[发明专利]一种扩底桩扩底部位桩端水泥土取样装置及其取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及桩基施工技术领域，特别是涉及一种扩底桩施工技术，具体的说是一种扩底桩扩底部位桩端水泥土取样装置及其取样方法。

背景技术

随着我国城市化建设的发展，城市空间越来越紧张，因此要求建筑物不断向高层化演变，以提高空间的利用效率。高层建筑物荷载大，一般采用桩基础，为了达到要求的承载能力，往往需要提高单桩承载能力或增加桩数。一般情况下，单枚桩能提供较高的承载力时，对降低工程的总造价有利。对具体某一项目而言，提高单桩承载力一般可通过增大桩径的形式实现，亦可通过增加桩长，将桩端置于更好的持力层来实现，但这两种方法亦较大幅度的提高了造价。

当场地分布有土性较好的持力层时，采用扩底的措施可以在不增大桩径和桩长的情况下较大幅度的提高单桩承载力，同时可以减小桩间距，减少因荷载大而使得桩满布仍难以满足承载能力要求的情况，并缩小承台尺寸，较大幅度的节约造价。

扩底部位对承载力的贡献建立在其自身具有一定强度的基础上，同时，对扩底部位施工质量的稳定性也需要进行有效的监控。因而，需要寻求一种简便的方法对扩底部位形成的水泥土进行取样，通过无侧限抗压强度试验等获取相应数据，从而对扩底部位的施工质量进行评价。

目前通常采用在水泥土达到要求的养护龄期后，利用钻机钻探取样的方式获取桩端水泥土试样。该种方法取样效率低，造价高，同时，当桩较长时，普通钻机钻进的垂直度较难保证，该方法难以有效的取出具有代表性的试样。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供成本低廉、操作简单、取样精确且无需后续额外劳动即可有效解决扩底部位桩端水泥土取样难题的一种扩底桩扩底部位桩端水泥土取样装置及其取样方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种扩底桩扩底部位桩端水泥土取样装置，该装置包括一端铰链安装在钻杆上受液压系统控制能扩张和收拢的扩大叶片以及固定安装在该扩大叶片上的上取土盒和固定安装在钻杆上的下取土盒，上取土盒和下取土盒均为一端为敞开端的盒体，并且扩大叶片收拢时，上取土盒恰与下取土盒相盖合构成一封闭的取土盒，下取土盒下端面制有水泥土样品出口，该水泥土样品出口配设有封堵螺栓。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的钻杆上铰链安装两个扩大叶片，两扩大叶片在钻杆上相距180度分布，每一扩大叶片上均安装有上取土盒，相应地每一上取土盒均对应有一下取土盒。

上述的上取土盒和下取土盒均具有由钢板材料围成的四周面，上取土盒的底面由扩大叶片的部分表面构成，下取土盒的底面由钻杆的部分表面构成。

上述的钢板材料的钢板厚度为0.3cm到3cm。

上述的上取土盒的敞开端制有内环定位凸出，相应地下取土盒的敞开端制有与该内环定位凸出相配合的内环定位凹入；内环定位凸出的长度为1cm到5cm，相应地内环定位凹入的深度为1cm到5cm。

上述的上取土盒的敞开端制有外环定位凸出，相应地下取土盒的敞开端制有与该外环定位凸出相配合的外环定位凹入；外环定位凸出的长度为1cm到5cm，相应地外环定位凹入的深度为1cm到5cm。

上述的下取土盒的水泥土样品出口的直径为2cm到10cm。

上述的下取土盒设置在钻杆上相对靠近钻头的位置处，扩大叶片的铰链端位于下取土盒的上方。

上述的扩大叶片的扩张角度小于90度。

本发明还提供了一种扩底桩扩底部位桩端水泥土取样装置的取样方法，该方法包括以下步骤：

a)、通过液压系统控制钻杆上的扩大叶片，使扩大叶片在液压的作用下扩张并按照设计的要求完成扩底操作；

b)、旋转并上下升降钻杆，通过扩张的扩大叶片对扩底部位的水泥土进行搅拌；

c)、通过液压系统控制扩大叶片收拢，利用安装在扩大叶片上的上取土盒和安装在钻杆上的下取土盒相配咬合，使取土盒中充满水泥土，完成桩端水泥土样品的采集；

d)、拔出钻杆带动取土盒使取土盒至地面以上位置，再螺旋取下封堵在水泥土样品出口的封堵螺栓，采用容器收集取得的桩端水泥土样品。