一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机

技术领域

本发明涉及建筑施工取样技术领域，更具体地说，本发明涉及一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机。

背景技术

三轴搅拌桩是长螺旋桩机的一种，同时有三个螺旋钻孔，施工时三条螺旋钻孔同时向下施工，是软基处理的一种有效形式，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度，三轴搅拌桩在基坑围护工程起到重要的作用，而是施工时，需要对施工形成并使用的水泥与土的混合进行检测，获取水泥土的实际参数，以便于及时调整水泥使用量，确保施工质量。

例如，公开号为CN101672731B的一件中国发明专利公开了一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，解决了现场原位初始水泥土混合浆液取样的关键问题，为水泥土搅拌桩的强度、均匀性等指标的测量提供了方便实用的检测配套工具，解决了深处水泥土浆液取样难的问题，

在现有技术中，参考上述对比文件，取样设备为简单的筒体结构，每次取样，均需要将取样设备投入至水泥土浆液中进行取样，且每次只取同一部位的一组样本，在三轴搅拌桩施工中，桩基空间较大较深，为保证检测精度，需要在不同深度提起多个样本，而现有技术则需要多次投入设备进行取样，每次取样后还需进行清洗，避免样本混合影响检测精度，从而导致整体检测效率较低，影响施工进度。

发明内容

本发明提供的一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，所要解决的问题是：现有技术中对于不同深度的采样点需要多次投入设备进行取样导致整体检测效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，包括取样器和选区盖，取样器中设置有多个存放腔，每个存放腔中均存放一个取样瓶，选区盖转动安装在取样器上，选区盖上开设有一个浆液进入口，浆液进入口对应取样瓶的开口设置，取样器中安装有伺服电机，取样器的顶部固定连接有投放绳缆，伺服电机通过驱动浆液进入口转动至对应取样瓶处使浆液进入取样瓶中。

在一个优选的实施方式中，取样器中对应各取样瓶的位置均滑动安装有顶杆，顶杆位于取样瓶远离其开口的一端，且顶杆贯穿取样器，并与取样器滑动连接。

在一个优选的实施方式中，取样瓶的开口向下设置，选区盖转动安装在取样器的底部，取样瓶的顶壁上开设有排气口，取样器中对应每个存放腔顶部的位置处均设置有排气通道，投放绳缆为空心管，排气通道与空心管连通。

取样瓶中滑动安装有浮动活塞板，浮动活塞板在浆液中的浮力大于浮动活塞板的重力和浮动活塞板与取样瓶之间的摩擦力之和，浮动活塞板的重力大于浮动活塞板与取样瓶之间的摩擦力。

在一个优选的实施方式中，取样器底部的外侧连接有取出绳缆，取出绳缆提起时，取样器倒置。

在一个优选的实施方式中，取样瓶的底部开口设置为内缩式瓶口，取样瓶上还连接有封口盖，封口盖的大小小于浆液进入口的大小，浮动活塞板与封口盖之间通过连接线连接，浮动活塞板上浮对排气口封堵后，通过连接线将封口盖拉入至内缩式瓶口中对内缩式瓶口进行封堵。

在一个优选的实施方式中，取样瓶的长度值小于存放腔的深度值，取样瓶滑动安装在存放腔中，取样瓶的内壁中固定连接有限位块，浆液未进入取样瓶中时，浮动活塞板在自重下落在限位块上。

在一个优选的实施方式中，存放腔底部边缘设置有与取样器外壁相互连通的引流通道，引流通道在存放腔内部的一端位于取样瓶顶部与存放腔顶部接触后取样瓶底壁的位置，引流通道的另一端向上倾斜设置。

在一个优选的实施方式中，伺服电机固定安装在取样器的底部，伺服电机的电机轴为扁平结构，选区盖上设置有与电机轴对应的扁平插孔，电机轴的底端贯穿扁平插孔，并螺纹套装有螺纹紧固套。

