技术特征：
1.一种水下打桩装置，其特征在于：包括驱动机构(1)、主杆(2)、筒杆(3)、旋挖筒(4)、插杆(5)以及插头(6)；所述主杆(2)和筒杆(3)均为空心管结构；所述驱动机构(1)支撑并驱动主杆(2)转动和向下挤压，所述筒杆(3)套设在主杆(2)内；且所述筒杆(3)与主杆(2)通过可轴向相对移动但旋转干涉的花键结构(9)联动，筒杆(3)与主杆(2)之间设置有第一弹簧(7)以限制筒杆(3)与主杆(2)的相对轴向移动距离；所述主杆(2)与旋挖筒(4)上端固定连接；所述插杆(5)通过连杆(51)固定在旋转筒(4)内下部；所述插头(6)固定在插杆(5)下端；所述筒杆(3)内转动套设有一蛟龙轴(8)；所述蛟龙轴(8)下端伸入旋挖筒(4)内，上端延伸至主杆(2)上的侧面排土口；所述蛟龙轴(8)的转动方向与主杆(2)的转动方向相反。2.如权利要求1所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述主杆(2)下方的筒杆(3)外圆周上固定有一第一止挡环(31)；所述第一弹簧(7)套设在第一止挡环(31)与主杆(2)下端面之间的筒杆(3)外。3.如权利要求1所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述旋挖筒(4)内设置有一上小下大的喇叭状上导土件(41)；所述上导土件(41)上端与筒杆(3)下端连通，下端与旋挖筒(4)内壁固定连接。4.如权利要求3所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述上导土件(41)下方还设置有下导土件(42)；所述下导土件(42)也为上小下大的喇叭状；所述下导土件(42)上端直径大于上导土件(41)上端直径，且其上端固定在上导土件(41)中部；所述下导土件(42)下端固定在上导土件(41)下端下方的旋挖筒(4)内壁上。5.如权利要求4所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述上导土件(41)和下导土件(42)内表面均向轴心突出成凸弧面。6.如权利要求1至5任一权利要求所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述插头(6)包括插头主体(61)和尖部体(66)；所述插头主体(61)上端与插杆(5)下端固定连接；所述插头主体(61)内设置有液腔(62)；所述插头主体(61)外周面均匀开设有多个侧喷液孔(63)；所述侧喷液孔(63)从插头主体(61)侧面连通液腔(62)；所述插头主体(61)下端开设有下喷液孔(64)；所述下喷液孔(64)从插头主体(61)下端面连通液腔(62)；所述液腔(62)内设置有相对电极(65)；一外部电路通过所述相对电极(65)向液腔(62)中的液体施加强电场，形成液电效应。7.如权利要求6所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述尖部体(66)顶部固定连接有一导引杆(661)；所述液腔(62)内顶部中心设置有一凸柱(621)；所述凸柱(621)中心竖直设置有一下端开放的导引孔(622)；所述导引孔(622)下部设置有一第二止挡环(623)；所述导引杆(661)上部穿过第二止挡环(623)伸入导引孔(622)内；所述导引杆(661)上端设置有一第三止挡环(662)；所述第三止挡环(662)与第二止挡环(623)干涉配合；所述导引杆(661)上端与导引孔(622)内上端之间连接有第二弹簧(663)；静力状态下，所述第二弹簧(663)使尖部体(66)挤压预紧在插头主体(61)下端；所述尖部体(66)上端外径与插头主体(61)下端外径相同。8.如权利要求7所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述侧喷液孔(63)由内至外倾斜向上且直径逐渐减小；所述下喷液孔(64)由内至外直径逐渐减小。9.如权利要求8所述的一种水下打桩装置，其特征在于：所述侧喷液孔(63)对侧的凸柱(621)为朝向侧喷液孔(63)的凹面回转结构；所述下喷液孔(64)对侧的液腔(62)顶部为朝
