CN116988488A - 一种基础方坑的开挖防护装置以及开挖防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑开挖防护技术领域，并公开了一种基础方坑的开挖防护装置以及开挖防护方法，包括方坑开挖机构，方坑开挖机构安装在起吊钻机的起吊臂上，方坑开挖机构包括中空矩形柱、管柱、中空方形刀柱和驱动座，驱动座固定安装在起吊钻机的起吊臂上，中空矩形柱竖直固定在驱动座的底部，管柱竖直穿设在中空矩形柱内，并转动连接驱动座，中空方形刀柱固定在中空矩形柱的底部，管柱的底部连接有开挖钻；中空矩形柱的四个侧壁均设置有压实防护板，压实防护板沿管柱的径向移动，中空矩形柱上套设有多个中空防护柱，中空防护柱位于压实防护板的上方。在方坑开挖的过程中进行防护，能及时对开挖的方坑进行防护，提高了开挖效率，降低了开挖风险。

Description

一种基础方坑的开挖防护装置以及开挖防护方法

技术领域

本发明涉及基坑开挖防护技术领域，具体为一种基础方坑的开挖防护装置以及开挖防护方法。

背景技术

基坑开挖，是所有土木工程基础施工中，必须经过的一个施工过程。基坑开挖包括基础方坑的开挖，基础方坑用于安装基桩、支撑柱或方柱等方形支撑件，目前没有专门开挖方坑的设备，都是利用起吊钻机预先钻出圆形基坑，然后再由人工对圆形基坑的内壁进行开凿形成方坑，一方面基坑的开挖效率慢、劳动程度大、人工成本高；另一方面圆形基坑开挖后不能及时进行防护，需要人工开凿出方坑后再进行防护，容易在开凿的过程中出现基坑壁坍塌的问题，导致开挖风险较高，还会进一步降低开挖效率，延长工期。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基础方坑的开挖防护装置以及开挖防护方法，集方坑开挖与防护于一体，在方坑开挖的过程中进行防护，从而能及时对开挖的方坑进行防护，提高了开挖效率，降低了方坑开挖的风险。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基础方坑的开挖防护装置，包括方坑开挖机构，所述方坑开挖机构安装在起吊钻机的起吊臂上，所述方坑开挖机构包括中空矩形柱、管柱、中空方形刀柱和驱动座，所述驱动座固定安装在所述起吊钻机的起吊臂上，所述中空矩形柱竖直固定在所述驱动座的底部，所述管柱竖直穿设在所述中空矩形柱内，并转动连接所述驱动座，所述中空方形刀柱固定在所述中空矩形柱的底部，所述管柱的底部连接有开挖钻，所述开挖钻位于所述中空方形刀柱的下方；

所述中空矩形柱的四个侧壁均设置有压实防护板，所述压实防护板具有沿所述管柱径向移动的自由度，用于远离所述中空矩形柱移动以压实土方坑壁，所述中空矩形柱上套设有多个中空防护柱，多个所述中空防护柱沿着所述管柱的轴向依次堆放，所述中空防护柱位于所述压实防护板的上方。

在一些实施例中，所述中空矩形柱内设置有中空升降柱，所述中空升降柱具有沿所述管柱轴向移动的自由度，所述管柱活动穿过所述中空升降柱，所述中空矩形柱的四个侧壁均开设有竖向窗口，所述压实防护板靠近所述中空矩形柱的一面固定有肋板，所述肋板滑动连接在所述中空方形刀柱的顶部，所述肋板上铰接有两个驱动连杆，两个所述驱动连杆沿着所述管柱的轴向间隔设置，所述驱动连杆远离所述肋板的一端从所述竖向窗口穿入铰接在所述中空升降柱上。

在一些实施例中，所述中空升降柱的侧壁固定有多个滑板，多个所述滑板绕着所述中空升降柱的圆心呈圆周均布，所述中空矩形柱的内壁竖直开设有滑槽，所述滑板滑动适配在所述滑槽内，多个所述滑板上均设置有第一液压缸，所述第一液压缸的缸体安装在所述中空矩形柱的内壁上，所述第一液压缸的伸缩轴连接所述滑板。

