專(zhuān)利名稱(chēng)：一種靜力觸探探桿的貫入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程勘察原位測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種靜力觸探探桿的貫入方法。
背景技術(shù)：
靜力觸探是巖土工程勘察中常用的一種原位測(cè)試方法，通過(guò)將一種特制的探頭壓入土中測(cè)得土層貫入阻力，獲得可用于工程設(shè)計(jì)的土層力學(xué)參數(shù)。這種原位測(cè)試方法在工程勘察中使用十分普遍。但是，由于貫入中探桿存在斜度，貫入土層中的探頭會(huì)偏離地面上勘探孔中心的豎直線位置致使測(cè)試數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映地面所在位置垂直向下地層的靜力觸探指標(biāo)，導(dǎo)致測(cè)試失敗。由于探桿長(zhǎng)細(xì)比很大，為保證探桿貫入不致出現(xiàn)超過(guò)允許偏斜值，目前業(yè)內(nèi)規(guī)定一次貫入深度一般超過(guò)30米至40米之間，超過(guò)這一深度之后需分段采取小導(dǎo)向護(hù)管，進(jìn)行多次貫入。這種試驗(yàn)操作方法，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種靜力觸探探桿的貫入方法，通過(guò)在貫入過(guò)程中對(duì)探桿的垂直度不斷進(jìn)行調(diào)整，保證貫入角傾斜度最小時(shí)繼續(xù)貫入，在不下導(dǎo)向護(hù)管的情況下，盡可能地提高一次貫入的深度。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
一種靜力觸探探桿的貫入方法，所述操作方法涉及探桿、液壓機(jī)，所述探桿連接在所述液壓機(jī)上并由其完成貫入，所述探桿端頭處設(shè)置有探頭，所述探頭上連接有角度傳感器，其特征在于:所述操作方法至 少包括如下步驟:
(a)將所述探桿與所述液壓機(jī)的貫入位置之間夾角設(shè)置為小于0.3° ；
(b)所述探桿貫入2-3m后停止貫入，采用管鉗將所述探桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，同時(shí)觀察所述探頭的角度數(shù)據(jù)，所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變小趨勢(shì)時(shí)，將所述探桿旋轉(zhuǎn)至所述角度數(shù)據(jù)最小值時(shí)的位置；所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變大趨勢(shì)時(shí)，將所述探桿繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)直至原位；
(c)所述步驟a)中的探桿以小于0.3°貫入后，當(dāng)所述探桿水平位置偏差大于5m時(shí)，停止貫入，通過(guò)貫入下護(hù)管進(jìn)行導(dǎo)向。當(dāng)所述探桿水平偏移不大于一定允許值時(shí)，提高探桿一次貫入的深度，否則需停止貫入，通過(guò)貫入下導(dǎo)向護(hù)管進(jìn)行垂直度控制。所述探桿貫入的土地淺層含有雜填土的情況下，對(duì)所述雜填土進(jìn)行清除直至所述土體淺層為天然土層。采用護(hù)管壓入保護(hù)所述探桿，所述探桿位于所述護(hù)管的底部時(shí)角度小于3°。
采用鉆機(jī)沖護(hù)管與所述探桿分次貫入的方法，所述的探桿位于所述護(hù)管的底部時(shí)角度小于3°，且所述的探桿超出所述護(hù)管底部后繼續(xù)貫入的深度不大于20m。所述探桿由粗細(xì)探桿搭配，所述探桿前段為細(xì)探桿，后段為粗探桿。在貫入深度20米以?xún)?nèi)不同深度多次旋轉(zhuǎn)探桿，使探桿與鉛垂線之間的夾角最小后再繼續(xù)貫入。所述步驟(a)之前還包括對(duì)所述探桿以及所述液壓機(jī)的檢查步驟，所述檢查步驟至少包括以下步驟:
通過(guò)角鋼內(nèi)側(cè)邊、旋轉(zhuǎn)邊對(duì)所述探桿以及所述探桿進(jìn)行平直度檢查、對(duì)所述探桿以及所述探頭之間的連接強(qiáng)度進(jìn)行檢查；
通過(guò)水平尺對(duì)所述液壓機(jī)水平度進(jìn)行檢查；
檢查所述探頭的角度數(shù)據(jù)。所述探桿貫入深度小于10米時(shí)，其所述角度數(shù)據(jù)大于或等于1.5°時(shí)，拔起探桿重新貫入；所述探桿貫入深度小于20米，其所述角度數(shù)據(jù)大于或等于2.5°時(shí)，拔起探桿重新貫入。當(dāng)所述探桿水平位置偏差大于5米時(shí)，停止貫入，通過(guò)貫入下護(hù)管進(jìn)行導(dǎo)向。所述的探桿超出所述護(hù)管底部長(zhǎng)度不大于20米。按粗細(xì)搭配選配探桿，前20米左右采用細(xì)的探桿，20米以后選用粗的探桿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:提高了靜力觸探探桿垂直度，可在允許的探桿偏斜度限制內(nèi)，盡可能提高探桿一次貫入深度而不必采取傳統(tǒng)的下導(dǎo)向護(hù)管等手段來(lái)提高探桿垂直度，降低了靜力觸探外業(yè)操作的工作強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明的試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖一；
