桩可分为预制桩和灌注桩两类
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3.2.2 液压式静力压桩机
液压静力压桩机如图3-5所示，由液压吊装机 构、液压夹持、压桩机构（千斤顶）、行走及回转 机构、液压及配电系统、配重铁等部分组成。工作 原理：行走装置是由“横向行走”（短船）、“纵 向行走”（长船）和回转机构组成。
使用特点：它与锤击式打桩机、振动式沉桩机 相比，无冲击力，可避免桩头被打碎、爆裂，压桩 时对桩周土体扰动范围较小，可提高桩基础施工质 量，节约桩身材料，降低工程造价；它无振动，无 噪声，无环境污染，适用于人口稠密的城市中施工。 但压桩只限于压垂直桩及软土地基的沉桩施工，具 有一定的局限性。
导杆式柴油锤
筒式柴油锤
图3-1 导杆式柴油锤的工作原理
图3-2 筒式柴油锤的工作原理
2、柴油打桩机的特点 柴油锤的特点是：结构简单、打桩数量大。本 身既是原动机又是工作机，不需另设能源机器， 工作过程自动化。打桩数量可随沉桩阻力自动增 减调节。当地基阻力大时，上活塞上跳高度大， 打桩能量就大；地基阻力小时，桩下沉量大，打 桩能力随之减小，对打桩工作非常有利。 主要缺点是产生噪音、振动和对空气有污染等。
3.4 高压喷射灌浆设备
高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击 切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散、 充填周围土层，并与土石粒掺混搅合，硬化后形 成凝结体，从而改变原地层结构和组成，借以达 到防渗或提高承载力的目的。
高喷灌泵技术有单管法、双管法、三管法。 高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关，喷 射形式一般有旋喷、摆喷和定喷三种。喷射时若 边提升边旋转，则凝结体的形状为圆柱体（又称 旋喷柱）若边提升边摆动，则形成的凝结体的形 状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可形成板状 （又称定喷板）。
3-5 YZY-160型全液压静力压桩机
3-4 机械静力压桩机
国产YZY-160型全液压静力压 桩机自重78t，配重105t，最大压 入力1600kN，移动速度4m/min， 压桩速度2-3m/min。
3.3 灌注桩成空机
3.3.1 挤土成孔机械
挤土成孔机械是用振动打桩机或锤击式打桩机将 钢管桩（桩尖为活瓣或用钢筋混凝土预制桩尖） 沉入地基土中至设计要求的深度后，边拔管边浇 注混凝土的方法。这种方法适用于直径50cm以 下的桩。
3.3 静力压桩工作程序
3.2.1 机械式静力压桩机
机械式静力压桩机如图3-4所示，它由压桩机 （桩架与底盘）、转动设备（卷扬机、滑轮组、 钢丝绳）、平衡设备（铁块）、量测装置（测力 计、油压表）及辅助设备（起重设备、送桩器） 等组成。这种压桩机的高度为16-40m，静压力 400-1500KN，设备总重80-172t。机身高大笨重， 移动和转场很不方便，且占地面积也较大，目前 已很少采用。
3.1.1 柴油打桩机
1、柴油桩锤的工作原理 柴油锤实质上是一个其工作原理和单缸二冲程 柴油机相似，是利用柴油燃烧释放的能量提升 冲击体进行打桩。 柴油锤按其构造形式分导杆式和筒式。如图3-1
所示。
其中筒式的结构和技术性能最为先进，为目前 国内产品广泛应用，筒式柴油锤的工作原理是 汽缸固定，活塞往复远动，而进行打桩。其工 作循环可分为如下几个阶段，如图3-2所示 。
3.3.2 取土成孔机械 （1）螺旋钻孔机 螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的 螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔 外。适用于地下水位以上的施工。
如图3-6所示为一种应用方便的履带式螺旋 钻孔机。钻机成孔很快，成孔后提起钻杆，再向 孔中灌入混凝土，即成为桩。
3-6 步履式螺旋钻机
（2）冲抓式成孔机 冲抓成孔机是利用冲抓斗为钻具，它以自由落体 的速度冲入土中，将土、石凿成碎块，然后抓碎 土碎石抛至孔外而成孔。结构简单、操纵方便， 适用于粘、砂、砾土及松散和混有漂石的卵石地 层中施工。
3.1.2 蒸汽锤
按照蒸汽对桩锤的作用方式不同，蒸汽锤 分为单动式、双动式和差动式3种。 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。 适用范围：适用打各种桩，最适宜于套管 打桩和灌注砼桩； 优缺点：结构简单，落距小，不易损坏桩 头；打桩速度及冲击力较落锤大，效率高；
