【正文】 以后，進(jìn)行綜合分析：如果場地較小，地 質(zhì)較均勻，可提出統(tǒng)一的收錘控制指標(biāo)；如果場地較大，地質(zhì)條件多變，可根據(jù)不同區(qū)域、不同樁長規(guī)格提出不同的收錘控制指標(biāo)。 （ 5）當(dāng)程序（ 4）中顯示的瞬時阻力值小于 Quk 時，說明 a 值估算有誤，則需繼續(xù)錘擊，調(diào)小 a值，重復(fù)（ 3） ~（ 4）直到滿足為止。 Quk 為單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；R 為單樁豎向承載力設(shè)計值；γ sp 為樁側(cè)阻端阻綜合抗力分項系數(shù)，取γsp=； a為土的時間效應(yīng)系數(shù)，由當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，一般取粘性土 a=~，砂性土 a=~。根據(jù)地質(zhì)資料分析樁尖進(jìn)入持力層深度。當(dāng)打樁分析儀顯示器顯示瞬時阻力值為 Quk/a 或γ sp （ 2）當(dāng)樁尖接近持力層時暫停錘擊，在樁頭處裝上傳感器，啟動打樁分析儀的同時，重新開錘施打。實踐證實，當(dāng)相同地質(zhì)條件的動靜對比資料積累較多且有經(jīng)驗時，用高應(yīng)變動測法測出的管樁承載力可以滿足工程需要，而且省時省費用。通過試打樁，可以了解管樁的可打性，驗證選錘的合理性，在保證承載力設(shè)計值的前提下提出比擬適合實際的可操作的收錘標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜、持力層起伏較大時，試打樁數(shù)量可適當(dāng)增多。收錘標(biāo)準(zhǔn)定得恰當(dāng)，管樁承載力可滿足設(shè)計要求，打樁的破損率較低甚至為零；收錘標(biāo)準(zhǔn)定得不恰當(dāng)，將造成工程質(zhì)量事故。 當(dāng)樁為摩擦樁或以摩擦為主的端承摩擦樁且樁端持力層頂面埋深標(biāo)高基本一致時，送樁深度可超過 2m[12]。套筒式送樁器下端的套筒深度宜取 25~30cm，外徑應(yīng)比管樁內(nèi)徑小 2~3cm，否則送樁時容易損壞樁頭混凝土。送樁器應(yīng)與管樁外徑相匹配。送樁時，送樁器軸線必須與樁中心線一致，不得在晃動的情況下進(jìn)行錘擊。送樁強(qiáng)度應(yīng)滿足送樁深度的要求。 要保證送樁質(zhì)量，合理設(shè)置送樁器的結(jié)構(gòu)構(gòu)造至關(guān)重要。由于送樁奇是套在樁頭上，與樁頭的連結(jié)時非剛性的，錘擊能量在這里的傳遞是不順暢的，損失較大，所以，同一大小的沖擊能量，直接作用在樁頭上，測出的貫入度要打一些，裝上送樁器后測出的貫入度要小一些，故送樁收錘 貫入度應(yīng)比不送樁收錘貫入度要小一些。根據(jù)廣東地區(qū)的施工經(jīng)驗，承載力較大的摩擦端承樁，送樁深度一般不宜超過 2米，否則樁頭容易被打碎，樁頂偏位也較大。 5. 承載力較大的摩擦端承樁，送樁深度一般不宜超過 2m 管樁收錘后樁頭（頂）高出 地面是一種浪費。 20 世紀(jì) 80年代中期，華南某管樁工程，設(shè)計采用Φ 550 管樁，根據(jù)地質(zhì)勘察資料，強(qiáng)風(fēng)化巖層頂面埋深約 30m，強(qiáng)風(fēng)化巖上面厚30m 的復(fù)蓋層，是可塑 或硬塑的粘土、粉質(zhì)粘土，施工單位采用三節(jié) 10m長的管樁進(jìn)行配樁，采用大流水施工法，第一節(jié)第二節(jié)都是采用 45 型柴油錘施打，沉樁較為順利，但打第三節(jié)樁時，設(shè)計采用 60 型柴油錘施打并收錘，由于當(dāng)時租用 60 型柴油錘較為困難，中間停歇整整一個月，結(jié)果用 60型柴油錘施打第三節(jié)樁時 40%以上的樁頭或接頭被打壞，造成重大施工質(zhì)量事故。這種大流水作業(yè)法的長處是施工速度快，缺點是每一根樁不是一次性施打完成，每節(jié)樁之間的施打間歇時間較長，在固結(jié)力較大的粘土、粉質(zhì)粘土層中，容易將樁頭或接頭打爛。 因為這類土層中打樁，樁周土體迅速破壞，空隙水壓力劇烈上升，土的抗剪強(qiáng)度大大降低，樁身的貫入相稱容易，但若中間停歇下來，土中空隙水壓力逐漸消散，樁周土體發(fā)生固結(jié)，停歇時間越久，固結(jié)力越大，再想要打動這根樁，需要增加更多錘擊次數(shù)，有的甚至樁身打不動而先將樁頭或接頭打爛。