深厚易塌地层双护筒护壁与硬岩旋挖滚刀扩底施工设备的制作方法

本发明专利涉及桩孔扩底的，具体而言，涉及深厚易塌地层双护筒护壁与硬岩旋挖滚刀扩底施工设备。

背景技术：

1、扩底成桩是在钻孔灌注桩直孔段钻进至设计要求的持力层深度后，利用扩底钻头将桩端直径扩大，通过增加桩端与持力层接触面积，使桩承载力较大幅度提升的成桩技术。

2、对于深厚易塌地层硬岩，在扩底成桩的施工过程中，通过护筒插入至土层中护壁，防止塌孔，再利用旋挖钻机取土钻进形成土层孔以及在岩层中取芯钻进形成岩层孔，再利用旋挖钻机配备双翼截齿扩底钻头进行施工，使岩层孔扩孔。

3、现有技术中，持力层为强度较高的岩层的扩底施工，通常采用旋挖钻机配备双翼截齿扩底钻头进行施工。由于中风化、微风化硬岩中扩底时，旋挖钻机截齿扩底钻头破岩能力不足，通常采用配备四翼滚刀扩底钻头的回转钻机(rcd)进行硬岩扩底，再采用rcd扩底时，一般采用旋挖钻机钻进直孔段，采用rcd施工扩孔段，整体施工需配备两台套大型设备进行施工，存在工序复杂、效率低、成本高的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供深厚易塌地层双护筒护壁与硬岩旋挖滚刀扩底施工设备，旨在解决现有技术中，扩底成桩施工时，需配备两台套大型设备进行施工，存在工序复杂、效率低、成本高的问题。

2、本发明是这样实现的，深厚易塌地层双护筒护壁与硬岩旋挖滚刀扩底施工设备，包括振动锤、利用振动锤下入在土层中的外护筒、利用振动锤下入在土层中的内护筒、对内护筒中的土层钻取土体以形成土层孔的旋挖钻机、在岩层中钻进取芯以形成岩层孔的牙轮筒钻以及扩孔钻头，所述扩孔钻头的外周设有多个朝外扩张或朝内收拢的旋挖滚刀，所述旋挖滚刀在岩层孔中对岩层孔的内侧壁进行扩张切屑以使岩层孔形成扩张孔；

3、所述外护筒套设在内护筒的外周，且所述内护筒与外护筒之间具有套设间隔；所述内护筒的底部抵接在岩层上，所述土层孔与扩张孔上下连通，形成桩孔；所述桩孔的外部设有对桩孔中的泥浆进行循环流动以排出泥浆中的沉渣的清孔结构。

4、可选的，所述外护筒的中心与桩位的中心偏离布置，所述外护筒的内侧壁焊接多个定位块，多个所述定位块沿着外护筒的周向间隔布置；所述定位块抵接在内护筒的外周，所述内护筒的中心与桩位的中心对齐布置。

5、可选的，所述扩孔钻头包括呈圆柱状的扶正器以及上下活动布置的管体，所述扶正器的内部具有扶正腔，所述扶正腔中设有与旋挖钻杆固定连接的接头块；所述管体的顶部活动穿设在扶正腔中，所述管体的底部朝下穿过扶正器，形成延伸至扶正器的下方的下延段，所述管体的底部具有抵接在岩层孔的底部的支撑座；

6、所述管体的外周设有多个偏离或朝向管体摆动的扩张翼，多个所述扩张翼沿着管体的周向间隔布置，所述扩张翼具有背离管体布置的翼外壁，多个所述旋挖滚刀设置在翼外壁上；所述扩张翼的上端位置固定，所述扩张翼的下端铰接在支撑座上；

7、当将所述支撑座抵压在桩孔岩层孔的底部，所述旋挖转杆施加朝下压力且驱动扶正器转动的过程中，所述管体相对于扶正器朝上移动，所述扩张翼背离管体朝外扩张呈三角状，多个所述旋挖滚刀朝外扩张在岩层孔的内侧壁进行扩孔切屑，以使所述岩层孔形成扩张孔。

8、可选的，所述管体为方形管。

9、可选的，所述接头块上设有方形腔，所述旋挖钻杆插入在方形腔中，且与接头块相对固定。

10、可选的，所述旋挖钻杆插入在方形腔的上部，所述方形管的上端活动穿设在方形腔的下部中。

11、可选的，所述扶正器的底部设有多个导向板，多个所述导向板沿着扶正器的中心的周向间隔环绕布置，多个所述导向板之间围合形成供方形管活动穿过的导向通道，所述导向通道布置在方形腔的下方，且与所述方形腔连通，所述管体的上部穿设在导向通道中。

