钟汉华-第三章-基础工程机械分解.ppt

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1、第3章基础工程机械基础是将上部荷载传递到地基的一种结构物，而桩基础就是其中一种。当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载能力不能满足建筑物得到要求时，常采用桩基础。现在桩基础已广泛应用在海上采用平台、大型港口、深水码头及各种桥梁的基础工程中。3.1打桩设备按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。3.1.1柴油打桩机1、柴油桩锤的工作原理柴油锤实质上是

2、一个其工作原理和单缸二冲程柴油机相似，是利用柴油燃烧释放的能量提升冲击体进行打桩。柴油锤按其构造形式分导杆式和筒式。如图3-1所示。其中筒式的结构和技术性能最为先进，为目前国内产品广泛应用，筒式柴油锤的工作原理是汽缸固定，活塞往复远动，而进行打桩。其工作循环可分为如下几个阶段，如图3-2所示。筒式柴油锤导杆式柴油锤图3-1导杆式柴油锤的工作原理图3-2筒式柴油锤的工作原理2、柴油打桩机的特点柴油锤的特点是：结构简单、打桩数量大。本身既是原动机又是工作机，不需另设能源机器，工作过程自动化。打桩数量可随沉桩阻力自动增减调节。当地基阻力大时，上活塞上跳高度大，打桩能量就大；地基阻力小时，桩下沉量大，

3、打桩能力随之减小，对打桩工作非常有利。主要缺点是产生噪音、振动和对空气有污染等。3.1.2蒸汽锤按照蒸汽对桩锤的作用方式不同，蒸汽锤分为单动式、双动式和差动式3种。单动汽锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶。适用范围：适用打各种桩，最适宜于套管打桩和灌注砼桩；优缺点：结构简单，落距小，不易损坏桩头；打桩速度及冲击力较落锤大，效率高；双动气锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤上举及下冲，增加夯击能量，100～200次/分；适用范围：适宜打各种桩，可用于打斜桩，使用压缩空气，可打地下桩，也可拔桩；如图2.2示。图3-3单动汽锤工作原理双动汽锤工作原理自由落锤打桩机又称吊锤或落锤

4、，它是利用卷扬机使重锤沿桩架的导向立柱升起，然后让其自由落下冲击桩头，其特点是构造简单，使用方便。一般锤重为1-30KN，打击次数每分钟10-12次。由于其打桩效率降低，贯入的能量对桩的损伤大，所以仅能在小规模的工程中采用。3.1.3自由落锤打桩机适用范围：适宜在打桩及细长尺寸的砼桩，在一般土层及黏土和含有砾石的土层中均有用；原理：用人力或卷扬机拉起悬桩锤，落下，利用锤重夯击桩顶，使桩入土；优缺点：构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调节落距，但锤击速度慢，效率低，桩损大。锤重0.5～1.5t；3.2静力压桩机静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入土中。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及其配筋

5、只要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可以，因而桩的断面和配筋可以减小。这种沉桩方法适用于软弱土层，无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。3.3静力压桩工作程序3.2.1机械式静力压桩机机械式静力压桩机如图3-4所示，它由压桩机（桩架与底盘）、转动设备（卷扬机、滑轮组、钢丝绳）、平衡设备（铁块）、量测装置（测力计、油压表）及辅助设备（起重设备、送桩器）等组成。这种压桩机的高度为16-40m，静压力400-1500KN，设备总重80-172t。机身高大笨重，移动和转场很不方便，且占地面积也较大，目前已很少采用。3.2.2液压式静力压桩机液压静力压桩机如图3-5所示，由液压吊装机构、液压

6、夹持、压桩机构（千斤顶）、行走及回转机构、液压及配电系统、配重铁等部分组成。工作原理：行走装置是由“横向行走”（短船）、“纵向行走”（长船）和回转机构组成。使用特点：它与锤击式打桩机、振动式沉桩机相比，无冲击力，可避免桩头被打碎、爆裂，压桩时对桩周土体扰动范围较小，可提高桩基础施工质量，节约桩身材料，降低工程造价；它无振动，无噪声，无环境污染，适用于人口稠密的城市中施工。但压桩只限于压垂直桩及软土地基的沉桩施工，具有一定的局限性。3-4机械静力压桩机3-5YZY-160型全液压静力压桩机国产YZY-160型全液压静力压桩机自重78t，配重105t，最大压入力1600kN，移动速度4m/min，

7、压桩速度2-3m/min。3.3.1挤土成孔机械3.3灌注桩成空机挤土成孔机械是用振动打桩机或锤击式打桩机将钢管桩（桩尖为活瓣或用钢筋混凝土预制桩尖）沉入地基土中至设计要求的深度后，边拔管边浇注混凝土的方法。这种方法适用于直径50cm以下的桩。3.3.2取土成孔机械（1）螺旋钻孔机螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。适用于地下水位以上的施工。如图3-