7-2-3 桩基施工机械设备的选用.doc

7-2-3 桩基施工机械设备的选用桩基施工机械设备的选用7-2-3-1 桩锤的选用桩锤的选用桩锤有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，其使用条件和适用范围可参考表7-45。桩锤目前多采用柴油锤，锤重可根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及现场施工条件参照表 7-46 选用。桩锤适用范围参考表 表 7-45桩锤种类优缺点适用范围落锤 （用人力或卷扬机拉起桩 锤，然后自由下落，利用 锤重夯击桩顶使桩入土）构造简单，使用方便，冲 击力大，能随意调整落距， 但锤击速度慢（每分钟约 620 次） ，效率较低1适于打细长尺寸的混凝土桩 2在一般土层及粘土、含有砾 石的土层中均可使用单动汽锤 （利用蒸汽或压缩空气的 压力将锤头上举，然后自 由下落冲击桩顶）结构简单，落距小，对设 备和桩头不易损坏，打桩 速度及冲击力较落锤大， 效率较高1适于打各种桩 2最适于套管法打就地灌筑混 凝土桩双动汽锤 （利用蒸汽或压缩空气的 压力将锤头上举及下冲， 增加夯击能量）冲击次数多，冲击力大， 工作效率高，但设备笨重， 移动较困难1适于打各种桩，并可用于打 斜桩 2使用压缩空气时，可用于水 下打桩 3可用于拔桩，吊锤打桩柴油桩锤 （利用燃油爆炸，推动活 塞，引起锤头跳动夯击桩 顶）附有桩架、动力等设备， 不需要外部能源，机架轻， 移动便利，打桩快，燃料 消耗少；但桩架高度低， 遇硬土或软土不宜使用1最适于打钢板桩、木桩 2在软弱地基打 12m 以下的混 凝土桩振动桩锤 （利用偏心轮引起激振， 通过刚性联结的桩帽传到 桩上）沉桩速度快，适用性强， 施工操作简易安全，能打 各种桩，并能帮助卷扬机 拔桩；但不适于打斜桩1适于打钢板桩、钢管桩、长 度在 15m 以内的打入式灌筑桩 2适于粉质粘土、松散砂土、 黄土和软土，不宜用于岩石、砾 石和密实的粘性土地基射水沉桩 （利用水压力冲刷桩尖处 土层，再配以锤击沉桩）能用于坚硬土层，打桩效 率高，桩不易损坏；但设 备较多，当附近有建筑物 时，水流易使建筑物沉陷； 不能用于打斜桩1常用锤击法联合使用适于打 大截面混凝土空心管桩 2可用于多种土层，而以砂土、 砂砾土或其他坚硬的土层最适宜 3不能用于粗卵石、极坚硬的 粘土层或厚度超过 0.5m 的泥炭 层静力压桩 （系利用静力压桩机或利压桩无振动，对周围无干 扰；不需打桩设备；桩配1适于软土地基及打桩振动影 响邻近建筑物或设备的情况用桩架自重及附属设备的 重量，通过卷扬机的牵引 传至桩顶，将桩逐节压入 土中）筋简单，短桩可接，便于 运输，节约钢材；但不能 适应多种土的情况，如利 用桩架压桩，需要搭架设 备，自重大，运输安装不 便2可压截面 40cm×40cm 以下 的钢筋混凝土空心管桩、实心桩锤重选择表 表 7-46柴油锤（t）锤型2.02.53.54.56.07.2冲击部分重（t）2.02.53.54.56.07.2总重（t）4.56.57.29.615.018.0冲击力（kN）20002000250125004004000500050007000700010000锤的动 力性能常用冲程（m）1.82.31.82.31.82.31.82.31.82.31.82.3预制方桩、预应力管桩的 边长或直径（cm）253535404045455050555560适用的桩规格钢管桩直径（cm）404040609090100 一般进入深度（m）121.52.5232.53.53435持力 层粘性土 粉土静力触探比贯入阻力 ps平均值（MPa）345555一般进入深度（m）0.510.51.5121.52.5232.53.5持力 层砂土标准贯入击数 N（未修正）1525203030404045455050锤的常用控制贯入度（cm/10 击）-23-3548-设计单桩极限承载力（kN）40012008001600250040003000500050007000700010000注：1本表仅供选锤用；2本表适用于 2060m 长预制钢筋混凝土桩及 4060m 长钢管桩，且桩尖进入硬土层有一定深度。7-2-3-2 常用桩锤的技术性能常用桩锤的技术性能1柴油锤柴油锤又分导杆式和筒式两类，其中以筒式柴油锤使用较多，它是一种气缸固定活塞上下往复运动冲击的柴油锤，其特点是柴油在喷射时不雾化，只有被活塞冲击才雾化，其结构合理，有较大的锤击能力，工作效率高，还能打斜桩。国产常用导杆式和筒式柴油锤的技术性能见表 7-47 和表 7-48。此外我国还从国外引进一批筒式柴油锤，以日本和德国生产的为主，如表 7-49 和表 7-50所示。导杆式柴油锤的技术性能 表 7-47桩锤型号项目D1-600D1-1200D1-1800锤击部分重量（kg）60012001800 锤击部分最大行程（mm）187018002100 锤击次数（次 /min）507055604550最大锤击能量 （kN·m ）11.221.637.8气缸直径（mm）200250290 耗油量（L/h）3.15.56.9 燃油箱容量（L）1111.522 桩的最大长度（m）8912 桩的最大直径（mm）300350400卷扬机：起重量（t）1.51.53.0 电机型号JZ21-6JZ21-6JZ22-6 电机功率（kW）557.5 电机转速（r/min）915915920外形尺寸（m）长×宽×高4.34×3.90×11.45.4×4.2×12.457.5×5.6×17.5全机总重（t）6.77.513.9筒式柴油锤的技术性能 表 7-48国外筒式柴油锤的技术性能 表 7-49注：1表中，日本神户制钢所型号系列中带 A 者，石川岛建机型号系列中带 C 者均为减 烟型柴油锤。 