土层取样装置的制作方法

本实用新型涉及土层取样设备制造技术，尤其涉及一种土层取样装置。

背景技术：

地基是设置在建筑物下面、支用于支承建筑物的土层或岩层。地基包括天然地基和人工地基，天然地基为不需要加固的天然土层或岩层；人工地基为人工加固处理后的土层或岩层，例如：砂垫层，石块垫层等。在建筑物地基的建造之前，需对建造位置的土层进行抽样检测，根据土层性质确定采用何种地基；因此如何在建造地基之前对土层进行采样成为研究的热点。

现有技术中，建造建筑物地基之前，常常通过土层取样装置对地下的土层进行取样，以取得不同深度的土层样品。取样装置包括取样杆和取样头，取样头包括呈柱状的取样头本体，取样头本体的底部向内部形成有容纳腔，取样头本体的顶部与取样杆的一端连接。取样之前可先在地面向下开设取样孔，在取样孔的深度达到需要采取样品的深度时，操作人员通过手持取样杆将取样头伸入取样孔内，操作人员扭转取样杆，进而带动取样头转动，使得取样孔内的土经取样头底部进入到容纳腔内部；之后，通过向上提起取样杆，进而将取样头由取样孔内取出；与此同时，容纳腔内部的土由于与容纳腔内壁之间存在摩擦力，而随着取样头一起由取样孔取出；之后对取样头内的土进行检测，根据检测结果确定地基的种类。

然而现有技术中的取样装置，在对土壤比较松散的土层进行取样时，将取样头从取样孔内取出的过程中，土与取样头之间的摩擦力不足，取样头内部的土容易由取样头的底部掉落，造成取样失败。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种土层取样装置以解决，在对土壤比较松散的土层进行取样时，将取样头从取样孔内取出的过程中，土与取样头之间的摩擦力不足，取样头内部的土容易由取样头的底部掉落，造成取样失败的技术问题。

本实用新型提供一种土层取样装置，包括：取样杆、取样头以及挡板，所述取样头的底部向内部凹陷形成有容纳腔，所述取样头的侧壁开设开口，所述取样头的顶部与所述取样杆的下端连接；所述挡板可拆卸的与所述取样头连接，所述挡板用于封堵所述取样头的底部，以阻止所述容纳腔内的土由所述取样头的底部掉落。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述挡板设置在所述容纳腔的内部。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述挡板与所述容纳腔的侧壁之间通过紧固螺栓连接。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述挡板卡设在所述容纳腔的侧壁上。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述取样头的底部向外形成有凸出部。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述凸出部为多个，多个所述凸出部沿所述取样头的底部间隔设置。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述取样杆的上端设置有横杆，所述横杆的轴线与所述取样杆的轴线呈预设夹角。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述取样杆与所述取样头之间可拆卸的连接。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述取样杆包括第一连杆、中间连杆以及第二连杆，所述第一连杆的下端与所述中间连杆的上端可拆卸的连接，所述中间连杆的下端与所述第二连杆的上端可拆卸的连接，所述第二连杆的下端与所述取样头连接。

如上所述的土层取样装置，优选地，所述中间连杆为多个，多个所述中间连杆中，前一所述中间连杆的下端与后一所述中间连杆的上端连接。

本实用新型提供的土层取样装置，通过取样头的顶部与取样杆的下端连接；挡板可拆卸的与取样头连接，挡板用于封堵取样头的底部；在取样头由取样孔内取出的过程中，挡板可以封堵取样头的底部，取样头内的土不会由取样头的底部掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的土层取样装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的土层取样装置中取样头的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的土层取样装置中取样杆的结构示意图。

附图标记说明：

10，取样头；

20，取样杆；

30，横杆；

101，挡板；

102，凸出部；

201，第一连杆；

202，中间连杆；

203，第二连杆；

204，转换螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。

建筑物包括地上部分和地下部分，地上部分为处在地平面以上的建筑物，一般包括处在地面之上的商场、居民楼等；地下部分为处在地平面之下的建筑物，例如：地下停车场、储物室等。地下部分的下部设置有地基，地基是整个建筑物的基础，地基承载着整个建筑物的重量，因此地基的质量和性能直接影响建筑物安全性。建造建筑物时，首先将在地面以下建造地基，之后在地基的上部建造建筑物的其他部分。地基一般分为自然地基和人工地基，自然地基为不需人工加固的自然土层或者岩层，如果建筑物的自重减小而且安全性要求不高，可以选择自然地基，以节省建造时间和建造费用；人工地基为经过人工加固处理的地基，例如砂垫层，石块垫层等，将砂石或者石块等垫在土层上，之后夯实，以形成地基，为了增加建筑物的安全性常常使用人工地基。