在一些实施例中，所述肋板的底部固定有T字形滑条，所述中空方形刀柱的顶部沿所述压实防护板的移动方向开设有T字形滑槽，所述T字形滑条滑动适配在所述T字形滑槽内。

在一些实施例中，所述中空矩形柱的四个侧壁均穿设有支撑块，所述支撑块位于所述压实防护板与中空防护柱之间，所述支撑块具有沿所述管柱径向移动的自由度；

所述支撑块从所述中空矩形柱内穿出用于支撑所述中空防护柱；

所述支撑块移动至中空矩形柱内用于下放所述中空防护柱。

在一些实施例中，所述中空矩形柱内设置中空驱动环，所述管柱活动穿过所述中空驱动环，所述中空驱动环的外圈转动设置在所述中空矩形柱的内壁上，所述中空驱动环上贯穿开设有四条弧形槽，四条所述弧形槽绕所述中空驱动环的圆心均布，四个所述弧形槽与四个所述支撑块一一对应，所述弧形槽与所述中空驱动环不同心，所述支撑块靠近所述中空驱动环的一端固定有驱动滑杆，所述驱动滑杆上固定有驱动圆柱体，所述驱动圆柱体滑动适配在所述弧形槽内，所述中空驱动环上固定有偏转杆，所述中空矩形柱内水平设置有第二液压缸，所述第二液压缸的缸体铰接在所述中空矩形柱的侧壁上，所述第二液压缸的伸缩轴铰接在所述偏转杆上。

在一些实施例中，所述开挖钻的上方设置有破碎机构，所述破碎机构包括中空盘架和破碎轴，所述中空方形刀柱的内壁固定有内环，所述内环的内壁开设有环形槽，所述中空盘架转动适配在所述环形槽内，所述中空盘架与所述管柱同心设置，所述中空盘架的内圈直径大于所述管柱的直径，所述中空盘架上转动连接有多个所述破碎轴，多个所述破碎轴绕着所述中空盘架的周向均布，所述破碎轴上固定套装有刀座，所述刀座的侧壁固定有破碎刀，所述破碎刀远离所述刀座的一端与所述管柱的圆心之间的最远距离为破碎半径，所述破碎半径形成的圆内切所述中空方形刀柱。

在一些实施例中，所述管柱上套装有中间齿轮，所述破碎轴上键连接有外齿轮，所述中空方形刀柱的内壁固定有内齿圈，所述外齿轮位于所述中间齿轮与内齿圈之间，所述外齿轮同时啮合所述内齿圈和中间齿轮。

在一些实施例中，所述内齿圈的下方设置有密封组件，所述密封组件包括内环形板和外环形板，所述内环形板活动套设在所述管柱上，所述外环形板固定在所述中空方形刀柱的内壁上，所述外环形板的内壁接触所述破碎轴，所述内环形板的外壁接触所述破碎轴，相邻两个所述破碎轴之间设置有弧形密封板，所述弧形密封板与所述管柱同轴设置，所述弧形密封板的两端均开设有半圆孔，所述半圆孔的直径等于所述破碎轴的直径，两个相邻所述半圆孔形成完整的圆形孔，所述破碎轴转动适配在所述圆形孔内，所述弧形密封板的内壁与外壁均固定有弧形密封台，所述内环形板的外壁与外环形板的内壁均开设有环形滑槽，所述弧形密封板两侧的所述弧形密封台分别滑动适配在两个所述环形滑槽内。

一种基础方坑的开挖防护方法，利用上述的一种基础方坑的开挖防护装置，包括以下步骤：

S1、破除岩石层；利用挖机破碎地表面的混凝土层或岩石层，使土层裸露出来；

S2、开钻基础圆坑；通过开挖钻先对土层开挖出基础圆坑；

S3、对基础圆坑的侧壁进行破碎；通过破碎刀对基础圆坑的内壁进行破坏，使周围土层松动；

S4、开挖方形坑；中空方形刀柱向下移动，压制出方形孔；

S5、压实方坑并扩大方坑；压实防护板沿着管柱的径向做往复运动，将松动的土层压实；

S6、下放中空防护柱；基础方孔开挖完成后，起吊臂带动中空矩形柱与管柱移出方坑，中空防护柱留在方坑内。

本发明的有益效果是：

1、通过开挖钻破坏土层开挖出圆形基坑，然后由破碎刀对圆形基坑的内壁进行破碎，使圆形基坑内壁周围的泥土松动，最后中空方形刀柱向下移动切出方坑，通过开挖钻与破碎刀的共同作用，大大降低了中空方形刀柱的切除厚度，并松动了压实的土层，使中空方形刀柱能轻松的压切出基础方坑，从而一次开挖出基础方坑，省去了后续人工开凿方坑的程序，大大提高了方坑开挖效率，降低了人工劳动强度以及人工成本。

