标准贯入试验自动记录设备的制作方法

本实用新型专利涉及标准贯入试验的技术领域，具体而言，涉及标准贯入试验自动记录设备。

背景技术：

标准贯入试验(standardpenetrationtest，spt，简称“标贯”)是动力触探的一种，是在施工现场中，测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。

标准贯入试验中，主要采用的设备是贯入器、触探杆以及穿心锤，触探杆一般用直径为42mm的钻杆，穿心锤的重量为63.5kg。在实际操作中，当钻具钻至试验土层的标高以上约15cm处时，为了避免试验土层受扰动，取出钻具，在钻杆的下端连接贯入器，放入标准贯入试验设备至试验标高。用63.5kg的穿心锤，自76cm的高度自由落下，将对开管式的贯入器(对开管外径51mm，内径35mm，长度大于457mm，下端接长度为76mm、刃角18°～20°，刃口端部厚1.6mm的管靴，上端接钻杆)击入试验土层以上的土层中15cm，以后每打入试验土层30cm的锤击数，即为标准贯入实测锤击数n，并由该标准贯入实测锤击数n判别土层的变化和土的工程性质。

现有技术中，一般都是采用人为方式对标准贯入试验进行记录操作，其存在以下缺陷：

1)、标准贯入实测锤击数为人工计数，易产生错误；

2)、标准贯入深度采用人工手工刻划的方式，易产生误差；

3)、人工读取的锤击数为整数，不能精确到小数位，与工程实际不相符；

4)、人工测量的标准贯入试验深度与规范要求的标准贯入试验深度往往不相符；

5)、存在弄虚作假的可能，例如常见的有：编造试验数据、试验位置偏离要求、贯入深度不够等行为；

6)、业主对标准贯入试验数据真实性表示质疑的时候，勘察单位举证力度不够。

7)、数据记录模式落后、原始，仍为纸质版，这就导致现场试验员和室内技术人员沟通脱节，一旦出现异常数据不能及时发现、处理，同时纸质版的记录模式也大大增加了后期数据录入的工作量及录入过程中发生错误的可能，严重阻碍勘察工作自动化和勘察数据信息化进程。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供标准贯入试验自动记录设备，旨在解决现有技术中，采用人为方式对标准贯入试验进行记录的问题。

本实用新型是这样实现的，标准贯入试验自动记录设备，包括贯入量测量仪、锤击计数仪以及数据盒，所述贯入量测量仪测量贯入器贯入试验土层的贯入深度，所述锤击计数仪记录穿心锤的锤击数；所述数据盒内设置有数据处理器、无线传输器、gps定位器以及网络天线，所述数据处理器分别与贯入量测量仪及锤击计数仪连接，采集所述贯入量测量仪测量的贯入深度以及锤击计数仪记录的锤击数，所述数据处理器通过无线传输器及网络天线与服务器无线通讯；所述gps定位器定位坐标并反馈给服务器。

进一步的，所述锤击计数仪包括计数器以及抵压弹片，所述计数器上设有计数开关，所述计数开关位于穿心锤的下方，所述抵压弹片的一端固定连接在所述计数器上，所述抵压弹片的另一端朝上翘起，形成位于所述计数开关上方的抵压端；当所述穿心锤朝下锤击垫座时，所述穿心锤抵压着抵压弹片的抵压端朝下移动并抵压在计数开关上，所述计数器自动计数一次，且所述贯入量测量仪自动测量贯入器的贯入深度，当所述穿心锤朝上移动后，所述抵压弹片的抵压端自动朝上翘起复位。

进一步的，所述抵压弹片的抵压端设置有抵压滚轮，所述穿心锤朝下锤击时，抵压所述抵压滚轮朝下移动，并抵压在所述计数开关上。

进一步的，所述垫座的外侧连接有水平布置的安装板，所述锤击计数仪安装在所述安装板上，所述抵压弹片的抵压端朝上翘起凸出在所述垫座的上方。

进一步的，所述贯入量测量仪包括激光测距仪，所述激光测距仪安装在所述安装板上；所述激光测距仪具有朝下布置的激光发射头；当所述穿心锤每锤击一次，所述激光发射头自动发射一次，测得与地面的距离变化，获得所述贯入器贯入试验土层的贯入深度。