双动气锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤上举 及下冲，增加夯击能量，100～200次/分； 适用范围：适宜打各种桩，可用于打斜桩，使用 压缩空气，可打地下桩，也可拔桩；如图2.2示。
图3-3 单动汽锤工作原理
双动汽锤工作原理
3.1.3 自由落锤打桩机
自由落锤打桩机又称吊锤或落锤，它是利 用卷扬机使重锤沿桩架的导向立柱升起，然后 让其自由落下冲击桩头，其特点是构造简单， 使用方便。一般锤重为1-30KN，打击次数每 分钟10-12次。由于其打桩效率降低，贯入的 能量对桩的损伤大，所以仅能在小规模的工程 中采用。
适用范围：适宜在打桩及细长尺寸的砼桩， 在一般土层及黏土和含有砾石的土层中均有 用； 原理：用人力或卷扬机拉起悬桩锤，落下， 利用锤重夯击桩顶，使桩入土； 优缺点：构造简单，使用方便，冲击力大， 能随意调节落距，但锤击速度慢，效率低， 桩损大。锤重0.5～1.5t ；
3.2 静力压桩机 静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入 土中。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及 其配筋只要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可 以，因而桩的断面和配筋可以减小。这种沉桩方 法适用于软弱土层，无振动、无噪音、对周围环 境影响小，适合在城市中施工。
第3章 基础工程机械
3.1 打桩设备
基础是将上部荷载传递到地基的一种结构 物，而桩基础就是其中一种。当天然地基上的 浅基础沉降量过大或地基承载能力不能满足建 筑物得到要求时，常采用桩基础。现在桩基础 已广泛应用在海上采用平台、大型港口、深水 码头及各种桥梁的基础工程中。
按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两 类。 预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的 桩，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中， 或有的用高压水冲沉入土中。 灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成 孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方 法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管 灌注桩和爆扩桩等。
3.2.2 液压式静力压桩机
液压静力压桩机如图3-5所示，由液压吊装机 构、液压夹持、压桩机构（千斤顶）、行走及回转 机构、液压及配电系统、配重铁等部分组成。工作 原理：行走装置是由“横向行走”（短船）、“纵 向行走”（长船）和回转机构组成。
使用特点：它与锤击式打桩机、振动式沉桩机 相比，无冲击力，可避免桩头被打碎、爆裂，压桩 时对桩周土体扰动范围较小，可提高桩基础施工质 量，节约桩身材料，降低工程造价；它无振动，无 噪声，无环境污染，适用于人口稠密的城市中施工。 但压桩只限于压垂直桩及软土地基的沉桩施工，具 有一定的局限性。
导杆式柴油锤
筒式柴油锤
图3-1 导杆式柴油锤的工作原理
图3-2 筒式柴油锤的工作原理
2、柴油打桩机的特点 柴油锤的特点是：结构简单、打桩数量大。本 身既是原动机又是工作机，不需另设能源机器， 工作过程自动化。打桩数量可随沉桩阻力自动增 减调节。当地基阻力大时，上活塞上跳高度大， 打桩能量就大；地基阻力小时，桩下沉量大，打 桩能力随之减小，对打桩工作非常有利。 主要缺点是产生噪音、振动和对空气有污染等。
3.4 高压喷射灌浆设备
高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击 切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散、 充填周围土层，并与土石粒掺混搅合，硬化后形 成凝结体，从而改变原地层结构和组成，借以达 到防渗或提高承载力的目的。
高喷灌泵技术有单管法、双管法、三管法。 高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关，喷 射形式一般有旋喷、摆喷和定喷三种。喷射时若 边提升边旋转，则凝结体的形状为圆柱体（又称 旋喷柱）若边提升边摆动，则形成的凝结体的形 状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可形成板状 （又称定喷板）。
3-5 YZY-160型全液压静力压桩机
3-4 机械静力压桩机
国产YZY-160型全液压静力压 桩机自重78t，配重105t，最大压 入力1600kN，移动速度4m/min， 压桩速度2-3m/min。
