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桩基工程:液压打桩在施工中的应用


桩基工程:液压打桩在施工中的应用

 

液压打桩锤在房建施工中的应用越来越多,首先介绍了其分类、工作原理以及优缺点,然后阐述了其使用要求和具体操作,并从成本、对地耐力的要求等多方面与静压桩机和柴油锤进行了对比分析。最后得出,液压锤的综合性较强。

 

在经济的推动下,建筑行业、公路及桥梁建设事业均取得了显著成果。如今,不管是高层建筑,还是路桥建设,荷载越来越大,对桩基础的承载力提出了更高的要求。桩基础的强度和承载能力直接决定着上层建筑的稳定和安全,一旦出现问题,极易引起不均匀沉降或坍塌现象。

 

桩基础有沉桩和灌注桩两种,前者是借助夯击设备对预制桩施压,将其夯入地下;后者则是先开孔,然后置入钢筋笼,灌注混凝土。沉桩方式有多种,所用设备也各不相同,液压打桩锤即是其中重要的一种。

 

 

一、    液压打桩锤分类及其特点

 

沉桩方式


沉桩技术,即通过不同方式将预制桩沉入地基。因是提前制作,桩体质量相对较高,但该技术只适合用于一般的地基。若地基土层较坚固,则桩体很难沉入。同时,承受的荷载较大时,桩径也比较大,也不适宜采用沉桩法。

 

常见的沉桩方式有:

②    锤击桩。即将打桩锤起吊至一定高度,然后垂直落下,对桩体形成冲击;
②振动沉桩。即将打桩机安装在桩顶,通过振动力将其沉入地下;
③静力压桩。即利用桩架自重,加上滑轮组提供的静反力将桩体沉入土中。

 

液压锤原理及分类


液压打桩锤属于锤击方式。其原理为:以液压能为动力,将锤抬至一定高度,通过泄油或反向供油的方式,使锤加速下落,途中会产生较大冲击力,将桩体夯入地基。因锤和桩帽直接接触,同时完成冲击力的传递,省去了夹桩装置,对混凝土桩或钢桩、木桩都较为适用。若有防水罩,还可进行水下作业。

 

 

依据工作原理,液压打桩锤通常可分为以下两类:


1、单作用式。即借助液压油将打桩锤举升到一定的高度,然后迅速松开,使锤自由落下对桩顶形成冲击施加压力,将其沉入土中。该方式采用的是重锤轻打理论,锤自身较重、下落速度慢,锤击作用时间较长,且击打时的贯入度较大,适用范围广,尤其是混凝土管桩。对桩体的损害较小;


2、双作用式。利用液压油价格打桩锤举升到一定的高度,从液压系统处获得推动力,对锤形成冲击,使其以更快的速度夯击桩顶。该方式采用的是轻锤重打理论,锤自身相对较轻,此时作用于桩顶的除了锤自身重量,还有液压系统提供的推动力,所以其冲击速度比自由落体要快,锤击作用时间较短,施加于桩顶的冲击力更大,最适合打钢桩。

 

液压打桩锤有5种下落方式,分比为液压缸双作用方式、液压缸驱动自由落下方式、液压缸和钢缆驱动自由落下方式、单作用油缸自由落下方式、冲击体直接驱动自由落下方式。

 

液压打桩锤的优缺点


锤击桩所使用的锤体材料经过了一系列变化,包括筒式柴油锤、蒸汽锤、导杆式柴油锤、落锤及振动沉拔桩锤等。其中,筒式柴油锤因管理成熟、具有良好的经济性而使用较多,但其施工时,在剧烈的振动中,通常会产生大量噪音,而且易出现油污飞溅的现象,不利于在医院、居住区等地方使用。

 

而液压锤操作简单、使用灵活,能够适应各种形状的沉/拔桩。在工作时产生的噪音较低,若有规范的封闭处理,可起到良好的降噪效果,不会有油渍等脏污出现,比较环保清洁;管理控制时较方便,冲程调整、频率控制等工作,1名操作人员就能完成;

 

启动性能较好,每一锤都可以沉桩;作业时,筒式柴油锤从抬升到下落冲击消耗的液压能在60%左右,即作用于桩顶的力只有40%。与其相比,液压锤整个过程的液压能总消耗在5%左右,意味着作用于桩顶的力高达95%,可见其对能源的利用率较高;

 

另外,整体部件比较稳定,锤体可自由组合,以满足各种需求。其不足之处主要在于价格昂贵,加上维护保养费用,小企业很难承担得起。如果从国外购置,价格相对要便宜些,但不利于更换零件。

 

 

液压打桩锤在房建施工中的使用要求


基础要求


首先,在选择液压锤时,应保证其质量性能合格,动力装置中溢流阀调节正确,并确保油路畅通,连接信号良好;其次,在运输过程中,尽量保持平行放置,系有保险绳,以免因颠簸震荡发生碰撞;拆卸时注意液压油的含量,将损失降至最低。

 

拆除逆止阀时,不要将油管拆掉,为防漏油或有杂物进入,应将各进出油口拧紧;运输后投入使用的液压锤,在启动前需进行调试,确保其能够正常工作;而且,液压锤应在桩帽内有缓冲材料的情况下启动,否则难以起到良好效果。

 

液压锤的具体操作
在使用液压锤进行沉桩时,须按照要求操作每一步。首先应保证控制箱的导线、油管等与动力装置完好的连接;在动力装置启动后,先慢速运行,当稳定后逐渐加速;打开控制板开关,合理调节行程开关,确保其处于正确位置;

 

若是人工控制,按动手控阀按钮,锤就会被抬起;送掉按钮,锤便会迅速下落;当进行连续作业时,“提升”、“停止”控制装置应按照要求进行调整,同时将“输出”开关调至“自动控制”位置;在使用全新的液压锤时,应适量添加液压油;工作完成后,将“输出开关”调至关闭位置。

 

打击力的可控性
主要是针对柴油打桩锤而言的,其工作原理为:先将锤芯吊至一定的高度,然后撤掉提吊力,使锤自由落下,产生冲击力。通过对雾化柴油的压缩,可引起柴油爆燃,爆发力将锤体顶起后再次下落。柴油锤依此循环往复的进行打桩,但其必须保证打桩锤有足够的反作用力,因此需要保证地基土层的硬度。针对这一问题,液压锤能够有效地克服。

 

 

施工成本
就运输成本而言,液压锤比较稳定,当有变动时,主要受距离影响,变化较小;而静压桩机除了固定的桩机运输成本,还涉及配重成本,其变动性很大。就沉桩速率而言,地质条件对液压锤影响较大,而对静压桩机的影响相对较小;就动力来源而言,液压锤使用的是柴油,主要受其影响;静压桩机以电能为主,当电价变化时,施工成本也会随之变化。

 

预制桩在今后建筑、桥梁等行业的应用较多。从上述分析中可知,液压打桩锤具有使用方便、污染少、适应性强等诸多优势,必将成为最重要的沉桩方式。虽然其价格昂贵,但效率和质量高,综合来看,有广阔的前景。

 

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