樁工機械課件

樁工機械1樁工機械112樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機械主要有預(yù)制樁施工機械和灌注樁施工機械兩類。樁按施工方法分：預(yù)制樁、灌注樁

§12—2灌注樁成孔機械

§12—1預(yù)制樁施工機械22樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機械主要有預(yù)制樁施工機械和灌注3

§12—1預(yù)制樁施工機械預(yù)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§12—1預(yù)制樁施工機械預(yù)制樁施工主要有打入、振動341、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(shù)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：41、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，45（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（f）吸氣（g）降落5（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（56導桿式柴油錘工作原理圖6導桿式柴油錘工作原理圖672、柴油打樁機的特點和主要技術(shù)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(shè)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)n72、柴油打樁機的特點和主要技術(shù)參數(shù)柴油錘的特點：結(jié)構(gòu)簡單、78（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)n8（1）沖擊部分質(zhì)量W筒式柴油錘為上活塞質(zhì)量，是選錘的主要參89二、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。9二、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，9101010112、雙動式-升錘和落錘都靠蒸汽壓力實現(xiàn)優(yōu)點：落錘時，在蒸汽壓力作用下，速度增快，可適當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：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（當錘下落時），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、差動式同一活塞桿上裝有兩個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。112、雙動式-升錘和落錘都靠蒸汽壓力實現(xiàn)優(yōu)點：落錘時，在蒸1112工作原理：高壓蒸汽進入上下兩活塞之間的空穴時，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行打樁。12工作原理：高壓蒸汽進入上下兩活塞之間的空穴時，由于上活塞1213三、自由落錘打樁機落錘沖擊體靠卷揚機提升到一定高度，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。13三、自由落錘打樁機落錘沖擊體靠卷揚機提升到一定高度，然后1314四、振動打樁機-振動錘原理：共振理論和振動沖擊理論特點：沉樁效率高、費用低、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：振動式、振動沖擊式1、振動式振動打樁機原理：將振動器的振動通過夾樁器傳給樁體，使樁產(chǎn)生振動振動器工作原理每個偏心塊產(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)動的角速度，rad/s14四、振動打樁機-振動錘原理：共振理論和振動沖擊理論特點：1415振動器工作原理垂直方向的離心力疊加為：φ-位置角P-激振力，它通過軸承機殼、夾樁器傳給樁，使樁沿垂直方向產(chǎn)生強迫振動，N由于兩個偏心塊質(zhì)量相等，對稱安裝，轉(zhuǎn)向相反，水平方向的離心力因方向相反而抵消。(a)剛性式振動打樁機-振動器與原動機剛性連接(b)柔性式振動打樁機-振動器與原動機用減震彈簧分開構(gòu)造簡單，原動機壽命短構(gòu)造復雜，原動機壽命長15振動器工作原理垂直方向的離心力疊加為：φ-位置角P-激振15162、振動沖擊式打樁機特點：具有很大的振幅和沖擊力，振動器不帶動樁振動，功率消耗少。缺點：噪音大，能量有損失，電動機受頻繁振動易損壞。適合于粘土層或硬土層上打樁162、振動沖擊式打樁機特點：具有很大的振幅和沖擊力，振動器16173、振動打樁機的主要性能參數(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-使振動錘、樁身及樁周圍土體整個振動體系產(chǎn)生垂直振動的力。各偏心塊回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力的合力。影響沉樁的主要因素之一。（3）振動頻率-以偏心塊為振動子的振動器，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）振動頻率f?。?.85-0.9）fn。fn-振動系統(tǒng)（振動錘、樁及周圍的土壤形成）固有頻率（4）振幅-沉拔樁時，樁的強制位移量。樁下沉的主要參數(shù)。173、振動打樁機的主要性能參數(shù)（1）偏心力矩M(N?m)-1718β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(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f-振動錘的振動頻率沉樁速度與振幅基本上是成正比變化。但振幅太大，會使機械工作不平穩(wěn)，消耗功率也多，一般振幅在12mm-20mm時嘴適宜于樁的下沉。對不同的土壤可通過調(diào)整偏心塊的偏心距r來改變振幅，以使沉樁達到最好效果。（5）電動機功率能否沉樁的關(guān)鍵因素。18β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(shù)M-振動體的質(zhì)量m-偏心塊1819

