振动锤选型计算书

附件1

柬埔寨Stueng Trang-Kouch Chhmar

湄公河大桥工程

振动锤选型计算书

1 计算依据

a 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

b 《港口工程荷载规范》（JTS 144-1-2010）

c 《港口工程桩基规范》（JTJ254-99）

2计算内容

2.1设备选型

2.2振动锤沉桩可行性验算

2.3振沉深度计算

2.1设备选型

现初步拟定主墩钢护筒参数如下：

现选取180KW型振动锤，技术参数如下：

所选振动锤需满足以下三个基本条件，方可沉桩成功：

1、振动锤的激振力F

max 大于被振构件与土的动侧摩阻力Q st

；

2、振动系统的工作振幅A大于振沉到要求深度所需的最小振幅；

3、振动系统的总质量Q

大于振沉构件的动端阻力R。

2.2振动锤沉桩可行性验算

2.2.1激振力验算

根据日本经验公式，振动锤沉桩所需满足的条件如下：

F max≥Q st=μQ s

μ=μmin+（1-μmin）e-βη

式中η为振动加速度比

根据经验推荐：砂质土：μmin=0.15，淤泥质黏土：μmin=0.06，黏土：μmin=0.13，钢材的β值为0.52。

根据DZJ180型振动锤技术参数，可计算

μ=μmin+（1-μmin）e-βη=0.1508

按照15#墩最长钢护筒计算动侧摩阻力值为

则Q st=0.1508*3.14*2.3*（35*2.4+40*12.7+45*6.7+50*2.89）

=1130.46KN＜F max=1240KN

结论：180KW振动锤激振力满足振动沉桩要求。

2.2.2振幅验算

当激振器振幅很小时，沉入并不发生，只有当振幅超过某一定值时，才可实现沉桩，这一A0称为起始振幅。在水下的砂质土壤中，起始振幅达到2mm可以实现振沉。

工作振幅A=偏心力矩/振动质量

=1500*103/53.174*104=2.82mm＞A0=2mm

结论：180KW振动锤工作振幅满足振动沉桩要求。

2.2.3动端阻力验算

振动锤系统的总重量Q0需大于振沉构件的动端阻力R

钢护筒外径2.3m，端部设置加强抱箍，管体及抱箍厚度均为18mm。则护筒端部横截面积为

3.14*2.318*0.018=0.13㎡

动端阻力为

R=0.1508*0.13*200=3.92KN

振动锤系统总质量

Q0=11t=110KN＞R=3.92KN

结论：180KW振动锤动端阻力小于振动系统质量，满足振动沉桩要求。

综上所述，13~16#墩钢护筒长度分别为41m、45m、49m、49m，即承台底以下长度较原图纸减少5m，选用180KW振动锤情况下，可满足施工需要，将钢护筒振沉到位。

2.3沉桩深度计算

以15#墩为例计算。

2.3.1以激振力计算振沉深度

15#墩地质资料如下：

180KW振动锤最大激振力为1390KN，若将护筒完全沉设到位，则

F max=Q st=μQ s

可计算得护筒极限静侧摩阻力为

Q s=8222.8KN

根据15#墩钻孔地质资料可计算得护筒底标高为-36m，即承台底以下45m，结合护筒顶标高+15m，则钢护筒长度达到51m。

2.3.2以振幅计算振沉深度

工作振幅A=偏心力矩/振动质量

即当A=A0时，振沉深度最大，

即护筒重量Q=1500/2=750KN=75t，

根据钢护筒结构，可计算得护筒总长度大于51m。

因护筒动端阻力较小，不在另行计算。

由2.3.1及2.3.2条计算可得，180KW振动锤理论可振沉护筒至底标高-36m，即较原设计减少3m长度，最大护筒长度为51m。

同时本计算书为纯理论计算，实际振沉深度可能不能达到理论计算深度，故我方仍建议将主墩护筒减少5m长度，即护筒底标高为-34m，承台底以下长度为43m。