探方法。

背景技术

静力触探的基本原理就是用静压力将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由 于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入 阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定 性关系和统计相关关系。静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，静力触探和 常规的钻探、取样、室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。 静力触探主要适用于粘性土、粉性土和砂性土。

现有静力触探设备都是单独存在的，需要独立的运输设备、液压驱动设备与动力供应设 备（电机或柴油机），所以现有的静力触探设备是静力触探车。当进行静力触探时，采用夹持 探杆的方法，用静力触探车的液压驱动设备将探头及穿有电缆线的探杆压入地层，继而完成 静力触探的原位测试。当建设工程需要进行静力触探检测时，工程队需要将静力触探车开到 工程现场，这给建设工程造成了负担。

发明内容

本发明旨在提供一种静力触探设备和静力触探方法，以解决现有技术的静力触探设备需 要独立的运输设备、液压驱动设备与动力供应设备，给建设工程造成负担的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种静力触探设备，包括：触探 装置，包括相互连接的探头和探杆；连接装置，包括本体，本体的第一端开设有用于连接探 杆的安装孔，本体的第二端设置有连接部，连接部与安装孔同轴；驱动装置，与连接部连接。

进一步地，安装孔沿朝向安装孔的孔口的方向依次包括第一段和第二段，第一段的直径 小于第二段的直径。

进一步地，安装孔的底部还开设有线孔，线孔的内壁上沿本体的径向开设有过线开口， 过线开口连接线孔的内壁和本体的外壁。

进一步地，过线开口具有拱形的截面。

进一步地，过线开口的直径等于线孔的直径。

进一步地，连接装置还包括多个把手，多个把手对称地设置在本体的侧壁上。

进一步地，触探装置包括多个探杆，多个探杆依次可拆卸地连接，探头与远离连接装置 的探杆连接。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种静力触探方法，包括：利用钻机在待探测的土 层上开设准备孔；将触探装置的探杆安装在钻机上；将触探装置的探头伸入准备孔中；利用 钻机将触探装置从准备孔中压入土层，并记录检测到的数据。

进一步地，将触探装置的探杆安装在钻机上包括：提供一种连接装置，包括本体，本体 的第一端开设有用于连接探杆的安装孔，本体的第二端设置有连接部，连接部与安装孔同轴； 将探杆安装在安装孔中，并使钻机与连接部连接。

进一步地，利用钻机将触探装置从准备孔中压入土层包括：当需要增加触探装置的长度 时，将探杆从安装孔中拆卸，在探杆的远离探头的一端连接第二探杆，并将第二探杆安装在 安装孔中。

本发明中的驱动装置是其他工程机械，例如钻机等，以利用这些工程机械的动力驱动静 力触探装置进行静力触探检测，利用已有的工程机械作为静力触探设备的驱动装置，就可以 不再需要单独为静力触探装置配置运输装置、液压驱动设备与动力供应设备，从而节省了人 力物力，减少了工程队的施工负担，提高了施工效率。连接部将驱动装置的动力传递给探杆， 再传递给探头，将探头压入待测试的土层中，连接部与安装孔同轴，以避免驱动装置通过连 接装置向触探装置施压时压力偏斜，造成触探装置的损坏。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及 其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明中的静力触探设备的触探装置与连接装置的剖视图；以及

图2示意性示出了本发明中的静力触探设备的连接装置的俯视图。

图中附图标记：10、触探装置；11、探头；12、探杆；20、连接装置；21、本体；22、把 手；210、安装孔；211、第一段；212、第二段；220、连接部；230、线孔；240、过线开口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖 的多种不同方式实施。

根据本发明的一个方面，提供了一种静力触探设备，如图1和2所示，该静力触探设备 包括：触探装置10，包括相互连接的探头11和探杆12；连接装置20，包括本体21，本体21 的第一端开设有用于连接探杆12的安装孔210，本体21的第二端设置有连接部220，连接部 220与安装孔210同轴；驱动装置，与连接部220连接。

本发明中的驱动装置是其他工程机械，例如钻机等，以利用这些工程机械的动力驱动静 力触探装置10进行静力触探检测，利用已有的工程机械作为静力触探设备的驱动装置，就可 以不再需要单独为静力触探装置10配置运输装置、液压驱动设备与动力供应设备，从而节省 了人力物力，减少了工程队的施工负担，提高了施工效率。连接部220将驱动装置的动力传 递给探杆12，再传递给探头11，将探头11压入待测试的土层中，连接部220与安装孔210 同轴，以避免驱动装置通过连接装置20向触探装置10施压时压力偏斜，造成触探装置10的 损坏。

优选地，安装孔210沿朝向安装孔210的孔口的方向依次包括第一段211和第二段212， 第一段211的直径小于第二段212的直径。

优选地，第一段211的直径为20mm。优选地，第一段211的高度为50mm。

优选地，第二段212的直径为40mm。优选地，第二段212的高度为100mm。

在图1和图2示出的实施例中，安装孔210包括内径不同的两段，内径40mm的第二段 212用于安装直径36mm的探杆，内径20mm的第一段211用于安装直径18mm的探杆，这样 可以拓展连接装置20的使用范围，便于根据实际情况选择合适的探杆进行静力触探。安装孔 200还可以设置成其他的直径，具体数值根据与之配套的探杆的外径进行调整。

