专利名称：用于压紧砂石以建造石柱的探针及使用该探针的方法
技术领域：
本发明涉及一种探针，用来压紧砂石以建造一石柱，特别是指一种探针及一种方法，该探针具有一探针头，用来压紧砂石，该方法是使用该探针，用来建造一石柱。
背景技术：
石柱(stone columns)是用来增加土壤的承载能力、剪切强度、及固结速率，减少整地，以及增加土壤的液化阻力。主要的设计原理在于处理石柱及周围的土壤，以作为一种复合的地基。对于石柱的建造，一般是使用喷水或喷气的圆柱形的振动探针(vibrating probes)进入地中以形成洞穴，当该探针移出地表时,所述的这些洞穴则再回填碎石或压碎的岩石。与振动移位法(vibro-displacement method)相较,振动置换法 (vibro-replacement method)有较小的移位,并且对周围的土地有较小的振动干扰。然而，由于安装过程会产生泥浆，此方法仍会对环境造成冲击。因此，目前需要发展一种用于建造石柱的方法，以克服前述的振动干扰及环境冲击。美国专利Publication No. 2008/0131211A1曾揭示一种螺旋钻头，其使用于地基桩柱系统(foundation pile system),该地基桩柱系统包括一钻孔台,用于安装及旋转一连接于该螺旋钻头的泥浆管，以形成一钻孔机。然而，该螺旋钻头的作用于土壤太过强烈，使得该螺旋钻头可能被卡住，而无法排放水泥材料至地中。美国专利4397588号曾揭示一有关于土壤处理的改良，该土壤处理是用于地基及类似结构，特别是用于土壤的压紧的石柱的建造。该压紧的石柱的上部可设置一坚硬的核心，使得作用于石柱的垂直负载可传达该石柱的较深部位，而使该石柱的作用更为有效。于该揭示的专利中，一探针是向下穿入该石柱中以形成一洞，该洞可填充水泥，在该水泥硬化后而形成一固体核心。该揭示的专利中，一探针可使回填的砂石作径向移位而进入原本土壤的软质部份。然而，该专利并未包括安全的测量，以面对该探针可能无法排放水泥材料至地中的状况。美国专利5279502号曾揭示一装置与一方法，用来在土壤中建造一压紧的石柱。该专利是揭示一叶轮装置，该叶轮装置是固定于探针的下端。该叶轮装置可连续地操作，并且向外驱动及压紧碎石材料(当碎石材料离开该探针的下端时)。该叶轮装置具有一开孔，当该探针被填入碎石材料，碎石材料就会继续地流动。然而，该专利并位包括安全的测量，以面对该叶轮装置被该碎石材料卡住的状况。因此，所述的这些现有技术存在一需求，即是发展一改良的探针，其可更有效率地排放材料进入地中，该探针具有额外的特征，以供该探针卡住时的紧急使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于压紧砂石以建造石柱的探针及使用该探针的方法，其可更有效率地排放材料进入地中，该探针具有额外的特征，以供该探针卡住时的紧急使用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种探针，是用来压紧砂石以建造一石柱，该探针包括一长形中空管，包括一下端；一探针头，连结至该长形中空管的下端；其特征在于该探针头包括一对颚状夹；其中，每一颚状夹凭借一铰链连结至该长形中空管的下端；以及该探针还包括一轴，该轴沿着该长形中空管的内侧而被固定，倘若该对颚状夹于 操作过程中无法打开，该轴可用来推开该对颚状夹。该轴是使用液压操作的方式而打开该对颚状夹。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种用于建造一石柱的方法，其特征在于包括下列的步骤(A)提供一探针，该探针包括一长形中空管及一探针头，该探针头包括一对颚状夹并且连结至该长形中空管的下端；(B)将该探针下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；(C)供给砂石进入该探针的长形中空管；(D)缩回该探针至第二预定深度的位置；(E)所述的这些砂石的重量作用于该探针头上而迫使该对颚状夹打开并且排放所述的这些砂石进入该地中的洞；(F)将该长形中空管往下投入，以压紧所述的这些砂石；步骤⑶中，在该探针往下投入的过程中，该对颚状夹可互相夹紧；以及其中，步骤(C)、⑶、(E)、(F)被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该石柱。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是本发明提供一探针，该探针可有效地操作，以注入及压紧碎石至地中。本发明提供一改良的探针，用来压紧碎石，该探针具有紧急的开启器，以备探针阻塞时的使用。本发明提供一探针，用来压紧土壤，该探针具有改善土壤阻力的特征。