2、中空方形刀柱压切出基础方坑后，通过压实防护板的运动，将松动的泥土压紧、压实，解决基础方坑内壁松动的问题，从而对基础方坑进行防护，降低开挖过程中基础方坑出现坍塌的情况，同时通过压实防护板对基础方坑进行扩坑处理，使基础方坑尺寸扩大，使防护用的中空防护柱能顺利穿入方坑内。

3、基础方坑开挖的过程中通过支撑块对中空防护柱进行支撑，使多个中空防护柱能稳定的穿入基础方坑内，当开挖完成后，支撑块滑入中空矩形柱内，中空防护柱通过自身重力落入基础方坑内，最后，方坑开挖机构由起吊钻机带出基础方坑，而中空防护柱留在基础方坑内进行防护，从而一次完成基础方坑的开挖，并在开挖的过程中对基础方坑进行防护，基础方坑开挖完成后，中空防护柱留在基础方坑内完成支护，从而集方坑开挖与防护为一体，在基础方坑开挖的过程中同步对方坑进行防护，进一步地提高了方坑的开挖防护效率，完全避免开挖中出现坍塌的情况，大大降低了基础方坑的开挖风险。

附图说明

图1为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中方坑开挖机构的立体图；

图2为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中方坑开挖机构的剖视图；

图3为图2中A处放大图；

图4为图2中B处放大图；

图5为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中中空驱动环的结构示意图；

图6为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中压实防护板的结构示意图；

图7为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中压实防护板的立体图；

图8为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中方坑开挖机构的正视图；

图9为图8中D-D向剖视图；

图10为图8中E-E向剖视图；

图11为图8中G-G向剖视图；

图12为本发明一种基础方坑的开挖防护装置中弧形密封板的结构示意图；

图13为为本发明一种基础方坑的开挖防护装置的整体结构示意图；

图中，1-方坑开挖机构，2-起吊钻机，3-起吊臂，4-中空矩形柱，5-管柱，6-中空方形刀柱，7-驱动座，8-开挖钻，9-压实防护板，10-中空防护柱，11-中空升降柱，12-竖向窗口，13-肋板，14-驱动连杆，15-滑板，16-第一液压缸，17-T字形滑条，18-T字形滑槽，19-支撑块，20-中空驱动环，21-弧形槽，22-驱动滑杆，23-驱动圆柱体，24-偏转杆，25-第二液压缸，26-中空盘架，27-破碎轴，28-内环，29-环形槽，30-刀座，31-破碎刀，32-中间齿轮，33-外齿轮，34-内齿圈，35-内环形板，36-外环形板，37-弧形密封板，38-弧形密封台，39-环形滑槽。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例一、如图1至图13所示，一种基础方坑的开挖防护装置，包括方坑开挖机构1，方坑开挖机构1安装在起吊钻机2的起吊臂3上，方坑开挖机构1包括中空矩形柱4、管柱5、中空方形刀柱6和驱动座7，驱动座7固定安装在起吊钻机2的起吊臂3上，中空矩形柱4竖直固定在驱动座7的底部，管柱5竖直穿设在中空矩形柱4内，并转动连接驱动座7，驱动座7内设有旋转驱动机构，通过旋转驱动机构带动管柱5旋转，旋转驱动机构至少包括电机与减速器，此为现有技术，在此不再赘述，起吊臂3施加向下的作用力，使方坑开挖机构1向下移动，配合旋转运动开挖出基础圆坑，中空方形