本实用新型属于桩基处理领域，具体地讲，是涉及一种沉管桩靴。
背景技术：
目前，在软地基处理领域，加固地基常需要制备砂桩、砂石桩或碎石桩形成复合地基，采用的设备包括沉拔桩机，下端装有桩靴、上端装有投料口的沉管及加料设备，通过振动力或锤击力使沉管带动沉管桩靴向下反复压拔形成砂桩、砂石桩或碎石桩。在下压沉管的过程中，桩靴与沉管之间的开口闭合，防止土进入沉管影响投料，在提升沉管的过程中，沉管桩靴与沉管之间的开口打开，沉管内的投料从开口中出来形成桩体，然后再经过不断反插和提升，密实桩体。
现有技术中，沉管桩靴包括固定在沉管底部的活瓣或者活页，在成孔定位准备阶段需要人工帮忙将活瓣或者活页闭合；另外，在提升桩管阶段，受土侧向压力作用还存在桩靴无法打开，碎石等投料没有下落至桩孔内的情况；在反插阶段，存在桩靴打开尺寸过大无法闭合，成孔桩径大于设计桩径而浪费材料和造价，并且桩靴被卡而折断的情况。
因此，有必要对现有的沉管桩靴进行改进，以克服现有技术中的上述缺陷。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种沉管桩靴，可实现沉管的下端开口的自动、顺利的封闭和打开，且使用寿命长，施工效率高。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种沉管桩靴，设置在沉管下端的开口处，包括两块封口板、第一合页板、第二合页板、桩尖板、两块合页板轴立撑、合页板轴套、合页板安装轴，其中：
所述沉管下端的开口为对称的斜开口，两块所述封口板分别焊接在所述开口的上端以封住所述开口的上端部分；两块所述合页板轴立撑固定在所述沉管的下端两侧，所述桩尖板设置在两块所述合页板轴立撑之间，并与两块所述合页板轴立撑焊接固定；所述合页板安装轴设置在两块所述合页板轴立撑之间，并位于所述桩尖板的上方；所述第一合页板和第二合页板的下端分别与所述合页板轴套焊接，所述合页板轴套套设在所述合页板安装轴上，以使所述第一合页板和第二合页板分布于所述合页板安装轴的两侧，并可沿所述合页板安装轴上下转动；
所述第一合页板和第二合页板沿所述合页板安装轴向上封闭的角度为30～60度，向下打开的角度为30～60度；所述第一合页板、第二合页板与所述桩尖板之间分别设置有限位块，用于限制所述第一合页板和第二合页板向下打开的角度。
所述沉管向下压入时，所述第一合页板和第二合页板受到土的阻碍作用而向上转动，直至与所述封口板共同封住所述沉管下端的开口；提升沉管阶段，所述第一合页板和第二合页板受到土的阻碍作用而向下转动，所述沉管下端的开口被打开，碎石等投料可降落至沉孔内。
根据本实用新型，本领域技术人员很容易理解，所述限位块可固定设置在所述桩尖板上，此时，所述限位块和所述第一合页板、第二合页板相接触的斜面与所述桩尖板的侧面之间的夹角为30～60度。
所述限位块也可固定设置在所述第一合页板、第二合页板上，此时所述限位块和所述桩尖板的侧面相接触的斜面与所述第一合页板、第二合页板的底面之间的夹角为30～60度。
根据本实用新型，所述第一合页板、第二合页板的上端面与所述封口板的下端面相匹配，以使所述第一合页板和第二合页板向上完全闭合时，所述第一合页板和第二合页板能与所述封口板完全封住所述沉管下端的开口。
根据本实用新型，所述合页板安装轴的中心位于所述斜开口的斜面交叉处。上述设置，可确保所述第一合页板和第二合页板能与所述封口板完全封住所述沉管下端的开口。
优选地，所述第一合页板和第二合页板沿所述合页板安装轴向上封闭的角度为45度，向下打开的角度为45度。
45度角的设置使得合页板在打开时，沉管下端的开口范围大，便于砂石及混凝土能够顺利的流出沉管下端的开口。
优选地，为了让合页板在使用过程中受力均匀，防止其产生扭曲变形及焊接处开裂等现象，采用不同长度的轴套。具体地：
所述合页板轴套包括长度不同的合页板长轴套和合页板短轴套；所述第一合页板的底部两侧分别焊接两个合页板长轴套，所述第二合页板的底部中间焊接一个合页板短轴套，两侧焊接两个合页板长轴套；
所述第一合页板的两个合页板长轴套套设在所述合页板安装轴的两端，所述第二合页板的合页板短轴套套设在所述合页板安装轴的中间，所述第二合页板的两个合页板长轴套套设在所述合页板短轴套的两侧。
需要说明的是，由于合页板轴套的长度应与沉管的内径相匹配，而沉管的内径与桩体的设计直径要求相关，直径大的桩体要配直径大的沉管，直径小的要配直径小的沉管。