图I是显示一关闭的探针头的图形；图2是显示一打开的探针头的图形；图3是显示一探针头被一轴推开的图形；图4是显示一探针的剖面图。附图标记说明100-长形中空管；101-下端；200_探针头；201_颚状夹；202_铰链；203-阻档件；300_轴；301_板件；302_液压缸；400_管件；500_固定装置。
具体实施例方式虽然本发明揭示许多详细的实施例，这些实施例仅作为本发明的范例，本发明的实施例可有各种型式。因此，本发明所揭示的特定的结构及功能并不在于限制本发明的范围，而仅是作为申请专利范围的基础。应当了解本说明书的图示及详细说明并不在于限制本发明为所揭示的特殊形式，相反地，在本发明的范围内，如申请专利范围所定义者，本发明包括所有的修正、同等品及替代品。在本说明书中，“可(may)”是一种允许的意义(即“可能性”之意)，而非一种命令的意义(即必须的意义)。同样地，“ include”, including”及“includes”均是包括之意。除非另有说明，“一(a或an) ”是代表“至少一个(at leastone) “多数个(plurality) ”是代表一个或多个(one or more)。对于技术用词的缩写，这些缩写是指该技术领域内所通用的。为了便于参考，图示中相同或相似的特征将以相同的图号表示。本发明的详细说明将参考图I至图4。本发明是有关一种探针，用来压紧砂石以建造一石柱，以及一种使用该探针的方法。本发明的较佳实施例是显示于图I。
该探针包括一长形中空管100，其包括一下端101 ;以及一探针头 200 ；其特征在于该探针头200包括一对颚状夹201 ；其中，每一颚状夹201凭借一铰链202连结至该长形中空管100的下端101 ;以及—轴300，该轴沿着该长形中空管100的内侧而被固定，若该对颚状夹201在操作过程中无法打开，该轴300可用来推开该对颚状夹201并且自该长形中空管100排放砂石进入地中的洞。在本发明的探针的一较佳实施例中，该轴300是使用液压操作的方式而开启该对颚状夹201。在本发明的探针的一较佳实施例中，该长形中空管100可为任何形状及尺寸，并且其可由各种材料所制成，例如木材、金属(最好是钢材)、或水泥、或上述的组合。该探针可使用敲打、千斤顶、喷射、或螺旋等方式而插入地中的洞，该地中的洞可使用千斤顶、敲打、挖掘、或钻孔等方式而形成。在本发明的探针的一较佳实施例中，该长形中空管100可具有不同的外径。该长形中空管100的外径可凭借固定一管件400于该长形中空管100的外围而被变更。图I是显示该管件400的图形，该管件400是沿着该长形中空管100的一部份。最好，该管件400是被旋紧于该长形中空管100，以得到更稳固的固定。在一较佳实施例中，每一颚状夹201凭借一铰链202而铰接于该长形中空管100的下端101。最好，该对颚状夹201为弧形，其具有凸形的外表面(请参考图I)。当该探针往下投入以压紧砂石时，该凸形的外表面可帮助该探针移动该地中的洞的砂石。每一颚状夹201的内表面具有一阻挡件203，该阻挡件具有一弧形表面，用来接触该轴300。在本发明的探针的一较佳实施例中，该轴300可具有一板件301，该板件301是附着于该轴300的下端，如图I所示。或者，该轴300及该板件301可形成单一的连续件。当该对颚状夹201关闭时(请参考图I)，该板件301与该阻挡件203接触。如图I所示，该板件301最好具有一对斜面，用来接触该阻挡件203。在本发明的探针的一较佳实施例中，一液压缸302可设置于该轴300的顶端，使用液压的方式延伸或缩回该轴300 (请参考图4)。在本发明的探针的一较佳实施例中，该轴300凭借一固定装置500而延着该长形中空管100的内侧而被固定(请参考图4)。最好,该固定装置500为一 U形环,该U形环是使用螺丝而固定于该长形中空管100的内侧。该U形环可允许该轴300在一限制半径的内移动，特别是在该轴300向下延伸时。在该石柱建造时，砂石可自该长形中空管100而排放至地中的洞中(请参考图2)。该长形中空管100内的砂石的重量施加于该探针头200，而使该对颚状夹201打开。在操作过程中，倘若该对颚状夹201无法打开以排放所述的这些砂石时，该液压缸302可推动该轴300，使其向下延伸。该轴300的向下移动可使该板件301的斜面推挤该阻挡件203的弧形表面，因此，该对颚状夹201将被打开(请参考图3)。