刀柱6固定在中空矩形柱4的底部，管柱5的底部连接有开挖钻8，开挖钻8位于中空方形刀柱6的下方，开挖钻8的上方设置有破碎机构，破碎机构用于对基础圆坑的内壁进行切割破碎，使基础圆坑的内壁松动，基础方坑的具体开挖过程为：由管柱5带动开挖钻8旋转，通过开挖钻8破坏土层开挖出圆形基坑，然后由破碎机构对圆形基坑的内壁进行破碎，使圆形基坑内壁周围的泥土松动，由起吊臂3带动中空方形刀柱6向下移动切出方坑，通过开挖钻8与破碎机构的共同作用，大大降低了中空方形刀柱6的切除厚度，并松动了紧实的土层，使中空方形刀柱6能轻松的压切出基础方坑，从而一次开挖出基础方坑，省去了后续人工开凿方坑的程序，大大提高了方坑开挖效率，降低了人工劳动强度以及人工成本；由于基坑的内壁通过破碎机构进行了松动，导致开挖出的基础方坑的土层松散、不紧致，相对于基础圆坑更容易出现坍塌的情况，容易在开挖的过程中就出现坍塌的情况，因此，在基础方坑开挖的过程中及时对方坑进行防护是必要的，为此，如图1至图7所示，中空矩形柱4的四个侧壁均设置有压实防护板9，压实防护板9具有沿管柱5径向移动的自由度，用于远离中空矩形柱4移动以压实土方坑壁，中空矩形柱4上套设有多个中空防护柱10，多个中空防护柱10沿着管柱5的轴向依次堆放，中空防护柱10位于压实防护板9的上方，中空方形刀柱6压切出基础方坑后，通过压实防护板9的运动，将松动的泥土压紧、压实，解决基础方坑内壁松动的问题，从而对基础方坑进行防护，降低开挖过程中基础方坑出现坍塌的情况，同时通过压实防护板9对基础方坑进行扩坑处理，使基础方坑尺寸扩大，使防护用的中空防护柱10能顺利穿入方坑内，当开挖完成后，中空防护柱10通过自身重力落入基础方坑内，最后，方坑开挖机构1由起吊钻机2带出基础方坑，而中空防护柱10留在基础方坑内进行防护，从而一次完成基础方坑的开挖，并在开挖的过程中对基础方坑进行防护，基础方坑开挖完成后，中空防护柱10留在基础方坑内完成支护，从而集方坑开挖与防护为一体，在基础方坑开挖的过程中同步对方坑进行防护，进一步地提高了方坑的开挖防护效率，完全避免开挖中出现坍塌的情况，大大降低了基础方坑的开挖风险。

实施例二、在实施例一的基础上，如图1、图2、图3、图6和图7所示，中空矩形柱4内设置有中空升降柱11，中空升降柱11具有沿管柱5轴向移动的自由度，管柱5活动穿过中空升降柱11，中空矩形柱4的四个侧壁均开设有竖向窗口12，压实防护板9靠近中空矩形柱4的一面固定有肋板13，肋板13滑动连接在中空方形刀柱6的顶部，肋板13上铰接有两个驱动连杆14，两个驱动连杆14沿着管柱5的轴向间隔设置，驱动连杆14远离肋板13的一端从竖向窗口12穿入铰接在中空升降柱11上，中空升降柱11的侧壁固定有多个滑板15，多个滑板15绕着中空升降柱11的圆心呈圆周均布，中空矩形柱4的内壁竖直开设有滑槽，滑板15滑动适配在滑槽内，多个滑板15上均设置有第一液压缸16，第一液压缸16的缸体安装在中空矩形柱4的内壁上，第一液压缸16的伸缩轴连接滑板15，肋板13的底部固定有T字形滑条17，中空方形刀柱6的顶部沿压实防护板9的移动方向开设有T字形滑槽18，T字形滑条17滑动适配在T字形滑槽18内，第一液压缸16伸缩带动中空升降柱11沿着管柱5的轴向上下移动，由于肋板13通过T字形滑条17与T字形滑槽18的适配滑动连接在中空方形刀柱6的顶部，从而使肋板13不会跟随中空升降柱11同步升降，使得中空升降柱11在升降的过程中，将带动驱动连杆14偏转，驱动连杆14偏转后将通过肋板13拉动压实防护板9沿着T字形滑槽18的方向移动，从而通过第一液压缸16的往复伸缩，带动压实防护板9沿着管柱5的径向往复移动，从而通过压实防护板9将松动的土层压紧，形成稳定的基础方坑，避免在开挖的过程中出现坍塌的情况。

