一种沉管灌注扩底桩施工设备的制作方法

本发明涉及地下工程设备，具体是涉及一种沉管灌注扩底桩施工设备。

背景技术：

1、沉管灌注桩是土木建筑工程中众多类型桩基础中的一种。是采用与桩的设计尺寸相适应的钢管（即套管），在端部套上桩尖后沉入土中后，在套管内吊放钢筋骨架，然后边浇筑混凝土边振动或锤击拔管，利用拔管时的振动捣实混凝土而形成所需要的灌注桩。这种施工方法适用于在有地下水、流沙、淤泥的情况，其中，扩底桩是底部直径大于上部桩身直径的灌注桩。其单桩承载力比桩身直径相同的直桩的承载力有较大提高。

2、现有的我国公开号为cn109056707a的中国专利公开了一种沉管灌注扩底桩施工设备，但是其专利还具有以下缺陷：

3、其一，由于整个破土装置需要伸入地下一定的深度，那么驱动破土装置旋转以及驱动破损杆旋转的电机需要一并伸入地下，电机伸入地下不仅会受到破土时碎土的撞击，并且电机需要连接电线，通往地面电源的电线可能会因破土时碎土的撞击而破损，同时还需根据当前灌注桩的深度来采购特定长度的电线，实际使用较为麻烦且不安全；

4、其二，扩孔板通过第二电机的驱动进行旋转扩张，由于扩孔板需要对地下深处的土壤进行旋挖，因此扩孔板必须为高强度的硬质板，也就是说扩孔板的重量较大，所以即便扩孔板不伸入地下，仅靠一个电机驱动两个扩孔板进行旋转扩张并不现实，需要带动两个扩孔板旋转的扭矩远远大于电机的扭矩，因此两个扩孔板在被驱动时的转速会非常的慢，同时扩张效果不明显，当扩孔板伸入地下时，扩孔板还会受到土壤的阻力，以此会进一步的削弱扩孔板的扩张效果以及转速，最终并不能实现对灌注腔进行扩底。

5、所以针对上述的问题有必要提供一种沉管灌注扩底桩施工设备来解决。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种沉管灌注扩底桩施工设备。

2、为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种沉管灌注扩底桩施工设备，包括呈竖直设置的升降旋挖管和设于升降旋挖管下端的可扩径钻头，可扩径钻头用于向下破土并使土壤产生空腔，升降旋挖管用于对破土后形成的空腔进行旋挖并将碎土向上输送最终使地下形成一个柱状土腔，可扩径钻头包括连接座、破土头、调节立臂和若干组破土臂，连接座与升降旋挖管的下端相连，破土头位于连接座的正下方，调节立臂位于升降旋挖管的轴线上，调节立臂与连接座滑动相连，使得调节立臂能够升降，且连接座上设有用于限制调节立臂下行的限位件，调节立臂的下端与破土头固连，若干组破土臂设于连接座和破土头之间，每组破土臂的两端均分别与连接座和破土头相铰接，每组破土臂的中部均具有一个转动关节，若干个转动关节处于同一水平面上，且每个转动关节的旋转轨迹均为圆形，升降旋挖管的下端内设有锁定机构和解锁机构，锁定机构用于限制调节立臂的上行，使得若干组破土臂保持当前状态进行破土，解锁机构用于解除锁定机构对调节立臂的限制，使得破土头受力带动调节立臂上升，最终驱动若干组破土臂外扩对柱状土腔进行扩底。

3、进一步的，升降旋挖管包括竖管和螺旋叶片，竖管的上下两端均为开口结构，螺旋叶片沿竖管的轴向逐圈固定于竖管的外壁上，竖管的下端同轴固定设有柱状端壳，柱状端壳的上端为与竖管相连通的开口结构，柱状端壳的下端成型有圆形盖板，连接座固定设于圆形盖板上，圆形盖板的中心开设有供调节立臂穿入柱状端壳内的通槽，锁定机构和解锁机构均设于柱状端壳内。

