一种车装钻机实施静力触探试验的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地质勘探领域，具体涉及一种车装钻机实施静力触探试验的装置和方法。
【背景技术】
[0002]静力触探技术是指利用压力装置将带有探头的探杆压入试验土层，通过量测系统测试土的锥尖阻力、侧壁摩阻力等，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。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。
[0003]目前，传统的勘测设备中，现有静力触探设备是单独存在，其需要具备独立的运输设备、液压驱动设备与动力供应设备(电机或柴油机)，且与钻探设备(车装钻机)是分开的；当建设工程需要进行静力触探检测时，由于钻探设备不具备静力触探试验的功能，无论工程场地的勘察工作量有多少，钻探设备(如车装钻机)进场工作的同时，静探设备(如静力触探车)也需要进场工作，造成进出场费用高，进而导致勘测成本高，给建设工程带来较重的负担。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种车装钻机实施静力触探试验的装置和方法，使车装钻机具备静力触探试验的功能，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种车装钻机实施静力触探试验的装置，包括用于提供反力的地锚，连接地锚与车装钻机的连接装置I，用于辅助压入静力触探设备的探杆且连接车装钻机、静力触探设备的探杆的连接装置II，用于辅助拔出静力触探设备的探杆且连接车装钻机、静力触探设备的探杆的连接装置III。
[0006]所述连接装置I包括反力架和拉力杆；所述反力架设置于车装钻机车斗后端下方，反力架包含与车装钻机竖直连接的反力架轴以及与反力架轴活动连接的、能绕反力架轴自由旋转且设置有半封闭条孔的横向连接部；所述拉力杆的一端穿过半封闭条孔并可拆卸连接在横向连接部上，另一端连接地销。
[0007]所述连接装置II包括压力头、拉力头和压杆头；所述压力头由依次连接的连接部1、连接部II和连接部III组成，连接部I连接车装钻机立柱；拉力头上部设置有可由连接部II通过的拉力头上孔，拉力头内部设置有与拉力头上孔同轴的圆形加压腔，连接部III套装在拉力头内部的加压腔内；所述压杆头设置有引出静力触探设备的传输线的穿线孔I，压杆头的下端设置有可嵌入静力触探设备的探杆上端的加压孔，所述拉力头的底部设置有可使压杆头上端进入拉力头加压腔内的拉力头下孔，拉力头上设置有使拉力头以压力头的连接部II为轴进行旋转的手柄。
[0008]所述连接装置III包括拉杆头和开口拉环；所述拉杆头设置有引出静力触探设备的传输线的穿线孔II，拉杆头的下端与静力触探设备的探杆的上端连接；所述开口拉环设置有连接车装钻机卷扬系统钢丝绳的连接孔，以及用于卡住拉杆头上端并提升连接有静力触探设备的探杆的拉杆头的U形连接部。
[0009]所述连接装置III的开口拉环替换为连接装置II的拉力头；连接装置III的拉杆头的上端为设置有与拉力头底部的拉力头下孔相配合并能进入拉力头的加压腔、通过旋转拉力头卡在拉力头的加压腔内的扩大部。
[0010]所述地锚的上端设置有依次连接且同轴的连接车装钻机立柱的立柱连接孔I和连接拉力杆的拉力杆连接孔I，地锚的下端设置有地锚叶片。
[0011]所述地锚的上端还可通过其立柱连接孔I连接地锚加长杆，所述地锚加长杆的下端设置有与立柱连接孔I连接的丝扣，上端设置有依次连接且同轴的连接车装钻机立柱的立柱连接孔II和连接拉力杆的拉力杆连接孔II。
[0012]所述拉力杆的两端设置有丝扣。
[0013]所述U形连接部的一端设置有连接锁销的销轴，另一端设置有销孔，通过旋转锁销闭合U形连接部使拉杆头的上端卡在U形连接部上。
[0014]所述压力头的连接部I设置有与车装钻机立柱连接的立柱连接孔III;所述拉杆头通过其下端设置的丝扣与静力触探设备的探杆的上端连接。