实施例三、中空防护柱10需要开挖完成后在下放至基础方坑内，因此，在开挖的过程中需要对中空防护柱10进行支撑，防止中空防护柱10下落影响基础方坑的正常开挖，基础方坑开挖完成后，又需要解锁中空防护柱10的支撑状态，使中空防护柱10能顺利下方至基础方坑内，为此，在实施例二的基础上，如图1、图2和图5所示，中空矩形柱4的四个侧壁均穿设有支撑块19，支撑块19位于压实防护板9与中空防护柱10之间，支撑块19具有沿管柱5径向移动的自由度，支撑块19从中空矩形柱4内穿出用于支撑中空防护柱10，支撑块19移动至中空矩形柱4内用于下放中空防护柱10，在开挖方坑前，将支撑块19移动至中空矩形柱4内，然后将支护用的中空防护柱10依次套装在中空矩形柱4上，中空防护柱10的套装数量由开挖深度决定，套装完成后，将支撑块19从中空矩形柱4内部分移出，通过支撑块19对中空防护柱10进行支撑，使得在方坑开挖的过程中，中空防护柱10跟随方坑开挖机构1一起移动至开挖的方坑内，当开挖完成后，支撑块19移动至中空矩形柱4内，此时，中空防护柱10失去支撑作用，中空防护柱10在自身重力下落入基础方坑内，最后，方坑开挖机构1从方坑内移除，使中空防护柱10留在方坑内完成支护；具体实施时，中空矩形柱4为阶梯形状，包括大矩形段与小矩形段，中空防护柱10套装在大矩形段上，压实防护板9设置在小矩形段上，当压实防护板9远离中空矩形柱4移动至展开状态压实土层时，四个压实防护板9围绕的矩形尺寸等于中空防护柱10的尺寸，从而使扩大后的方坑尺寸等于中空防护柱10的尺寸，其次，当压实防护板9靠近中空矩形柱4移动至收起状态时，四个压实防护板9围绕的矩形尺寸等于或小于大矩形段的尺寸，同样的，中空方形刀柱6的尺寸小于或等于大矩形段的尺寸，从而使中空防护柱10能顺利从方坑开挖机构1上落下。

进一步地，如图1、图2和图5所示，中空矩形柱4内设置中空驱动环20，管柱5活动穿过中空驱动环20，中空驱动环20的外圈转动设置在中空矩形柱4的内壁上，中空驱动环20上贯穿开设有四条弧形槽21，四条弧形槽21绕中空驱动环20的圆心均布，四个弧形槽21与四个支撑块19一一对应，弧形槽21与中空驱动环20不同心，支撑块19靠近中空驱动环20的一端固定有驱动滑杆22，驱动滑杆22上固定有驱动圆柱体23，驱动圆柱体23滑动适配在弧形槽21内，中空驱动环20上固定有偏转杆24，中空矩形柱4内水平设置有第二液压缸25，第二液压缸25的缸体铰接在中空矩形柱4的侧壁上，第二液压缸25的伸缩轴铰接在偏转杆24上，通过第二液压缸25伸缩带动中空驱动环20偏转，中空驱动环20转动使其上的弧形槽21偏转，由于弧形槽21与中空驱动环20不同心，从而弧形槽21在偏转时将推动驱动圆柱体23移动，驱动圆柱体23通过驱动滑杆22带动支撑块19移动，使支撑块19沿着管柱5的径向做直线运动，通过第二液压缸25的伸长与收缩，带动支撑块19伸出中空矩形柱4支撑中空防护柱10，或使支撑块19移至中空矩形柱4内下放中空防护柱10。