进一步的，所述贯入量测量仪包括绳测计算器，所述绳测计算器被设有自动收卷的拉绳，所述绳测计算器固定连接在所述安装板上，所述拉绳的下端固定布置；当所述穿心锤每锤击一次，所述安装板朝下移动，所述拉绳自动回收一定长度至绳测计算器内，所述回收的拉绳长度为贯入器贯入试验土层的贯入深度。

进一步的，所述安装板的端部设有套孔，所述垫座的外周设置有环绕槽，所述环绕槽环绕所述垫座的外周布置；所述环绕槽具有环形的内底壁，沿自下而上的方向，所述内底壁朝内倾斜布置，所述套孔的内侧壁覆盖有弹性层，所述套孔套设在所述环绕槽上，所述弹性层置于所述环绕槽内，且抵压着所述环绕槽的内底壁。

进一步的，所述环绕槽具有上环壁以及位于所述上环壁下方的下环壁，所述上环壁及下环壁分别环绕所述垫座的外周布置，所述上环壁、内底壁及下环壁之间围合形成所述环绕槽；所述安装板的上表面抵接着所述上环壁，所述安装板的下表面与所述下环壁之间具有间隙。

进一步的，所述弹性层具有朝向所述内底壁的内侧面，所述弹性层的内侧面上凸设有多个抵接在所述内底壁的凸出筋条，所述凸出筋条呈纵向布置，多个所述凸出筋条沿着所述弹性层的圆周方向环绕布置，沿自而上的方向，所述凸出筋条的凸出宽度逐渐增大。

进一步的，所述数据盒包括盒体，所述盒体内具有容腔，所述容腔的底部设有架空板，所述架空板与所述容腔的底部之间具有间隙，所述架空板中设有多个通孔；所述数据处理器、无线传输器、gps定位器固定在所述架空板上。

与现有技术相比，本实用新型提供的标准贯入试验自动记录设备，具有以下优点：

1)、采用锤击计数仪自动记录穿心锤的锤击数，避免了传统模式人工计数可能发生的错误；

2)、采用贯入量测量仪自动测量贯入器的贯入深度，避免了传统模式人工手工刻划贯入深度产生的误差，大大提高了贯入深度测量的精确度；

3)、通过服务器可以实时远程监控标准贯入试验的全过程，并留有不可更改的原始数据，保证了勘察单位可以更充分地举证标准贯入试验数据的真实性；

4)、整个标准贯入试验的试验数据可以实时传送至服务器，技术人员和管理人员在室内就可以实时调取试验数据进行分析，发现异常试验数据后，可及时与现场试验员进行沟通，保证了试验和试验数据的真实性和可靠性；

5)、采用gps定位器进行定位，保证了标准贯入试验是按照任务书要求在指定位置进行，再通过服务器自动录入项目数据库，大大减少了数据录入的工作量，并避免了人工录入可能造成的错误，有助于勘察工作自动化和勘察数据信息化的进程。

附图说明

图1是本实用新型提供的标准贯入试验自动记录设备的连接示意图；

图2是本实用新型提供的标准贯入试验自动记录设备的现场施工示意图；

图3是本实用新型提供的标准贯入试验自动记录设备的一种设备布置图；

图4是本实用新型提供的标准贯入试验自动记录设备的另一种设备布置图；

图5是本实用新型提供的锤击计数仪的主视示意图；

图6是本实用新型提供的安装板的主视示意图；

图7是本实用新型提供的数据盒的俯视示意图；

图8是本实用新型提供的垫座设置环绕槽的主视示意图。

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，以下结合附图及实施例，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。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-8所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的标准贯入试验自动记录设备，运用在标准贯入试验中，对锤击数以及贯入深度进行自动记录；当然，也可以运用在动力触探试验中，不仅限制于本实施例中的运用。

标准贯入试验自动记录设备，包括贯入量测量仪、锤击计数仪106以及数据盒101，其中，贯入量测量仪用于监测贯入器贯入试验土层的贯入深度，锤击计数仪106用于记录穿心锤102的锤击数。

数据盒101内设置有数据处理器1015、无线传输器1014、gps定位器1013、电池以及网络天线1016，其中，数据处理器1015分别与贯入量测量仪及锤击计数仪106连接，用于接收并记录贯入器的贯入深度以及穿心锤102的锤击数，并对贯入深度以及锤击数等进行处理；gps定位器1013起到定位作用，对需要进行标准贯入试验的孔位进行定位；数据处理器1015通过无线传输器1014及网络天线1016与服务器进行无线或有线通讯，这样，服务器可以实时获知标准贯入试验的进度以及情况。

