樁工機械課件.ppt

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1、第十一章樁工機械*1*2樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機械主要有預制樁施工機械和灌注樁施工機械兩類。樁按施工方法分:預制樁、灌注樁§11—2灌注樁成孔機械§11—1預制樁施工機械*3§11—1預制樁施工機械預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。*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,利用柴油燃燒釋放的

2、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:*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導桿式柴油錘工作原理圖*72、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

3、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)n*8(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)n*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,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

4、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。*10*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

5、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。*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。*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、

6、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/s*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-

7、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*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*173、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

8、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

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