实施例四、在实施例三的基础上，如图1、图2、如图4、图8、图9和图10所示，开挖钻8的上方设置有破碎机构，破碎机构包括中空盘架26和破碎轴27，中空方形刀柱6的内壁固定有内环28，内环28的内壁开设有环形槽29，中空盘架26转动适配在环形槽29内，中空盘架26与管柱5同心设置，中空盘架26的内圈直径大于管柱5的直径，中空盘架26上转动连接有多个破碎轴27，多个破碎轴27绕着中空盘架26的周向均布，破碎轴27上固定套装有刀座30，刀座30的侧壁固定有破碎刀31，破碎刀31远离刀座30的一端与管柱5的圆心之间的最远距离为破碎半径，破碎半径形成的圆内切中空方形刀柱6，管柱5上套装有中间齿轮32，破碎轴27上键连接有外齿轮33，中空方形刀柱6的内壁固定有内齿圈34，外齿轮33位于中间齿轮32与内齿圈34之间，外齿轮33同时啮合内齿圈34和中间齿轮32，管柱5带动开挖钻8转动进行开挖时，将同步带动中间齿轮32转动，中间齿轮32、外齿轮33与内齿圈34形成行星齿轮系，中空盘架26相当于行星架，由于内齿圈34处于固定状态，因此，外齿轮33具有沿管柱5圆心的公转自由度，还具有沿破碎轴27轴线的自转自由度，在公转自由度的作用下，使破碎刀31绕着基础圆坑的圆周方向进行破碎，在自转自由度下，使破碎刀31的切割深度不同，即使破碎刀31会偏转至中空方形刀柱6内，使破碎刀31不作用在圆坑的内壁上，破碎刀31会从中空方形刀柱6内逐渐伸出切割圆坑内壁，从而使破碎刀31的切割为间断式的，并不会形成完整的环形，从而不会切断圆坑内壁的土层，只会搅散土层，使土层松软，不会出现坍塌的情况，此种破碎方式能够得到相对标准的方坑，原因在于，破碎刀31以管柱5的轴线为旋转轴线、以破碎半径为旋转半径形成的圆内切中空方形刀柱6，即中空方形刀柱6为该圆的内切正方形，因此，如果，破碎刀31完全切断圆坑内壁，会产生一个更大的圆坑，此时，中空方形刀柱6将不能切出方坑，而采用搅散土层的方式，不会破坏开挖钻8开挖的圆坑尺寸，还很好的松散了土层，使中空方形刀柱6很轻易的压切出方坑，此时，由于土层松散容易坍塌，因此，在开挖的过程中及时进行防护是非常重要的，从而通过压实防护板9及时压实土层，并使中空防护柱10在基础方坑内移动进行防护，从而方便方坑的标准成型，还解决了易坍塌的问题；具体实施时，破碎轴27设置有三个，且三个破碎刀31交错布置，使破碎刀31之间不会出现干涉的情况。

实施例五、为避免泥土进入到中空方形刀柱6内，导致泥土卡在行星齿轮系内影响破碎刀31的转动，为此，在实施例四的基础上，如图8至图12所示，内齿圈34的下方设置有密封组件，密封组件包括内环形板35和外环形板36，内环形板35活动套设在管柱5上，外环形板36固定在中空方形刀柱6的内壁上，外环形板36的内壁接触破碎轴27，内环形板35的外壁接触破碎轴27，相邻两个破碎轴27之间设置有弧形密封板37，弧形密封板37与管柱5同轴设置，弧形密封板37的两端均开设有半圆孔，半圆孔的直径等于破碎轴27的直径，两个相邻半圆孔形成完整的圆形孔，破碎轴27转动适配在圆形孔27内，弧形密封板37的内壁与外壁均固定有弧形密封台38，内环形板35的外壁与外环形板36的内壁均开设有环形滑槽39，弧形密封板37两侧的弧形密封台38分别滑动适配在两个环形滑槽39内，内环形板35通过轴承套装在管柱5上，使内环形板35与管柱5之间具有相对旋转自由度，由于弧形密封板37分别转动连接内环形板35与外环形板36，防止弧形密封板37与公转的破碎轴27之间产生干涉，弧形密封板37通过弧形密封台38与环形滑槽39的适配，使之能在破碎轴27的带动下跟随破碎轴27一起绕管柱5的轴线运动，由于两个相邻的半圆孔形成完整的圆形孔，破碎轴27转动适配在圆形孔内，从而使破碎轴27绕自身轴线转动的自由度不会受到限制，内环形板35、外环形板36与弧形密封板37的组合设置，在不影响破碎轴27工作的情况下，将行星齿轮系密封在中空方形刀柱6内，有效的阻止泥土进入到中空方形刀柱6内影响行星齿轮系的传动。

