一級建造師市政公用工程管理與實務考試必備講義匯編 城市橋梁篇六零

3/18/2023樁基礎施工的關鍵在于成樁樁工機械主要有預制樁施工機械和灌注樁施工機械兩類。樁按施工方法分：預制樁、灌注樁

§12—2灌注樁成孔機械

§12—1預制樁施工機械3/18/20232

§12—1預制樁施工機械預制樁施工主要有打入、振動沉入和壓入三種施工方法一、柴油打樁機由履帶起重機該換工作裝置而成，在回轉(zhuǎn)平臺上固定有立柱，用斜撐調(diào)整成垂直位置。在立柱上裝有柴油錘，并用起重滑輪組可使錘頭升降。柴油錘產(chǎn)生的打擊力，通過樁帽打擊樁體，使之灌入土中。3/18/20231、柴油樁錘的工作原理實質(zhì)上是一個單缸二沖程的柴油發(fā)動機，利用柴油燃燒釋放的能量提升沖擊體進行打樁。按樁錘的結(jié)構(gòu)和動作特點不同分為：導桿式、汽缸式、筒式。筒式的結(jié)構(gòu)和技術性能最為先進，為目前國內(nèi)產(chǎn)品廣泛采用。筒式柴油錘的汽缸固定，活塞往復運動。筒式柴油錘的工作循環(huán)可分為以下幾個階段：3/18/2023（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（f）吸氣（g）降落3/18/2023導桿式柴油錘工作原理圖3/18/20232、柴油打樁機的特點和主要技術參數(shù)柴油錘的特點：結(jié)構(gòu)簡單、打樁能量大。本身既是原動機又是工作機，不需另設能源機器，工作過程自動化。打樁能量可隨沉樁阻力自行增減調(diào)節(jié)。當外阻力大時，上活塞上跳高度大，打樁能量就大；阻力小時，樁下沉量大，打樁能量隨之減小，對打樁工作非常有利。柴油錘的缺點：產(chǎn)生噪音、振動，污染空氣柴油錘的主要參數(shù)：沖擊部分質(zhì)量W；行程H；每次沖擊最大能量E；每分鐘沖擊次數(shù)n3/18/2023（1）沖擊部分質(zhì)量W筒式柴油錘為上活塞質(zhì)量，是選錘的主要參數(shù)。（2）行程H上活塞跳起的高度（一般為2m-2.5m）。（3）每次沖擊最大能量E（kg?m)E=1.2WH（4）每分鐘沖擊次數(shù)n3/18/2023二、蒸汽錘特點：可以向超大型發(fā)展，可以打斜樁甚至打水平樁，能在水下打樁，可在25%-100%的范圍內(nèi)無極調(diào)節(jié)沖擊能量，對樁的損傷小，工作性能不受土層軟硬和工作時間長短的影響，無廢氣污染。按照蒸汽對錘的作用方式不同，蒸汽錘分為：單動式、雙動式、差動式。1、單動式工作原理：樁錘靠蒸汽的壓力提升，當樁錘到達一定的高度后，蒸汽排出，壓力下降，樁錘在自重作用下落下沖擊樁頭進行打樁。3/18/20233/18/20232、雙動式-升錘和落錘都靠蒸蒸汽壓力實現(xiàn)優(yōu)點：落錘時，在蒸汽汽壓力作用下，速速度增快，可適當當減小沖擊部分上上升的行程，打樁樁頻率和生產(chǎn)率都都得到提高。缺點：要有足夠的的質(zhì)量來平衡作用用在汽缸上蓋內(nèi)的的蒸汽壓力（當錘錘下落時），所以以固定部分質(zhì)量很很大，一般約占樁樁錘總質(zhì)量的80%-90%。3、差動式同一活塞桿上裝有有兩個不同有效面面積的活塞，上活活塞的有效面積比比下活塞大，活塞塞桿下端與樁錘連連接在一起。3/15/2023工作原理：：高壓蒸汽汽進入上下下兩活塞之之間的空穴穴時，由于于上活塞面面積大于下下活塞，所所以產(chǎn)生的的壓力差使使樁錘上升升，當樁錘錘上升到一一定的高度度，空穴中中的蒸汽排排出，壓力力差消除，，樁錘落下下沖擊樁頭頭進行打樁樁。3/15/2023三、自由落落錘打樁機機落錘沖擊體體靠卷揚機機提升到一一定高度，，然后在重重力作用下下自由落下下沖擊樁頭頭。一般錘錘重1kN-30kN，打擊次數(shù)數(shù)每分鐘10-12次，打樁效效率較低，，貫入能量量小。