液压冲击式桩锤结构设计

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1、液压冲击式桩锤结构设计1绪论1.1桩基础施工技术发展趋向随着改革开放的深入和社会主义市场经济的发展，国家将建筑业列为国民经济的支柱产业。大力发展具有高新技术水平的建筑机械，武装大中型建筑施工队伍，是发展建筑业并使之发挥支柱产业作用的一项战略措施。从建筑工程的造价和施工工期来讲，基础工程占全工程的1/3-1/20在基础工程的各种结构类型中，桩基础又是主要结构形式。与灌注桩相比，预制桩(包括钢筋混凝土桩和钢管桩)具有更高的可靠性和环境适应性。在预制桩的打桩设备中，与柴油锤、空气锤、机械振动锤、液压压

2、桩机等产品相比，液压桩锤具有不排污、振动小、噪声低、能量利用率高、工作过程可控、机动灵活、可适用于潜水打桩和打斜桩，有向大型化和超大型化发展的潜力等综合优势。由于液压桩锤的低公害和高性能，世界各工业发达国家竞相致力于新产品的开发和性能改善的研究工作。荷兰、英国、法国、美国、德国、前苏联、芬兰、韩国、日本、意大利等国都有多家公司从事商品生产。仅日本就有10多家生产公司。然而，直到目前为止，我国尚没有国产液压桩锤定型产品。由于国外同类产品技术复杂，开发周期长、制造成本高，国际市场价格十分昂贵，不适合

3、在我国推广应用。因而，研制开发性能先进、成本低廉、操作方便、工作可靠的国产液压桩锤产品，对十发展我国建筑业，提高我国建筑施工的技术水平，实现基础工程施工作业现代化具有十分重要的意义。1.2液压桩锤的发展趋势及技术现状1.2.1液压桩锤发展趋势木桩和竹桩是最早使用的桩，早在新石器时代人类便通过打入木桩和竹桩在湖泊和沼泽地搭台作为水上住所，在浙江省河姆渡就发现了这种原始社会遗址。而我国西南许多少数民族地区至今仍沿用了这种习惯，随着人类活动向空间和海洋的延伸，各种高层建筑层出不穷，摩天大楼拔地而起，这

4、些都是建立在牢固的基础之上，因此，人们对桩基础的需求也越来越迫切，传统的木桩和竹桩逐渐被各种新的桩材料取代。19世纪20年代，已有人开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头，二次世界大战后，无缝钢管也被作为桩材料用于基础工程，上海宝山钢铁厂曾使用直径90cm、长约60m的钢管桩作为桩基础;自20世纪初钢筋混凝土预制构件问世以来，又出现了种类繁多的钢筋混凝土预制桩41。1949年，美国雷蒙德混凝土桩公司利用离心机生产出中空预应力钢筋混凝土管桩，我国已于50年代开始生产和使用这种预应力钢筋混凝土桩。就地灌注混

5、凝土桩是以混凝土或钢筋混凝土为材料的另一种类型的桩。20世纪20-30年代己出现沉管混凝土桩，30年代上海修建的一些高层建筑，就曾采用Franki桩和Vbro桩等沉管灌注桩;50年代，随着大型钻孔机械的发展，我国的铁路和公路桥梁大量采用了钻孔灌注混凝土桩和挖孔灌注桩。打桩锤是将桩打入工作介质的设备。打桩锤分为落锤、汽锤、柴油锤和液压锤，液压打桩锤同其它类型的桩锤比较具有很多优点，是打桩锤发展的趋势。国外对液压打桩锤研究较多，产品较成熟。国内液压打桩锤的研究较少，只是对国外几种典型打桩锤的液压系统

6、进行理论分析，没有将理论与实验相结合起来进行系统研究。1.2.2国内外液压桩锤的技术现状国外研制液压桩锤始于20世纪60年代，而且发展速度惊人。1964年荷兰IIBM公司开始研究液压桩锤，1969年研制成功首台样机，经过改进，于1972年推向建筑市场，HBM-18型液压桩锤成为当时世界上最先进的液压打桩锤。此后，其他发达国家先后开始研制工作并取得一定成果，如法国Monta-Bert公司生产的BRII系列产品，日本日立建机公司于1976年购买英国BSP公司的专利技术，于1979年研制成6.5吨液压

7、桩锤，并于80年代末研制出能打斜桩的液压桩锤;根据收集到的资料，国际上有近20家大型建筑机械公司生产上百种定型产品。目前，英国、芬兰、苏联、日本等国家都研究开发了液压锤，其结构尺寸各有所异，小型的锤重5t，大型的锤重8t，大部分厂家产品的锤重为6.5t。由于液压锤有许多优点，所以市场需求日益增加，许多国家正加紧开发研究，其发展动向有以下几个方面：1.开发研究可打H型桩和板型桩的小型液压锤。2.开发研究可打倾斜桩的大型液压锤。3.开发研究在海洋工程中水下打桩的液压锤。4.开发研究用于桥梁港口施工中

8、的超大型液压锤。5.液压系统的节能以及能量的充分利用的研究。1976年英国BSP公司研制成功锤重10t的液压锤，日立建机(株)公司买进英国BSP公司的专利，于1979年首先在日本成功地试制出液压锤，并进行了工业性试验。之后，日本对减小液压锤的噪声等间题进行了研究，研制出低噪声液压锤。1983年在建筑省建筑技术评价年会上液压锤得到了好评，并很快得到了普及和推广。日立建机(株)公司使用英国BSP公司专利制造的液压锤型号有HNC-65,HNC-80,NC-125。日立建机(株)公司又研制出能打斜桩的液