在一个优选的实施方式中，所有的顶杆远离取样瓶的一端通过漂浮式环座共同连接，漂浮式环座为空心结构，且漂浮式环座在浆液中的浮力大于漂浮式环座和顶杆的重力。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在取样器中设置多个取样瓶，设备每下降至一个深度，控制选区盖转动使浆液进入口对应一个取样瓶，使水泥土浆液从浆液进入口流入取样瓶中，完成取样，进而可一次投放实现多个深度点的水泥土浆液采样，无需每采样一次就投放一次设备，极大的提高了采样效率；

2、本发明通过设置将取样瓶的开口朝下设置，浆液进入取样瓶后，浮动活塞板向上浮起，且取样瓶上部的空气从排气通道和空心管向外界排出，不影响浆液的注入效率，而设备携带的空气也不会与桩基内剩余浆液接触，提高了采样效率的同时，也不会对原有浆液产生影响；

3、本发明通过设置封口盖，浆液进入取样瓶中使浮动活塞板上浮对排气口封堵后，通过连接线将封口盖拉入至内缩式瓶口中对内缩式瓶口进行封堵，从而在取样瓶采样完毕后可以利用封口盖自行密封，保证各个取样瓶之间的浆液不会相互渗透。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图；

图2为本发明实施例1的取样状态示意图；

图3为本发实施例2的取样状态示意图；

图4为本发明实施例三的取样状态示意图；

图5为本发明实施例3中其中一个取样瓶取满后的状态图；

图6为本发明实施例3中另一个取样瓶取样状态示意图；

图7为本发明实施例3中设备倒置后的状态图；

图8为本发明实施例3中取出取样瓶的状态图；

图9为本发明实施例3中取样瓶的结构示意图

图10为本发明实施例3中选区盖的可拆卸组装示意图。

附图标记为：1、取样器；11、存放腔；12、投放绳缆；121、空心管；13、取出绳缆；14、排气通道；15、引流通道；2、选区盖；21、浆液进入口；22、合盖；3、取样瓶；31、排气口；32、浮动活塞板；33、封口盖；34、连接线；35、限位块；36、内缩式瓶口；4、伺服电机；41、电机轴；42、螺纹紧固套；5、顶杆；51、漂浮式环座。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

参照说明书附图1和图2，一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，包括取样器1和选区盖2，所述取样器1中设置有多个存放腔11，每个所述存放腔11中均存放一个取样瓶3，所述选区盖2转动安装在取样器1上，且所述选区盖2对应取样瓶3的开口方向设置，所述选区盖2上开设有一个浆液进入口21，所述浆液进入口21对应取样瓶3设置，所述取样器1中安装有用于驱动选区盖2转动的伺服电机4，所述取样器1的顶部固定连接有用于将取样器1投放至地基基础下的投放绳缆12，所述伺服电机4通过驱动选区盖2转动使浆液进入口21运动至对应取样瓶3处实现该取样瓶3的取样。

进一步的，所述取样器1中对应各取样瓶3的位置均滑动安装有顶杆5，所述顶杆5位于取样瓶3远离其开口的一端，且所述顶杆5贯穿取样器1，并与取样器1滑动连接，从而在取样结束后，通过推动顶杆5即可将取样瓶3从存放腔11中取出。

需要说明的是，在本实施例中，采用取样瓶3开口向上的方式，即取样瓶3通过合盖22转动安装在取样器1的顶部，伺服电机4横向安装在取样器1中，选区盖2上设置有齿环，伺服电机4通过齿轮与齿轮穿的配合，实现对选区盖2的转动驱动，同时，在本实施例中，顶杆5设置在存放腔11的底部区域。