向下喷液孔(64)的凹面回转结构；所述尖部体(66)上端面为朝向侧面的凹面回转结构；所述回转结构用以反射液体冲击波。10.一种水下打桩方法，采用所述的水下打桩装置，其特征在于：包括以下步骤：
①
驱动机构(1)驱动主杆(2)转动，主杆(2)通过花键结构(9)带动筒杆(3)转动，筒杆(3)带动旋挖筒(4)转动，向水下岩土旋挖，在此过程中插头(6)首先插入水下岩土；外部水通过侧喷液孔(63)流入液腔(62)内充满液腔(62)；
②
外部电路通过相对电极(65)向液腔(62)中的水施加强电场，高压强电场通过水，由于巨大的能量瞬间释放于放电通道内，通道中的水就迅速汽化、膨胀并引起爆炸，形成液电效应；
③
液电效应产生的爆炸冲击力使液腔(62)中的水从侧喷液腔(63)和下喷液腔(64)射出，在这一过程中，冲击水流向下推动尖部体(66)和导引杆(661)克服第二弹簧(663)的拉力向下冲击移动，从而使下喷液孔(64)露出，并通过尖部体(66)上端面的凹面回转结构引导和反射向侧面喷射；向外喷射的高速水流松动、破坏或软化插头(6)周边的岩土结构，松动、破坏或软化的岩土便于后续旋挖筒(4)挖取岩土；与此同时，在这一过程中，插头主体(61)受到向上的反冲力，依次经插杆(5)、连杆(51)、旋挖筒(4)以及筒杆(3)，并压缩第一弹簧(7)，因此旋挖筒(4)产生了向上跳动的动作，并在第一弹簧(7)回复时产生向下挤压动作，从而跟随每次水流的喷射形成跳动动作，不仅能够向外带土，还能够进一步松动、破坏或软化岩土结构，而且能够减少旋挖筒(4)被岩土结构紧密挤压带来的巨大摩擦力；
④
在每次水流喷射完成后，第二弹簧(663)回复，向上拉动导引杆(661)和尖部体(66)向上移动，使尖部体(66)重新封闭下喷液孔(64)下端且使插头(6)形成整体，便于再次向下插；
⑤
在旋挖筒(4)旋挖过程中，岩土经下导土件(42)和上导土件(41)的引导汇聚在旋挖筒(4)内上部中间的蛟龙轴(8)处，蛟龙轴(8)同步反向转动，将岩土从筒杆(3)中间向上输送并从主杆(2)上的侧面排土口排出；而由于连杆(51)固定在下导土件(42)上，因此水流喷射产生的反冲力还会瞬间作用于下导土件(42)和上导土件(41)上，震松下导土件(42)和上导土件(41)表面粘附的岩土，避免使岩土汇集通道堵塞。
技术总结
本发明公开了一种水下打桩装置及打桩方法，该打桩装置包括驱动机构、主杆、筒杆、旋挖筒、插杆以及插头；所述主杆和筒杆均为空心管结构；所述驱动机构支撑并驱动主杆转动和向下挤压，所述筒杆套设在主杆内；且所述筒杆与主杆通过可轴向相对移动但旋转干涉的花键结构联动，筒杆与主杆之间设置有第一弹簧以限制筒杆与主杆的相对轴向移动距离；所述主杆与旋挖筒上端固定连接；所述插杆通过连杆固定在旋转筒内下部；所述插头固定在插杆下端；不仅能够更加高效、轻松的对水下岩土进行挖掘，而且能够连续将弯曲的岩土向外输送，从而显著提高挖取桩孔的效率，减少施工工期，降低施工成本，保障桩孔的连续性。障桩孔的连续性。障桩孔的连续性。
技术研发人员：张东升 黄维坤 刘福钧 赖凯鋆 廖绍濠 金剑 魏俊超 邱光星 余旺沛 黄环
受保护的技术使用者：福建冶地恒元建设有限公司
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2023/1/2