水运施工教学课件：1水运工程施工技术117―148

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1、b)c)d)e)图7—13打击力曲线②满足沉桩速度和质量的要求。使沉桩效率高并保证桩身完好，但锤的重量和冲击能量不能过大。若过大，沉桩速度固然可以加快，但必将导致桩身承受过大的应力而破坏，这是不允许的。桩锤应通过试桩选择，若无条件进行试桩时，可根据当地或其他类似地区的经验选择。我国现行港口工程技术规范“桩基工程”给出儿种常用锤型贯穿土层的能力可供参考。也可以通过一些经验或半经验的打桩动力公式，根据要求的承载力，要求或实测的最后平均贯入度来反算满足施工条件时所需的冲击能量，以校核所选的是否合乎要求。这一类的公式很多，由于各地的地质条件和施工条件不大同，难以有一个对各处都适用的公式。根据国外普遍采

2、用的工程新闻公式，结合多年来我国航务工程打桩的经验，推荐以下与工程新闻一仏+0・1丿式中：——单桩极限承载力(kN)；W——柴油锤冲击部分重力(kN)；h——冲击部分弹跳髙度(m)・应实测；5—打桩最后一陛平均贯入度(m)°式(7-2)适用于柴油打桩锤。在满足锤冲击能要求的前提下，锤选重些为好，因为沉桩时的冲击能一部分用在沉桩上，是有效的能量消耗，另外还有一部分能量消耗在锤的冲击回弹和桩垫、桩帽、桩等的变形上，是无效的能量消耗。用公式表示：.••Q=E—E2(7-3)式中：E锤的一次冲击能$E.——有效能址消耗“Ez——无效能散消耗。用冲击能量的有效利用系数（K。）来表示能虽的利用情况，贝IJ

3、：Ke=當（7-4）红愈大，说明能量利用越充分，打桩的效果愈好。忍取决于桩重与锤冲击部分重量之比值。当锤的冲击能相同时，应选择冲击部分重量大些的锤，可提高Kc值。在冲击能量一定吋，桩身应力随锤重的增加而减少，单动锤比双动锤重，因而选用单动锤比双动锤能使桩下沉的深度更大。随着电子计算机的发展，提出了以波动理论为基础的锤击桩应力波动法，这个方法用來分析沉桩时的应力状态，并据此选择恰当的桩锤，准确地预测桩承载力和检验桩身质量。2.桩架桩架是起吊桩、桩锤、替打等的支架，并作为沉桩吋导向之用，根据其支承结构和工作条件可分为陆上打桩架和水上打桩架（打桩船）。（1）、陆上打桩架：通常是用钢材制成井架装在轨道

4、小平车上，或是装在可在滑道上滑行的平台上，加上绞车轮组及其它设备组成陆上打桩机；将井架装在履带式起重机上成为履带式打桩轨，这种打桩机移动迅速，可作360。回转，因而使用方便。这种桩架高度可达50m（见图7.-14）o将打桩架设置在平底驳船上即成打桩船。其主耍设备与陆上打桩架相同，此外，打桩船还配备有以下设备：①锚缆系统：打桩时通常配备前后边锚（八字锚）及艄锚、錠锚，有6---8个锚，由操纵台集中控制打桩的移位和就位。①船体平衡装置：随着沉桩的进程，船体因局部增荷或减荷将会造成船身倾斜和摆动，影响船位的准确和桩身安全。因此船上备有供打桩时使用的船体平衡装置。①使桩架俯仰的机构及吊龙口：打桩架除打

5、直桩外还可以打斜桩，最大斜度为3：1,型打桩船可达1：1,要求打桩架能很容易的改变坡度进行俯打和仰打。有的打桩船口可以出船头一段距离，进行吊龙口打桩，以便打设岸边水深较浅的桩，如图7-15所示。②背板：是在龙口上固定桩位的设备。有了背板就可以使桩顺着龙口的方向滑动。在斜桩时，背板还有承受桩身重量的作用（图7-16）o（3）打桩架的高度：a）图7-15打桩船a）外龙口背板图7-16b）内龙口背板背板结构图1•背板,2-龙口；3-活动饺链；4•滚轮;5-活动插销打桩时，要根据桩长、打桩方式來选择桩架的高度，桩架高度（见图7-14及图7-17）按下式确定：H二"+仏+仏+一H5（7-5）式中：H—桩

6、架有效高度（水上打桩从水面起算；陆上打桩从地面起算，见图7-11（m）；H、桩长（m）$H2——桩锤及替打高度（mhH3—滑轮组高度（m）；—安全高度，一般水上打桩取〜2m・陆上打桩取0・3m〜0.5m；H5—施工水深陆上打桩H5=0e我国现有几艘较大的打桩船，最大的桩架高度80m（从水面起算）；有效桩架高度为70m,可打80m以下,桩重80t以下各种型式、倾角、仰俯30。的桩,最大的打桩直径为1.5m。（4）抗风浪性能：选择打桩架时除了考虑桩架的高度，最大的打桩直径、起吊能力外，还要考虑抗风浪的能力，尤其是打桩船。一般的打桩船只能在5级风以下拖航和打桩，因此只适宜在近海作业,若要在外海打桩，

7、则要求抗风浪性能更好的打桩船。在风浪大而频繁的地区，用设在临时施工栈桥或海上施工平台上的打桩机打桩，如图7-4所示为海上自升平台打桩示意图，拖运吋支腿升起，工作吋支腿插入海底，平台上升到冰面以上波浪打不到的高度，可以全天候进行施工作业。2.替打及桩垫替打，接在桩顶和桩锤之间，主要起缓冲作用，能减少对桩顶打击力，保护桩头。结构上它有一定刚度，当受锤击时，本身的变形尽量少，以便锤击的能量更有效地传递给