7-2-3 桩基施工机械设备的选用

7-2-3桩基施工机械设备的选用7-2-3-1桩锤的选用桩锤有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，其使用条件和适用范围可参考表7-45。桩锤目前多采用柴油锤，锤重可根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及现场施工条件参照表7-46选用。桩锤适用范围参考表表7-45桩锤种类优缺点适用范围落锤（用人力或卷扬机拉起桩锤，然后自由下落，利用锤重夯击桩顶使桩入土）构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤击速度慢（每分钟约6~20次），效率较低1．适于打细长尺寸的混凝土桩2．在一般土层及粘土、含有砾石的土层中均可使用单动汽锤（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）结构简单，落距小，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高1．适于打各种桩2．最适于套管法打就地灌筑混凝土桩双动汽锤（利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量）冲击次数多，冲击力大，工作效率高，但设备笨重，移动较困难1．适于打各种桩，并可用于打斜桩2．使用压缩空气时，可用于水下打桩3．可用于拔桩，吊锤打桩柴油桩锤（利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动夯击桩顶）附有桩架、动力等设备，不需要外部能源，机架轻，移动便利，打桩快，燃料消耗少；但桩架高度低，遇硬土或软土不宜使用1．最适于打钢板桩、木桩2．在软弱地基打12m以下的混凝土桩振动桩锤（利用偏心轮引起激振，通过刚性联结的桩帽传到桩上）沉桩速度快，适用性强，施工操作简易安全，能打各种桩，并能帮助卷扬机拔桩；但不适于打斜桩1．适于打钢板桩、钢管桩、长度在15m以内的打入式灌筑桩2．适于粉质粘土、松散砂土、黄土和软土，不宜用于岩石、砾石和密实的粘性土地基射水沉桩（利用水压力冲刷桩尖处土层，再配以锤击沉桩）能用于坚硬土层，打桩效率高，桩不易损坏；但设备较多，当附近有建筑物时，水流易使建筑物沉陷；不能用于打斜桩1．常用锤击法联合使用适于打大截面混凝土空心管桩2．可用于多种土层，而以砂土、砂砾土或其他坚硬的土层最适宜3．不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过0.5m的泥炭层静力压桩（系利用静力压桩机或利用桩架自重及附属设备的压桩无振动，对周围无干扰；不需打桩设备；桩配筋简单，短桩可接，便于运输，1．适于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况2．可压截面40cm×40cm以下的重量，通过卷扬机的牵引传至桩顶，将桩逐节压入土中）节约钢材；但不能适应多种土的情况，如利用桩架压桩，需要搭架设备，自重大，运输安装不便钢筋混凝土空心管桩、实心桩锤重选择表表7-46锤型柴油锤（t）2.02.53.54.56.07.2锤的动力性能冲击部分重（t）2.02.53.54.56.07.2总重（t）4.56.57.29.615.018.0冲击力（kN）20002000~25012500~4004000~50005000~70007000~10000常用冲程（m）1.8~2.31.8~2.31.8~2.31.8~2.31.8~2.31.8~2.3适用的桩规格预制方桩、预应力管桩的边长或直径（cm）25~3535~4040~4545~5050~5555~60钢管桩直径（cm）φ40φ40φ40φ60φ90φ90~φ100持力层粘性土粉土一般进入深度（m）1~21.5~2.52~32.5~3.53~43~5静力触探比贯入阻力ps平均值（MPa）345＞5＞5＞5持力层砂土一般进入深度（m）0.5~10.5~1.51~21.5~2.52~32.5~3.5标准贯入击数N（未修正）15~2520~3030~4040~4545~5050锤的常用控制贯入度（cm/10击）-2~3-3~54~8-设计单桩极限承载力（kN）400~1200800~16002500~40003000~50005000~70007000~10000注：1．本表仅供选锤用；2．本表适用于20~60m长预制钢筋混凝土桩及40~60m长钢管桩，且桩尖进入硬土层有一定深度。7-2-3-2常用桩锤的技术性能1．柴油锤柴油锤又分导杆式和筒式两类，其中以筒式柴油锤使用较多，它是一种气缸固定活塞上下往复运动冲击的柴油锤，其特点是柴油在喷射时不雾化，只有被活塞冲击才雾化，其结构合理，有较大的锤击能力，工作效率高，还能打斜桩。国产常用导杆式和筒式柴油锤的技术性能见表7-47和表7-48。此外我国还从国外引进一批筒式柴油锤，以日本和德国生产的为主，如表7-49和表7-50所示。导杆式柴油锤的技术性能表7-47项目桩锤型号D1-600D1-1200D1-1800锤击部分重量（kg）60012001800锤击部分最大行程（mm）187018002100锤击次数（次/min）50~7055~6045~50最大锤击能量（kN·m）11.221.637.8气缸直径（mm）200250290耗油量（L/h）3.15.56.9燃油箱容量（L）1111.522桩的最大长度（m）8912桩的最大直径（mm）300350400卷扬机：起重量（t）1.51.53.0电机型号JZ21-6JZ21-6JZ22-6电机功率（kW）557.5电机转速（r/min）915915920外形尺寸（m）长×宽×高4.34×3.90×11.45.4×4.2×12.457.5×5.6×17.5全机总重（t）6.77.513.9筒式柴油锤的技术性能表7-48国外筒式柴油锤的技术性能表7-49注：1．表中，日本神户制钢所型号系列中带A者，石川岛建机型号系列中带C者均为减烟型柴油锤。2．神户制钢所型号系列中的KB型表示斜打型桩锤。3．德尔马克公司生产的如D25-32/33型，在打45°斜桩时，桩锤长度要加长1m，其总重量也相应增加。4．