3.3 灌注桩成空机
3.3.1 挤土成孔机械
挤土成孔机械是用振动打桩机或锤击式打桩机将 钢管桩（桩尖为活瓣或用钢筋混凝土预制桩尖） 沉入地基土中至设计要求的深度后，边拔管边浇 注混凝土的方法。这种方法适用于直径50cm以 下的桩。
3.3 静力压桩工作程序
3.2.1 机械式静力压桩机
机械式静力压桩机如图3-4所示，它由压桩机 （桩架与底盘）、转动设备（卷扬机、滑轮组、 钢丝绳）、平衡设备（铁块）、量测装置（测力 计、油压表）及辅助设备（起重设备、送桩器） 等组成。这种压桩机的高度为16-40m，静压力 400-1500KN，设备总重80-172t。机身高大笨重， 移动和转场很不方便，且占地面积也较大，目前 已很少采用。
3.1.1 柴油打桩机
1、柴油桩锤的工作原理 柴油锤实质上是一个其工作原理和单缸二冲程 柴油机相似，是利用柴油燃烧释放的能量提升 冲击体进行打桩。 柴油锤按其构造形式分导杆式和筒式。如图3-1
所示。
其中筒式的结构和技术性能最为先进，为目前 国内产品广泛应用，筒式柴油锤的工作原理是 汽缸固定，活塞往复远动，而进行打桩。其工 作循环可分为如下几个阶段，如图3-2所示 。
3.3.2 取土成孔机械 （1）螺旋钻孔机 螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的 螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔 外。适用于地下水位以上的施工。
如图3-6所示为一种应用方便的履带式螺旋 钻孔机。钻机成孔很快，成孔后提起钻杆，再向 孔中灌入混凝土，即成为桩。
3-6 步履式螺旋钻机
（2）冲抓式成孔机 冲抓成孔机是利用冲抓斗为钻具，它以自由落体 的速度冲入土中，将土、石凿成碎块，然后抓碎 土碎石抛至孔外而成孔。结构简单、操纵方便， 适用于粘、砂、砾土及松散和混有漂石的卵石地 层中施工。
3.1.2 蒸汽锤
按照蒸汽对桩锤的作用方式不同，蒸汽锤 分为单动式、双动式和差动式3种。 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。 适用范围：适用打各种桩，最适宜于套管 打桩和灌注砼桩； 优缺点：结构简单，落距小，不易损坏桩 头；打桩速度及冲击力较落锤大，效率高；
双动气锤：利用蒸汽或压缩空气的压力将锤上举 及下冲，增加夯击能量，100～200次/分； 适用范围：适宜打各种桩，可用于打斜桩，使用 压缩空气，可打地下桩，也可拔桩；如图2.2示。
图3-3 单动汽锤工作原理
双动汽锤工作原理
3.1.3 自由落锤打桩机
自由落锤打桩机又称吊锤或落锤，它是利 用卷扬机使重锤沿桩架的导向立柱升起，然后 让其自由落下冲击桩头，其特点是构造简单， 使用方便。一般锤重为1-30KN，打击次数每 分钟10-12次。由于其打桩效率降低，贯入的 能量对桩的损伤大，所以仅能在小规模的工程 中采用。
适用范围：适宜在打桩及细长尺寸的砼桩， 在一般土层及黏土和含有砾石的土层中均有 用； 原理：用人力或卷扬机拉起悬桩锤，落下， 利用锤重夯击桩顶，使桩入土； 优缺点：构造简单，使用方便，冲击力大， 能随意调节落距，但锤击速度慢，效率低， 桩损大。锤重0.5～1.5t ；
3.2 静力压桩机 静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入 土中。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及 其配筋只要满足吊装弯矩和使用期受力要求就可 以，因而桩的断面和配筋可以减小。这种沉桩方 法适用于软弱土层，无振动、无噪音、对周围环 境影响小，适合在城市中施工。
第3章 基础工程机械
3.1 打桩设备
基础是将上部荷载传递到地基的一种结构 物，而桩基础就是其中一种。当天然地基上的 浅基础沉降量过大或地基承载能力不能满足建 筑物得到要求时，常采用桩基础。现在桩基础 已广泛应用在海上采用平台、大型港口、深水 码头及各种桥梁的基础工程中。
按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两 类。 预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的 桩，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中， 或有的用高压水冲沉入土中。 灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成 孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方 法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管 灌注桩和爆扩桩等。