具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

一种基于现浇大直径管桩的扩底装置及扩底方法，如图1至图3所示，包括环状导轨1，环状导轨1铺设装配于管桩2顶端一周，设置有水刀切割机构3，水刀切割机构3顶端连接于环状导轨1上，以可沿环状导轨1并贴近管桩2内侧壁周向转动，水刀切割机构3底端竖直伸入管桩2底端的扩大头部分，并连接有束流喷嘴4，用于环向行走切割，设置有泥浆吸出机构5，泥浆吸出机构5底端竖直伸入管桩2底端的扩大头部分，并连接有泥浆泵6，用于吸出泥浆，水刀切割机构3上设有竖向调节部7，用于伸缩调节束流喷嘴4竖向高度。

本发明通过设置环状导轨1，先通过施工现浇大直径管桩2，待桩身混凝土达到一定强度后，再沿管桩2顶端一周铺设装配环状导轨1，并将水刀切割机构3顶端连接于环状导轨1上，水刀切割机构3竖直贯伸入管桩2内并贴近管桩2内侧壁设置，其中水刀切割机构3底端竖直伸入管桩2底端的扩大头部分，并连接有束流喷嘴4，同时设置有泥浆吸出机构5，泥浆吸出机构5底端竖直伸入管桩2底端的扩大头部分，并连接有泥浆泵6，且水刀切割机构3上设有竖向调节部7，从而通过控制水刀切割机构3沿环状导轨1并贴近管桩2内侧壁周向转动，以带动束流喷嘴4环向行走，并贴合朝向底端扩大头部分喷射高压水柱切割扩底，同时利用泥浆泵6把切割产生的泥浆吸出，并通过竖向调节部7用于伸缩调节束流喷嘴4不同竖向高度，以使桩底端形成满足设计要求的扩大头，从而大幅度提升管桩2的承载能力，从而能严格控制桩底端扩大头的扩底直径，提升扩大头的施工质量，先施工的现浇大直径管桩2兼做护壁措施，能确保孔壁稳定，使扩底施工不受地质条件和桩长等因素限制，从而提高扩底施工安全性和保证扩底施工质量，通过在管桩2顶端安装环状导轨1，使水刀切割机构3沿固定轨道运行，有效提升扩底效率，根据地层变化情况和实际切割效果，自动调节水刀切割机构3绕环状导轨1的运行速度和水压大小，以保证扩底施工效率和质量，水刀切割机构3利用高压水射流切割土体，是一种冷切割技术，对土体的物理力学性质影响较小，且保持束流喷嘴4悬空切割的条件下，由于贴合切割土体环绕切割，无需很大的切割冲击力，即不会对束流喷嘴4造成很强的后座反力，以利于稳定高效切割作业。

在本发明的实施例中，水刀切割机构3包括有导向杆31，导向杆31竖向贯伸入管桩2内，以贴近管桩2内侧壁周向转动，导向杆31内部设置有射流水管32，射流水管32一端连接有高压泵33，以实现超高压水射流切割。

在本发明的实施例中，竖向调节部7包括有液压油缸，液压油缸顶端连接于环状导轨1上，液压油缸底端连接于导向杆31顶端，以实现竖向伸缩调节不同切割高度。

在本发明的实施例中，泥浆吸出机构5包括有泥浆管51，泥浆管51竖向贯伸入管桩2内，以连接于泥浆泵6。

在本发明的实施例中，束流喷嘴4包括有竖直段喷嘴41、伸缩段喷嘴42和喷嘴喷头43，竖直段喷嘴41连接于水刀切割机构3底端，伸缩段喷嘴42横向连接于竖直段喷嘴41底端，用于横向伸缩调节，喷嘴喷头43连接于伸缩段喷嘴42头端，以朝向管桩2底端径向方向喷射切割，从而束流喷嘴4呈90度直角形状，以定向朝向底端径向方向切割，且不仅可以通过导向杆31自由升降调节高度，还可通过伸缩段喷嘴42横向伸缩调节水平距离，以保持定向稳定的切割距离。

在本发明的实施例中，束流喷嘴4上装设有雷达测距仪，用于自动感应与切割土体的距离，从而通过雷达测距仪测距，以控制伸缩段喷嘴42伸缩，与土体始终保持固定距离，以达到最佳切割效果以及严格控制桩底端扩大头的扩底直径尺寸。

在本发明的实施例中，还设置有控制系统8，控制系统8分别与水刀切割机构3、泥浆吸出机构5、竖向调节部7、束流喷嘴4电连接，从而根据具体地层情况，通过控制系统8设置合适的水刀切割机构3绕环状导轨1的运行速度和水压力，以及竖向和横向的距离，以实现控制调节切割作业，以保证扩底施工效率和质量。

本发明的实施例还提供一种基于现浇大直径管桩的扩底方法，包括以下步骤：

a：施工现浇大直径管桩2；

b：待管桩2桩身混凝土达到一定强度后，沿管桩2顶端一周装设环状导轨1；

c：在环状导轨1上配置有水刀切割机构3，水刀切割机构3底端配置有直角可伸缩的束流喷嘴4；

d：水刀切割机构3沿竖向贯伸入管桩2底端的扩大头部分，通过控制水刀切割机构3沿环状导轨1周向转动，以使束流喷嘴4贴近管桩2内侧壁环向行走，以对管桩2底端土体进行切割；

e：管桩2内竖向贯伸有泥浆吸出机构5，以将切割产生的泥浆吸出；

f：对切割形成的扩大头浇筑混凝土成形。

在本发明的实施例中，还包括g：配置有控制系统8，事先将管桩2底端扩大头设计尺寸数据输入于控制系统8内，通过控制系统8自动控制束流喷嘴4行走速度、切割压力、竖向移动和横向伸缩，以使束流喷嘴4与切割土体始终保持固定距离，以达到相应的切割形状尺寸要求，以保证扩底施工效率和质量。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。