《现代施工工程机械》课件——第七章 桩工机械.pptxVIP

;桩工机械是进行桩基础工程施工的各种机械设备的总称。

桩基础由桩和承台组成，施工的关键在于成桩。桩按施工方法的不同，分为预制桩和灌注桩两大类。

预制桩施工是将预制好的桩沉入设计要求的深度；灌注桩施工是先在地基上按设计要求的位置、尺寸成孔，然后在孔内置筋、灌注混凝土而成桩。;一、桩基础的类型;二、桩工机械的用途及类型;三、桩工机械发展概况与趋势;四、桩工机械新技术、新结构及发展趋势;第二节预制桩施工机械构造;一、柴油打桩机

柴油打桩机由柴油桩锤和桩架组成，靠桩锤冲击桩头，使桩在冲击力的作用下沉入地下。柴油桩锤是柴油打桩机的主要装置，按其构造不同分为导杆式和筒式两种。导杆式桩锤构造简单，与单缸柴油机相似，其冲击部分是气缸沿导杆上下移动，可以通过给油量的变化来进行调节，冲击能量小，安装精度要求高，沉桩效率较低；筒式柴油桩锤冲击能量大，施工效率高，是目前广泛采用的打桩设备。世界上最大型的柴油锤冲击部分重达15t打下去的单桩承载力可达千吨以上。;1、筒式柴油锤的构造

筒式柴油锤主要由锤体、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统及起落架等组成。

（1）锤体

锤体是实现能量转换及打桩的直接部分，它主要由上活塞1、下活塞14、上气缸16、导向缸17、下气缸21和缓冲垫5等组成。;(2)燃油供给系统

燃油供给系统由燃油箱、滤清器、输油管和燃油泵组成。上活塞在气缸内落下时，打击燃油泵的曲臂，使燃油泵将油喷入下活塞表面。随着活塞上下运动，油泵有规律的喷油，在上活塞对下活塞冲击作用下而雾化，使柴油连续爆燃，并驱动柴油锤连续运动。

(3)润滑系统

润滑系统由润滑油箱、输油管及润滑油泵组成。润滑油箱也设置在上气缸外侧。两个润滑油泵分别安置在柴油喷油泵的两侧，当曲臂下压时，带动推杆使润滑油泵将润滑油泵出。泵出的润滑油通过两个出口与数根油管将油分别送至上气缸与下气缸的各个运动部位。;(4)冷却系统

冷却系统有风冷和水冷两种。水冷式筒式柴油锤下气缸外部设置冷却水套，用以降低爆燃产生的温升，冷却效果比风冷好。风冷构造比水冷简单，使用较方便。

;图7-3筒式柴油锤工作原理1-气缸；2-上活塞；3-下活塞；4-燃油泵；5-桩帽；6-桩

;(1)喷油扫气过程(图7-3a)：上活塞被起落架吊起，新鲜空气进入气缸，燃油泵进行吸油。上活塞提升到一定高度后自动脱钩掉落，上活塞下降。当下降的活塞碰到油泵的压油曲臂时，把一定量的燃油喷入下活塞的凹面。

(2)压缩过程(图7-3b)：上活塞继续下降，吸、排气口被上活塞挡住而关闭，气缸内的空气被压缩，空气的压力和温度均升高为燃烧爆发创造条件。

(3)冲击、雾化过程(图7-3c）：当上活塞快与下活塞相撞时，燃烧室内的气压迅速增大。当上、下活塞碰撞时，下活塞冲击面的燃油受到冲击而雾化。上、下活塞撞击产生强大的冲击力，大约有50%左右的冲击机械能传递给下活塞，通过桩帽，使桩下沉。被称为第一次打击。

(4)燃烧爆发过程(图7-3d)：雾化后的混合气体，由于受高温和高压的作用，立刻燃烧爆炸，产生巨大的能量。;通过下活塞对桩再次冲击(即第二打击)，同时使上活塞跳起。

(5)排气、吸油过程(图7-3e)：上跳的活塞通过排气口后，燃烧过的废气便从排气口排出。上活塞上升越过燃油泵的压油曲臂后，曲臂在弹簧作用下复位，同时带动燃油泵柱塞上提而吸入一定量的燃油，为下次喷油作准备。

(6)吸气过程(图7-3f)：上活塞在惯性作用下，继续上升，这时气缸内产生负压，新鲜空气被吸入气缸内。活塞跳得越高，所吸入的新鲜空气越多。

(7)扫气过程(图7-3g)：上活塞的动能全部转化为势能后，又再次下降，一部分的新鲜空气与残余废气的混合气由排气口排出直至重复喷油过程，柴油锤便周而复始地工作。;二、液压打桩机

是利用液压能将锤体提升到一定高度，锤体依靠自重或自重加液压能下降，进行锤击。液压打桩机可以根据土质情况及桩材质的强度，合理选择冲击力，以保证冲击能量的充分发挥而不损害桩身；在打桩过程中，同时可获得冲击力和贯入度指标，并能直观地知道桩的允许承载力。

液压打桩机适合打斜桩及水下桩施工，不存在软土启动困难的问题，能适应各种气候下的施工作业；沉桩力作用时间长，有效贯入能量大。

液压打桩机的公害小，基本上无废气污染，冲击时的噪音要比其它桩锤低20db左右，因而能适应城市桩基础的施工作业，但其结构复杂、造价较高。;1、液压打桩机的结构

图7-4为液压打桩机的结构简图，主要由起吊装置1、导向装置14、锤体8、桩帽12及缓冲垫15、16等组成。;(1)起吊装置1通过桩架顶部的滑轮组与卷扬机相连，利用卷扬