圖2是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖二；
圖3是本發(fā)明步驟圖一；
圖4是本發(fā)明步驟圖二；
圖5是本發(fā)明步驟圖三；
圖6是本發(fā)明步驟圖四；
圖7是本發(fā)明步驟圖五；
圖8是本發(fā)明步驟圖六。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
如圖1-8所示，圖中標(biāo)記1-2分別為:鉆機(jī)1、探桿2。實(shí)施例一:如圖5所示，采用兩種直徑不同的探桿進(jìn)行組合，前端20m_25m部分選用36mm直徑探桿，之后的部分采用40mm或42mm直徑的探桿，這種組合法可以有效保證探桿的剛度，在貫入時(shí)不會(huì)輕易發(fā)生折斷現(xiàn)象。在施工開(kāi)始前，對(duì)每根探桿的平直度進(jìn)行檢測(cè)，一般可以通過(guò)目視法，在精度要求高的情況下將探桿倚靠在高平直度的角鋼內(nèi)側(cè)一邊旋轉(zhuǎn)一邊通過(guò)目視檢測(cè)探桿的平直度。如圖3所示，在貫入前的準(zhǔn)備工作:布置好足夠的鉆機(jī)I的地錨，調(diào)平鉆機(jī)機(jī)身使其支腿與地面充分接觸，采用水平尺檢查水平度。檢查靜探孔的垂直度，前IOm必須保證垂直，如果貫入場(chǎng)地淺部存在雜填土，在貫入前應(yīng)清理干凈，以免對(duì)探桿的貫入造成妨礙。將探頭接線與儀器連接，檢測(cè)探桿與探頭之間的連接是否正常。如圖4所示，檢查探頭顯示數(shù)值是否正常，即垂直下壓探頭，測(cè)試Ps數(shù)值采集是否正常；對(duì)探桿2上的探頭的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，分別將探頭置于不同角度，測(cè)試探頭角度測(cè)量功能是否正常。如圖6所示，將探桿平放后其讀數(shù)應(yīng)確保在90度左右，放入液壓機(jī)貫入位置時(shí)應(yīng)為O度左右(小于0.3度)，貫入時(shí)角度誤差盡量控制在I度左右。貫入時(shí)分為以下幾個(gè)階段:
(I)如圖7所示，正常貫入后，當(dāng)探桿貫入至2m-3m左右時(shí)暫停，用管鉗將探桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，查看角探頭角度數(shù)據(jù)的變化，如果角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)降低趨勢(shì)，在旋轉(zhuǎn)至最小值時(shí)停止，繼續(xù)貫入探桿；如果角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)增大趨勢(shì)，繼續(xù)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)將探桿轉(zhuǎn)回原來(lái)的位置。(2)探桿貫入到地面下5米處停止貫入，對(duì)探頭進(jìn)行溫飄和零飄校準(zhǔn)。(3)當(dāng)探桿貫入至7m_8m左右時(shí)暫停，重復(fù)步驟(I)中所做的動(dòng)作。(4)探桿貫入到地面下10米時(shí)，探頭角度數(shù)據(jù)如果顯示大于1.5度，將探桿拔出清理后重新貫入；探頭貫入到地面下20米時(shí)，探頭角度數(shù)據(jù)如果顯示大于2.5度，將探桿拔出清理后重新貫入。(5)探桿貫入過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)探桿頂端的探頭水平偏移距離超過(guò)5m的情況下，停止貫入，采用下護(hù)管導(dǎo)向的方法將探桿校正回角度偏差允許范圍內(nèi)的位置。(6)探桿貫入至底部，實(shí)驗(yàn)完成，整理數(shù)據(jù)。當(dāng)探桿貫入至硬層及較密實(shí)的砂層時(shí)，放慢貫入速度，將地錨扭緊，盡量保持機(jī)身的水平和探頭角度數(shù)據(jù)的變化，慢慢進(jìn)入。在探頭由較軟弱土層進(jìn)入較好土層時(shí)，宜控制貫入速度(慢速貫入)；在探頭進(jìn)入較好土層層面3m以?xún)?nèi)，宜至少0.5m回零一次。同時(shí)應(yīng)注意地錨是否存在拔起，及時(shí)調(diào)平鉆機(jī)。實(shí)施例二:本實(shí)施例的方法基本與實(shí)施例一相同，差別點(diǎn)在于采用15-20m的護(hù)管壓入保護(hù)探桿，適用于試驗(yàn)地區(qū)存在軟土層且貫入深度要求較高(例如大于60m)的情況下。如圖1、2所示，圖1為采用本實(shí)施例的操作方法于上海市崇明郊野公園項(xiàng)目中的59個(gè)孔的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖2為采用本實(shí)施例的操作于中國(guó)博覽會(huì)會(huì)展綜合體項(xiàng)目(北塊)中119個(gè)孔的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)兩圖可以明顯得知，本發(fā)明對(duì)探桿貫入時(shí)傾斜度具有顯著減小的作用，提高測(cè)試成功比率。