2神户制钢所型号系列中的 KB 型表示斜打型桩锤。 3德尔马克公司生产的如 D25-32/33 型，在打 45°斜桩时，桩锤长度要加长 1m，其 总重量也相应增加。 4表中带 C 字母的表示减烟型柴油锤，带 B 字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水 上型，其余均为陆上型。日本三菱重工业株式会社筒式柴油锤的技术性能 表 7-50注：1表中，日本神户制钢所型号系列中带 A 者，石川岛建机型号系列中带 C 者均为减烟型柴油锤。 2神户制钢所型号系列中的 KB 型表示斜打型桩锤。 3德尔马克公司生产的如 D25-32/33 型，在打 45°斜桩时，桩锤长度要加长 1m，其总重量也相应增加。 4表中带 C 字母的表示减烟型柴油锤，带 B 字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水上型，其余均为陆上型。2汽锤汽锤是以饱和蒸汽为动力，使锤体上下运动冲击桩头进行沉桩。具有结构简单，动力大，工作可靠，能打各种桩等特点，但需配备锅炉，移动较麻烦，目前已很少应用。汽锤有单作用、双作用两类，双作用汽锤的技术性能如表 7-51 所示。双作用蒸汽锤的技术性能 表 7-51型号性能指标CCCM-703C-35C-32CCCM-742ABP-28C-231总锤重（kg）296837674095445065504450 冲击部分重量（kg）680614655113014501130 冲程（mm）406450525508500508 冲击能（N·m）90601083015880181702500018000 冲击次数（次/min）123135125105120105 需压缩空气（m3/min）12.7412.7517173017锤的外形尺寸（高）249123752390268931902765 （mm） （长）560650632660650660 （宽）71071080081010038103振动锤振动锤有三种型式，即刚性振动锤、柔性振动锤和振动冲击锤，其中以刚性振动锤应用最多，效果最好。其常用技术性能如表 7-52 所示。振动锤具有沉桩、拔桩两种作用，在桩基施工中应用较多，多与桩架配套使用，亦可不用桩架，起重机吊起即可工作，沉桩不伤桩头，无有害气体。电动振动锤的技术性能 表 7-52型号电机 功率 （kW）偏心 力矩 （N·m）偏心轴 转速 （r/min）激振力 （kN）空载 振幅 （mm ）容许拔 桩力 （kN ）桩锤 全高 （mm ）桩锤振 动重力 （kN ）导向中 心距 （mm）DZ15155016660015006712530.60160022.00330DZ3030100375500150010425130.80200030.00330DZ4040133500500150013933541.00230036.00330DZ6060200750500150020950341.60270050.00330D2909050024004001100429697552.40340070.00330DZ1201207002800400110050182883.00380090.00600DZ15015010003600400110064494783.004200110.00600DZF40Y4003180-14.525.613.51.00310034.00-注：桩锤全高不包括夹桩器和钢丝绳悬挂式隔振装里；桩锤重量不包括夹桩器和配重。7-2-3-3 桩架选用桩架选用桩架为打桩的专用起重和导向设备，其作用主要是起吊桩锤和桩或料斗、插桩，给桩导向，控制和调整沉桩位置及倾斜度，以及行走和回转方式移动桩位。按行走方式的不同，桩架可分为滚动式、轨道式、履带式、步履式、悬挂式等（图 7-47 和图 7-48、图 7-49） 。桩架的选用主要根据所选定的桩锤的形式、质量和尺寸；桩的材料、材质、截面形式与尺寸、桩长和桩的连接方式；桩的种类、桩数、桩的布置方式；作业空间、打入位置；以及打桩的连续程度与工期要求等而定。图 7-47 轨道式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-底盘；9-轨道图 7-48 步履式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-步履式底盘图 7-49 悬挂式履带打桩架1-顶部滑轮组；2-锤和桩起吊用钢丝绳；3-立柱；4-履带式起重机桩架主要由底盘、导杆、斜杆、滑轮组和动力设备等组成。桩架的高度可按桩长需要分节组装，每节长 34m。桩架的高度一般等于桩长滑轮组高桩锤长度桩帽高度起锤移位高度（取 12m） 。