1.本发明涉及桩基施工设备领域，特别涉及到一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法。
背景技术：
2.水泥土复合管桩是在水泥土搅拌桩完成后在搅拌桩的中心植入管桩形成的复合桩。上述复合桩是在搅拌桩的基础上演变而来，而一些相关的规范也规定，在植入管桩之前对水泥土搅拌桩的搅拌质量进行检验，检验的方法为软取芯。
3.例如《水泥土复合管桩基础技术规程》中规定：水泥土复合管桩中的水泥土桩宜采用软取芯法检验水泥土强度，检验数量不宜小于总桩数的1%，且不宜小于3根桩。该规范明确指出了软取芯的概念为：在刚施工完成而尚未凝固的水泥土桩中取浆液制作试块。
4.因此，在桩基验收中需要对搅拌桩的质量进行检测，为了实现快速软取芯，本发明提出了一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备的施工方法。
技术实现要素：
5.针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法，弥补了现有技术的不足，实现了快速软取芯的需求，通过在原有搅拌钻机上增加取芯设备，不需要再配备其他取芯钻机；通过设置取芯舱配合搅拌钻机的定位，可以实现精确取芯。
6.一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，包括搅拌钻机、卷扬机构、钢丝绳、激振器、导杆、导正装置、连接头、取芯舱，其中取芯舱包括圆管壳体、检修装置、钻尖、上盖板、下盖板、逆止结构；所述卷扬机构安装在搅拌钻机的桅杆上，钢丝绳绕在卷扬机构上并与导杆连接，导杆靠近钢丝绳一端焊接有固定板，激振器通过螺栓安装在固定板上，导杆与取芯舱之间通过连接头连接，取芯舱的下盖板上焊接有钻尖，下盖板上预留有进浆孔，下盖板上通过螺栓固定有逆止结构，逆止结构覆盖进浆孔，逆止结构的上表面粘贴有支撑板，上盖板上预留有排气孔，检修装置开设在圆管壳体上，检修装置与圆管壳体之间通过螺栓固定；钻机支腿上安装有导正装置，导正装置与导杆之间接触连接。
7.优选地，所述激振器为对称分布的两个。
8.优选地，所述导杆为圆管状多节结构，圆管的壁厚为2mm~5mm，圆管的外径为5cm~15cm，每节圆管的长度为2m~5m，根据取芯的深度确定导杆的长度，导杆长度大于取芯深度1~2m。
9.优选地，所述取芯舱的外径为10cm~20cm，取芯舱的长度为100cm~200cm。
10.优选地，所述上盖板上预留的排气孔为1~2个，排气孔的直径为2cm~5cm。
11.优选地，所述逆止结构为橡胶垫片，橡胶垫片为带有缺口的圆片状结构，橡胶垫片的直径小于下盖板同时大于下盖板上的进浆孔，橡胶垫片上粘贴的支撑板直径小于橡胶垫片直径。
12.一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备的施工方法，其特征在于，采用所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，对搅拌桩搅拌完成以后，水泥土浆液未发生初凝之前进行施工，具体施工步骤如下：（1）对正取样点转动搅拌钻机，使得钻机桅杆上的卷扬机构对正搅拌完成的钻孔，微调桅杆，确保钻尖与取芯点重合；（2）下放取芯舱根据取样深度确定导杆的长度，将导杆与钢丝绳连接，导杆穿过导正装置，通过连接头连接取芯舱，钢丝绳下放，将取芯舱下放到指定深度；下放过程中首先靠设备自重下降，如果紧靠自重不能达到制定深度，开启激振器，通过震动使得设备进一步下降；下降的过程中浆液从下盖板的进浆孔进入到取芯舱内，取芯舱内的空气从排气孔排出，随着深度不断增大，新的浆液从进浆孔进入，原来的浆液从排气孔排出；（3）提取浆液当取芯舱达到设定深度后，保持静止15s~30s，使得取芯舱内取到制定深度的浆液，通过钢丝绳将取芯舱上提，上提的过程中，浆液受到逆止结构的阻挡不能从下盖板上的进浆孔排出，且上提过程中浆液不能从排气孔进入到取芯舱；（4）取出浆液当取芯舱提取到地面后，拆除连接头，封堵排气孔并将取芯舱内倒转，外力打开逆止结构，之后将取芯舱翻转回来，取芯舱内的浆液从进浆孔流出，软取芯完毕；（5）清洗软取芯结构清洗导杆、导正装置和取芯舱。
13.本发明所带来的有益技术效果：实现了快速软取芯的需求，通过在原有搅拌钻机上增加取芯设备，不需要再配备其他取芯钻机；通过设置取芯舱配合搅拌钻机的定位，可以实现精确取芯。
附图说明
14.图1为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中软取芯设备在搅拌钻机上安装位置图。
