第十讲桩工机械.ppt

建筑施工机械;本章主要内容：; 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。 ; 预制桩沉桩方法采用打入法、振动法和静压法三种方法施工。所用的机械：打入法主要用落锤、柴油锤、液压锤等；振动法用振动锤；各种桩锤和桩架合起来称为打桩机（静压法则用静力压桩机）。 灌注桩的成孔方法主要有挤土成孔和取土成孔两种。挤土成孔可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；取土成孔可以用螺旋钻孔机、回转斗钻孔机、潜水钻孔机、全套管钻机等成孔机械。 以下介绍打桩机和钻孔机两大类机械。;第一节 打桩机;1、落锤 落锤冲击体靠卷扬机提升，在自重作用下落下施打。 其特点是构造简单，费用低廉，生产效率低，贯人能量小，对桩的损伤大。 一般锤重为1-30kN，每分钟锤击次数小于12次，仅在小规模的工程中采用。;2、蒸汽锤 以蒸气为动力，需配备一套锅炉设备，效率低(一般为2%-3%)，使用不方便，曾一度被柴油锤所取代。后因大型桩基及打45°斜桩的需要，蒸汽锤又得以发展。 它不仅可以向超大型发展，可以打斜桩甚至打水平桩，而且还能水下打桩，对桩的损伤小，工作性能不受土层软硬和工作时间长短的影响，无废气污染。;组成： 如图所示为一种自动操纵的单动式蒸汽锤（冲击体靠蒸气驱动上升，靠自落冲击沉桩）示意图。锤体主要部分相当于一个双杆单作用活塞缸。 上活塞杆3为空心杆，与汽缸上腔连通，兼作进排汽管，进排汽的控制则由其顶部的配汽阀1完成。配汽阀由阀体和阀芯组成，阀芯上部通过一杠杆与拉簧5连接，拉簧的另一端则与汽缸连接。汽缸8是冲击体，工作时沿上、下活塞杆作往复运动，下活塞杆下端固定有桩帽11，桩帽的作用主要是保持桩位和保护桩头。;主要工作过程。 启动时，汽缸落于桩帽上，阀芯处于低位，其中心通道被封闭。蒸气由进汽口经进排汽管进入汽缸上腔，汽缸在蒸气压力作用下上升(图a）。 当汽缸上升到预定高度时，弹簧经杠杆作用在阀芯上的力减小到小于阀芯上所受的蒸气压力时，阀芯便上移，关闭进汽口，打开排汽口，使汽缸上腔经进排汽管和阀芯中心通道与大气连通。汽缸在自重作用下下落冲击桩帽(图b)。 其冲击能量经桩帽和桩垫传给桩，使桩克服土的阻力及自身的惯性而下沉。与此同时，阀芯下移至低位，封闭排汽口，打开进汽口，进行下一个循环。;3、柴油锤 柴油打桩锤是利用柴油燃烧释放的能量提升冲击体进行打桩的。 与蒸汽锤比较，柴油锤具有自带动力，使用方便，能耗低，生产效率高，能根据沉桩阻力的大小自动调节冲击力等优点。缺点是噪声大，废气污染严重，在软土及低温条件下启动困难，不能长时间持续工作。因受自重、公害及性能的制约，难以向超大型发展。 目前世界上最大的柴油锤冲击体重量为150kN，冲击能量为414kN·m，而最大的蒸汽锤冲击体重量为 1250kN，冲击能量为2187·5kN·m。; 这里介绍筒式柴油锤的构造和工作原理。 (1)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，它由上汽缸2、下汽缸9、上活塞4(即冲击体)、下活塞11及缓冲、导向装置等组成。 ; ②燃油供给系统 由燃油箱5、滤油器6、输油管7及燃油泵8等组成。 燃油泵多为低压柱塞泵，工作时供给液状柴油，靠上、下活塞的冲击使柴油雾化。这种冲击雾化方式存在雾化不安全，软土起动性能差等弱点。所以有些机型采用高压雾化供油方式。 ③润滑系统 其作用是润滑上、下活塞与汽缸体之间的摩擦表面，以减小磨损。; ④冷却系统 冷却系统有水冷却与空气冷却两种形式。水冷式柴油锤在下汽缸的中下部装有冷却水箱（图中24、10），靠水的蒸发散热来冷却锤体；空冷式柴油锤的下汽缸外壁带有散热片，靠强烈的扫气与增大汽缸外表面积来保证冷却。 ⑤起落架 起落架（图中29