根据本实用新型的一个具体实例，所述桩体的设计直径为500mm时，沉管的外壁直径是467mm，对应的所述合页板长轴套的长度可以为95mm，所述合页板短轴套的长度可以为50mm。
根据本实用新型，所述桩尖板的上端为方形，底端为三角形。
根据本实用新型，所述封口板为15～25mm厚的钢板；所述合页板为25～35mm厚的钢板；所述桩尖板为25～35mm厚的钢板；所述合页板轴立撑为尺寸为宽×厚×长＝(80～120mm)×(25～35mm)×(300～500)厚的钢板；所述合页板轴套采用壁厚为10～16mm的无缝钢管；所述合页板安装轴采用30～40mm圆钢。
根据本实用新型，所述封口板为20mm厚的钢板；所述合页板为30mm厚的钢板；所述桩尖板为30mm厚的钢板；所述合页板轴立撑为尺寸为宽×厚×长＝100mm×300mm×400mm厚的钢板；所述合页板轴套采用壁厚为14mm的无缝钢管，内径为70mm；所述合页板安装轴采用36mm的圆钢。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：
(1)、本实用新型的沉管桩靴，封口板与沉管的底部焊接固定，可加强沉管的底部的结构强度。采用两瓣合页式结构，封口板与合页板配合，可实现沉管下端的开口的自动、顺利的封闭和打开。
(2)、在成孔定位准备阶段无需人工闭合沉管下端的开口，在提升沉管阶段桩尖的打开顺利，能够确保碎石顺利下落至沉孔内，在反插阶段能够确保沉孔桩径的大小符合设计要求，且桩尖不易被卡折断，不再出现桩尖轴拉弯焊接处开裂情况。因此，沉管桩靴不易损坏，无需经常更换，显著提高了施工效率，减少了材料和人工成本。
附图说明
图1是本实用新型的沉管桩靴的结构示意图右视图。
图2是本实用新型的沉管桩靴的主视图。
图3是封口板的结构示意图。
图4是合页板的结构示意图。
图5是桩尖板的结构示意图。
图中：10-沉管、20-封口板、30-第一合页板、40-第二合页板、50-桩尖板、60-合页板轴立撑、70-合页板轴套、80-合页板安装轴、11-开口、51-限位块、71-合页板长轴套、72-合页板短轴套。
具体实施方式
下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种沉管桩靴，设置在沉管10下端的开口11处，包括两块封口板20、第一合页板30、第二合页板40、桩尖板50、两块合页板轴立撑60、合页板轴套70、合页板安装轴80，其中：
所述沉管10下端的开口为11对称的斜开口，两块所述封口板20分别焊接在所述斜开口的上端，以封住斜开口的上端部分；两块所述合页板轴立撑60焊接固定在所述沉管10的下端两侧，所述桩尖板50设置在两块所述合页板轴立撑60之间，并与两块所述合页板轴立撑60焊接固定。
所述合页板安装轴80水平设置在两块所述合页板轴立撑60之间，并与所述合页板轴立撑60焊接固定，所述合页板安装轴80位于所述桩尖板50的上方；所述第一合页板30和第二合页板40的下端分别焊接有所述合页板轴套70，所述合页板轴套70套设在所述合页板安装轴80上，以使所述第一合页板30和第二合页板40分布于所述合页板安装轴80的两侧，并可沿所述合页板安装轴80上下转动；
所述桩尖板上固定设置有限位块51，所述限位块51用于限制所述第一合页板30和第二合页板40向下打开的角度。所述限位块51和所述第一合页板30、第二合页板40相接触的斜面与所述桩尖板50的侧面之间的夹角为45度，因此，所述第一合页板30和第二合页板40沿所述合页板安装轴80向下打开的角度为45度。所述斜开口的斜面为45度斜面，对应地，所述第一合页板30和第二合页板40沿所述合页板安装轴80向上封闭的角度为45度。
所述沉管10向下打桩时，所述第一合页板30和第二合页板40受到土层的阻碍作用而向上转动，直至与所述封口板20共同封住所述沉管10下端的开口；提升沉管阶段，所述第一合页板30和第二合页板40受到土层的阻碍作用及碎石的重力作用而向下转动，所述沉管10下端的开口被打开，碎石降落至沉孔内。
本实用新型的沉管桩靴，所述封口板20与沉管10的底部焊接固定，可加强沉管10的底部的结构强度。采用两瓣合页式结构，封口板20与合页板配合，可实现沉管10下端的开口的自动、顺利的封闭和打开。
在成孔定位准备阶段无需人工闭合沉管下端的开口，在提升沉管阶段桩尖的打开顺利，能够确保碎石顺利下落至沉孔内，在反插阶段能够确保沉孔桩径的大小符合设计要求，且桩尖不易被卡折断，不再出现桩尖轴拉弯焊接处开裂情况。因此，沉管桩靴不易损坏，无需经常更换，显著提高了施工效率，减少了材料和人工成本。