15.图2为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中取芯舱的结构示意图。
16.图3为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中导正装置的结构示意图。
17.图4为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中取芯舱的结构侧视图。
18.图5为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中逆止结构剖面图。
19.图6为本发明一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法中逆止结构俯视图。
20.其中，1-搅拌钻机、2-卷扬机构、3-钢丝绳、4-激振器、5-导杆、6-导正装置、7-连接头、8-取芯舱、81-圆管壳体、82-检修装置、83-钻尖、84-上盖板、85-下盖板、86-逆止结构。
具体实施方式
21.实施例1：下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：如图1~6所示，一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，包括搅拌钻机1、卷扬机构2、钢丝绳3、激振器4、导杆5、导正装置、连接头7、取芯舱8，其中取芯舱8包括圆管壳体81、检修装置82、钻尖83、上盖板84、下盖板85、逆止结构86；所述卷扬机构2安装在搅拌钻机1的桅杆上，钢丝绳3绕在卷扬机构2上并与导杆5连接，导杆5靠近钢丝绳3一端焊接有固定板，激振器4通过螺栓安装在固定板上，导杆5与取芯舱8之间通过连接头7连接，取芯舱8的下盖板85上焊接有钻尖83，下盖板85上预留有进浆孔，下盖板85上通过螺栓固定有逆止结构86，逆止结构86覆盖进浆孔，逆止结构86的上表面粘贴有支撑板，上盖板84上预留有排气孔，检修装置82开设在圆管壳体81上，检修装置82与圆管壳体81之间通过螺栓固定；钻机支腿上安装有导正装置，导正装置与导杆5之间接触连接。
22.优选地，所述激振器4为对称分布的两个。
23.优选地，所述导杆5为圆管状多节结构，圆管的壁厚为2mm~5mm，圆管的外径为5cm~15cm，每节圆管的长度为2m~5m，根据取芯的深度确定导杆5的长度，导杆5长度大于取芯深度1~2m。
24.优选地，所述取芯舱8的外径为10cm~20cm，取芯舱8的长度为100cm~200cm。
25.优选地，所述上盖板84上预留的排气孔为1~2个，排气孔的直径为2cm~5cm。
26.优选地，所述逆止结构86为橡胶垫片，橡胶垫片为带有缺口的圆片状结构，橡胶垫片的直径小于下盖板85同时大于下盖板85上的进浆孔，橡胶垫片上粘贴的支撑板直径小于橡胶垫片直径。
27.一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备的施工方法，其特征在于，采用所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，对搅拌桩搅拌完成以后，水泥土浆液未发生初凝之前进行施工，具体施工步骤如下：（1）对正取样点转动搅拌钻机1，使得钻机桅杆上的卷扬机构2对正搅拌完成的钻孔，微调桅杆，确保钻尖83与取芯点重合；（2）下放取芯舱8根据取样深度确定导杆5的长度，将导杆5与钢丝绳3连接，导杆5穿过导正装置，通过连接头7连接取芯舱8，钢丝绳3下放，将取芯舱8下放到指定深度；下放过程中首先靠设备自重下降，如果紧靠自重不能达到制定深度，开启激振器4，通过震动使得设备进一步下降；下降的过程中浆液从下盖板85的进浆孔进入到取芯舱8内，取芯舱8内的空气从排气孔排出，随着深度不断增大，新的浆液从进浆孔进入，原来的浆液从排气孔排出；（3）提取浆液当取芯舱8达到设定深度后，保持静止15s~30s，使得取芯舱8内取到制定深度的浆
液，通过钢丝绳3将取芯舱8上提，上提的过程中，浆液受到逆止结构86的阻挡不能从下盖板85上的进浆孔排出，且上提过程中浆液不能从排气孔进入到取芯舱8；（4）取出浆液当取芯舱8提取到地面后，拆除连接头7，封堵排气孔并将取芯舱8内倒转，外力打开逆止结构86，之后将取芯舱8翻转回来，取芯舱8内的浆液从进浆孔流出，软取芯完毕；（5）清洗软取芯结构清洗导杆5、导正装置和取芯舱8。