桩架的种类很多，应用较广的为万能桩架、履带式桩架和步履桩架，其常用型号及技术性能见表 7-53、表 7-54、表 7-55、表 7-56 和表 7-57。国产万能轨道式打桩架 表 7-53型号 项目J-40ZJAZDJG40/4D-12DJG25JZ-40适应最大柴油锤型号D25，D25/32 K25，K35，K 45D1-1800D2-40 D2-35D2-25/32D2-25D25D40适应最大振动沉拔桩锤型号DZ1-8000 VM4-10000DZ-40AD2-40ADZ60DZ90沉桩最大长度（m）15121420181820预制桩400×400250×250500×500400×400沉桩最大直径 （mm）沉管灌筑桩d273d325325（桩管长 21.7m）400沉桩时回转半径（m）4.122.833.0沉桩时最大加压力（kN）508080最大拔桩力（kN）300250250起重能力（kN）303092电动机功率（kW）287.530导杆允许前倾最大角度（°）55555导杆允许后倾最大角度（°）5518.518.55上平台回转角度（°）360360360360上平台回转速度（r/min）0.40.380.340.30.30.34桩架行走速度（m/min）3.57.83,54.84.83轮距（mm）400032004000440044004000打桩架总重量（kg）320004700044500330003300033800外形尺寸（长×宽×高） （m）9.5×4.5×23.26.8×4.4 ×17.314×7.3 ×38.6注：J-40、ZJA 型由北京桩工机械厂生产；ZDJG40/4 由连云港机械厂生产；D12 型由天津搅拌机厂生产；DJG25、JZ40 型由建筑机械综合所生产。国产 DZ 系列万能轨道式打桩架 表 7-54型号 项目ZJ40JZJ601DJ20JDJ25J沉桩最大深度（m）18252025沉桩最大直径（mm）400500400500最大加压力（kN）120200100160最大拔桩力（kN）150250200300配用振动锤最大功率（kW）40604060导杆允许前倾最大角度（°）10101010导杆允许后倾最大角度（°）5555主卷扬机最大牵引力（kN）30503050主卷扬机功率（kW）1118.51117移架卷扬机最大牵引力（kN）15201515移架卷扬机功率（kW）5.55.54.54.5斜撑减速器最大轴向力（kN）20302020斜撑减速器功率（kW）2×12×2.22×12×1外形尺寸（长×宽×高） （m）11×10×2411×12×309.6×10×2510×10×50重量（不包括锤） （kg）18000265001750020000注：ZJ401、Z160J 型由瑞安建机厂生产；DJ20J、DZ25J 型由振中工程机械厂生产。悬挂式履带桩架的技术性能 表 7-55型号 项目DJU18DJU25DJU40DJU60DJU100适应最大柴油锤型号D18D25D40D60D100 导杆长度（mm）2124273333锤轨中心距（mm）330330330600 330/600600 330/600前倾（°）55555导杆倾斜范围后倾（°）18.518.518.5-导杆水平调整范围（mm）200200200200200 桩架负荷能力（kN）100160240300500 桩架行走速度（km/h）0.50.50.50.50.5 上平台回转速度（r/min）11111 履带运输时全宽（mm）33003300330033003300 履带工作时外扩后宽 （mm）-396039603960接地比压（MPa）0.0980.0980.1200.1200.120 发动机功率（kW）607597120134179134179134179桩架作业时总重量（kg）40000500006000080000100000步履式桩架主要技术性能 表 7-56型号 基本参数与尺寸 项目与单位DJB12DJB18DJB25DJB40DJB60*DJB100适用最大柴油锤型号1218254060100导杆长度 A（m）182124273340锤导轨中心口距 （mm）330330330330600 330/600600 330/600前倾（°）555555导杆 倾斜范围后倾（°）18.518.518.518.5-上平台回转角度（°）120120120360360360桩架负荷能力（kN）60100160240300500 桩架行走速度（km/h）0.50.50.50.50.50.5 上平台回转速度 （r/min）111111履板轨距 C（mm）300038004400440060006000履板长度 X（mm）60006000800080001000010000接地比压（MPa）0.0980.0980.1200.1200.1200.120桩架总重量（kg）1400024000360004800070000120000注：*为建议值。