樁工機(jī)械課件

樁工機(jī)械12樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機(jī)械主要有預(yù)制樁施工機(jī)械和灌注樁施工機(jī)械兩類。樁按施工方法分：預(yù)制樁、灌注樁

§12—2灌注樁成孔機(jī)械

§12—1預(yù)制樁施工機(jī)械23

§12—1預(yù)制樁施工機(jī)械預(yù)制樁施工主要有打入、振動(dòng)沉入和壓入三種施工方法一、柴油打樁機(jī)由履帶起重機(jī)該換工作裝置而成，在回轉(zhuǎn)平臺(tái)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。41、柴油樁錘的工作原理實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單缸二沖程的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，利用柴油燃燒釋放的能量提升沖擊體進(jìn)行打樁。按樁錘的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)不同分為：導(dǎo)桿式、汽缸式、筒式。筒式的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能最為先進(jìn)，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(fù)運(yùn)動(dòng)。筒式柴油錘的工作循環(huán)可分為以下幾個(gè)階段：5（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（f）吸氣（g）降落6導(dǎo)桿式柴油錘工作原理圖72、柴油打樁機(jī)的特點(diǎn)和主要技術(shù)參數(shù)柴油錘的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、打樁能量大。本身既是原動(dòng)機(jī)又是工作機(jī)，不需另設(shè)能源機(jī)器，工作過程自動(dòng)化。打樁能量可隨沉樁阻力自行增減調(diào)節(jié)。當(dāng)外阻力大時(shí)，上活塞上跳高度大，打樁能量就大；阻力小時(shí)，樁下沉量大，打樁能量隨之減小，對(duì)打樁工作非常有利。柴油錘的缺點(diǎn)：產(chǎn)生噪音、振動(dòng)，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)n8（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)n9二、蒸汽錘特點(diǎn)：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(duì)樁的損傷小，工作性能不受土層軟硬和工作時(shí)間長短的影響，無廢氣污染。按照蒸汽對(duì)錘的作用方式不同，蒸汽錘分為：單動(dòng)式、雙動(dòng)式、差動(dòng)式。1、單動(dòng)式工作原理：樁錘靠蒸汽的壓力提升，當(dāng)樁錘到達(dá)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(jìn)行打樁。10112、雙動(dòng)式-升錘和落錘都靠蒸汽壓力實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：落錘時(shí)，在蒸汽壓力作用下，速度增快，可適當(dāng)減小沖擊部分上升的行程，打樁頻率和生產(chǎn)率都得到提高。缺點(diǎn)：要有足夠的質(zhì)量來平衡作用在汽缸上蓋內(nèi)的蒸汽壓力（當(dāng)錘下落時(shí)），所以固定部分質(zhì)量很大，一般約占樁錘總質(zhì)量的80%-90%。3、差動(dòng)式同一活塞桿上裝有兩個(gè)不同有效面積的活塞，上活塞的有效面積比下活塞大，活塞桿下端與樁錘連接在一起。12工作原理：高壓蒸汽進(jìn)入上下兩活塞之間的空穴時(shí)，由于上活塞面積大于下活塞，所以產(chǎn)生的壓力差使樁錘上升，當(dāng)樁錘上升到一定的高度，空穴中的蒸汽排出，壓力差消除，樁錘落下沖擊樁頭進(jìn)行打樁。13三、自由落錘打樁機(jī)落錘沖擊體靠卷揚(yáng)機(jī)提升到一定高度，然后在重力作用下自由落下沖擊樁頭。