權(quán)利要求
1.一種靜力觸探探桿的貫入方法，所述操作方法涉及探桿、液壓機(jī)，所述探桿連接在所述液壓機(jī)上并由其完成貫入，所述探桿端頭處設(shè)置有探頭，所述探頭上連接有角度傳感器，其特征在于:所述操作方法至少包括如下步驟: Ca)將所述探桿與所述液壓機(jī)的貫入位置之間夾角設(shè)置為小于0.3° ； (b)所述探桿貫入一定距離后停止貫入，采用管鉗將所述探桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，同時(shí)觀察所述探頭的角度數(shù)據(jù)，所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變小趨勢(shì)時(shí)，將所述探桿旋轉(zhuǎn)至所述角度數(shù)據(jù)最小值時(shí)的位置；所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變大趨勢(shì)時(shí)，將所述探桿繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)直至原位； (c)所述步驟a)中的探桿以小于0.3°貫入后，當(dāng)所述探桿水平位置偏差大于5m時(shí)，停止貫入，通過(guò)貫入下護(hù)管進(jìn)行導(dǎo)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:所述探桿貫入的土地淺層含有雜填土的情況下，對(duì)所述雜填土進(jìn)行清除直至所述土體淺層為天然土層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:采用護(hù)管壓入保護(hù)所述探桿，所述探桿位于所述護(hù)管的底部時(shí)角度小于3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:采用鉆機(jī)沖護(hù)管與所述探桿分次貫入的方法，所述的探桿位于所述護(hù)管的底部時(shí)角度小于3°，且所述的探桿超出所述護(hù)管底部后繼續(xù)貫入的深度不大于20m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:在貫入深度20米以?xún)?nèi)不同深度多次旋轉(zhuǎn)探桿，使探桿與鉛垂線之間的夾角最小后再繼續(xù)貫入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:所述探桿由粗細(xì)探桿搭配，所述探桿前段為細(xì)探桿，后段為粗探桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:所述步驟(a)之前還包括對(duì)所述探桿以及所述液壓機(jī)的檢查步驟，所述檢查步驟至少包括以下步驟: 通過(guò)角鋼內(nèi)側(cè)邊、旋轉(zhuǎn)邊對(duì)所述探桿以及所述探桿進(jìn)行平直度檢查、對(duì)所述探桿以及所述探頭之間的連接強(qiáng)度進(jìn)行檢查； 通過(guò)水平尺對(duì)所述液壓機(jī)水平度進(jìn)行檢查； 檢查所述探頭的角度數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于:所述探桿貫入深度小于10米時(shí)，其所述角度數(shù)據(jù)大于或等于1.5°時(shí)，拔起探桿重新貫入；所述探桿貫入深度小于20米，其所述角度數(shù)據(jù)大于或等于2.5°時(shí)，拔起探桿重新貫入。
全文摘要
本發(fā)明屬于巖土工程勘察原位測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種靜力觸探探桿的貫入方法，其特征在于所述的探桿以小于0.3°貫入靜探孔后，每貫入一定距離后停止貫入，采用管鉗將所述探桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，觀察所述探頭的角度數(shù)據(jù)，所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變小趨勢(shì)時(shí)，在所述角度數(shù)據(jù)最小時(shí)停止所述探桿的旋轉(zhuǎn)繼續(xù)貫入；所述角度數(shù)據(jù)出現(xiàn)變大趨勢(shì)時(shí)，所述的探桿繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)回到原位后繼續(xù)貫入。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提高了靜力觸探探桿垂直度，可在允許的探桿偏斜度限制內(nèi)，盡可能提高探桿一次貫入深度而不必采取傳統(tǒng)的下導(dǎo)向護(hù)管等手段來(lái)提高探桿垂直度，降低了靜力觸探外業(yè)操作的工作強(qiáng)度。
文檔編號(hào)E02D1/00GK103088804SQ201310049510
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者夏群, 陳琛, 龔淵, 張銀海, 周年順, 沈超 申請(qǐng)人:上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司