§12—2灌注樁成孔機械灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，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、振動小、噪聲小等特點。灌注樁成孔機械分兩大類：擠土成孔和取土成孔機械。19§12—2灌注樁成孔機械灌注樁：直接在樁位上用機1920一、擠土成孔機械利用振動打樁機或錘擊式打樁機將鋼管樁（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。20一、擠土成孔機械利用振動打樁機或錘擊式打樁機將鋼管樁（樁2021二、取土成孔機械螺旋鉆孔機適用于地下水位以上的施工。長螺旋鉆孔機-連續(xù)排土，一次完成鉆進深度短螺旋鉆孔機-周期性鉆進、排土螺旋鉆擴機-施工擴底樁1、螺旋鉆孔機21二、取土成孔機械螺旋鉆孔機適用于地下水位以上的施工。長螺21222、沖抓式成孔機利用沖抓斗為鉆具，它以自由落體的速度沖入土中，將土、石鑿成碎塊，然后抓起碎土碎石拋至孔外成孔。適用于在土夾石、砂夾石、卵石及巖石層的地基上成孔。222、沖抓式成孔機利用沖抓斗為鉆具，它以自由落體的速度沖入22232323樁工機械24樁工機械12425樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機械主要有預(yù)制樁施工機械和灌注樁施工機械兩類。樁按施工方法分：預(yù)制樁、灌注樁

§12—2灌注樁成孔機械

§12—1預(yù)制樁施工機械252樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機械主要有預(yù)制樁施工機械和灌注26

§12—1預(yù)制樁施工機械預(yù)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§12—1預(yù)制樁施工機械預(yù)制樁施工主要有打入、振動26271、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(shù)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：41、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，2728（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（f）吸氣（g）降落5（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（2829導桿式柴油錘工作原理圖6導桿式柴油錘工作原理圖29302、柴油打樁機的特點和主要技術(shù)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(shè)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)n72、柴油打樁機的特點和主要技術(shù)參數(shù)柴油錘的特點：結(jié)構(gòu)簡單、3031（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)n8（1）沖擊部分質(zhì)量W筒式柴油錘為上活塞質(zhì)量，是選錘的主要參3132二、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。9二、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，32331033342、雙動式-升錘和落錘都靠蒸汽壓力實現(xiàn)優(yōu)點：落錘時，在蒸汽壓力作用下，速度增快，可適當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：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（當錘下落時），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、差動式同一活塞桿上裝有兩個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。112、雙動式-升錘和落錘都靠蒸汽壓力實現(xiàn)優(yōu)點：落錘時，在蒸3435工作原理：高壓蒸汽進入上下兩活塞之間的空穴時，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行打樁。12工作原理：高壓蒸汽進入上下兩活塞之間的空穴時，由于上活塞3536三、自由落錘打樁機落錘沖擊體靠卷揚機提升到一定高度，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。13三、自由落錘打樁機落錘沖擊體靠卷揚機提升到一定高度，然后3637四、振動打樁機-振動錘原理：共振理論和振動沖擊理論特點：沉樁效率高、費用低、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：振動式、振動沖擊式1、振動式振動打樁機原理：將振動器的振動通過夾樁器傳給樁體，使樁產(chǎn)生振動振動器工作原理每個偏心塊產(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)動的角速度，rad/s14四、振動打樁機-振動錘原理：共振理論和振動沖擊理論特點：3738振動器工作原理垂直方向的離心力疊加為：φ-位置角P-激振力，它通過軸承機殼、夾樁器傳給樁，使樁沿垂直方向產(chǎn)生強迫振動，N由于兩個偏心塊質(zhì)量相等，對稱安裝，轉(zhuǎn)向相反，水平方向的離心力因方向相反而抵消。(a)剛性式振動打樁機-振動器與原動機剛性連接(b)柔性式振動打樁機-振動器與原動機用減震彈簧分開構(gòu)造簡單，原動機壽命短構(gòu)造復雜，原動機壽命長15振動器工作原理垂直方向的離心力疊加為：φ-位置角P-激振38392、振動沖擊式打樁機特點：具有很大的振幅和沖擊力，振動器不帶動樁振動，功率消耗少。缺點：噪音大，能量有損失，電動機受頻繁振動易損壞。適合于粘土層或硬土層上打樁162、振動沖擊式打樁機特點：具有很大的振幅和沖擊力，振動器39403、振動打樁機的主要性能參數(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-使振動錘、樁身及樁周圍土體整個振動體系產(chǎn)生垂直振動的力。各偏心塊回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力的合力。影響沉樁的主要因素之一。（3）振動頻率-以偏心塊為振動子的振動器，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）振動頻率f?。?.85-0.9）fn。fn-振動系統(tǒng)（振動錘、樁及周圍的土壤形成）固有頻率（4）振幅-沉拔樁時，樁的強制位移量。樁下沉的主要參數(shù)。173、振動打樁機的主要性能參數(shù)（1）偏心力矩M(N?m)-4041β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(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f-振動錘的振動頻率沉樁速度與振幅基本上是成正比變化。但振幅太大