一級(jí)建造師市政公用工程管理與實(shí)務(wù)考試必備講義匯編 城市橋梁篇六零

3/18/2023樁基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵在于成樁樁工機(jī)械主要有預(yù)制樁施工機(jī)械和灌注樁施工機(jī)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(jī)械

§12—1預(yù)制樁施工機(jī)械3/18/20232

§12—1預(yù)制樁施工機(jī)械預(yù)制樁施工主要有打入、振動(dòng)沉入和壓入三種施工方法一、柴油打樁機(jī)由履帶起重機(jī)該換工作裝置而成，在回轉(zhuǎn)平臺(tái)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。3/18/20231、柴油樁錘的工作原理實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單缸二沖程的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，利用柴油燃燒釋放的能量提升沖擊體進(jìn)行打樁。按樁錘的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特點(diǎn)不同分為：導(dǎo)桿式、汽缸式、筒式。筒式的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能最為先進(jìn)，為目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品廣泛采用。筒式柴油錘的汽缸固定，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。筒式柴油錘的工作循環(huán)可分為以下幾個(gè)階段：3/18/2023（a）掃氣、噴油（b）壓縮（c）沖擊（d）爆發(fā)（e）排氣（f）吸氣（g）降落3/18/2023導(dǎo)桿式柴油錘工作原理圖3/18/20232、柴油打樁機(jī)的特點(diǎn)和主要技術(shù)參數(shù)柴油錘的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、打樁能量大。本身既是原動(dòng)機(jī)又是工作機(jī)，不需另設(shè)能源機(jī)器，工作過程自動(dòng)化。打樁能量可隨沉樁阻力自行增減調(diào)節(jié)。當(dāng)外阻力大時(shí)，上活塞上跳高度大，打樁能量就大；阻力小時(shí)，樁下沉量大，打樁能量隨之減小，對(duì)打樁工作非常有利。柴油錘的缺點(diǎn)：產(chǎn)生噪音、振動(dòng)，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)n3/18/2023（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)n3/18/2023二、蒸汽錘特點(diǎn)：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(duì)樁的損傷小，工作性能不受土層軟硬和工作時(shí)間長(zhǎng)短的影響，無廢氣污染。按照蒸汽對(duì)錘的作用方式不同，蒸汽錘分為：?jiǎn)蝿?dòng)式、雙動(dòng)式、差動(dòng)式。1、單動(dòng)式工作原理：樁錘靠蒸汽的壓力提升，當(dāng)樁錘到達(dá)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(jìn)行打樁。3/18/20233/18/20232、雙動(dòng)式-升錘和落錘都靠蒸蒸汽壓力實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：落錘時(shí)，在蒸汽汽壓力作用下，速速度增快，可適當(dāng)當(dāng)減小沖擊部分上上升的行程，打樁樁頻率和生產(chǎn)率都都得到提高。缺點(diǎn)：要有足夠的的質(zhì)量來平衡作用用在汽缸上蓋內(nèi)的的蒸汽壓力（當(dāng)錘錘下落時(shí)），所以以固定部分質(zhì)量很很大，一般約占樁樁錘總質(zhì)量的80%-90%。3、差動(dòng)式同一活塞桿上裝有有兩個(gè)不同有效面面積的活塞，上活活塞的有效面積比比下活塞大，活塞塞桿下端與樁錘連連接在一起。3/15/2023工作原理：：高壓蒸汽汽進(jìn)入上下下兩活塞之之間的空穴穴時(shí)，由于于上活塞面面積大于下下活塞，所所以產(chǎn)生的的壓力差使使樁錘上升升，當(dāng)樁錘錘上升到一一定的高度度，空穴中中的蒸汽排排出，壓力力差消除，，樁錘落下下沖擊樁頭頭進(jìn)行打樁樁。3/15/2023三、自由落落錘打樁機(jī)機(jī)落錘沖擊體體靠卷揚(yáng)機(jī)機(jī)提升到一一定高度，，然后在重重力作用下下自由落下下沖擊樁頭頭。一般錘錘重1kN-30kN，打擊次數(shù)數(shù)每分鐘10-12次，打樁效效率較低，，貫入能量量小。