《建筑施工机械》8桩工机械.ppt

主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜 目 录 目 录 【知识目标】 了解桩工机械的类型和施工方法；熟悉预制桩和灌注桩的施工机械和施工过程；掌握打桩机、柴油锤、气动锤、液压锤、振动沉拔桩机、静力压拔桩机、螺旋钻孔机、钻扩机、桩架的类型和特点；了解打桩机、柴油锤、气动锤、液压锤、振动沉拔桩机、静力压拔桩机、螺旋钻孔机、钻扩机、桩架的构造、工作原理和使用场合。 【能力目标】 能够在工程施工过程中正确选择使用打桩机、振动沉拔桩机、静力压拔桩机、螺旋钻孔机、钻扩机等桩工机械。 在建筑工地、港口、码头、公路和铁路桥梁以及海底石油开采等工程中，桩基础是最常用的基础形式。桩基础以承载力大、施工周期短、成本低等优点而被广泛应用。在桩基础施工中所采用的各种机械，通称为桩工机械。桩工机械按其工作原理分为冲击式、振动式、静压式和成孔灌注式四类，常用的有柴油打桩机、液压打桩机、振动打桩机、静力压桩机、各种成孔机、连续墙挖槽机以及与桩锤配套使用的各种桩架等。 桩的类型可分为预制桩和就地灌注桩两大类。预制桩有预应力钢筋混凝土方桩、管桩、钢管桩和H型钢桩等。灌注桩需要在桩位的地层中先做出孔，然后在孔中浇灌混凝土(或在孔内先放置钢筋笼，再浇灌混凝土)形成灌注桩。 预制桩采用打入法、振动法和静压法三种方法施工。所用的机械：打入法用柴油锤、液压锤等；振动法用振动锤；静压法用静力压桩机。将预制桩从地层中拔出的机械称为拔桩机。 灌注桩的成孔方法主要有挤土成孔和取土成孔两种。 挤土成孔法用打入法或振动法将一端封闭的钢管沉入土层中，然后拔出钢管即可成孔，它不适用于较大直径的灌注桩，桩径一般不超过500mm。取土成孔可以用冲抓斗、抓斗、成孔机、螺旋钻孔机、回转斗钻孔机和潜水钻机等机械。地下连续墙可以看做成排的灌注桩，它是先在地层中挖成沟槽，再放置钢筋笼，然后浇灌混凝土形成墙体。地下连续墙可以是基础的一部分，或者只作挡土墙或截水墙用。挖槽的机械有双轮滚切成槽机、垂直轴多头钻机、连续墙抓斗挖槽机等。 施工预制桩主要有三种方法，即打入法、振动法和压入法。 1．打入法 打入法施工的设备是打桩机。它是靠桩锤冲击桩头，在冲击瞬间桩头受到一个很大的力，使桩贯入土中。打桩机由桩锤和桩架组成。打入法的桩锤有四种形式： （1）落锤它是最古老的桩工机械，构造简单，使用方便，但贯入力低，生产效率低，对桩的损伤较大。 （2）柴油桩锤其工作原理类似柴油机，是目前最常用的打桩设备，但公害(噪声及其他污染)较为严重。 （3）气动桩锤过去以蒸汽为动力，当柴油桩锤发展起来后被逐渐淘汰，现在以压缩空气为动力又获新生，而且向大型化方向发展，以满足许多大型基础施工的要求。 （4）液压桩锤它是一种新型打桩机械，由液压缸提升或驱动锤体产生冲击力沉桩。它具有冲击频率高、冲击能量大、公害少等优点，但构造复杂，造价高。 打桩锤的优点是工艺简单，桩的承载能力大。其缺点是噪声大，锤击时易产生振动，对周围建筑物有不同程度的影响；同一桩长有时不能适应土层变化的需要，有发生截桩的可能。 2．振动法 振动法是用振动沉拔桩机，靠振动桩锤使桩身产生高频振动，使桩尖处和桩身周围的阻力大大减小，桩在自重或稍加压力的作用下贯入土中。其沉桩效率高，费用低，不需辅助设备，桩头不易损坏。 3．压入法 压入法采用静力压拔桩机，对桩施加持续静压力把桩压入土中。这种施工方法噪声极小，无空气污染，桩头不受损坏。但压桩机本身比较笨重，组装、迁移都较困难。 除以上几种施工方法外，还有钻孔插入法、射水沉拔法和空心桩的挖土沉桩法等。 灌注桩的施工关键在成孔。成孔方法有挤土成孔法和取土成孔法两种。 1．挤土成孔法 挤土成孔法是把一根钢管打入土中，至设计深度后将钢管拔出即可成孔。这种施工方法中常用振动桩锤，因为振动桩锤既可将钢管打入，还可将钢管拔出。 2．取土成孔法 取土成孔法主要采用的成孔机械有全套管钻孔机、回转斗钻孔机、反循环钻孔机、螺旋钻孔机和钻扩机等。 柴油锤同内燃机一样，是一个单缸二冲程自由活塞式发动机，它利用活塞和汽缸的相对往复运动使柴油在燃烧室内燃烧，发出能量而使桩锤得到提升，然后在具有势能之后自由落下打击桩体。柴油锤起动时需要外力，起动后便可连续打桩。 柴油锤按其结构的不同可分为导杆式和筒式两种。导杆式柴油锤是用导杆为往复运动的缸体导向，活塞固定而缸体运动的柴油锤。筒式柴油锤的活塞在筒形汽缸内往复运动，汽缸固定，其结构和技术性能较为先进，国内目前广泛采用。 柴油锤的特点包括： （1）构造简单，维修使用较方便。 （2）安装拆卸方便，便于移动，生产效率较高。 （3）有噪音和废气排出，振动较大。 （4）使用中易受地层的影响，当地层较硬时，沉桩阻力较大，桩锤的反弹力越大跳起的高度越大；当地层较软时，桩下