在建造地基之前，需对土层进行检测，以便得到土层的性质，设计人员根据土层的性质、建筑物实际情况选择地基的类型。检测时一般采用抽样检测的方法，即在欲建造建筑物的位置间隔的设置多个采样点，从每一采样点采取不同深度的土层，以便检测；例如，在每一采样点采取距离地面深度为1.5米、2.5米、3.5米等深度的土层作为样品。如果不对土层进行检测或者检测精度不足，很容易导致选取的地基种类不合适；建筑物完工之后，容易出现因地基在压力的作用下沉量过大，建筑物发生倾斜或者开裂。

图1为本实用新型一实施例提供的土层取样装置的结构示意图；图2为本实用新型一实施例提供的土层取样装置中取样头的结构示意图，请参照图1、2。本实施例提供的土层取样装置，包括：取样杆20、取样头10以及挡板101，取样头10的底部向内部凹陷形成有容纳腔，取样头10的侧壁开设开口，取样头10的顶部与取样杆20的一端连接；挡板101可拆卸的与取样头10连接，挡板101用于封堵取样头10的底部，以阻止容纳腔内的土由取样头10的底部掉落。

具体地，取样杆20可以呈圆柱状、棱柱状等规则形状，还可以呈其他的不规则形状；取样杆20可以为铁杆、铜杆、竹竿等，本实施例对取样杆20的形状和材质不做限制。取样杆20的一端可以通过任意连接方式与取样头10的顶部连接，本实施例对取样头10与取样杆20的连接方式不做限定，只要保证在取样的过程中取样头10与取样杆20不脱离即可，例如：取样杆20为金属杆取样头10为金属头，此时取样头10与取样杆20之间可以通过焊接的方式连接；或者取样头10与取样杆20之间通过铸造的方式一体成型；另外，取样杆20的下端形成有安装平面，安装平面上设置有第一通孔，取样头10上设置有第二通孔，安装平面覆盖在取样头10的顶部、且连接螺栓穿过第一通孔和第二通孔后与连接螺母配合，实现取样杆20与取样头10之间的连接。优选地，可在取样杆20上端的侧壁上设置防滑件，以便操作人员握持，且防滑件可以增加操作人员手部与取样杆20侧壁之间的摩擦力，防止取样杆20由操作人员的手部脱落；进一步优选地，防滑件可以为在取样杆20侧壁上形成的防滑花纹，或者在取样杆20侧壁上套设的橡胶套。

具体地，取样头10可以主要由铁、铜或者塑料构成，本实施例对取样头10的材质不做限制。取样头10可以呈柱状、球状、台状等，本实施例对取样头10的形状不做限制。优选地，取样头10的底部向内部凹陷形成的容纳腔可以呈圆柱状、棱柱状等规则形状，也可以呈其他的不规则形状，本实施例对容纳腔的形状不做限定；在取样头10的底部向内部凹陷形成容纳腔的同时，在取样头10的底部形成有一过孔。

具体地，取样头10侧壁上开设的开口贯穿至容纳腔，本实施例对开口的形状不做限制，另外，开口可以为一个或者多个，以使取样头10在土层内旋转时，土由开口进入到容纳腔内，便于土层的取样。

具体地，挡板101可以呈圆形、三角形、矩形等规则形状，或者其他不规则形状，本实施例对挡板101的形状不做限定，只要挡板101能够封堵取样头10的底部，以阻止容纳腔内的土由取样头10的底部掉落即可。挡板101可以封堵住取样头10底部的部分空间，例如，挡板101的横截面积小于取样头10底部的过孔的截面面积，即，挡板101只封堵住过孔的一部分；或者挡板101封堵住取样头10底部的全部空间，例如，挡板101的横截面积大于或等于取样头10底部的过孔的截面面积。优选地，挡板101与取样头10之间可以通过任意可拆卸的方式连接，本实施例对此不做限制，例如，在取样头10底部间隔的设置有至少三个第一插孔，相应的在挡板101一侧设置有至少三个套筒，至少三个插销分别穿设在不通的套筒内，并且插销的末端可由套筒内伸出或者缩回；在安装挡板101时，可将各插销由套筒内伸出，并且插销的末端分别穿设在不同的第一插孔内，即实现挡板101与取样头10之间的连接，取样结束后可将各插销缩回，挡板101由取样头10上掉落，实现取样头10与挡板101之间的拆卸。或者，在取样头10侧壁的底部向顶部开设第一螺纹孔，挡板101的上设置有第三通孔，第一螺钉穿过第三通孔后旋入第一螺纹孔内，即实现挡板101与取样头10的可拆卸连接。