在实际施工过程中，标准贯入试验自动记录设备的施工步骤如下：

1)、在施工现场安装监测仪，该监测仪包括贯入量测量仪以及锤击计数仪106，其中，贯入量测量仪用于监测贯入器贯入试验土层的贯入深度，锤击计数仪106用于记录穿心锤102的锤击数；

2)、在施工现场连接数据盒101，该数据盒101内设置有数据处理器1015、无线传输器1014、gps定位器1013、电池以及网络天线1016，其中，数据处理器1015分别与贯入量测量仪及锤击计数仪106连接，用于接收并记录贯入器的贯入深度以及穿心锤102的锤击数，并对贯入深度以及锤击数等进行处理；gps定位器1013起到定位作用，对需要进行标准贯入试验的孔位进行定位；数据处理器1015通过无线传输器1014及网络天线1016与服务器进行无线或有线通讯，这样，服务器可以实时获知标准贯入试验的进度以及情况；

3)、新建测试钻孔，gps定位器1013定位坐标，并反馈给服务器；服务器对数据盒101的gps定位器1013定位发回的坐标集合设计钻孔布置图进行运算得出钻孔编号，也可以手动输入钻孔编号；

4)、新建标准贯入位置，在数据盒101内输入标准贯入位置的起始点深度；数据盒101将标准贯入位置的起始点深度反馈给服务器，服务器对锤击数进行清零；

5)、穿心锤102开始锤击，每锤击一次，穿心锤102则会触动锤击计数仪106一次，贯入量测量仪则会自动测量贯入器的贯入深度，并且，数据处理器1015实时采集锤击计数仪106的锤击数以贯入量测量仪测量的贯入深度，锤击计数仪106所积累的锤击数以及贯入量测量仪测量的贯入深度通过数据盒101都会实时反馈给服务器；

6)、穿心锤102重复锤击，当贯入量测量仪测量得到的贯入深度超过45cm时，数据盒101则会停止采集数据；

7)、检查锤击数以及贯入深度是否合理，若不合理，分析原因，若合理则结束测试。

上述提供的标准贯入试验自动记录设备，具有以下优势：

1)、采用锤击计数仪106自动记录穿心锤102的锤击数，避免了传统模式人工计数可能发生的错误；

2)、采用贯入量测量仪自动测量贯入器的贯入深度，避免了传统模式人工手工刻划贯入深度产生的误差，大大提高了贯入深度测量的精确度，且精确的贯入深度可以换算出更精确的锤击数；

3)、通过服务器可以实时远程监控标准贯入试验的全过程，并留有不可更改的原始数据，保证了勘察单位可以更充分地举证标准贯入试验数据的真实性；

4)、整个标准贯入试验的试验数据可以实时传送至服务器，技术人员和管理人员在室内就可以实时调取试验数据进行分析，发现异常试验数据后，可及时与现场试验员进行沟通，保证了试验和试验数据的真实性和可靠性；

5)、采用gps定位器1013进行定位，保证了标准贯入试验是按照任务书要求在指定位置进行，再通过服务器自动录入项目数据库，大大减少了数据录入的工作量，并避免了人工录入可能造成的错误，有助于勘察工作自动化和勘察数据信息化的进程。

本实施例中，锤击计数仪106具有计数器1061以及抵压弹片1062，其中，计数器1061上设置有计数开关1064，且该计数开关1064位于穿心锤102的下方，抵压弹片1062的一端固定连接在计数器1061上，另一端朝上翘起，形成抵压端，该抵压端位于计数开关1064的上方；当穿心锤102每次朝下锤击时，穿心锤102则会抵压着抵压弹片1062朝下变形移动，直至抵压弹片1062抵压着计数开关1064，从而触动计数器1061计数一次，且当穿心锤102朝上移动后，抵压弹片1062的抵压端则会自动朝上抬起复位，这样，则较为便捷的实现自动记录锤击数的操作。

作为更加的实施方式，抵压弹片1062的抵压端上设置有抵压滚轮1063，当穿心锤102朝下锤击时，穿心锤102抵压着抵压滚轮1063，驱动其朝下移动，直至抵压滚轮1063抵压在计数开关1064上，当穿心锤102朝上移动后，抵压弹片1062则带着抵压滚轮1063朝上弹起复位。这样，通过设置抵压滚轮1063，可以使得整个抵压变形过程更加顺畅，且便于对计数开关1064的抵压。