一种基础方坑的开挖防护方法，利用上述的一种基础方坑的开挖防护装置，包括以下步骤：

S1、破除岩石层；利用挖机破碎地表面的混凝土层或岩石层，使土层裸露出来；

S2、开钻基础圆坑；通过开挖钻8先对土层开挖出基础圆坑；

S3、对基础圆坑的侧壁进行破碎；通过破碎刀31对基础圆坑的内壁进行破坏，使周围土层松动；

S4、开挖方形坑；中空方形刀柱6向下移动，压制出方形孔；

S5、压实方坑并扩大方坑；压实防护板9沿着管柱5的径向做往复运动，将松动的土层压实；

S6、下放中空防护柱10；基础方孔开挖完成后，起吊臂3带动中空矩形柱4与管柱5移出方坑，中空防护柱10留在方坑内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基础方坑的开挖防护装置，包括方坑开挖机构（1），所述方坑开挖机构（1）安装在起吊钻机（2）的起吊臂（3）上，其特征在于，所述方坑开挖机构（1）包括中空矩形柱（4）、管柱（5）、中空方形刀柱（6）和驱动座（7），所述驱动座（7）固定安装在所述起吊钻机（2）的起吊臂（3）上，所述中空矩形柱（4）竖直固定在所述驱动座（7）的底部，所述管柱（5）竖直穿设在所述中空矩形柱（4）内，并转动连接所述驱动座（7），所述中空方形刀柱（6）固定在所述中空矩形柱（4）的底部，所述管柱（5）的底部连接有开挖钻（8），所述开挖钻（8）位于所述中空方形刀柱（6）的下方；

所述中空矩形柱（4）的四个侧壁均设置有压实防护板（9），所述压实防护板（9）具有沿所述管柱（5）径向移动的自由度，用于远离所述中空矩形柱（4）移动以压实土方坑壁，所述中空矩形柱（4）上套设有多个中空防护柱（10），多个所述中空防护柱（10）沿着所述管柱（5）的轴向依次堆放，所述中空防护柱（10）位于所述压实防护板（9）的上方。

2.根据权利要求1所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述中空矩形柱（4）内设置有中空升降柱（11），所述中空升降柱（11）具有沿所述管柱（5）轴向移动的自由度，所述管柱（5）活动穿过所述中空升降柱（11），所述中空矩形柱（4）的四个侧壁均开设有竖向窗口（12），所述压实防护板（9）靠近所述中空矩形柱（4）的一面固定有肋板（13），所述肋板（13）滑动连接在所述中空方形刀柱（6）的顶部，所述肋板（13）上铰接有两个驱动连杆（14），两个所述驱动连杆（14）沿着所述管柱（5）的轴向间隔设置，所述驱动连杆（14）远离所述肋板（13）的一端从所述竖向窗口（12）穿入铰接在所述中空升降柱（11）上。

3.根据权利要求2所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述中空升降柱（11）的侧壁固定有多个滑板（15），多个所述滑板（15）绕着所述中空升降柱（11）的圆心呈圆周均布，所述中空矩形柱（4）的内壁竖直开设有滑槽，所述滑板（15）滑动适配在所述滑槽内，多个所述滑板（15）上均设置有第一液压缸（16），所述第一液压缸（16）的缸体安装在所述中空矩形柱（4）的内壁上，所述第一液压缸（16）的伸缩轴连接所述滑板（15）。

4.根据权利要求3所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述肋板（13）的底部固定有T字形滑条（17），所述中空方形刀柱（6）的顶部沿所述压实防护板（9）的移动方向开设有T字形滑槽（18），所述T字形滑条（17）滑动适配在所述T字形滑槽（18）内。

5.根据权利要求1所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述中空矩形柱（4）的四个侧壁均穿设有支撑块（19），所述支撑块（19）位于所述压实防护板（9）与中空防护柱（10）之间，所述支撑块（19）具有沿所述管柱（5）径向移动的自由度；

