关于液压打桩锤应用的几点分析

关于液压打桩锤应用的几点分析
如今，不管是高层建筑，还是路桥建设，荷载越来越大，对桩基础的承载力提出了更高的要求。

桩基础的强度和承载能力直接决定着上层建筑的稳定和安全，一旦出现问题，极易引起不均匀沉降或坍塌现象。

桩基础有沉桩和灌注桩两种，前者是借助夯击设备对预制桩施压，将其夯入地下；后者则是先开孔，然后置入钢筋笼，灌注混凝土。

沉桩方式有多种，所用设备也各不相同，液压打桩锤即是其中重要的一种。

1 液压打桩锤分类及其特点
1.1 沉桩方式沉桩技术，即通过不同方式将预制桩沉入地基。

因是提前制作，桩体质量相对较高，但该技术只适合用于一般的地基。

若地基土层较坚固，则桩体很难沉入。

同时，承受的荷载较大时，桩径也比较大，也不适宜采用沉桩法。

常见的沉桩方式有：①锤击桩。

即将打桩锤起吊至一定高度，然后垂直落下，对桩体形成冲击；②振动沉桩。

即将打桩机安装在桩顶，通过振动力将其沉入地下；
③静力压桩。

即利用桩架自重，加上滑轮组提供的静反力将桩体沉入土中。

1.2 液压锤原理及分类液压打桩锤属于锤击方式。

其原理为：以液压能为动力，将锤抬至一定高度，通过泄油或反向供油的方式，使锤加速下落，途中会产生较大冲击力，将桩体夯入地基。

因锤和桩帽直接接触，同时完成冲击力的传递，省去了夹桩装置，对混凝土桩或钢桩、木桩都较为适用。

若有防水罩，还可进行水下作业。

依据工作原理，液压打桩锤通常可分为以下两类：
1）单作用式。

即借助液压油将打桩锤举升到一定的高度，然后迅速松开，使锤自由落下对桩顶形成冲击施加压力，将其沉入土中。

该方式采用的是重锤轻打理论，锤自身较重、下落速度慢，锤击作用时间较长，且击打时的贯入度较大，适用范围广，尤其是混凝土管桩。

对桩体的损害较小；
2）双作用式。

利用液压油价格打桩锤举升到一定的高度，从液压系统处获得推动力，对锤形成冲击，使其以更快的速度夯击桩顶。

该方式采用的是轻锤重打理论，锤自身相对较轻，此时作用于桩顶的除了锤自身重量，还有液压系统提供的推动力，所以其冲击速度比自由落体要快，锤击作用时间较短，施加于桩顶的冲击力更大，最适合打钢桩。

液压打桩锤有 5 种下落方式，分比为液压缸双
作用方式、液压缸驱动自由落下方式、液压缸和钢缆驱动自由落下方式、单作用油缸自由落下方式、冲击体直接驱动自由落下方式。

1.3 液压打桩锤的优缺点锤击桩所使用的锤体材料经过了一系列变化，包括筒式柴油锤、蒸汽锤、导杆式柴油锤、落锤及振动沉拔桩锤等。

其中，筒式柴油锤因管理成熟、具有良好的经济性而使用较多，但其施工时，在剧烈的振动中，通常会产生大量噪音，而且易出现油污飞溅的現象，不利于在医院、居住区等地方使用。

而液压锤操作简单、使用灵活，能够适应各种形状的沉/拔桩。

在工作时产生的噪音较低，若有规范的封闭处理，可起到良好的降噪效果，不会有油渍等脏污出现，比较环保清洁；管理控制时较方便，冲程调整、频率控制等工作，1名操作人员就能完成；启动性能较好，每一锤都可以沉桩；作业时，筒式柴油锤从抬升到下落冲击消耗的液压能在60%左右，即作用于桩顶的力只有40%。

与其相比，液压锤整个过程的液压能总消耗在5%左右，意味着作用于桩顶的力高达95%，可见其对能源的利用率较高。

2 液压打桩锤在房建施工中的使用要求
2.1 基础要求首先，在选择液压锤时，应保证其质量性能合格，动力装置中溢流阀调节正确，并确保油路畅通，连接信号良好；其次，在运输过程中，尽量保持平行放置，系有保险绳，以免因颠簸震荡发生碰撞；拆卸时注意液压油的含量，将损失降至最低。