28.实施例2：下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：如图1~6所示，一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，包括搅拌钻机1、卷扬机构2、钢丝绳3、激振器4、导杆5、导正装置、连接头7、取芯舱8，其中取芯舱8包括圆管壳体81、检修装置82、钻尖83、上盖板84、下盖板85、逆止结构86；所述卷扬机构2安装在搅拌钻机1的桅杆上，钢丝绳3绕在卷扬机构2上并与导杆5连接，导杆5靠近钢丝绳3一端焊接有固定板，激振器4通过螺栓安装在固定板上，导杆5与取芯舱8之间通过连接头7连接，取芯舱8的下盖板85上焊接有钻尖83，下盖板85上预留有进浆孔，下盖板85上通过螺栓固定有逆止结构86，逆止结构86覆盖进浆孔，逆止结构86的上表面粘贴有支撑板，上盖板84上预留有排气孔，检修装置82开设在圆管壳体81上，检修装置82与圆管壳体81之间通过螺栓固定；钻机支腿上安装有导正装置，导正装置与导杆5之间接触连接。上述所有除了搅拌钻机1以外的所有结构共同组成软取芯设备，将软取芯设备安装在搅拌钻机1上进行快速软取芯。
29.优选地，所述激振器4为对称分布的两个。激振器4采用对阵布置，激振器4包括所有能产生震动效果的设备，激振器4的震动传递给导杆5，进而促进钻尖83的下钻。
30.优选地，所述导杆5为圆管状多节结构，当设计取芯深度为15m时候，圆管的壁厚为3mm，圆管的外径为8cm，每节圆管的长度为2m，连接8根导杆5。当钻尖83到达15m深度时候确保激振器4在地面以上。
31.优选地，所述取芯舱8的外径为15cm，取芯舱8的长度为100cm。
32.优选地，所述上盖板84上预留的排气孔为1个，排气孔的直径为5cm。
33.优选地，所述逆止结构86为橡胶垫片，橡胶垫片为带有缺口的圆片状结构，橡胶垫片的直径小于下盖板85同时大于下盖板85上的进浆孔，橡胶垫片上粘贴的支撑板直径小于橡胶垫片直径。橡胶垫片上粘贴有支撑板，支撑板的厚度为0.2mm~1mm，支撑板为刚性结构，橡胶垫片与下盖板85之间通过螺栓孔连接，支撑板不在螺栓固定的范围内，当泥浆从进浆孔进入时，橡胶垫片和支撑板一起绕螺栓翘起，由于支撑板与螺栓之间有一定的距离，因此并不影响橡胶垫片的翘起，但是当提起时候，取芯舱8内浆液重量较大，此时支撑板增大了橡胶垫片的刚度，保证逆止结构86的有效性。
34.一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备的施工方法，其特征在于，采用所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，对搅拌桩搅拌完成以后，水泥土浆液未发生初凝之前进行施工，具体施工步骤如下：（1）对正取样点转动搅拌钻机1，使得钻机桅杆上的卷扬机构2对正搅拌完成的钻孔，微调桅杆，确保钻尖83与取芯点重合；
（2）下放取芯舱8根据取样深度确定导杆5的长度，将导杆5与钢丝绳3连接，导杆5穿过导正装置，通过连接头7连接取芯舱8，钢丝绳3下放，将取芯舱8下放到指定深度；下放过程中首先靠设备自重下降，如果紧靠自重不能达到制定深度，开启激振器4，通过震动使得设备进一步下降；下降的过程中浆液从下盖板85的进浆孔进入到取芯舱8内，取芯舱8内的空气从排气孔排出，随着深度不断增大，新的浆液从进浆孔进入，原来的浆液从排气孔排出；（3）提取浆液当取芯舱8达到设定深度后，保持静止15s~30s，使得取芯舱8内取到制定深度的浆液，通过钢丝绳3将取芯舱8上提，上提的过程中，浆液受到逆止结构86的阻挡不能从下盖板85上的进浆孔排出，且上提过程中浆液不能从排气孔进入到取芯舱8；（4）取出浆液当取芯舱8提取到地面后，拆除连接头7，封堵排气孔并将取芯舱8内倒转，外力打开逆止结构86，之后将取芯舱8翻转回来，取芯舱8内的浆液从进浆孔流出，软取芯完毕；（5）清洗软取芯结构清洗导杆5、导正装置和取芯舱8。
35.本发明是一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法，实现了快速软取芯的需求，通过在原有搅拌钻机上增加取芯设备，不需要再配备其他取芯钻机；通过设置取芯舱配合搅拌钻机的定位，可以实现精确取芯。
36.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。技术特征：
