锤击桩机和静压桩机的区别

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Final approval draft on November 22, 2020

锤击桩机和静压桩机的区别

锤击桩机和静压桩机是目前预制桩施工的主要打桩设备。但这两种设备从工作原理还有施工工艺上有很大的区别，现结合工程实际对静压桩锤击桩的不同特点进行分析：

柴油锤是利用燃油爆炸推动活塞往复运动而锤击打桩，活塞重量从几百公斤到数吨。用锤击沉桩宜重锤轻击。若重锤重击，则锤击功大部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头易被打碎。锤重与桩重宜有一定的比值，或控制锤击应力，以防桩被打坏。桩架是支持桩身和桩锤，沉桩过程中引导桩的方向，并使桩锤能沿着要求的方向冲击的打桩设备。

1.沉桩机理的不同

静压法施工是通过抱紧油缸将桩抱紧，以机械的自重和机身上的配重通过顶压油缸传递到桩身，集中受力后，再将桩压入地层标高中。

锤击桩是通过锤头内的锤芯压缩缸体内，当雾化的柴油和机油进行燃烧爆炸产生向下的作用力，再通过锤头下的桩帽等一系列缓冲将力和振动作用到桩身，逐步击入土层标高。

2.施工造成土体破坏程度的对比分析

静压桩沉桩过程中，桩尖进入土体后，原状土受到压缩变形以及初应力状态的破坏，使贴近桩周处土体结构完全破坏，随着贯入压力的增大，土体达到急剧破坏，粘性土土体在有水的作用下产生塑性流动，砂性土会产生挤密侧移和部分液化；

锤击桩沉桩时，土体在桩身的冲击力和震动的作用下，粘性土产生压缩变形，桩身逐步进入，砂性土在震动的作用下产生液化，抗剪力降低，在冲击力作用下进入土体；震动作用下对土作用面较大。

在粘性土施工中，两种施工方法均会产生对地表向上隆起效应，静压桩对土体的作用面较小，锤击桩在震动中对土体的作用面较大，因而在施工时，锤击桩所造成的土体隆起要大于静压桩。在砂性土施工中，由于静压桩主要采用挤密方法进入，理论上产生的隆起较大，而锤击桩产生砂性液化，土体内水流失后产生的隆起较小，甚至不会造成隆起效应。

工程实施过程中发现，静压桩在进入砂层面时，压力陡然上升，静压桩施工困难。但当两种机型在同一地点施工时，由于锤击桩施工造成浅层的粉土和砂层的液化，压力上升幅度明显降低，浅层的粉土液化甚至造成机身较重的静压桩机湿陷。

3.桩身部位，在施工过程中受力不同的分析

静压桩施工时，往往按照设计的极限承载力的倍左右配备荷载，最大荷载不能超出桩身的所能承担的应力。施压值随着入土深度的增加逐步增大。桩身某一点的受力等于施压值减去上部桩长（送桩过程中要加上送桩器）与土体的摩阻力，相同施压值的情况下，逐步减小。当桩端部点的力小于桩端的阻力时，桩身将无法下压，需采取增加施压值或减少桩身摩阻力的方法来解决。理论上，假定在相同施压值荷载情况下，下压过程中的桩，土层某一点所对应桩身点的受力相同。由于土层的变化，桩身受力相同的点的位置不同，总体来看在施工期间桩体受力，变化较为单一。

锤击桩，施工过程中，桩身某一点受力等于桩锤所施加的动能转化为冲击力减去该点以上部位在土体深度内的摩阻力。桩锤所能施加的能量与桩锤跳起的高度有关，锤跳起的高度不但与档位有关，而且与桩身在入土过程中所产生的瞬间抵抗力有关，只有当瞬间抵抗力充分时，桩锤的跳起高度才能达到极限。因而在施工时桩身点的受力较为复杂，不会因为入土深度的增加而立即减小，但总的减少趋势与静压桩一致。

在砂性土中，由于受震动液化的影响，锤击桩施工过程中的桩身的摩阻力比静压桩会明显减少。假定在相同压力作用下，桩身某一点所形成的应力，锤击桩将高于静压桩，即锤击桩入土点的下压力大。因此在砂性土较厚工程及以标高控制的桩，往往采用锤击方法对施工更有利。嵌岩桩施工，考虑到桩尖部位的破坏力，一般只能采用锤击桩施工。

在工程施工中，由于24m以下的黄色粘性土中铁质结核在局部地方较为丰富，静压桩无法压至指定的标高，监理要求施工单位更换采用了锤击桩机施工，均能够施工到位，避免了由于桩身不到位所产生的质量隐患。

4.施工阶段对承载力初步判断方法不同

在静压桩施工时，往往采用入土的有效桩长和终压值进行控制，设计的桩长较短的工程，考虑到土体的恢复系数，终压值宜尽量达到设计取值的∽倍，并视土质及布桩情况考虑复压。

锤击桩施工时，一般采用入土的有效桩长和最后贯入度进行控制，因而在施工机械进场后，对不同的桩机均要按照设计标准进行必要的试打，记录不同机型进入不同深度和不同地层的贯入度指标，用锤标准一般采用固定的中档锤