3/15/2023四、振動打打樁機-振動錘原理：共振振理論和振振動沖擊理理論特點：沉樁樁效率高、、費用低、、不需輔助助設備、樁樁頭不易損損壞、沉樁樁橫向位移移小、樁體體變形小。。按工作原理理分：振動動式、振動動沖擊式1、振動式振振動打樁機機原理：將振振動器的振振動通過夾夾樁器傳給給樁體，使使樁產(chǎn)生振振動振動器工作作原理每個偏心塊塊產(chǎn)生的離離心力：m-偏心塊質(zhì)量量，kgr-偏心塊質(zhì)心心至回轉(zhuǎn)中中心的距離離，mω-偏心塊轉(zhuǎn)動動的角速度度，rad/s3/15/2023振動器工作作原理垂直方向的的離心力疊疊加為：φ-位置角P-激振力，它它通過軸承承機殼、夾夾樁器傳給給樁，使樁樁沿垂直方方向產(chǎn)生強強迫振動，，N由于兩個偏偏心塊質(zhì)量量相等，對對稱安裝，，轉(zhuǎn)向相反反，水平方方向的離心心力因方向向相反而抵抵消。(a)剛性式振動動打樁機-振動器與原原動機剛性性連接(b)柔性式振動動打樁機-振動器與原原動機用減減震彈簧分分開構(gòu)造簡單，，原動機壽壽命短構(gòu)造復雜，，原動機壽壽命長3/15/20232、振動沖擊擊式打樁機機特點：具有有很大的振振幅和沖擊擊力，振動動器不帶動動樁振動，，功率消耗耗少。缺點：噪音音大，能量量有損失，，電動機受受頻繁振動動易損壞。。適合于粘土土層或硬土土層上打樁樁3/15/20233、振動打樁機的的主要性能參數(shù)數(shù)（1）偏心力矩M(N?m)-偏心塊重W與其重心到回轉(zhuǎn)中心的距離r的乘積的總和，即。有固定和可調(diào)兩種。（2）激振力-使振動錘、樁身身及樁周圍土體體整個振動體系系產(chǎn)生垂直振動動的力。各偏心心塊回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生生的離心力的合合力。影響沉樁樁的主要因素之之一。（3）振動頻率-以偏心塊為振動動子的振動器，，其頻率等于偏偏心塊的轉(zhuǎn)速（（r/min）。低頻（5-11.67Hz）、中頻（11.67-25Hz）、高頻（25-50Hz）、超高頻（≥≥100Hz）振動頻率f?。?.85-0.9）fn。fn-振動系統(tǒng)（振動動錘、樁及周圍圍的土壤形成））固有頻率（4）振幅-沉拔樁時，樁的的強制位移量。。樁下沉的主要要參數(shù)。3/15/2023β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(shù)數(shù)M-振動體的質(zhì)量m-偏心塊的質(zhì)量r-偏心塊的偏心距距f-振動錘的振動頻頻率沉樁速度與振幅幅基本上是成正正比變化。但振振幅太大，會使使機械工作不平平穩(wěn)，消耗功率率也多，一般振振幅在12mm-20mm時嘴適宜于樁的的下沉。對不同的土壤可可通過調(diào)整偏心心塊的偏心距r來改變振幅，以以使沉樁達到最最好效果。（5）電動機功率能能否否沉樁的關鍵因因素。3/15/2023§12—2灌注樁成孔機械械灌注樁：直接在在樁位上用機械械成孔或人工挖挖孔，在孔內(nèi)安安放鋼筋、灌注注混凝土而成型型的樁。與預制樁相比，，灌注樁具有不不受地層變化限限制，不需要接接樁和截樁，節(jié)節(jié)約鋼材、振動動小、噪聲小等特點。灌注樁成孔機械械分兩大類：擠擠土成孔和取土土成孔機械。3/15/2023一、擠土成孔機機械利用振動打樁樁機或錘擊式式打樁機將鋼鋼管樁（樁尖尖為活瓣或用用鋼筋混凝土土預制樁尖））沉入地基土土中至設計要要求的深度后后，邊拔管邊邊澆灌混凝土土的方法。適用于直徑50mm以下的樁。3/15/2023二、取土成孔孔機械螺旋鉆孔機適適用于地下水水位以上的施施工。長螺旋鉆孔機機-連續(xù)排土，一一次完成鉆進進深度短螺旋鉆孔機機-周期性鉆進、、排