优选地，安装孔210的底部还开设有线孔230，线孔230的内壁上沿本体21的径向开设 有过线开口240，过线开口240连接线孔230的内壁和本体21的外壁。优选地，线孔230的 直径为12mm。优选地，线孔230的高度为12mm。

在本实施例中，安装孔200的底部开设有线孔230，用于为触探装置10的传输线预留空 间，避免传输线受到挤压。过线开口240用于将进而防止数据线被损坏，确保数据采集装置 能够顺利收集数据。

优选地，过线开口240具有拱形的截面。优选地，过线开口240的直径等于线孔230的 直径。图1示出的实施例中的过线开口240的截面呈半圆形，但过线开口400还可以是具有 拱形结构的其他形状，例如圆形。

优选地，连接部220是圆槽，圆槽的直径是50mm。优选地，圆槽的深度为6mm。圆槽 用于与驱动装置连接，例如钻机的钻杆，传递压力给静力触探装置10。

优选地，本体21成圆柱体，本体21的直径为30mm，高190mm。

优选地，连接装置20还包括多个把手22，多个把手22对称地设置在本体21的侧壁上。 在图1和图2示出的实施例中，连接装置20包括两个对称设备的把手22，设置把手22主要 是为了使连接装置20能够方便地携带。

优选地，把手22采用直径为18mm的圆柱型材料弯折后制成，把手22焊接在本体21的 外壁上。

优选地，触探装置10包括多个探杆12，多个探杆12依次可拆卸地连接，探头11与远离 连接装置20的探杆12连接。探杆12的长度一般是1米，但静力触探需要将探头11向地下打 入若干米，这时就需要多个探杆12连接在一起，增加触探装置10整体的长度，以满足静力 触探的需求。

采用本发明提供的静力触探设备，可以利用工程机械为触探装置10提供动力，例如工程 勘察钻机DPP-100，将探头11与探杆12压入地层，进行静力触探作业，不再需要单独使用静 力触探车，提高了静力触探作业的效率，减小费用消耗。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种静力触探方法，包括：利用钻机在待探测的土 层上开设准备孔；将触探装置10的探杆12安装在钻机上；将触探装置10的探头11伸入准备 孔中；利用钻机将触探装置10从准备孔中压入土层，并记录检测到的数据。

优选地，将触探装置10的探杆12安装在钻机上包括：提供一种连接装置20，包括本体 21，本体21的第一端开设有用于连接探杆12的安装孔210，本体21的第二端设置有连接部 220，连接部220与安装孔210同轴；将探杆12安装在安装孔210中，并使钻机与连接部220 连接。

优选地，利用钻机将触探装置10从准备孔中压入土层包括：当需要增加触探装置10的 长度时，将探杆12从安装孔210中拆卸，在探杆12的远离探头11的一端连接第二探杆，并 将第二探杆安装在安装孔210中。

在进行静力触探时，首相令车载钻机DPP-100就位，立起钻塔，如正常钻进状态。可使 用小钻头与主动钻杆连接，钻进0.5米深小径钻孔，作为准备孔。如场地有硬化地面，可将硬 化地面打透，这是为了防止图层表层的硬度较大，损害静探探头。

然后卸掉钻头，将触探装置10的探头11与探杆12连接，将探头11垂直置入准备孔中， 并将探杆12安装在连接装置20的安装孔210内，使该装置成为一个整体刚性装置。

再之后将连接装置20的连接部220与钻机的主动钻杆连接，并对中，连接过程中需人工 稳定连接装置20与触探装置10，防止孔斜。之后启动钻机，向下压主动钻杆（具体操作与取 土样操作相同），此时主动钻杆、连接装置20与触探装置10，通过力的传递，触探装置10向 下钻动。

触探装置10压力的作用下进入土层，同时开始采集数据。触探装置10的探杆12的长度 一般为1米，压入1根探杆12后，取下连接装置20，接好下一根探杆12，再套上连接装置 20，重复加压动作。

本发明的静力触探方法拥有以下优点：使用方便，扩展了车载液压钻机的功能，不需要 单独使用静力触探车，提高效率，减小费用消耗。钻机出工时，只需携带必要的仪器、探杆 12、探头11以及连接装置20即可；充分发挥钻机本身的功能，打破了常规静力触探遇硬层则 下伏软弱地层无法获得静力触探数据的弊端，可利用钻机将硬层穿透，遇软层继续进行静力 触探采集；克服了因表层为杂填土、混凝土硬层等场地使其它静力触探设备表层无法下入地 锚和难以穿越表层硬层，不能进行静力触探试验的问题；利用钻机卷扬系统，可以快速提升 触探装置10，减少劳动力，携带移动方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。