12、可选的，所述导向板的顶部固定连接在扶正器的底部，所述导向板的底部朝下自由延伸；所述导向板的两侧分别具有导向侧壁，相邻的所述导向板的导向侧壁之间形成容置上摆臂的间隔通道；

13、所述扩张翼包括上摆臂以及下摆臂，所述上摆臂的上端置于间隔通道中，且分别与相邻的导向侧壁铰接布置，所述上摆臂的下端与下摆臂的上端铰接，形成中部铰接位，所述下摆臂的下端与支撑座铰接；多个所述切屑滚刀设置在上摆臂的外侧上；

14、当所述方形管相对于扶正器朝上移动，所述中部铰接位、上摆臂以及下摆臂分别偏离管体朝外扩张；当所述扶正器相对于扶正器朝下移动，所述中部铰接位、上摆臂以及下摆臂分别朝向管体收拢，所述上摆臂的上部收纳在间隔通道中。

15、可选的，所述上摆臂的下端朝下延伸，形成直条臂，所述直条臂的外周设有所述切屑滚刀，所述直条臂位于中部铰接位的下方，所述下摆臂的上端设有收纳槽；

16、当所述中部铰接位背离管体朝外扩张至极限位置后，所述直条臂以及切屑滚刀分别与桩孔的轴线平行布置；当所述中部铰接位朝向管体朝内收拢至极限位置后，所述直条臂收纳在收纳槽中。

17、可选的，所述清孔结构包括空压机以及泥浆净化器，所述空压机连接有空气软管以及高压风管，所述空气软管置于桩孔中，且朝向桩孔的底部延伸布置，所述空气软管与桩孔的底部之间具有吹气间隔；

18、所述桩孔中插设有清孔导管，所述清孔导管的底部高于空气软管的底部；所述清孔导管的顶部延伸至桩孔的上方，且通过进浆管与泥浆净化器连通；所述高压风管置于桩孔中，且与清孔导管的下部连通；

19、所述泥浆净化器具有进浆口、出浆口以及排出泥浆中的沉渣的排渣口，所述出浆口通过出浆管连通至桩孔；所述空压机通过空气软管往桩孔的底部注入高压气体，所述空压机通过高压风管往清孔导管中注入高压气体，所述桩孔底部的泥浆混合沉渣通过清孔导管以及进浆管排至泥浆净化器中，所述泥浆中的沉渣通过排渣口排出，排渣后的泥浆通过出浆管排至桩孔中；

20、所述空气软管的底部连接有中空的钢管，所述钢管的顶部与空气软管的底部之间通过转动轴承连接，所述钢管相对于空气软管的底部转动布置；所述钢管的侧壁设有多个侧向孔，多个所述侧向孔沿着钢管的周向以及轴向错位布置，且沿着桩孔自上而下的方向，所述侧向孔朝下倾斜布置，且多个所述侧向孔的倾斜角度相异。

21、与现有技术相比，本发明提供的深厚易塌地层双护筒护壁与硬岩旋挖滚刀扩底施工设备，通过上述设备施工，首先利用振动锤先将外护筒嵌入至土层中，再利用振动锤将内护筒嵌入至外护筒的包围区域中，这样，由于内护筒下插深度较长，有效的减小了下插过程中内护筒上部与外护筒对齐的上部段的侧摩阻力，且再嵌入内护筒的过程中，利用旋挖钻机将其中的土层钻进取出，即可形成土层孔，再利用旋挖钻机更换牙轮筒钻在岩层中钻进取芯，形成岩层孔，再将牙轮筒钻更换为扩孔钻头，由于扩孔钻头的外周设有多个朝外扩张或朝内收拢的旋挖滚刀，利用旋挖滚刀在岩层孔中对岩层孔的内侧壁进行扩张切屑以使岩层孔形成扩张孔，扩张孔与土层孔连通形成桩孔，再利用清孔结构对桩孔沉渣清孔，再下放钢筋笼以及混凝土，即可形成灌注桩，这样，通过内护筒护壁以及扩张钻头扩孔，整体施工便捷，无需更换大型设备钻机，达到效率高、钻扩快捷、安全便利、成本经济的效果。