所述支撑块（19）从所述中空矩形柱（4）内穿出用于支撑所述中空防护柱（10）；

所述支撑块（19）移动至中空矩形柱（4）内用于下放所述中空防护柱（10）。

6.根据权利要求5所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述中空矩形柱（4）内设置中空驱动环（20），所述管柱（5）活动穿过所述中空驱动环（20），所述中空驱动环（20）的外圈转动设置在所述中空矩形柱（4）的内壁上，所述中空驱动环（20）上贯穿开设有四条弧形槽（21），四条所述弧形槽（21）绕所述中空驱动环（20）的圆心均布，四个所述弧形槽（21）与四个所述支撑块（19）一一对应，所述弧形槽（21）与所述中空驱动环（20）不同心，所述支撑块（19）靠近所述中空驱动环（20）的一端固定有驱动滑杆（22），所述驱动滑杆（22）上固定有驱动圆柱体（23），所述驱动圆柱体（23）滑动适配在所述弧形槽（21）内，所述中空驱动环（20）上固定有偏转杆（24），所述中空矩形柱（4）内水平设置有第二液压缸（25），所述第二液压缸（25）的缸体铰接在所述中空矩形柱（4）的侧壁上，所述第二液压缸（25）的伸缩轴铰接在所述偏转杆（24）上。

7.根据权利要求1所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述开挖钻（8）的上方设置有破碎机构，所述破碎机构包括中空盘架（26）和破碎轴（27），所述中空方形刀柱（6）的内壁固定有内环（28），所述内环（28）的内壁开设有环形槽（29），所述中空盘架（26）转动适配在所述环形槽（29）内，所述中空盘架（26）与所述管柱（5）同心设置，所述中空盘架（26）的内圈直径大于所述管柱（5）的直径，所述中空盘架（26）上转动连接有多个所述破碎轴（27），多个所述破碎轴（27）绕着所述中空盘架（26）的周向均布，所述破碎轴（27）上固定套装有刀座（30），所述刀座（30）的侧壁固定有破碎刀（31），所述破碎刀（31）远离所述刀座（30）的一端与所述管柱（5）的圆心之间的最远距离为破碎半径，所述破碎半径形成的圆内切所述中空方形刀柱（6）。

8.根据权利要求7所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述管柱（5）上套装有中间齿轮（32），所述破碎轴（27）上键连接有外齿轮（33），所述中空方形刀柱（6）的内壁固定有内齿圈（34），所述外齿轮（33）位于所述中间齿轮（32）与内齿圈（34）之间，所述外齿轮（33）同时啮合所述内齿圈（34）和中间齿轮（32）。

9.根据权利要求8所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，所述内齿圈（34）的下方设置有密封组件，所述密封组件包括内环形板（35）和外环形板（36），所述内环形板（35）活动套设在所述管柱（5）上，所述外环形板（36）固定在所述中空方形刀柱（6）的内壁上，所述外环形板（36）的内壁接触所述破碎轴（27），所述内环形板（35）的外壁接触所述破碎轴（27），相邻两个所述破碎轴（27）之间设置有弧形密封板（37），所述弧形密封板（37）与所述管柱（5）同轴设置，所述弧形密封板（37）的两端均开设有半圆孔，所述半圆孔的直径等于所述破碎轴（27）的直径，两个相邻所述半圆孔形成完整的圆形孔，所述破碎轴（27）转动适配在所述圆形孔内，所述弧形密封板（37）的内壁与外壁均固定有弧形密封台（38），所述内环形板（35）的外壁与外环形板（36）的内壁均开设有环形滑槽（39），所述弧形密封板（37）两侧的所述弧形密封台（38）分别滑动适配在两个所述环形滑槽（39）内。

10.一种基础方坑的开挖防护方法，利用如权利要求9所述的一种基础方坑的开挖防护装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、破除岩石层；利用挖机破碎地表面的混凝土层或岩石层，使土层裸露出来；

S2、开钻基础圆坑；通过开挖钻（8）先对土层开挖出基础圆坑；

S3、对基础圆坑的侧壁进行破碎；通过破碎刀（31）对基础圆坑的内壁进行破坏，使周围土层松动；

S4、开挖方形坑；中空方形刀柱（6）向下移动，压制出方形孔；

S5、压实方坑并扩大方坑；压实防护板（9）沿着管柱（5）的径向做往复运动，将松动的土层压实；

S6、下放中空防护柱（10）；基础方孔开挖完成后，起吊臂（3）带动中空矩形柱（4）与管柱（5）移出方坑，中空防护柱（10）留在方坑内。