45角的设置，使得第一合页板30和第二合页板40在打开时，所述沉管10下端的开口范围大，便于碎石及混凝土能够顺利的流出所述沉管10下端的开口。
当然，本领域技术人员很容易理解，所述限位块51也可固定设置在所述第一合页板30、第二合页板40上，此时所述限位块51和所述桩尖板50的侧面相接触的斜面与所述第一合页板30、第二合页板40的底面之间的夹角为45度。
需要说明的是，上述45度角的设置，是一个最优的选择，可保证开口大的前提下，结构强度更好，合页板的打开和关闭更顺利。本领域技术人员很容易理解，根据实际工况的需要，上述角度可以在30～60度之间变化。
根据本实用新型，所述第一合页板30、第二合页板40的顶端面与所述封口板20的底端面相匹配，以使所述第一合页板30和第二合页板40向上完全闭合时，所述第一合页板30和第二合页板40能与所述封口板20完全封住所述沉管10下端的开口。
需要说明的是，本实施例中，所述封口板20与合页板分别为独立的结构，所述封口板20单独焊接在所述沉管10下端的开口上。上述设置，可克服沉管10提升过程中管壁周围土层与合页板相卡，存在无法自动打开及桩尖轴拉弯焊接处开裂情况。且所述封口板20焊接在所述沉管10下端的开口上，可加强桩尖处的强度。
根据本实用新型，所述合页板安装轴80的中心位于所述斜开口的斜面交叉处。上述设置，可进一步确保所述第一合页板30和第二合页板40能与所述封口板10完全封住所述沉管10下端的开口。
如图2所示，优选地，为了让合页板在使用过程中受力均匀，防止其产生扭曲变形及焊接处开裂等现象，采用不同长度的轴套。具体地：
所述合页板轴套70包括长度不同的合页板长轴套71和合页板短轴套72；所述第一合页板30的底部两侧分别焊接两个合页板长轴套71，所述第二合页板40的底部中间焊接一个合页板短轴套72，两侧焊接两个合页板长轴套71。
所述第一合页板30的两个合页板长轴套71套设在所述合页板安装轴80的两端，所述第二合页板40的合页板短轴套72套设在所述合页板安装轴80的中间，所述第二合页板40的两个合页板长轴套71套设在所述合页板短轴套72的两侧。
根据本实用新型，所述封口板20为15～25mm厚的钢板；所述第一合页板30和第二合页板40为25～35mm厚的钢板；所述桩尖板50为25～35mm厚的钢板；所述合页板轴立撑60为尺寸为宽×厚×长＝(80～120mm)×(25～35mm)×(300～500)厚的钢板；所述合页板轴套70采用壁厚为10～16mm的无缝钢管；所述合页板安装轴80采用30～40mm圆钢。
优选地，所述封口板20为20mm厚的钢板；所述第一合页板30和第二合页板40为30mm厚的钢板；所述桩尖板50为30mm厚的钢板；所述合页板轴立撑60为尺寸为宽×厚×长＝100mm×300mm×400mm厚的钢板；所述合页板轴套70采用壁厚为14mm的无缝钢管，内径为70mm；所述合页板安装轴80采用36mm的圆钢。
根据本实用新型的一个具体实例，所述沉管桩靴的具体尺寸如下：
如图3所示，所述封口板20为20mm厚的弓形钢板，弓形钢板的宽为370mm，高为140mm。
如2和图4所示，所述第一合页板30和第二合页板40为与所述封口板20匹配的弓形钢板，其厚度为30mm，上边宽度为370mm，下边宽度为460mm。
完全封闭时，所述封口板20与所述第一合页板30或第二合页板40构成半椭圆形。由于封口板20位于所述沉管10下端的开口的上端，受到的碎石的压力较小，因此，可以采用较薄的钢板，以节约材料，降低成本。
如2和图5所示，所述桩尖板50的上端为方形，长×高＝460mm×200mm，底端为三角形，长×宽＝460mm×250mm，厚度为30mm。
所述合页板轴立撑60的宽×厚×高＝100mm×30mm×450mm。
所述合页板轴套70采用壁厚为14mm的无缝钢管。所述沉管10的外壁直径为467mm，所述合页板长轴套71的长度为95mm，所述合页板短轴套72的长度为50mm。
所述合页板安装轴80为40mm圆钢。
结合图1至图5，本实用新型的使用方法如下：
(一)、所述沉管10向下打桩时，所述第一合页板30和第二合页板40受到土层的阻碍作用而向上转动，直至与所述封口板20共同封住所述沉管10的下端开口；