一般錘重1kN-30kN，打擊次數(shù)每分鐘10-12次，打樁效率較低，貫入能量小。14四、振動(dòng)打樁機(jī)-振動(dòng)錘原理：共振理論和振動(dòng)沖擊理論特點(diǎn)：沉樁效率高、費(fèi)用低、不需輔助設(shè)備、樁頭不易損壞、沉樁橫向位移小、樁體變形小。按工作原理分：振動(dòng)式、振動(dòng)沖擊式1、振動(dòng)式振動(dòng)打樁機(jī)原理：將振動(dòng)器的振動(dòng)通過夾樁器傳給樁體，使樁產(chǎn)生振動(dòng)振動(dòng)器工作原理每個(gè)偏心塊產(chǎn)生的離心力：m-偏心塊質(zhì)量，kgr-偏心塊質(zhì)心至回轉(zhuǎn)中心的距離，mω-偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，rad/s15振動(dòng)器工作原理垂直方向的離心力疊加為：φ-位置角P-激振力，它通過軸承機(jī)殼、夾樁器傳給樁，使樁沿垂直方向產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，N由于兩個(gè)偏心塊質(zhì)量相等，對(duì)稱安裝，轉(zhuǎn)向相反，水平方向的離心力因方向相反而抵消。(a)剛性式振動(dòng)打樁機(jī)-振動(dòng)器與原動(dòng)機(jī)剛性連接(b)柔性式振動(dòng)打樁機(jī)-振動(dòng)器與原動(dòng)機(jī)用減震彈簧分開構(gòu)造簡單，原動(dòng)機(jī)壽命短構(gòu)造復(fù)雜，原動(dòng)機(jī)壽命長162、振動(dòng)沖擊式打樁機(jī)特點(diǎn)：具有很大的振幅和沖擊力，振動(dòng)器不帶動(dòng)樁振動(dòng)，功率消耗少。缺點(diǎn)：噪音大，能量有損失，電動(dòng)機(jī)受頻繁振動(dòng)易損壞。適合于粘土層或硬土層上打樁173、振動(dòng)打樁機(jī)的主要性能參數(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(dòng)錘、樁身及樁周圍土體整個(gè)振動(dòng)體系產(chǎn)生垂直振動(dòng)的力。各偏心塊回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的合力。影響沉樁的主要因素之一。（3）振動(dòng)頻率-以偏心塊為振動(dòng)子的振動(dòng)器，其頻率等于偏心塊的轉(zhuǎn)速（r/min）。低頻（5-11.67Hz）、中頻（11.67-25Hz）、高頻（25-50Hz）、超高頻（≥100Hz）振動(dòng)頻率f?。?.85-0.9）fn。fn-振動(dòng)系統(tǒng)（振動(dòng)錘、樁及周圍的土壤形成）固有頻率（4）振幅-沉拔樁時(shí)，樁的強(qiáng)制位移量。樁下沉的主要參數(shù)。18β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(shù)M-振動(dòng)體的質(zhì)量m-偏心塊的質(zhì)量r-偏心塊的偏心距f-振動(dòng)錘的振動(dòng)頻率沉樁速度與振幅基本上是成正比變化。但振幅太大，會(huì)使機(jī)械工作不平穩(wěn)，消耗功率也多，一般振幅在12mm-20mm時(shí)嘴適宜于樁的下沉。對(duì)不同的土壤可通過調(diào)整偏心塊的偏心距r來改變振幅，以使沉樁達(dá)到最好效果。（5）電動(dòng)機(jī)功率能否沉樁的關(guān)鍵因素。19

§12—2灌注樁成孔機(jī)械灌注樁：直接在樁位上用機(jī)械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。與預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動(dòng)小、噪聲小等特點(diǎn)。灌注樁成孔機(jī)械分兩大類：擠土成孔和取土成孔機(jī)械。20一、擠土成孔機(jī)械利用振動(dòng)打樁機(jī)或錘擊式打樁機(jī)將鋼管樁（樁尖為活瓣或用鋼筋混凝土預(yù)制樁尖）沉入地基土中至設(shè)計(jì)要求的深度后，邊拔管邊澆灌混凝土的方法。適用于直徑50mm以下的樁。21二、取土成孔機(jī)械螺旋鉆孔機(jī)適用于地下水位以上的施工。長螺旋鉆孔機(jī)-連續(xù)排