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岩土研究院

锤击打桩工艺详细解析!

321 2021-05-07 15:54:57

 冲击锤

有些类型的冲击锤可以适应一些特定场地,大多数冲击锤包括活塞和带有桩帽的铁砧,可以将打桩力分散至桩头上。这些设备通常由底盘和框架支撑,在操作过程中需要紧贴桩身设立合适的支腿导向以保持桩身垂直,或者是由导向杆支撑和对齐桩锤,这点非常重要,因为这类桩锤属细长构件,且打桩时处在一定的高度,需要避免晃动。

不同桩镜之间的主要区别是尺寸大小和锤击原理。一些桩锤在重力作用下自由下落提供动力,有些则能加速下落而被称为双动式打桩锤。任何情况下,打桩的效率都取决于锤击动力和效能。

新型桩锤只要保养合适,其性能完全可超越老式桩锤。下面描述的是一些最常使用的桩锤类型,一些旧的桩锤,如柴油锤,可以在以前出版的安装手册里找到。就效率而言,液压锤完全优于柴油锤,适用性更广,打桩力对桩头的损坏也更小。

单作用液压锤

这类液压锤适用于Z型或 U 型组桩,且适于各种地质条件,若打设单根桩则显得太宽。由于桩锤能改装为重型活塞,所以尤为适合把桩打入厚黏土层。这种锤由分段式锤芯组成,锤芯由两个外部支撑引导,通过液压把锤芯提升到设定的高度,让其自由下落到铁砧或桩帽上。锤芯的质量和落距可以调整,从而适应不同的板桩型号及场地条件。

锤芯的质量通常可分为 3t、5t、7t 和 9t 四种模式,有些可以高达 14t,用来满足 HZ型桩、高截面模量桩及箱型截面桩的打设,落距可达 1.2m。当锤芯的质量和落距都最大时,自动顺序可以实现 40击/min 的打桩速度。

在硬黏土中打桩时,最好用重锤低击,减小桩头损害,降低噪声扩散量。

只要使用得当,精确控制桩锤,单作用液压锤的额定输出功率能达到75%~90%。 10.3.2.3 双作用液压锤

双作用液压锤(图10.3)可用于单桩或组桩,特别适合于在硬土中打设U型或重型Z型桩肩加强桩,快速击打可以把桩打入致密砂岩砾石和岩石层中。

这种锤由封闭的锤芯组成,锤芯由液压提升,向下击锤时,外部的能量传递到锤芯上,产生的加速度大于重力加速度,从而产生强大的冲击力作用在铁砧或桩帽上。

击打钢板桩时,若锤击速度为 150 击/min,则每击输出能量为 15~90kN·m,电子控制系统能够控制打桩进程。对于标准的钢板桩,锤芯的质量宜为 1.2~6.5t。

对于更大型的非标准钢板桩,HZ高模量桩及海岸工程桩等,可采用更大型的桩锤。桩锤的质量范围可达 2.5~20t。

通常采用起重机上的绳索吊住桩锤,即使是很轻的桩锤动力也很强,所以采用大型履带式起重机可以获得更高的打桩效率。正常施工场地上,通常采用的锤芯质量是桩及桩帽质量之和的 .0.75~2倍。

 桩锤设置

桩锤可以采用不同的配置,以便能够适应个同类型的钢板桩和地质条件。比如,在黏土中打设宽桩,采用重锤慢打更合适,小锤快打设置适合于密实砂性土中的单桩。大多数桩锤都装有记录能量、击数的数字读数器。 10,3.2.5 打桩力传递

选用合适的冲击锤,可以打设各种型号的钢板桩。选择冲击锤时不仅需要选择尺寸正确的桩锤,更重要的是选择与之相匹配的桩帽和铁砧,且与所打桩的截面尺寸相当,对于宽桩或者组桩更是如此。如果不改变桩锤辅助配置,就不能打设不同宽度的板桩。桩锤中心应始终与打入的板桩截面的中心保持一致,并且使打桩力均匀地扩散至整个横截面。

锤击应力

采用冲击锤打桩时,桩头处的应力最大,即桩头峰值强度(δ)。平均应力值(δ)为打桩阻力(土阻力十摩阻力)除以桩的横截面面积。公式为

image.png

冲击锤的效率比较低(例如,柴油锤的效率可能在 30%~40%),那么打锤应力可能超过钢板桩的屈服应力值,从而造成桩头屈曲。

液压锤的效率通常较高,可以达到 85%~95%,能够把锤击的能量有效地传递到桩端。因此,在稳定打桩阶段,桩体持续贯入地层很重要,因为当贯人入度过小或者超过停打标准时,桩尖可能会损坏。

10.3.2.7.停锤标准

锤击打桩时,设置停锤标准很关键。根据厂家推荐,通常认为每十击 25mm 是所有冲击锤的限值。在某些情况下,每击 lmm 的贯入度允许持续几分钟。按这个击打频率,长时间打桩会造成冲击锤及辅助设备损坏,也可能破坏桩头。