本实施例提供的土层取样装置的工作过程为，首先钻出取样孔，此时需将挡板101由取样头10取下，操作人员通过手持取样杆20，将取样头10的底部抵顶在地面上，之后按压取样杆20使取样头10插入地面内，之后扭转取样杆20，使取样头10在土层内部旋转，之后将取样头10由土层内取出，倒掉取样头10内的土，而此时地面上形成有一取样孔；之后再将取样头10插入取样孔，通过扭转取样杆20而使取样头10旋转、并且在旋转取样头10的同时按压取样杆20，使取样头10向下运动，以增加取样孔的深度，之后再取出取样头10、且倒出取样头10内的土，重复以上步骤直至取样孔的深度与要取样的土层深度相同。之后进行取样，把挡板101安装在取样头10上，将取样头10伸入取样孔内，扭转取样杆20使取样头10在取样孔内转动；与此同时，取样孔侧壁上的土由取样头10侧壁上的开口进入到取样头10内部的容纳腔内，之后取出取样头10，对取样头10内的土进行取样。另外上述钻出取样孔的过程中可通过其他的钻孔机械进行钻孔，例如钻孔机等，可以减小钻取样孔的时长以及难度。

本实施例提供的土层取样装置，通过取样头10的顶部与取样杆20的下端连接；挡板101可拆卸的与取样头10连接，挡板101用于封堵取样头10的底部；在取样头10由取样孔内取出的过程中，挡板101可以封堵取样头10的底部，取样头10内的土不会由取样头10的底部掉落。

具体地，挡板101设置在容纳腔的内部。以免在将取样头10从取样孔内取出的过程中，挡板101与取样孔的侧壁接触，使挡板101与取样头10脱离，进而取样头10内的土掉落。优选地，在取样头10的侧壁上间隔的开设有第二插孔和第三插孔，挡板101的一端穿过第二插孔后插入第三插孔，与此同时，挡板101的另一端进入到第二插孔内，挡板101的中部停留在容纳腔的内部。

优选地，挡板101与所述容纳腔的侧壁之间通过紧固螺栓连接。保证了挡板101与取样头10之间的连接强度。具体地，挡板101的边缘折弯形成有连接平面，连接平面上开设有第三通孔，在取样头10的侧壁上的预设位置开设有第二螺纹孔，紧固螺栓穿过第三通孔旋入第二螺纹孔内，即实现挡板101连接在取样头10的预设位置。优选地，紧固螺栓为多个，相应的在取样头10的侧壁上预设位置间隔的开设多个第二螺纹孔，在连接平面上开设多个第三通孔，多个紧固螺栓分别穿过不同的第三通孔之后与不同的第二螺纹孔配合，以增加挡板101与取样头10之间的连接强度。

优选地，挡板101卡设在容纳腔的侧壁上。方便了挡板101的拆卸。优选地，在挡板101的侧边上设置有多个卡块，相应的在容纳腔的侧壁上的预设位置设置有与卡块配合的卡槽；或者在挡板101的侧边上形成有卡槽，相应的在容纳腔的侧壁上的预设位置形成与卡槽配合的卡块，通过将卡块卡设在卡槽内，即实现挡板101与容纳腔之间的卡接。

具体地，预设位置可以为多个，多个预设位置沿取样头10的顶部向底部间隔的设置，挡板101可以设置在任意预设位置上，使得挡板101与取样头10顶部之间形成不同容积的空间，不同容积的空间能够容纳不同量的土，使得土层取样装置可以取得不同量的土。在其他实施例中，土层取样装置还可以包括支撑架，支撑架包括至少三根支柱，至少三根支柱的顶端通过底座连接在一起，每根支柱的底端间隔的支撑在地面上，底座上具有一安装通道；取样杆20包括上杆和下杆，下杆的下端与取样头10连接，上杆穿设在安装通道内，以保证取样杆20的稳定；上杆的下端形成有轴孔，下杆的上端具有一转轴；或者在下杆的上端形成有轴孔，上杆的下端具有转轴；转轴容置在轴孔内，即实现上杆与下杆之间的可拆卸连接；为了减小上杆与下杆之间摩擦力，在转轴与轴孔之间设置滚动轴承，即转轴穿设在滚动轴承的内圈内，滚动轴承的外圈与轴孔的侧壁连接。另外还包驱动装置，驱动装置可以为任意能够输出一定转速和扭矩的装置，用以驱动下杆转动；例如：驱动装置可以为电动机，电动机的壳体可以通过焊接或者螺栓连接的方式与上杆连接，电动机的主轴可以通过传动装置与下杆连接，以在电动机的主轴转动时通过传动装置带动下杆转动。