(二)、当所述沉管10下沉至设计深度时，进入提升沉管阶段，沉管10在向上提升的过程中，所述第一合页板30和第二合页板40受到土层的阻碍作用级碎石的重力作用而向下转动，所述沉管10的下端开口被打开，碎石可降落至沉孔内；同时，由于受到所述限位块51的作用，所述第一合页板30和第二合页板40不能无限制地向下打开，以防止后续反插阶段不能顺利的关闭。
(三)、重复步骤(一)和(二)进行反插，直至施工结束。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
1.一种沉管桩靴，设置在沉管的下端开口处，其特征在于，包括两块封口板、第一合页板、第二合页板、桩尖板、两块合页板轴立撑、合页板轴套、合页板安装轴，其中：
所述沉管下端的开口为对称的斜开口，两块所述封口板分别焊接在所述开口的上端以封住所述开口的上端部分；两块所述合页板轴立撑固定在所述沉管的下端两侧，所述桩尖板设置在两块所述合页板轴立撑之间，并与两块所述合页板轴立撑焊接固定；所述合页板安装轴设置在两块所述合页板轴立撑之间，并位于所述桩尖板的上方；所述第一合页板和第二合页板的下端分别与所述合页板轴套焊接，所述合页板轴套套设在所述合页板安装轴上，以使所述第一合页板和第二合页板分布于所述合页板安装轴的两侧，并可沿所述合页板安装轴上下转动；
所述第一合页板和第二合页板沿所述合页板安装轴向上封闭的角度为30～60度，向下打开的角度为30～60度；所述第一合页板、第二合页板与所述桩尖板之间分别设置有限位块，用于限制所述第一合页板和第二合页板向下打开的角度。
2.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述限位块固定设置在所述桩尖板上，所述限位块和所述第一合页板、第二合页板相接触的斜面与所述桩尖板的侧面之间的夹角为30～60度。
3.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述限位块固定设置在所述第一合页板、第二合页板上，所述限位块和所述桩尖板的侧面相接触的斜面与所述第一合页板、第二合页板的底面之间的夹角为30～60度。
4.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述第一合页板、第二合页板的上端面与所述封口板的下端面相匹配，以使所述第一合页板和第二合页板向上完全闭合时，所述第一合页板和第二合页板能与所述封口板完全封住所述沉管下端的开口。
5.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述合页板安装轴的中心位于所述斜开口的斜面交叉处。
6.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述第一合页板和第二合页板沿所述合页板安装轴向上封闭的角度为45度，向下打开的角度为45度。
7.根据权利要求1所述的沉管桩靴，其特征在于，所述合页板轴套包括长度不同的合页板长轴套和合页板短轴套；所述第一合页板的底部两侧分别焊接两个合页板长轴套，所述第二合页板的底部中间焊接一个合页板短轴套，两侧焊接两个合页板长轴套；
所述第一合页板的两个合页板长轴套套设在所述合页板安装轴的两端，所述第二合页板的合页板短轴套套设在所述合页板安装轴的中间，所述第二合页板的两个合页板长轴套套设在所述合页板短轴套的两侧。
8.根据权利要求7所述的沉管桩靴，其特征在于，所述沉管的外壁直径是467mm，对应的所述合页板长轴套的长度为95mm，所述合页板短轴套的长度为50mm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的沉管桩靴，其特征在于，所述封口板为15～25mm厚的钢板；所述合页板为25～35mm厚的钢板；所述桩尖板为25～35mm厚的钢板；所述合页板轴立撑为尺寸为宽×厚×长＝(80～120mm)×(25～35mm)×(300～500)厚的钢板；所述合页板轴套采用壁厚为10～16mm的无缝钢管；所述合页板安装轴采用30～40mm圆钢。
10.根据权利要求9所述的沉管桩靴，其特征在于，所述封口板为20mm厚的钢板；所述合页板为30mm厚的钢板；所述桩尖板为30mm厚的钢板；所述合页板轴立撑为尺寸为宽×厚×长＝100mm×30mm×400mm的钢板；所述合页板轴套采用壁厚为14mm的无缝钢管，内径为70mm；所述合页板安装轴采用36mm的圆钢。
技术总结