拆除逆止阀时，不要将油管拆掉，为防漏油或有杂物进入，应将各进出油口拧紧；运输后投入使用的液压锤，在启动前需进行调试，确保其能够正常工作；而且，液压锤应在桩帽内有缓冲材料的情况下启动，否则难以起到良好效果。

2.2 对地耐力的要求某建筑工程占地3000m2，经测量，其地表耐力平均值为27.5KPa，A段地区低于24KPa。

施工单位结合工程要求和实际情况，在桩基施工时决定采用液压打桩锤。

因该方法使用方便，效率较高，桩基工程提前完成，省去了开槽、运土等工作，为单位节约了施工成本。

此工程中对液压打桩锤和静压桩机两种施工方式做了对比。

若使用液压锤，其重量为80t，履带板面积为10m2，则可计算出其对地表地耐力的要求为80KPa。

因工程需要，增设了3 块钢板，长宽分别为6m、2m，则液压锤对地耐力的要求会相应地减少，经计算为22.5KPa。

若采用静压桩机，比如ZYJ-420 机，重量在120t～420t 之间，大船接地面积为1.2×1
3.5×2=32.4m2，小船接地面积为4×3×2=24m2。

根据此结果，
可求得静压桩机对地表地耐力的要求最大值为175KPa，最小值为50KPa。

通过对比，可知液压打桩锤在此工程中较为适合。

2.3 对工作面的要求液压锤机的施工具有一定的施工范围。

一般而言，在距离临近建筑物最小0.6m 的桩体能够进行有效施工。

而静压桩机对工作面的要求则比较严格，工作面横向距离通常不得低于
3.5m，纵向距离不得低于5.5m。

而且在压边桩时，静压桩机的压桩力最大指难以达到额定的50%。

所以，对于同是2m的距离，液压锤对工作面的要求较低，容易满足。

而静压桩机的要求则难以满足。

3 液压打桩锤在房建施工中的具体应用及优势对比
3.1 液压锤的具体操作在使用液压锤进行沉桩时，须按照要求操作每一步。

首先应保证控制箱的导线、油管等与动力装置完好的连接；在动力装置启动后，先慢速运行，当稳定后逐渐加速；打开控制板开关，合理调节行程开关，确保其处于正确位置；若是人工控制，按动手控阀按钮，锤就会被抬起；送掉按钮，锤便会迅速下落；当进行连续作业时，“提升”、“停止”控制装置应按照要求进行调整，同时将“输出”开关调至“自动控制”位置；在使用全新的液压锤时，应适量添加液压油；工作完成后，将“输出开关”调至关闭位置。

3.2 打击力的可控性主要是针对柴油打桩锤而言的，其工作原理为：先将锤芯吊至一定的高度，然后撤掉提吊力，使锤自由落下，产生冲击力。

通过对雾化柴油的压缩，可引起柴油爆燃，爆发力将锤体顶起后再次下落。

柴油锤依此循环往复的进行打桩，但其必须保证打桩锤有足够的反作用力，因此需要保证地基土层的硬度。

针对这一问题，液压锤能够有效地克服。

3.3 施工成本就运输成本而言，液压锤比较稳定，当有变动时，主要受距离影响，变化较小；而静压桩机除了固定的桩机运输成本，还涉及配重成本，其变动性很大。

就沉桩速率而言，地质条件对液压锤影响较大，而对静压桩机的影响相对较小；就动力来源而言，液压锤使用的是柴油，主要受其影响；静压桩机以电能为主，当电价变化时，施工成本也会随之变化。

4 结论
预制桩在今后建筑、桥梁等行业的应用较多。

从上述分析中可知，液压打桩锤具有使用方便、污染少、适应性强等诸多优势，必将成为最重要的沉桩方式。

虽然其价格昂贵，但效率和质量高，综合来看，有广阔的前景.。