當(dāng)管樁較密集且樁街頭有較大裂縫時，打樁引起的土體上涌，有可能將樁接頭拉斷，造成嚴(yán)峻的質(zhì)量事故 [11]。焊接后應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，焊縫不得有凹痕、咬邊、焊瘤、夾渣、裂縫等表明缺陷。若在大風(fēng)天和雨天施工，應(yīng)有可靠的防風(fēng)、防雨措施。選用焊條直徑應(yīng)能滿足焊透坡口根部的要求，焊接坡口根部時應(yīng)選用Φ 焊條，其余部分可選用Φ 4~Φ 5 焊條。 3. 要保證管樁接頭的焊接質(zhì)量 接頭質(zhì)量好壞關(guān)系得到整根樁質(zhì)量的好壞，從我國各地生產(chǎn)的管樁 產(chǎn)品 來看，幾乎全是電焊接樁。規(guī)范規(guī)定，預(yù)制樁的成樁垂直度偏差不得大于 1%，而第一節(jié)底樁的垂直度偏差不得大于 %，說明第一節(jié)底樁錘制度控制要嚴(yán)格，一般來說，第一節(jié)底樁沉入土中的垂直度偏差小，整根樁的垂直度偏差也不會太大，同時，打樁的破損率也會減小，因為樁身一傾斜，樁頂端面與打樁錘的接觸面就減少，應(yīng)力集中，錘擊偏心。 ，大多數(shù)是直樁。由于柴油錘沖擊力大，樁墊很容易被打碎，所以在打樁期間應(yīng)常常檢查，及時更換補(bǔ)充。樁墊厚度應(yīng)均勻，軟硬相宜，經(jīng)錘擊壓實后的厚度不宜小于 12cm。 樁帽的墊層有“樁墊”和“錘墊”之分：“錘墊”設(shè)在樁帽的上部，與柴油錘的下沖擊體接觸，其保護(hù)柴油錘和樁頭的作用，“錘墊”一般用堅紋硬木或盤圓層疊的鋼絲繩制作，厚度宜取 15~20cm。若套筒與管樁之間的空隙太小，套筒套入裝頭比擬困難，特殊是當(dāng)套筒套入樁頭后，只要樁身有一 點傾斜，樁頭處混凝土就容易被擠壞；若套筒與管樁的間隙太大，樁帽中央與樁身中心不易重合，打樁時容易發(fā)生偏心錘擊。 樁帽應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐打性。 柴油錘的型號根據(jù)高應(yīng)變動測法配合測試 方法 初步選定柴油錘型號作為試打樁時采用的柴油錘； ，用高應(yīng)變動測法配合測試，獲得各種需 要的打樁 信息 ，如最大的錘擊壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、每米沉樁錘擊數(shù)、總錘擊數(shù)、單樁豎向極限承載力、達(dá)到極限承載力時的貫入度、樁尖持力層及進(jìn)入持力層深度等； ，再根據(jù)本節(jié)上例標(biāo)記， 分析 初選打樁錘是否合理，必要時可適當(dāng)調(diào)整 [18]。但 D40以上的柴油錘型號是多種的，有 D4 D50、 D60（ 62）、 D80 等，此時有的工程師憑經(jīng)驗按錘重與樁重的比例來進(jìn)一步選錘：一般土質(zhì)情況下，柴油錘沖擊體重量與成樁樁重之比可取 ，若 軟土較厚，可取 。 根據(jù)各地經(jīng)驗，每個型號的柴油錘，其最大的成樁能力（單樁豎向極限承載力）約為 100 倍的型號數(shù)（ KN），如 D45 柴油錘，最多可打繼承承載力 4500KN 的樁。一般來說，假如最后貫入度控制值超過 60mm/10擊就能達(dá)到設(shè)計承載力的要求說明選用的柴油錘過大 [17]。貫入度定的太小，錘擊數(shù)必然增多，還會降低柴油錘的使用壽命。實際打樁時，一般要求打樁壓盈利控制在混凝土極限強(qiáng)度的 50%以內(nèi)，錘擊 1500次左右不會發(fā)生疲憊破壞，超過 2500 次就有可能發(fā)生疲勞破壞，所以打樁時錘擊次數(shù)不宜超過 2020（ PC樁） ~2500（ PHC 樁）次。衡量打樁錘抉擇 的合理性，主要標(biāo)記是： 2. 能保證裝的承載力滿意 設(shè)計 要求； ； 1%左右，最多不超過 3%； 20~40mm/10 擊； 1500 擊以內(nèi)，最多不超過 2020~2500 擊。柴油錘是利用芯（上活塞或沖擊體）往復(fù)運動進(jìn)行錘擊打樁；一般供油油門分 4檔， 1檔最小， 4 檔最大，打樁時一般啟用 2~3檔，操作者輕易把握，捶擊能量也比擬容易估算 [15]。 上升的汽缸再升到相當(dāng)高度后，上升的動能消失，汽缸又因自身的重量而再行下落，自動的進(jìn)入下一個循環(huán)，重復(fù)打樁機(jī)的工作。