本發(fā)明屬于建筑物工程領(lǐng)域的現(xiàn)場鉆孔混凝土灌注樁，能被廣泛應(yīng)用于建筑物承壓或抗拔所采用的樁基礎(chǔ)。

背景技術(shù)：

相對于常規(guī)的等截面樁，擴(kuò)底樁可以通過端部擴(kuò)孔僅增加少量混凝土便可獲得承壓或抗拔承載力的大幅提高，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。擴(kuò)底鉆孔灌注樁是在鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上，在樁的底部成孔時(shí)調(diào)換擴(kuò)底鉆頭，然后在鉆進(jìn)過程中，依靠鉆頭的擴(kuò)孔刀展開擴(kuò)孔鉆進(jìn)形成鍥形的樁底端。夯擴(kuò)、爆擴(kuò)、人工挖擴(kuò)等擴(kuò)孔方法適用性較差，機(jī)械擴(kuò)孔成為較好的擴(kuò)底施工方法。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的不同可，機(jī)械式擴(kuò)孔鉆頭根據(jù)分為液壓傳動(dòng)式和機(jī)械傳動(dòng)式。液壓傳動(dòng)式擴(kuò)底鉆頭系統(tǒng)復(fù)雜，制造難度大，且對鉆機(jī)的要求較高，生產(chǎn)成本大。因此研發(fā)機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭具有施工便捷、成本低、利于推廣應(yīng)用。但由于缺少相應(yīng)的液壓傳動(dòng)控制裝置，當(dāng)前已有的擴(kuò)底鉆頭存在結(jié)構(gòu)簡單、在鉆進(jìn)過程中承的巨大扭力作用下鉆頭結(jié)構(gòu)受力不合理，特別是一些連接節(jié)點(diǎn)受力過大，使得在施工過程中擴(kuò)底鉆頭機(jī)械容易出現(xiàn)故障，且操控不穩(wěn)定。因此，在缺少液壓傳動(dòng)裝置的前提下，研發(fā)一種原理簡單、結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠的擴(kuò)底鉆頭，是機(jī)械擴(kuò)底鉆頭開發(fā)中面臨的首要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭，該鉆頭在下降至孔底后能逐漸擴(kuò)展開，并切削周圍土體實(shí)現(xiàn)底部擴(kuò)孔，鉆頭結(jié)構(gòu)需滿足擴(kuò)孔尺寸要求及施工過程中受力需求，施工完成后能順利收攏并提升。

這種鉆具工作原理是在鉆進(jìn)過程中，在鉆壓作用下，鉆具底部的支承盤支承在地基上產(chǎn)生反作用力，使鉆刀逐漸展開擴(kuò)底成孔。

為簡潔可靠地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種由上下支座及附屬構(gòu)件組成并巧妙連接的機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭。本發(fā)明包括上支座、下底座、中心軸筒與所述上支座垂直固定連接、中心軸桿的底端與所述下底座垂直固定連接，所述中心軸桿的上端插入所述中心套筒內(nèi)，多個(gè)可擴(kuò)展刀架以所述中心軸筒為軸心均勻布置在所述中心軸筒的外側(cè)，可擴(kuò)展刀架的上端與上支座鉸接，并能向外轉(zhuǎn)動(dòng)，下斜支撐桿的上端與所述可擴(kuò)展刀架鉸接，并能互相轉(zhuǎn)動(dòng)，所述下斜支撐桿的下端與所述下底座鉸接。

上述基本技術(shù)方案中：可擴(kuò)展刀架的上端與上支座鉸接的技術(shù)措施可替換為：在可擴(kuò)展刀架兩側(cè)設(shè)置限位受力板，限位受力板與上支座或中心軸筒垂直固定。可擴(kuò)展刀架可以與上支座直接鉸接，也可以與限位受力板鉸接。可擴(kuò)展刀架的上部受所述兩側(cè)限位受力板限位，只能沿與限位受力板平面的平行面向外轉(zhuǎn)動(dòng)。本方案中，限位受力板實(shí)現(xiàn)對可擴(kuò)展刀架在旋轉(zhuǎn)過程中的支撐，這樣的結(jié)構(gòu)且剛度大利于受力。

本發(fā)明的工作原理為：在擴(kuò)底鉆頭的下降與提升過程中，在下支座的自重作用下，上支座和下底座分開、可擴(kuò)展刀架收攏，從而實(shí)現(xiàn)其在等截面孔身范圍內(nèi)的升降。在擴(kuò)底鉆頭下放至擴(kuò)底后，在上支座上鉆桿的鉆壓作用下，支承在地基上下支座產(chǎn)生反作用力，中心軸桿在中心軸筒內(nèi)滑動(dòng)，并帶動(dòng)斜撐桿逐漸撐開擴(kuò)展刀架，切削周圍的土體形成擴(kuò)孔。