优选地，传动装置可以包括设置在电动机主轴上的第一齿轮，以及设置在下杆外侧与第一齿轮啮合的第二齿轮，电动机主轴转动时带动第一齿轮转动，进而第一齿轮带动第二齿轮转动，下杆发生转动；或者传动装置包括第一带轮和第二带轮，第一带轮与电动机的主轴连接，第二带轮设置在下杆的外侧，第一带轮与第二带轮之间通过柔性带连接；通过柔性带与第一带轮和第二带轮之间的摩擦力，使得电动机转动时，带动第一带轮转动，同时柔性带运动，进而带动第二带轮转动。另外驱动装置还可以包括摇臂，摇臂的首端可转动的与上杆连接，摇臂的首端设置有蜗杆，在下杆上设置有与蜗杆啮合的涡轮，操作人员可以通过摇转摇臂的末端以驱动蜗杆转动，进而蜗杆带动涡轮转动，实现驱动下杆转动。在下杆转动的同时，下杆带动取样头10在取样孔内转动，可以完成钻孔或取样，操作方便。

具体地，取样头10的底部向外形成有凸出部102。在取样头10对土层的压力相同的情况下，减小了取样头10与土层之间的接触面积，增大取样头10对土层的压强，加快了取样头10钻孔的速率，同时取样头10可以在较为坚硬的土层上钻孔。

优选地，凸出部102为多个，多个凸出部102沿取样头10的底部间隔设置。进一步加快了取样头10的钻孔速率。进一步优选地，凸出部102表面形成有硬化层，以增大凸出部102表面的硬度，防止在钻孔或者取样的过程中，凸出部102被土层内的石块磨损，进而损坏取样头10。硬化层可以为在凸出部102表面采用一定的热处理工艺后形成的硬度较高的金属层、或者硬化层为在凸出部102表面铺设的一层硬度较高的装置。

具体地，取样杆20的上端设置有横杆30，横杆30的轴线与取样杆20的轴线呈预设夹角。通过旋转横杆30进而带动取样杆20转动，以实现钻孔或者取样，操作方便、省力。优选地，预设夹角可以为直角或者其他使取样杆20的轴线与横杆30的轴线不平行的任意夹角。

具体地，取样杆20与取样头10之间可拆卸的连接。以便在取样头10损坏时快速更换取样头10，另外同一取样杆20可以与不同的取样头10配合，增强取样杆20的通用性。优选地，可以在取样杆20的下端形成有第三螺纹孔，在取样头10的顶部设置有与第三螺纹配合的第一螺柱，将第一螺柱旋入第三螺纹孔内，即可实现取样杆20与取样头10之间的可拆卸连接。或者，取样头10的顶部设置有一套管，套管的侧壁上设置有第一定位孔，取样杆20的侧壁上设置有第二定位孔，取样杆20的下端穿设在套管内，并且，定位销穿设在第一定位孔和第二定位孔内，进而实现取样杆20与取样头10之间的可拆卸连接。

具体地，取样杆20包括第一连杆201、中间连杆202以及第二连杆203，第一连杆201的下端与中间连杆202的上端可拆卸的连接，中间连杆202的下端与第二连杆203的上端可拆卸的连接，第二连杆203的下端与取样头10连接。在不使用时可将第一连杆201、中间连杆202以及第二连杆203彼此分开，以免占用空间，便于土层取样装置的储存和运输。

优选地，第一连杆201的下端、第二连杆203的上端以及中间连杆202的两端均设置有第二螺柱，转换螺母204的内部开设有螺纹孔；第一连杆201下端的第二螺柱和中间连杆202上端的第二螺柱分别由一转换螺母204上螺纹孔的两端旋入，直至第一连杆201下端抵顶中间连杆202上端；相同地，中间连杆202的下端的第二螺柱和第二连杆203上端的螺柱分别旋入另一转换螺母204上螺纹孔的两端，直至中间连杆202的下端抵顶第二连杆203上端，进而实现第一连杆201、第二连杆203与中间连杆202的连接。

优选地，中间连杆202为多个，多个中间连杆202中，前一中间连杆202的下端与后一中间连杆202的上端连接。多个中间连杆202中前一中间连杆202的下端与后一中间连杆202的上端可以通过转换螺母204可拆卸的连接。多个中间连杆202中处在最外侧的两个中间连杆202分别与第一连杆201和第二连杆203连接，这样可以通过调节中间连杆202的数量来调整整个取样杆20的长度，进而可以钻不同深度的取样孔或者在不同深度的取样孔内取得土层样品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。