這時，汽缸里的反作廢氣也就自行排除。 滑軌式柴油打樁機(jī)的工作原理 柴油打樁機(jī)的柴油樁錘的工作原理與普通的二行程的柴油內(nèi)燃機(jī)相似，所不同的于柴油內(nèi)燃機(jī)的，在柴油機(jī)中汽缸是固定的，活塞在汽缸中的運動；但在柴油樁錘中則恰恰相反，運動的是汽缸而不是活塞。已知 m＝ 103kg， M＝ 103kg， h＝ ， l＝ ，重力加速度 g＝ 10m/s2，混合物的質(zhì)量不計。隨后，樁在泥土中向下移動一距離 l?，F(xiàn)把柴油 打樁機(jī)和打樁過程簡化如下： 柴油打樁機(jī)重錘的質(zhì)量為 m，錘在樁帽以上高度為 h處（如圖 1）從靜止開始沿豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量為 M（包括樁帽）的鋼筋混凝土樁上。 滑軌式柴油打樁機(jī)示意圖如下： 導(dǎo)桿式柴油打樁機(jī)的工作模型 柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成，氣缸與活塞間有柴油與空氣的混合物。 3．樁機(jī)采用裝卸與運輸安裝相結(jié)合的方式，整體性強(qiáng)，場地轉(zhuǎn)移方便，費用低，適合野外施工，可免去租吊機(jī)的費用。 目前打樁機(jī)有多種形式，其行走機(jī)構(gòu)分履帶式、輪胎式、軌道式等多種結(jié)構(gòu)，為了滿足高效率、打樁方便、便 于拆卸等要求，其行走機(jī)構(gòu)選用軌道式。 柴油錘爆發(fā)力強(qiáng)，錘擊能量大，工效高，錘擊作用時間比自由落錘作用時間長，因此錘擊應(yīng)力相對低一些，沖擊體沖擊距離（落距）隨沉樁阻力的大小而 自動 調(diào)整，比擬適合于管樁的施打。 2 總體方案設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計主要任務(wù)有機(jī)械結(jié)構(gòu)、 主要零部件 的設(shè)計。 液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化。 自動化、智能化。 機(jī)電液 一體化。所以我們要盡快研制出滿足國家需要的高效、低噪聲、無污染的打樁機(jī)。 在國內(nèi)外 打樁 機(jī)中，按控制系統(tǒng)分類可分為三種：第一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型 打樁 機(jī)，第二種是采用可編程控制器（ PLC）控制的 打樁 機(jī)，第三種是應(yīng)用高級微處理器的高性能 打樁 機(jī)。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 由于打樁機(jī)的液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)方面已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外打樁機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進(jìn)打樁機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率方面提供了可能。 打樁機(jī)設(shè)計的目的及意義 柴油錘樁架采用滑軌式移動，自動化程度高，可自行裝卸車，自由行走，可 360 度全回轉(zhuǎn)，配有最好最大的四條液壓油 缸支腿，在惡劣的施工環(huán)境中展現(xiàn)其獨特的有事，增加施工時的整機(jī)穩(wěn)定性，可整機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運。 （ 5）低空間落錘式液壓自動打樁機(jī)。 （ 4）靜力壓樁機(jī)。 （ 3）振動錘打樁機(jī)。柴油錘的錘座上附有燃油噴射泵、油箱、冷卻水箱及樁帽。 并進(jìn)行噴油、 爆發(fā)、沖擊、換氣等工作過程。筒式柴油錘以汽缸作為錘座，并直接用加長了的缸筒內(nèi)壁導(dǎo)向，省去了兩根導(dǎo)桿，柱塞是錘頭，可在汽缸中上下運動。導(dǎo)桿式柴油錘以柱塞為錘座壓在樁帽上，以汽缸為錘頭沿兩根導(dǎo)桿升降。