基于上述基本技術(shù)方案，可擴(kuò)展刀架可設(shè)置四個(gè)，以中心軸筒為軸心呈十字對稱布置，以實(shí)現(xiàn)受力均勻并減小每個(gè)刀架的受力；可擴(kuò)展刀架可設(shè)置三個(gè)，以中心軸筒為軸心對稱布置，以實(shí)現(xiàn)受力均勻并減小每個(gè)刀架的受力；可擴(kuò)展刀架也可以設(shè)置二個(gè)，以中心軸筒為軸心呈一字對稱布置，當(dāng)然也可采取其它數(shù)量和形式的均勻布置。

基于上述基本技術(shù)方案，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了兩個(gè)可調(diào)裝置實(shí)現(xiàn)擴(kuò)底部分尺寸和角度的調(diào)節(jié)，其一在中心桿上設(shè)置限位孔，實(shí)現(xiàn)下底座中心軸桿在上支座中心套筒內(nèi)的行程的調(diào)節(jié)；其二，在可擴(kuò)展刀架上設(shè)置連接孔，下斜支撐桿的上端能分別鉸接在這些連接孔上，以實(shí)現(xiàn)下斜支撐桿與可擴(kuò)展刀架連接位置的調(diào)節(jié)。下斜支撐桿既可固定長短，也可采用可伸縮結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過該上述兩處限位調(diào)節(jié)或選擇其中一處限位調(diào)節(jié)，即可靈活控制擴(kuò)底直徑與擴(kuò)展角度，能代替多種不同樁徑的擴(kuò)底鉆頭使用。

該機(jī)械式擴(kuò)底鉆頭能自由收攏或加壓展開，且擴(kuò)底直徑和角度可調(diào)整，刀架限位與受力分離，結(jié)構(gòu)可靠，使用方便靈活，且質(zhì)量可控。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例及應(yīng)用施工方法對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明的擴(kuò)底鉆頭收攏時(shí)縱剖面圖。

圖2是本發(fā)明的擴(kuò)底鉆頭展開時(shí)剖面圖。

圖3本發(fā)明的限位與受力結(jié)構(gòu)橫剖面圖，可擴(kuò)展刀架為十字行布置。

圖4是本發(fā)明的另外一種限位與受力結(jié)構(gòu)橫剖面圖，可擴(kuò)展刀架為三個(gè)，均勻布置。

圖5為是本發(fā)明的另外一種限位與受力結(jié)構(gòu)橫剖面圖，可擴(kuò)展刀架為兩個(gè)，一字對稱布置。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，與鉆桿連接接口2連接的上支座及連接構(gòu)件包括：上支座1、下底座6、中心軸筒3與上支座1垂直固定連接、中心軸桿7的底端與下底座6垂直固定連接，中心軸桿7的上端插入中心軸筒3內(nèi)，兩個(gè)可擴(kuò)展刀架4以中心軸筒3為軸心一字形布置在中心軸筒3的外側(cè)，限位受力板5頂部與上支座1焊接或與中心軸筒3焊接，可擴(kuò)展刀架4與限位受力板5用銷軸連接，使可擴(kuò)展刀架4能沿與限位受力板5平面的平行面范圍內(nèi)向外轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。中心軸桿7上設(shè)置的限位孔9，可擴(kuò)展刀架4上設(shè)置了多個(gè)連接孔10作為調(diào)節(jié)，下斜支撐桿8的上端與可擴(kuò)展刀架4的一個(gè)連接孔鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)，下斜支撐桿8的下端與所述下底座6鉸接。

如圖3所示，可擴(kuò)展刀架4設(shè)置成寬幅式，數(shù)量為四，形成十字形布置，限位受力板5可擴(kuò)展刀架4連接，相應(yīng)地也形成十字形布置。

圖4為可擴(kuò)展刀架4為三個(gè)，均勻地沿中心軸筒3的軸心均勻布置。

圖5為可擴(kuò)展刀架4為兩個(gè)，均勻地沿中心軸筒3的軸心一字布置。

以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的方案詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，如可擴(kuò)展刀架的數(shù)量等。鉸接形式可采用銷軸、螺栓等現(xiàn)有任何技術(shù)實(shí)現(xiàn)。下斜支撐桿的可伸縮結(jié)構(gòu)及鉆桿連接接口等也可為現(xiàn)有技術(shù)中的任何形式。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。