3/15/2023四、振動(dòng)打打樁機(jī)-振動(dòng)錘原理：共振振理論和振振動(dòng)沖擊理理論特點(diǎn)：沉樁樁效率高、、費(fèi)用低、、不需輔助助設(shè)備、樁樁頭不易損損壞、沉樁樁橫向位移移小、樁體體變形小。。按工作原理理分：振動(dòng)動(dòng)式、振動(dòng)動(dòng)沖擊式1、振動(dòng)式振振動(dòng)打樁機(jī)機(jī)原理：將振振動(dòng)器的振振動(dòng)通過夾夾樁器傳給給樁體，使使樁產(chǎn)生振振動(dòng)振動(dòng)器工作作原理每個(gè)偏心塊塊產(chǎn)生的離離心力：m-偏心塊質(zhì)量量，kgr-偏心塊質(zhì)心心至回轉(zhuǎn)中中心的距離離，mω-偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的角速度度，rad/s3/15/2023振動(dòng)器工作作原理垂直方向的的離心力疊疊加為：φ-位置角P-激振力，它它通過軸承承機(jī)殼、夾夾樁器傳給給樁，使樁樁沿垂直方方向產(chǎn)生強(qiáng)強(qiáng)迫振動(dòng)，，N由于兩個(gè)偏偏心塊質(zhì)量量相等，對(duì)對(duì)稱安裝，，轉(zhuǎn)向相反反，水平方方向的離心心力因方向向相反而抵抵消。(a)剛性式振動(dòng)動(dòng)打樁機(jī)-振動(dòng)器與原原動(dòng)機(jī)剛性性連接(b)柔性式振動(dòng)動(dòng)打樁機(jī)-振動(dòng)器與原原動(dòng)機(jī)用減減震彈簧分分開構(gòu)造簡(jiǎn)單，，原動(dòng)機(jī)壽壽命短構(gòu)造復(fù)雜，，原動(dòng)機(jī)壽壽命長(zhǎng)3/15/20232、振動(dòng)沖擊擊式打樁機(jī)機(jī)特點(diǎn)：具有有很大的振振幅和沖擊擊力，振動(dòng)動(dòng)器不帶動(dòng)動(dòng)樁振動(dòng)，，功率消耗耗少。缺點(diǎn)：噪音音大，能量量有損失，，電動(dòng)機(jī)受受頻繁振動(dòng)動(dòng)易損壞。。適合于粘土土層或硬土土層上打樁樁3/15/20233、振動(dòng)打樁機(jī)的的主要性能參數(shù)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(dòng)錘、樁身身及樁周圍土體體整個(gè)振動(dòng)體系系產(chǎn)生垂直振動(dòng)動(dòng)的力。各偏心心塊回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生生的離心力的合合力。影響沉樁樁的主要因素之之一。（3）振動(dòng)頻率-以偏心塊為振動(dòng)動(dòng)子的振動(dòng)器，，其頻率等于偏偏心塊的轉(zhuǎn)速（（r/min）。低頻（5-11.67Hz）、中頻（11.67-25Hz）、高頻（25-50Hz）、超高頻（≥≥100Hz）振動(dòng)頻率f?。?.85-0.9）fn。fn-振動(dòng)系統(tǒng)（振動(dòng)動(dòng)錘、樁及周圍圍的土壤形成））固有頻率（4）振幅-沉拔樁時(shí)，樁的的強(qiáng)制位移量。。樁下沉的主要要參數(shù)。3/15/2023β-阻力系數(shù)k-土壤的剛度系數(shù)數(shù)M-振動(dòng)體的質(zhì)量m-偏心塊的質(zhì)量r-偏心塊的偏心距距f-振動(dòng)錘的振動(dòng)頻頻率沉樁速度與振幅幅基本上是成正正比變化。但振振幅太大，會(huì)使使機(jī)械工作不平平穩(wěn)，消耗功率率也多，一般振振幅在12mm-20mm時(shí)嘴適宜于樁的的下沉。對(duì)不同的土壤可可通過調(diào)整偏心心塊的偏心距r來改變振幅，以以使沉樁達(dá)到最最好效果。（5）電動(dòng)機(jī)功率能能否否沉樁的關(guān)鍵因因素。3/15/2023§12—2灌注樁成孔機(jī)械械灌注樁：直接在在樁位上用機(jī)械械成孔或人工挖挖孔，在孔內(nèi)安安放鋼筋、灌注注混凝土而成型型的樁。與預(yù)制樁相比，，灌注樁具有不不受地層變化限限制，不需要接接樁和截樁，節(jié)節(jié)約鋼材、振動(dòng)動(dòng)小、噪聲小等特點(diǎn)。灌注樁成孔機(jī)械械分兩大類：擠擠土成孔和取土土成孔機(jī)械。3/15/2023一、擠土成孔機(jī)機(jī)械利用振動(dòng)打樁樁機(jī)或錘擊式式打樁機(jī)將鋼鋼管樁（樁尖尖為活瓣或用用鋼筋混凝土土預(yù)制樁尖））沉入地基土土中至設(shè)計(jì)要要求的深度后后，邊拔管邊邊澆灌混凝土土的方法。適用于直徑50mm以下的樁。3/15/2023二、取土成孔孔機(jī)械螺旋鉆孔機(jī)適適用于地下水水位以上的施施工。長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)機(jī)-連續(xù)排土，一一次完成鉆進(jìn)進(jìn)深度短螺旋鉆孔機(jī)機(jī)-周期性鉆進(jìn)、、排