[0015]所述可拆卸连接为:通过螺栓连接。
[0016]一种采用上述装置的车装钻机实施静力触探试验的方法，包括以下步骤:
步骤1，在静力触探试验待探测孔位的两侧附近，分别将地锚通过立柱连接孔I与车装钻机立柱连接，使用钻机液压、动力系统将地锚旋入地下；
步骤2，调整车装钻机的位置，使用拉力杆连接反力架和地锚，压力头的上端与钻机立柱连接；将安装好静力触探试验探头的探杆竖直放于拉力头的下方，在探杆上安装好静力触探试验打点器，将压杆头放置于探杆的上端，使探杆上端嵌入压杆头的加压孔，并使静力触探设备的传输线从压杆头的穿线孔I引出，转动拉力头手柄，使拉力头下孔与压杆头上端对正，使用钻机液压系统将钻机立柱下压，待压杆头进入拉力头的加压腔内后继续下压，将探杆压入地下后，提升钻机立柱，拿掉压杆头，在探杆上部接上第二节探杆，将压杆头放在第二节探杆上端，使用钻机液压系统将钻机立柱下压，将第二节探杆压入地下，如此反复，直至探头达到计划试验深度，在探杆压入的整个过程中打点器与静探测试仪器同步记录检测到的数据；
步骤3，取下打点器和压杆头，将拉杆头放在探杆上端，将探杆中的传输线置于拉杆头的穿线孔II中并引出，将拉杆头下端通过其丝扣与探杆连接，将开口拉环通过其连接孔与钻机卷扬系统的钢丝绳连接，把拉杆头放入开口拉环的U形连接部内，通过旋转锁销闭合U形连接部使拉杆头的上端卡在U形连接部上，开动卷扬机，提升拉杆头及与其连接的探杆，每提升一节探杆，卸下开口拉环、拉杆头后，卸下一节探杆，然后再将拉杆头连接在下一节探杆上，如此反复，直至拔出全部探杆。
[0017]一种采用上述装置的车装钻机实施静力触探试验的方法，包括以下步骤:
步骤1，在静力触探试验待探测孔位的两侧附近，分别将地锚通过立柱连接孔I与车装钻机立柱连接，使用钻机液压、动力系统将地锚旋入地下；
步骤2，调整车装钻机的位置，使用拉力杆连接反力架和地锚，压力头的上端与钻机立柱连接；将安装好静力触探试验探头的探杆竖直放于拉力头的下方，在探杆上安装好静力触探试验打点器，将压杆头放置于探杆的上端，使探杆上端嵌入压杆头的加压孔，并使静力触探设备的传输线从压杆头的穿线孔I引出，转动拉力头手柄，使拉力头下孔与压杆头上端对正，使用钻机液压系统将钻机立柱下压，待压杆头进入拉力头的加压腔内后继续下压，将探杆压入地下后，提升钻机立柱，拿掉压杆头，在探杆上部接上第二节探杆，将压杆头放在第二节探杆上端，使用钻机液压系统将钻机立柱下压，将第二节探杆压入地下，如此反复，直至探头达到计划试验深度，在探杆压入的整个过程中打点器与静探测试仪器同步记录检测到的数据；
步骤3，取下打点器和压杆头，将拉杆头放在探杆上端，将探杆中的传输线置于拉杆头的穿线孔II中并引出，将拉杆头下端通过其丝扣与探杆连接，通过拉力头手柄转动拉力头，使拉力头下孔与拉杆头上端对正，使用钻机液压系统下压钻机立柱，待拉杆头进入拉力头的加压腔内后，使用拉力头手柄将拉力头任意方向旋转，将拉杆头卡在拉力头的加压腔内，使用钻机液压系统提升立柱，拨出探杆，如此反复，直至拔出全部探杆。
[0018]本发明的有益效果:1、通过为现有车装钻机配备本发明装置，使车装钻机具备了静力触探试验的功能，为工程建设节约大量勘察成本，尤其是对于勘察工作量较小的场地，优势更加明显；2、使用本发明装置利用车装钻机进行静力触探试验工作，对于孔深适中、地层硬度适中的一般性场地，工作效率较传统的静力触探试验设备有较大幅度的提高；对于孔深较深、地层硬度较大的场地，工作效率与传统的静力触探试验设备基本持平；3、成本低廉，且一次购买，长期重复使用，低碳环保；4、适用范围广，应用前景良好，经济效益、工期效益、环境效益相当可观。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的压力头的主视图。
[0020]图2为本发明的压力头的俯视图。
[0021]图3为本发明的压力头的仰视图。
[0022]图4为本发明的拉力头的主视图。
[0023]图5为本发明的