在穿心锤102的下方设置有垫座103，垫座103与触探杆104的上端连接，贯入器连接在触探杆104的下端，这样，穿心锤102自上而下锤击的垫座103上，从而驱动触探杆104带动着贯入器朝下贯入试验土层中。

本实施例中，在垫座103的外侧连接有朝外延伸布置的安装板107，该安装板107呈水平状布置，上述的锤击计数仪106安装在该安装板107上，抵压弹片1062的抵压端朝上翘起凸出在垫座103的上方，这样，当穿心锤102锤击在垫座103上的同时，也同步带动着抵压弹片1062的抵压端朝下变形移动。

本实施例中，贯入量测量仪包括激光测距器105，该激光测距器105安装在安装板107上，且激光测距器105具有朝下布置的激光发射头，在标准贯入试验中，每锤击一次，激光发射头则自动发射一次，测得与地面的距离变化，从而获得贯入器贯入试验土层的贯入深度。

或者，作为其他实施例，贯入量测量仪包括绳测计算器108，该绳测计算器108内设置有自动收卷在绳测计算器108内的拉绳200，拉绳200的下端收卷在绳测计算器内，绳测计算器108固定设置；拉绳200的上端连接在安装板107上，这样，在标准贯入试验中，每锤击一次，垫座103朝下移动，拉绳200则会回收一定长度至绳测计算器108内，该回收的长度则贯入器贯入试验土层的贯入深度。

钻孔内嵌入有套管204，在套管204的外侧设置有固定杆206，上述的绳测计算器108固定在固定杆206上，且拉绳200处于拉紧绷直状态，这样，随着穿心锤102的锤击，安装板107每次下落，拉绳200则会被绳测计算器108回收拉绳200的下落长度，数据处理器1015将拉绳200的下落长度的数据传送给服务器100，进而计算得到贯入器贯入试验土层的贯入深度。

本实施例中，固定杆206的端部设置有连接筒205，该连接筒205中设置有连通套管204内部的连通孔，固定杆206的内端对接在连接筒205的外侧壁上，固定杆206的外端背离连接筒205朝外延伸，且固定杆206与连通孔保持垂直布置。连接筒205的下部插设在套管204的上端中，且连通孔与套管204内部上下对齐连通。

在固定杆206内端设置有朝下延伸的弹性夹片，该弹性夹片与连接筒205的外侧壁之间具有夹紧间隙，当连接筒205的下部插设在套管204的上端中后，套管204的侧壁嵌入在夹紧间隙中，利用弹性夹片紧紧夹住套管204，稳固固定杆206的位置。

在连接筒205的外侧设置有两个卡勾，两个卡勾与上述的夹紧间隙呈背离设置，两个卡勾的上端固定连接在连接筒205的外侧壁上，两个卡勾的下端相向倾斜布置，当连接筒205的下部套入套管204内后，两个卡勾的下端卡合在套管204的外侧壁上。由于两个卡勾的下端呈相向倾斜布置，这样，实现对连接筒205相背离方向的卡紧，配合弹性夹片，使得连接筒205稳固连接在套管204上。

在上述的施工步骤6)中，数据盒101的数据处理器1015可以对不同回次的贯入深度进行自动拼接，并对单位贯入深度的锤击数进行计算，以精确到小数点位。

数据盒101上设置有多色指示灯，多色指示灯根据实际施工情况，会对应亮起不同颜色，在施工步骤6)中，当贯入量测量仪测量得到的贯入深度超过45cm时，数据盒101的数据处理器1015则会停止读数，多色指示灯则会亮起绿色，且此时即使继续锤击，数据处理器1015也不会继续读数。

本实施例中，数据盒101包括盒体，盒体内具有容腔1011，上述的数据处理器1015、无线传输器1014、gps定位器1013、电池以及网络天线1016均布置在容腔1011内，盒体上设置有盒盖，可以通过合上盒盖，使得数据盒101处于封闭状态，也可以通过打开盒盖，便于对盒体内部的元件等进行维修或更换。

在盒体的侧壁上形成有数据口1012，该数据口1012与数据处理器1015连接，外部的设备等可以直接通过数据线连接数据口1012，实现与数据处理器1015之间进行数据传输等。

