用于检测路基压实度的全自动取样装置的制作方法

本实用新型一种用于检测路基压实度的全自动取样装置，属于土木工程公路施工质量检测领域。

背景技术：

随着社会飞速发展，公路物流在交通运输中的地位越来越高，运输吨位的不断提高也使得重型货车应运而生，高速公路的建设因此也进入了快车道。重型货车的出现对高速公路的承载能力提出了更高的要求，公路桥梁的承载能力主要取决于下部桩基的承载能力，公路回填土路基的承载能力直接取决于回填土的压实度。在施工过程中如果出现压实度不达标的施工质量问题，会造成回填土路基承载力下降，在公路投入运营以后会出现路基的不均匀沉降及桥头跳车等危害性因素。因此，为了满足重型卡车的承载力要求，在施工中必须对回填土路基的压实度进行严格的检测。目前检测回填土路基压实度的主流方法有灌砂法，核子密度仪测定法和环刀法。核子密度仪测定法虽能够用于现场的快速评定，但该方法对人体会造成一定的危害，目前应用较少。环刀法试样的质量过小，人为因素影响较大，精度较低。灌砂法是经典的传统方法，测定结果具有代表性，但该方法的挖取土样的过程较为漫长，每层填土压实度检测点不少于3点，每点的操作过程约15分钟，随施工段落的延长，密实度检测的工作量大会造成施工人员编造检测数据。

目前，国内市场已经出现了用于挖取土样的设备。中国实用新型专利CN 103759966 A公开了一种检测干密度的静压取土设备及沙土压实度的质量控制方法，该装置采用静压的方法来挖取中心土样，静压势必会在设备下探过程中挤压周围土体，直接影响检测精度，该仪器部件繁杂且计算方法过于精细化，很难为现场的施工人员所接受。中国实用新型专利CN 104372785 A公开了一种取土器，该装置主要用于地质勘探领域，并不适合用于回填土路基的压实度检测。

为加快现场回填土路基压实度的检测，同时能够保证检测数据的准确性，防止编造数据的现象发生，研发一种能够用于灌砂法的土样挖取设备是有现实意义的。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种结构简单且设计合理的用于检测路基压实度的全自动取样装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于检测路基压实度的全自动取样装置，包括：

土样抓取单元，用于对待检测路基的土体进行垂直下切；

动力单元，与土样抓取单元连接，并带动土样抓取单元旋转并同时下降；

高压气源，与土样抓取单元连通，对切削的土样进行切断；和

土样拔出单元，用于将土样取出。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，土样抓取单元包括固定体和转动体，固定体与动力单元连接，转动体下部设有切削刀具和多个气割孔，且转动体内具有空腔。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，土样拔出单元为多个固定式活塞扣。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，转动体为框架式圆筒结构，包括顶架、底架和连接顶架与底架的多个连接柱，固定式活塞扣和气割孔分别交替设置在连接柱内侧上。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，切削刀具为沿底架下端面分布向下凸起的切削齿。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，动力单元为电机，电机具有中空轴，中空轴和固定体之间对接卡紧，中空轴一端连通高压气源，另一端对称设置有扇形片，固定体上表面设有与扇形片配合的卡槽。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，中空轴前端具有内凹的导气管对接卡口，固定体上具有与气管对接卡口对接的导气嘴。

上述用于检测路基压实度的全自动取样装置，动力单元上连接有保护架。

本实用新型的有益效果是：

（1）该装置结构简单，易于运输，可操作性很强，很容易被施工现场的工作人员所接受。

（2）该装置采用旋转切割的方法来取样，减少了对周围土体的扰动，能够保证灌砂法检测结果的准确性。

（3）该装置能够极大地提高灌砂法的取土样效率，减少了人力工作量，能够有效的防止现场编造检测数据现象的发生。

附图说明

图1为本实用新型组装以后的整体结构示意图；

图2为本实用新型的土样抓取单元的结构示意图；

图3为本实用新型的动力单元的结构示意图

图4为本实用新型的动力单元另一方向的结构示意图；

图5为本实用新型的土样抓取单元的结构剖面示意图。

其中：1、动力单元，2、土样抓取单元；2-1、固定体，2-2、固定螺栓，2-3、导气嘴，2-4、卡槽，2-5、转动体，2-6、切削齿；3a-1、保护架，3a-2、电机，3a-3、中空轴，3a-4、电源开关；3b-1、扇形片，3b-2、导气管对接卡口；4-1、固定式活塞扣，4-2、气割孔，3a1、固定环，3a2、连接杆，3a3、斜杆，a、顶架，b、底架，c、连接柱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

参考图1，一种用于检测路基压实度的全自动取样装置，包括土样抓取单元2、动力单元1、高压气源和土样拔出单元，土样抓取单元2用于对待检测路基的土体进行垂直下切；动力单元1与土样抓取单元2连接，并带动土样抓取单元2旋转并同时下降；高压气源与土样抓取单元2连通，对切削的土样进行切断；土样拔出单元，用于将土样取出。

动力单元1为大功率直流电机，电机3a-2表面设有电源开关3a-4，电机3a-2具有中空轴3a-3，中空轴3a-3用于导气管连通高压气源，中空轴3a-3前端具有内凹的导气管对接卡口3b-2，且前端对称焊接有扇形片3b-1。

动力单元1上连接有保护架3a-1，保护架3a-1包括上下两个平行设置的固定环3a1、连接两固定环3a1的连接杆3a2和连接连接杆3a2与电机3a-2的斜杆3a3，可以保护人体避免与电机3a-2接触，消除触电危险，另外方便手持并保持土样抓取单元2垂直对土样进行抓取，防止偏斜。

土样抓取单元2包括固定体2-1和转动体2-5，固定体2-1上具有与气管对接卡口对接的导气嘴2-3，能够与高压气源密封对接，固定体2-1表面设有与扇形片3b-1配合的卡槽2-4，通过扇形片3b-1与卡槽2-4对接，使固定体2-1与动力单元1连接，带动土样抓取单元2旋转；转动体2-5为框架式圆筒结构且内具有空腔，转动体2-5包括顶架a、底架b和连接顶架a与底架b的多个连接柱c，转动体2-5下部设有切削刀具和多个气割孔，切削刀具为沿底架下端面分布向下凸起的切削齿2-6。

土样拔出单元为多个固定式活塞扣4-1，固定式活塞扣4-1和气割孔4-2分别交替设置在连接柱c内侧上，且固定式活塞扣4-1经固定螺栓2-2与固定体2-1连接。

本实用新型的使用过程如下：

（1）将该装置运到现场后，对装置进行组装。将扇形片3b-1与卡槽2-42-4进行对接卡紧，并检查对接后卡头的密封性。

（2）现场工作人员一名，抓紧保护架3a-1，保持切削齿2-6垂直放置在待检测的回填土路基之上，此时接通电源，并打开电源开关3a-4，在进行土体下切的过程中，时刻保持垂直下切。

（3）当切削到指定深度以后，外接高压气源对准电机中空轴3a-3并卡紧，控制气压在1 MPa-1.5 MPa之间，保持转动体2-5在此深度继续旋转不进行下切。

（4）土体松动以后，启动固定式活塞扣4-1使之做向心运动，夹持住松动土体取出，用毛刷清扫孔内剩余渣土后，进行灌砂法接下来的步骤。

采用了上述结构后，本装置能够实现对不同压实度的土体快速测定，提高了检测效率，且操作方便，易于被施工人员接受。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本实用新型技术原理的前提下，依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本实用新型的专利保护范围。