当所述的这些砂石 排放完毕后，该液压缸302可缩回该轴300，该对颚状夹201仍在开启的位置。然后，该探针可往下投入以压紧所述的这些砂石。当该探针往下投入以压紧所述的这些砂石时，作用于该对颚状夹201的凸形外表面的反作用力将使该对颚状夹201关闭。当该对颚状夹201关闭时，该阻挡件203将分配该轴300的板件301的一些力量，此状况可减小作用于该铰链202的力量，于是减少该铰链202的磨损与撕裂。本发明也有关一种方法，该方法是使用本发明的探针以建造一石柱，其特征在于下列的步骤提供一探针,该探针包括一长形中空管100及一探针头200,该探针头包括一对颚状夹201并且连结至该长形中空管100的下端101 ；将该探针下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；供给砂石进入该探针的长形中空管100 ；缩回该探针至第二预定深度的位置；其中，所述的这些砂石的重量作用于该探针头200上而迫使该对颚状夹201打开并且排放所述的这些砂石进入该地中的洞(请参考图2)；将该探针往下投入，以压紧所述的这些砂石；其中，在该探针往下投入的过程中，该对颚状夹201可互相夹紧；以及其中，该方法是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该石柱。虽然本发明是参照特定的实施例而描述，所述的这些实施例如附图所示，很显然地，在本说明书及后附的申请专利范围的发明范围内，熟悉该技术的人士可作多项变更及修正。
权利要求
1.一种探针，是用来压紧砂石以建造一石柱，该探针包括 一长形中空管(100)，包括一下端(101)； 一探针头(200)，连结至该长形中空管(100)的下端(101)； 其特征在于 该探针头(200)包括一对颚状夹(201)； 其中，每一颚状夹(201)凭借一铰链(202)连结至该长形中空管(100)的下端(101)；以及 该探针还包括一轴(300)，该轴(300)沿着该长形中空管(100)的内侧而被固定，倘若该对颚状夹(201)于操作过程中无法打开，该轴(300)可用来推开该对颚状夹(201)。
2.根据权利要求I所述的探针，其特征在于该轴(300)是使用液压操作的方式而打开该对颚状夹(201)。
3.一种用于建造一石柱的方法，其特征在于包括下列的步骤 (A)提供一探针,该探针包括一长形中空管(100)及一探针头(200),该探针头包括一对颚状夹(201)并且连结至该长形中空管(100)的下端(101)； (B)将该探针下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞； (C)供给砂石进入该探针的长形中空管(100)； (D)缩回该探针至第二预定深度的位置； (E)所述的这些砂石的重量作用于该探针头(200)上而迫使该对颚状夹(201)打开并且排放所述的这些砂石进入该地中的洞； (F)将该长形中空管(100)往下投入，以压紧所述的这些砂石； 步骤(B)、步骤(F)中，在该探针往下投入的过程中，该对颚状夹(201)可互相夹紧；以及 其中，步骤(C)、(D)、(E)、(F)被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该石柱。
全文摘要
本发明是一种探针，其包括一长形中空管(100)，包括一下端(101)；以及一探针头(200)；该探针头(200)包括一对颚状夹(201)；以及一轴(300)，若该对颚状夹(201)在操作过程中无法打开，该轴(300)可用来推开该对颚状夹(201)。本发明还提供一种方法，包括下列的步骤将上述探针下降而进入地中的第一预定深度位置，以在地中形成一个洞；供给砂石进入该探针的长形中空管(100)；缩回该探针至第二预定深度的位置；其中，所述的这些砂石的重量作用于该探针头(200)上而迫使该对颚状夹(201)打开并且排放所述的这些砂石进入该地中的洞；往下投入该探针，以压紧所述的这些砂石；其中，在该探针往下投入的过程中，该对颚状夹(201)可互相夹紧；该方法是被重复地执行，直到该地中的洞填满压紧的砂石，以形成该石柱。
文档编号E02D3/08GK102864773SQ20111022223
公开日2013年1月9日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年7月8日
发明者丁增发, 沈凤仙, 林华意, 杨逸文, 林启华 申请人:地基工程私人有限公司