在本实施例中，实施场景具体为：将各取样瓶3装入取样器1中后，组合选区盖2，而后通过投放绳缆12将设备投放至地基基础下的第一个采样点，此时浆液进入口21对应第一个取样瓶3，水泥土浆液从浆液进入口21流入取样瓶3中，存满后，控制选区盖2转动使浆液进入口21移动至无取样瓶3的区域，将设备继续下放至下一个深度的第二个采样点，再控制浆液进入口21与下一个取样瓶3对应，进行第二次采样，以此循环操作，即可一次投放实现多个深度点的水泥土浆液采样，提高采样效率，采集完毕后将设备提起至地面，本实施例中，可以通过将浆液进入口21转动至对应的取样瓶3后向上推动顶杆5将取样瓶3顶出。

实施例2

在实施例1中，采取了简易的多点采样方案，其中取样瓶3的开口向上，操作简单，但是在投放设备时，各取样瓶3内部均存有空气，因此当浆液进入口21突然与取样瓶3对接时，浆液向下灌入取样瓶3，而取样瓶3中空气要上浮，从而相互影响，降低采样效率，且在浆液中增加空气，容易增添水泥土中的气泡，影响后续施工质量，进而在本实施例中提供另一种采样方案，具体照说明书附图3，一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，与实施例1不同的是，所述取样瓶3的开口向下设置，所述选区盖2转动安装在取样器1的底部，所述取样瓶3的顶壁上开设有排气口31，所述取样器1中对应每个存放腔11顶部的位置处均设置有排气通道14，所述投放绳缆12为空心管121，所述排气通道14与空心管121连通。

进一步的，所述取样瓶3中滑动安装有浮动活塞板32，所述浮动活塞板32在浆液中的浮力大于浮动活塞板32的重力和浮动活塞板32与取样瓶3之间的摩擦力之和，所述浮动活塞板32的重力大于浮动活塞板32与取样瓶3之间的摩擦力。

需要说明的是，使用时，空心管121的顶端位于地面之上，所述取样器1底部的外侧连接有取出绳缆13，所述取出绳缆13提起时，投放绳缆12不做提起，从而在重心的变化下，使取样器1整体能够倒置，而后保持倒置状态被提升至地面。

在本实施例中，实施场景具体为：将取样器1投放至指定位置后，控制浆液进入口21移动至对应的取样瓶3处，而在浆液进入取样瓶3前，所述浮动活塞板32位于取样瓶3的底部开口处，浆液进入取样瓶3后，所述浮动活塞板32受浮力影响向上浮起，且取样瓶3上部的空气从排气通道14和空心管121向外界排出，不影响浆液的注入效率，而设备携带的空气也不会与桩基内剩余浆液接触，提高了采样效率的同时，也不会对原有浆液产生影响。

与实施例1相同的是，每采集完一个取样瓶3后，先控制浆液进入口21转动至无取样瓶3处，此时所有的取样瓶3都受到封堵，因此在设备位置改变时，不会有其他位置的浆液进入取样瓶3中，而在选区盖2的封堵下，各个取样瓶3中的浆液也互不影响，相互独立。

实施例3

在实施例2中，能够有效的解决设备带入空气的问题，而当取样瓶3开口向下时，取样瓶3的底部开口时刻与取样瓶3接触，且由于水泥土浆液中含有大量砂石，长期使用后，选区盖2与取样瓶3的相对摩擦会对取样瓶3的开口处产生磨损，影响密封性能，各组取样瓶3之间的浆液以及取样瓶3与外部非采集区的浆液之间有相互渗透流通的可能。

因此，本实施例在实施例2的基础上提供一种使用寿命更高，不会影响后续采集精度的技术方案，具体的，参照说明书附图4-图10，一种三轴水泥土搅拌桩水泥土浆液取样机，所述取样瓶3的底部开口设置为内缩式瓶口36，所述取样瓶3上还连接有封口盖33，所述封口盖33的大小小于浆液进入口21的大小，确保封口盖33可以从浆液进入口21落下，所述浮动活塞板32与封口盖33之间通过连接线34连接，连接线34的长度应满足所述浮动活塞板32上浮对排气口31封堵后，通过连接线34将封口盖33拉入至内缩式瓶口36中对内缩式瓶口36进行封堵，从而在取样瓶3采样完毕后可以利用封口盖33自行密封，保证各个取样瓶3之间的浆液不会相互渗透。