4、进一步的，锁定机构包括升降圆盘和两组沿升降圆盘的圆周方向均匀分布的弹性锁定件，升降圆盘同轴设于柱状端壳内，且升降圆盘固定设于调节立臂的顶端，每组弹性锁定件均包括滑块、一号挡板、两个限位柱和两个弹簧，升降圆盘的顶部开设有条形滑槽，条形滑槽的长度方向与升降圆盘的径向一致，两个滑块均滑动于条形滑槽，每个滑块均位于升降圆盘的外缘处，一号挡板呈竖直固定设于滑块顶部，两个限位柱呈对称状态，每个限位柱的轴向均与条形滑槽的长度方向平行，且每个限位柱均垂直于一号挡板，每个限位柱均通过呈竖直的二号挡板与升降圆盘的顶部固连，且每个限位柱均靠近升降圆盘的圆心，每个限位柱朝向升降圆盘外缘的一端均穿过一号挡板，每个限位柱穿过一号挡板的一端旋设有限位螺母，两个弹簧分别套设于两个限位柱上，且每个弹簧的两端分别与一号挡板和二号挡板相抵触，其中，每个滑块的一端均通过对应的两个弹簧的弹力与柱状端壳的内壁相抵触，柱状端壳的内壁上成型有两个分别位于两个滑块正上方的限位块。

5、进一步的，解锁机构包括驱动盘、牵拉轴、一号牵引绳、两个二号牵引绳和两个导向轮，驱动盘同轴设于柱状端壳内且位于升降圆盘的正上方，升降圆盘的顶部固定设有两根沿驱动盘的圆周方向均匀分布的导滑立柱，驱动盘的外壁上成型有两个分别套设于两个导滑立柱上的滑套，驱动盘的上同轴嵌设有轴承，牵拉轴呈竖直与轴承的内圈固连，一号牵引绳呈竖直且其下端与牵拉轴固连，一号牵引绳的上端从竖管的顶部穿出，驱动盘通过两个二号牵引绳分别对两个滑块进行牵拉，其中，两个导向轮均转动设于升降圆盘的顶部，每个导向轮的轴向呈水平，每个二号牵引绳的一端均呈水平与对应的一号挡板固连，每个二号牵引绳的另一端均从下绕过对应的导向轮后竖直向上与驱动盘的底部固连。

6、进一步的，连接座包括连接盘和中心方管，连接盘与圆形盖板的底部同轴相固连，中心方管呈竖直穿过连接盘的圆心，且中心方管与连接盘固连，中心方管下端的每个侧壁上均成型有一组连接端，每组连接端均包括两个沿中心方管对应侧壁的宽度方向间隔分布的支板，每个支板均垂直于中心方管对应的侧壁，每组破土臂的上端均铰接于对应的两个支板之间，调节立臂滑动设于中心方管内。

7、进一步的，中心方管的其中两个呈对称状态的内壁上均成型有一个t形插条，t形插条的长度方向与中心方管的方向平行，调节立臂的横截面为方形，调节立臂的两侧均成型有一个供t形插条插入的t形插槽，限位件包括两个限位板，两个限位板呈对称状态固定设于调节立臂的上端，每个限位板均呈水平，每个限位板均向下与柱状端壳的内底壁相抵触。

8、进一步的，破土头包括圆形下压板和圆柱头，圆形下压板与连接盘共轴线，圆柱头呈竖直同轴成型于圆形下压板的底部，圆柱头的下端渐缩呈锥状，每组破土臂的下端均铰接于圆形下压板顶部的外缘处，调节立臂的下端与圆形下压板顶部的圆心处固连。

9、进一步的，每组破土臂均包括一号连杆和二号连杆，一号连杆的上端铰接于对应的两个支板之间，二号连杆的下端铰接于圆形下压板的顶部，一号连杆的下端均与二号连杆的上端相铰接，一号连杆和二号连杆背离调节立臂的一侧上均成型有若干个碎土尖端，若干个碎土尖端沿一号连杆和二号连杆的长度方向均匀分布，其中，一号连杆与二号连杆的铰接端即为每组破土臂中部的转动关节。

10、本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

11、其一，本装置的可扩径钻头通过升降旋挖管进行驱动旋转，实际使用时，升降旋挖管连带可扩径钻头一并伸入地下，升降旋挖管的驱动通过外置于地面上的电机进行驱动，因此不会出现电机伸入地下而造成的安全隐患；

12、其二，本装置的可扩径钻头不通过外置驱动进行扩张，而是通过与土壤的阻力进行扩张，也就是说当解锁机构对调节立臂进行解锁后，随着升降旋挖管的不断伸入，破土头会因土壤的阻力而带动调节立臂上升，从而缩短破土头与连接座的间距，进而使得若干组破土臂进行扩张，以此提高本装置的可扩径钻头的扩张效果；

13、其三，升降旋挖管在对土壤进行旋挖时，碎土会顺着螺旋叶片向上排出，以此防止当升降旋挖管抽出时，大量的碎土将已经扩形出的腔体覆盖。