振动锤用 DJ 型打桩架技术性能 表 7-57项目DJ20J 型DJ25J 型DJB25 型DJB60 型沉桩最大深度（m）20252026 沉桩最大直径（m）400500500600 最大加压力（kN）100160- 最大拔桩力（kN）200300250350 配用振动锤最大功率（kW）4060 立柱允许前倾最大角度（°）101059立柱允许后倾最大角度（°）5553主卷扬机最大牵引力（kN）3050- 主卷扬机功率（kW）1117-外形尺寸（长×宽×高） （m）9.6×10×2510×10×309.8×7.0×24.513.5×6.1×35重量（不包括锤） （t）17.5203060注：DJ20J、DJ25J 型由浙江振中机械厂生产；DJB25、DJB60 型由甘肃兰州建筑通用机械总厂生产。7-2-3-4 常用灌筑桩钻孔机械常用灌筑桩钻孔机械按成孔方法不同分为冲击式钻孔机、冲抓锥成孔机、螺栓钻孔机、转盘式（回转式）钻机） 、潜水钻机等，常用灌筑桩钻孔机械型号及技术性能见表 7-58表 7-62。国产常用冲击钻机技术性能 表 7-58型号SPC300HGJC-40HGJD-1500YKC-31CZ-22CZ-30KCL-100性能指标钻孔最大直径 （mm）7007002000（土层） 1500（岩层）150080012001000钻孔最大深度（m）808050120150180150 冲击行程（mm）500，650500，65010010006001000350100050010003501000冲击频率（次/min）25，50， 72207203029，30， 3140，45， 5040，45， 5040，45， 50 冲击钻重量（kg）-2940-150025001500 卷筒提升力（kN）303039.255203020 驱动动力功率 （kW）1181186360224030钻机重量（kg）150001500020500-6850136706100生产单位天津探机厂张家口探机厂洛阳矿机厂太原矿机厂冲抓锥成孔机的规格与技术性能 表 7-59型号性能指标A-3 型A-5 型成孔直径（mm）480600450600 最大成孔深度（m）1010 抓锥长度（mm）22562365 抓片张开直径（mm）450430 抓片数（个）44 提升速度（m/min）1518 卷扬机起重（t）2.02.5 平均工效（孔/台班）56（深 58）56（深 58）适应土质条件粘土夹石或砂卵石类土-螺旋钻孔机规格与技术性能 表 7-60项目LZ 型 长螺旋钻KL600 型 螺旋钻机BZ-1 型 短螺旋钻ZKL400（Z KL600） 钻孔机BQZ 型步 履式钻孔机DZ 型步履 式钻孔机钻孔最大直径 （mm）300、600400、500300800400（600）40010001500钻孔最大深度（m）1515、158、11、81216830 钻杆长度（m）-18.3、18.8-229- 钻头转速（r/min）631165045808538.5 钻进速度（m/min）1.0-3.1-10.2 电机功率（kw）4050、554030552222外形尺寸（m） （长×宽×高）-8×4×12.56×4.1×16常用国产转盘式循环钻机技术性能 表 7-61型号 技术性能GPS-15SPJT-300SPC-500QJ250ZJ150-1G-4BRM-1BRM-4GJD-1500红星-400 XF-3GJC-400HF钻孔直径（mm）8001505005003502500150010001250300015002000150010001500钻孔深度（m）503006001007010050406040100505040转盘扭矩 （kN·m）17.717.7-68.63.519.5203.312.1158039.240.014.0转盘转速（r/min）1342401284220312402212010809526356.330.6122047钻孔方式泵吸反循 环正反循环正循环正反循环正反循环正反循环正反循环正反循环正反循环 冲击钻进正反循环正反循环加压进给方式-自重自重-配重配重-自重-驱动功率（kW）30407595552022756340116重量（kg）150001100025000130001000-92003200020500700015000潜水钻机的规格、型号及技术性能 表 7-62型号技术性能指标KQ-800GZQ-800KQ-1250AGZQ-1250AKQ-1500GZQ-1500KQ-2000钻孔深度（m）80508050805080 钻孔直径（mm）45080080045012501250800150015008002000 主轴转速（r/min）200200454538.538.521.3 最大扭矩（kN·m）1.901.074.604.766.875.5713.72 潜水电机功率（kW）22222222372244 潜水电机转速（r/min）960960960960960960960 钻进速度（m/min）0.31.00.31.00.31.00.160.200.060.160.020.030.10长度（mm）4306430056005350685053007500整机外形尺寸宽度（mm）3260223031002220320030004000高度（mm）702064508742874210500835011000主机重量（t）0.550.550.700.701.001.001.90整机重量（t）7.284.6010.467.5015.4315.4020.18注：GZQ 型由河北新河钻机厂生产。