需要说明的是，封口盖33与内缩式瓶口36封堵时，封口盖33的底壁与选区盖2之间留有间隙，浆液进入口21未移动至取样瓶3处时，封口盖33轻微下移，贴合在取样瓶3上，因此此时封口盖33未与内缩式瓶口36完全密封，二者之间留有间隙，因此，当浆液进入口21运动到取样瓶3时，封口盖33可以自动下落出浆液进入口21，不会受气压影响封死，而当取样瓶3中浆液注满后，封口盖33才与内缩式瓶口36完全贴合封堵。

进一步的，所述取样瓶3的长度值小于存放腔11的深度值，所述取样瓶3滑动安装在存放腔11中，所述取样瓶3的内壁中固定连接有限位块35，浆液未进入取样瓶3中时，浮动活塞板32在自重下落在限位块35上，且封口盖33也在选区盖2的封堵下位于内缩式瓶口36中，因此，在取样瓶3中浮动活塞板32以下的区域保留有一部分空气，因此，在设备投入到指定位置，并进行采样时，浆液进入口21对准取样瓶3后，封口盖33在自重下向下落，内缩式瓶口36打开，浆液涌入取样瓶3中，将空气连带浮动活塞板32向上顶起直至封口盖33与内缩式瓶口36完全封堵后，此时，取样瓶3底部通过浆液进入口21仍旧与外界的浆液连通，而由于取样瓶3中还存有部分空气，因此取样瓶3的整体密度小于外部浆液密度，会在存放腔11中产生上浮，此时可以使取样瓶3的底部脱离与选区盖2的接触，而后选区盖2转动时，不会与取样瓶3产生摩擦，降低摩擦损耗，且浆液进入口21转走后，取样瓶3底部与选区盖2间的区域还存留有浆液，因此在设备未取出过程中，取样瓶3不会下降。

进一步的，所述存放腔11底部边缘设置有与取样器1外壁相互连通的引流通道15，所述引流通道15在存放腔11内部的一端位于取样瓶3顶部与存放腔11顶部接触后取样瓶3底壁的位置，所述引流通道15的另一端向上倾斜设置。

通过采用上述技术方案，当取样完毕后，提升取出绳缆13，使取样器1在浆液中完成倒置，此时取样瓶3和存放腔11的开口朝上，取样瓶3在重力作用下深入至存放腔11的深处，而引流通道15也变成朝下倾斜，当取样器1移出浆液后，取样瓶3与选区盖2之间存留的浆液即可从引流通道15向外流出，不会阻碍后期取样瓶3的取出。

进一步的，所述伺服电机4固定安装在取样器1的底部，所述伺服电机4的电机轴41为扁平结构，所述选区盖2上设置有与电机轴41对应的扁平插孔，所述电机轴41的底端贯穿扁平插孔，并螺纹套装有螺纹紧固套42，从而实现对选区盖2的驱动的同时，也方便选区盖2的拆装，以便于后续取出取样瓶3，伺服电机4的链接和控制线路可以通过空心管121引出至地面进行操控。

进一步的，所有的所述顶杆5远离取样瓶3的一端通过漂浮式环座51共同连接，所述漂浮式环座51为空心结构，且所述漂浮式环座51在浆液中的浮力大于漂浮式环座51和顶杆5的重力，具体的，在采样时，顶杆5位于取样器1上浮，进入浆液后上浮，顶杆5不影响取样瓶3，在倒置取出取样器1后，取走选区盖2，将漂浮式环座51放置在地面，在取样器1的重力作用下，顶杆5即可将取样瓶3向上顶出，方便取出。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。