主體也是由汽缸和柱塞組成，其工作原理和單缸二沖程柴油機(jī)相似，利用噴入汽缸燃燒室內(nèi)的霧化柴油受高壓高溫后燃爆所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力驅(qū)動錘頭工作。汽錘的進(jìn)排汽旋閥的換 向可由人工控制，也可由裝在錘頭一側(cè)并隨錘頭升降的凸緣操縱桿自動控制，兩種方式都可以調(diào)節(jié)汽錘的沖擊行程。上下往復(fù)的速度快 ,頻率高 ,使樁貫入地層時發(fā)生振動，可以減少摩擦阻力，打樁效果好。單動汽錘以柱塞或汽缸作為錘頭，蒸汽驅(qū)動錘頭上升，而后任其沿錘座的導(dǎo)桿下落而打樁。 打樁機(jī)的種類 （ 1）蒸汽錘打樁機(jī)。振動錘擊法打預(yù)制樁法對土層結(jié)構(gòu)和預(yù)制樁都有一定要求，適宜在較軟土層中施工，而對于致密的砂層與結(jié)構(gòu)較松散的細(xì)砂層或較硬的土層來說，施工難度大，而且容易損傷預(yù)制樁，因此適用范圍窄 。卷揚機(jī)打樁機(jī)打孔灌注樁法施工速度慢、效率低 。 螺旋鉆打樁機(jī)鉆孔灌注樁法 此種方法在施工時先將螺旋鉆桿及鉆機(jī)頭由卷揚機(jī)通過鋼繩、滑輪組吊起就位，檢查其垂直度后緩緩將其放下，通過鉆桿與鉆機(jī)頭的自重和螺旋鉆的軸向壓力，使螺旋鉆桿慢慢鉆入土中，直至鉆到 設(shè)計深度，然后由卷揚機(jī)將其拉出地面，再用混凝土進(jìn)行灌注。 靜壓法打樁機(jī)打孔灌注樁法 此種方 法采用專用的夾樁機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)將樁體夾住，由夾樁箱直接將壓力傳給鉗口，通過油缸驅(qū)動將樁體緩緩沉入土中，直至設(shè)計深度，然后用混凝土灌注樁孔。 下面對每一種打樁方法分別作簡要介紹 : 開挖基礎(chǔ)槽灌注樁法 此種方法需先放基礎(chǔ)線，然后按線挖 至所需深度，其后用三花土 (白灰與土的體積比為的混合物 )填充且用電夯夯實，最后進(jìn)行灌注。振動錘擊法打預(yù)制樁法 。2 卷揚機(jī)打樁機(jī)打孔灌注樁法 。它是一種現(xiàn)場澆注型的鋼筋混凝土樁 ,系指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔 ,并在其內(nèi)放置鋼筋籠 ,灌注混凝土而制成的樁。樁錘按運動的動力來源可分為落錘、汽錘、柴油錘、液壓錘等。樁架能轉(zhuǎn)動，也能移行。塔架和導(dǎo)向架可以一起偏斜，用以打斜樁。樁架為一鋼結(jié)構(gòu)塔架 ,在其后部設(shè)有卷揚機(jī) ,用 以 起吊樁和樁錘 [11]。 具有貫入力強(qiáng)，噪聲小，沉樁質(zhì)量好，使用方便，適用于各種不同的工作環(huán)境，操作容易，機(jī)動性高，可水下作業(yè)，同時設(shè)備還具有廣闊的推廣應(yīng)用前景、節(jié)約投資、施工速度快、防護(hù)效果好等優(yōu)點，具有較好的社 會效益和經(jīng)濟(jì)效益 [5]。 打樁機(jī)的定義及工作原理 打樁機(jī)是利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。由于現(xiàn)代化的高層建筑、大型橋梁和港口碼頭等結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,負(fù)荷十分巨大 ,對基礎(chǔ)的承載能力和防止沉陷方面的要求較高。 打樁機(jī)的發(fā)展背景 近年來 ,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的逐步增強(qiáng) ,國內(nèi)各大城市的高層建筑、立交橋、海港碼頭、鐵路公路橋梁等基本建設(shè)項目急劇猛增 , 建筑業(yè)迅速發(fā)展，大口徑基礎(chǔ)樁工程得到廣泛應(yīng)用。 為實現(xiàn)打樁機(jī)組裝和拆卸的方便 ，其樁架本身是由槽鋼和角鋼等型材用螺栓連接而成，為了使它移動方便采用了由槽鋼和枕木組成的簡單 滑軌 機(jī) 構(gòu)，防止整機(jī)在移動時傾覆 ， 設(shè)計了兩個夾緊液壓缸可以實現(xiàn)整機(jī)在導(dǎo)軌上的自動夾緊與松開。打樁機(jī)共有四大部分組成：滑軌、樁架、柴油樁錘、控制系統(tǒng) [1]?；壥讲裼痛驑稒C(jī)的主要功能就是完成打樁施工。 該裝置具有自動化程度高、操作調(diào)節(jié)簡便、工作可靠、快速、安全的優(yōu)點 ，對于提高建筑工程