表中带C字母的表示减烟型柴油锤，带B字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水上型，其余均为陆上型。日本三菱重工业株式会社筒式柴油锤的技术性能表7-50注：1．表中，日本神户制钢所型号系列中带A者，石川岛建机型号系列中带C者均为减烟型柴油锤。2．神户制钢所型号系列中的KB型表示斜打型桩锤。3．德尔马克公司生产的如D25-32/33型，在打45°斜桩时，桩锤长度要加长1m，其总重量也相应增加。4．表中带C字母的表示减烟型柴油锤，带B字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水上型，其余均为陆上型。2．汽锤汽锤是以饱和蒸汽为动力，使锤体上下运动冲击桩头进行沉桩。具有结构简单，动力大，工作可靠，能打各种桩等特点，但需配备锅炉，移动较麻烦，目前已很少应用。汽锤有单作用、双作用两类，双作用汽锤的技术性能如表7-51所示。双作用蒸汽锤的技术性能表7-51性能指标型号CCCM-703C-35C-32CCCM-742ABP-28C-231总锤重（kg）296837674095445065504450冲击部分重量（kg）680614655113014501130冲程（mm）406450525508500508冲击能（N·m）90601083015880181702500018000冲击次数（次/min）123135125105120105需压缩空气（m3/min）12.7412.7517173017锤的外形尺寸（高）249123752390268931902765（mm）（长）560650632660650660（宽）71071080081010038103．振动锤振动锤有三种型式，即刚性振动锤、柔性振动锤和振动冲击锤，其中以刚性振动锤应用最多，效果最好。其常用技术性能如表7-52所示。振动锤具有沉桩、拔桩两种作用，在桩基施工中应用较多，多与桩架配套使用，亦可不用桩架，起重机吊起即可工作，沉桩不伤桩头，无有害气体。电动振动锤的技术性能表7-52型号电机功率（kW）偏心力矩（N·m）偏心轴转速（r/min）激振力（kN）空载振幅（＞mm）容许拔桩力（＜kN）桩锤全高（≤mm）桩锤振动重力（≤kN）导向中心距（mm）DZ151550~166600~150067~12530.60160022.00330DZ3030100~375500~1500104~25130.80200030.00330DZ4040133~500500~1500139~33541.00230036.00330DZ6060200~750500~1500209~50341.60270050.00330D29090500~2400400~1100429~697552.40340070.00330DZ120120700~2800400~1100501~82883.00380090.00600DZ1501501000~3600400~1100644~94783.004200110.00600DZF40Y400~3180-14.5~25.613.51.00310034.00-注：桩锤全高不包括夹桩器和钢丝绳悬挂式隔振装里；桩锤重量不包括夹桩器和配重。7-2-3-3桩架选用桩架为打桩的专用起重和导向设备，其作用主要是起吊桩锤和桩或料斗、插桩，给桩导向，控制和调整沉桩位置及倾斜度，以及行走和回转方式移动桩位。按行走方式的不同，桩架可分为滚动式、轨道式、履带式、步履式、悬挂式等（图7-47和图7-48、图7-49）。桩架的选用主要根据所选定的桩锤的形式、质量和尺寸；桩的材料、材质、截面形式与尺寸、桩长和桩的连接方式；桩的种类、桩数、桩的布置方式；作业空间、打入位置；以及打桩的连续程度与工期要求等而定。图7-47轨道式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-底盘；9-轨道图7-48步履式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-步履式底盘图7-49悬挂式履带打桩架1-顶部滑轮组；2-锤和桩起吊用钢丝绳；3-立柱；4-履带式起重机桩架主要由底盘、导杆、斜杆、滑轮组和动力设备等组成。桩架的高度可按桩长需要分节组装，每节长3~4m。桩架的高度一般等于桩长＋滑轮组高＋桩锤长度＋桩帽高度＋起锤移位高度（取1~2m）。桩架的种类很多，应用较广的为万能桩架、履带式桩架和步履桩架，其常用型号及技术性能见表7-53、表7-54、表7-55、表7-56和表7-57。国产万能轨道式打桩架表7-53型号项目J-40ZJAZDJG40/4D-12DJG25JZ-40适应最大柴油锤型号D25，D25/32K25，K35，K45D1-1800D2-40D2-35D2-25/32D2-25D25D40适应最大振动沉拔桩锤型号DZ1-8000VM4-10000DZ-40AD2-40ADZ60DZ90沉桩最大长度（m）15121420181820沉桩最大直径（mm）预制桩400×400250×250500×500400×400沉管灌筑桩d273~d325325（桩管长21.7m）400沉桩时回转半径（m）4.122.833.0沉桩时最大加压力（kN）508080最大拔桩力（kN）300250250起重能力（kN）303092电动机功率（kW）287.530导杆允许前倾最大角度（°）55555导杆允许后倾最大角度（°）5518.518.55上平台回转角度（°）360360360360上平台回转速度（r/min）0.40.380.340.30.30.34桩架行走速度（m/min）3.57.83,54.84.83轮距（mm）400032004000440044004000打桩架总重量（kg）320004700044500330003300033800外形尺寸（长×宽×高）（m）9.5×4.5×23.26.8×4.4×17.314×7.3×38.6注：J-40、ZJA型由北京桩工机械厂生产；ZDJG40/4由连云港机械厂生产；D12型由天津搅拌机厂生产；DJG25、JZ40型由建筑机械综合所生产。国产DZ系列万能轨道式打桩架表7-54型号项目ZJ40JZJ601DJ20JDJ25J沉桩最大深度（m）18252025沉桩最大直径（mm）400500