1.一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，包括搅拌钻机、卷扬机构、钢丝绳、激振器、导杆、导正装置、连接头、取芯舱，其中取芯舱包括圆管壳体、检修装置、钻尖、上盖板、下盖板、逆止结构；所述卷扬机构安装在搅拌钻机的桅杆上，钢丝绳绕在卷扬机构上并与导杆连接，导杆靠近钢丝绳一端焊接有固定板，激振器通过螺栓安装在固定板上，导杆与取芯舱之间通过连接头连接，取芯舱的下盖板上焊接有钻尖，下盖板上预留有进浆孔，下盖板上通过螺栓固定有逆止结构，逆止结构覆盖进浆孔，逆止结构的上表面粘贴有支撑板，上盖板上预留有排气孔，检修装置开设在圆管壳体上，检修装置与圆管壳体之间通过螺栓固定；钻机支腿上安装有导正装置，导正装置与导杆之间接触连接。2.根据权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，所述激振器为对称分布的两个。3.根据权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，所述导杆为圆管状多节结构，圆管的壁厚为2mm~5mm，圆管的外径为5cm~15cm，每节圆管的长度为2m~5m，根据取芯的深度确定导杆的长度，导杆长度大于取芯深度1~2m。4.根据权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，所述取芯舱的外径为10cm~20cm，取芯舱的长度为100cm~200cm。5.根据权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，所述上盖板上预留的排气孔为1~2个，排气孔的直径为2cm~5cm。6.根据权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，其特征在于，所述逆止结构为橡胶垫片，橡胶垫片为带有缺口的圆片状结构，橡胶垫片的直径小于下盖板同时大于下盖板上的进浆孔，橡胶垫片上粘贴的支撑板直径小于橡胶垫片直径。7. 一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备的施工方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备，对搅拌桩搅拌完成以后，水泥土浆液未发生初凝之前进行施工，具体施工步骤如下：（1）对正取样点转动搅拌钻机，使得钻机桅杆上的卷扬机构对正搅拌完成的钻孔，微调桅杆，确保钻尖与取芯点重合；（2）下放取芯舱根据取样深度确定导杆的长度，将导杆与钢丝绳连接，导杆穿过导正装置，通过连接头连接取芯舱，钢丝绳下放，将取芯舱下放到指定深度；下放过程中首先靠设备自重下降，如果紧靠自重不能达到制定深度，开启激振器，通过震动使得设备进一步下降；下降的过程中浆液从下盖板的进浆孔进入到取芯舱内，取芯舱内的空气从排气孔排出，随着深度不断增大，新的浆液从进浆孔进入，原来的浆液从排气孔排出；（3）提取浆液当取芯舱达到设定深度后，保持静止15s~30s，使得取芯舱内取到制定深度的浆液，通过钢丝绳将取芯舱上提，上提的过程中，浆液受到逆止结构的阻挡不能从下盖板上的进浆孔排出，且上提过程中浆液不能从排气孔进入到取芯舱；（4）取出浆液当取芯舱提取到地面后，拆除连接头，封堵排气孔并将取芯舱内倒转，外力打开逆止结
构，之后将取芯舱翻转回来，取芯舱内的浆液从进浆孔流出，软取芯完毕；（5）清洗软取芯结构清洗导杆、导正装置和取芯舱。
技术总结
本发明公开了一种适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法，属于桩基施工设备领域，包括搅拌钻机、卷扬机构、钢丝绳、激振器、导杆、导正装置、连接头、取芯舱，其中取芯舱包括圆管壳体、检修装置、钻尖、上盖板、下盖板、逆止结构；导杆靠近钢丝绳一端焊接有固定板，激振器通过螺栓安装在固定板上，导杆与取芯舱之间通过连接头连接，下盖板上预留有进浆孔，下盖板上通过螺栓固定有逆止结构，逆止结构的上表面粘贴有支撑板，上盖板上预留有排气孔。本发明的施工步骤为：对正取样点，下放取芯舱，提取浆液，取出浆液，清洗软取芯结构。本发明实现了快速软取芯的需求。了快速软取芯的需求。了快速软取芯的需求。
技术研发人员：宋伟杰 朱庆凯 李建平 麻学博 王伟涛 刘光磊 武思宇
受保护的技术使用者：北京中岩大地科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/3/7
声明：
“适配于水泥土搅拌桩机的软取芯设备及其施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京中岩大地科技股份有限公司
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2024年09月11日 ~ 13日 