在盒体的侧壁上设置有活动盖，该活动盖的外侧凸出有凸块，凸块与盒体的侧壁通过转动轴铰接，且在该转动轴上连接有扭簧。

活动盖用于封盖数据口1012，且当需要打开数据口1012时，则可以将活动盖相对于转动轴转动，将数据口1012打开，且当外力撤除后，在扭簧的作用下，活动盖则会自动复位封盖数据口1012。

在盒体的侧壁上形成有多个朝外凸出的筋条，且相邻的筋条之间形成有凹陷区域，上述的数据口1012则布置在凹陷区域中，且上述的多色指示灯也布置在凹陷区域中。

另外，多色指示灯以及数据口1012整个陷入在凹陷区域中，这样，当盒体发生碰撞时，利用筋条的保护，可以避免数据口1012或者多色指示灯被撞坏。

本实施例中，在容腔1011的底部设置架空板，该架空板与容腔1011的底部之间存在间隙，且架空板中设置有多个通孔，上述的数据处理器1015、无线传输器1014、gps定位器1013、电池以及网络天线1016均布置架空板的上方，且数据处理器1015、电池、无线传输器1014以及gps定位器1013等直接固定在架空板上。这样，即使容腔1011内出现进水积水现象时，由于架空板的架空作用，也可以避免数据处理器1015、电池、无线传输器1014以及gps定位器1013等被谁泡浸，起到防水的作用。

具体地，多个通孔遍布架空板布置，或者，根据实际需要，也可以在架空板上的局部位置布置。

为了便于操作，在上述盒盖的外表面形成有触摸屏，这样，在不打开盒体的状态上，则可以直接通过触摸屏对数据处理器1015进行数据输入以及处理等。

网络天线1016具有底座1017，且网络天线1016呈横卧状布置在盒体的容腔1011内，其底座1017拆卸连接在盒体的内侧壁上，这样，可以大大节约容腔1011的体积，由于网络天线1016的长度可能比较长，通过横卧布置的方式，可以节约空间布置。

具体地，在底座1017上设置有魔术贴，底座1017通过魔术贴的贴合方式拆卸固定在盒体的内侧壁上。

本实施例中，安装板107的端部具有套孔1071，通过台套孔1071套在垫座103的外周，且安装板107呈水平布置；在垫座103的外周设置有环绕槽1031，该环绕槽1031具有环形的内底壁1032，沿自下而上的方向，内底壁1032朝内倾斜布置，在套孔1071的内侧壁覆盖在弹性层1072，套孔1071套设在环绕槽1031上，且弹性层1072置于环绕槽1031内，抵压着环绕槽1031的内底壁1032。这样，穿心锤102朝下锤击抵压弹片1062朝下变形移动后，弹性层1072可以起到缓冲的作用，避免对安装板107产生硬性碰撞，另外，当安装板107朝下出现位移以后，在弹性层1072以及倾斜状布置的内底壁1032的作用下，可以安装安装板107自动回复，保持安装板107与垫座103之间的相对位置不变。

环绕槽1031具有下环壁1033以及上环壁1034，该上环壁1034及下环壁1033均环绕垫座103外周布置，且上环壁1034对接在内底壁1032的上端，下环壁1033对接在内底壁1032的下端，上环壁1034、内底壁1032及下环壁1033之间围合形成上述的环绕槽1031。

安装板107的套孔1071套在环绕槽1031中后，安装板107的上端面抵接着上环壁1034，且安装板107的下表面与下环壁1033之间具有间隙，这样，可以保证安装板107在振动的情况下，朝下具有一定的移动空间，当然，当朝下移动后，在倾斜状的内底壁1032及弹性层1072的作用下，安装板107自动朝上移动复位。

弹性层1072具有朝向内底壁1032的内侧面，弹性层1072的内侧面上凸设有多个凸出筋条1073，凸出筋条1073呈纵向布置，且多个凸出筋条1073沿着弹性层1072的圆周方向环绕布置，沿着自下而上的方向，凸出筋条1073的凸出宽度逐渐加大，这样，当套孔1071套在环绕环以后，凸出筋条1073抵接在内底壁1032上，凸出筋条1073则会产生驱动安装板107朝上的作用力，使得安装板107的上表面抵接在上环面上。

本实施例中，凸出筋条1073的内部嵌入有弹性片，弹性片沿着凸出筋条1073的长度方向延伸布置，且弹性片的下部呈弯曲状，这样，可以保证凸出筋条1073的弹性力更大，可以更好的驱动安装板107朝上移动。

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。