振动锤资料全

振动锤设备的性能研究及选择计算

一、振动锤的总体工作原理

通过液压动力源使液压马达作机械旋转运动，从而实现振动箱每组成对的偏心轮以相同的角速度反向转动；这两个偏心轮旋转产生的离心力，在转轴中心连线方向上的分量在同一时间将相互抵消，而在转轴中心连线垂直方向的分量则相互叠加，并最终形成沉桩激振力。

二、常用振动锤的类型及具体参数

根据振动锤能够达到的最高频率，分为低频（≤

15Hz ）、中频（15~25Hz）、高频（25~60Hz）、超高频（≥60Hz）。根据所产生激振力的大小，分为小型、中型、大型、联动型。目前国常用的是中频，国外高频较多。

1、小型

分DZ-45、DZ-60、DZ-90 三种，技术参数分别如下：

2、中型

分DZJ-120、DZJ-135、DZJ-150 三种，技术参数分别如下：

3、大型

分DZJ-180、DZJ-200、DZJ-240、DZJ-300 四种，技术参数分别如下：

4、联动型

分DZJ-400、DZJ-480、DZJ-600 三种，技术参数分别如下：

序号

项目指标

型号

备注

DZJ-400DZJ-480DZJ-600

1功率KW400480600

2偏心力矩N*m476636084328

3激振力KN0~31840~36440~4370

4转速r/min0~7800~9600~960

5振幅mm0~18.20~33.50~33.5

6最大拔桩力KN7501176420

7尺寸（长*宽*高）m 2.5*2.5*3.5 2.7*2.7*3.5 2.7*3.0*3.5

8重量Kg310003900058000

5、夹具（X 型、单、双型）

三、振动沉（拔）桩的工作原理

下沉过程中振动锤与待下沉的桩经过刚性连接形成一个振动体系。振

动锤运行时，总数为偶数的偏心轮高速旋转产生振动力，这个力使桩体产

生正弦波的垂直振动，强迫桩体的周围土壤产生液化、位移，由于土层移

动，在桩体自身重量和振动锤重量的作用下，使桩体切入地层。当振动停止，土壤逐渐恢复原状。同样的作用原理，在施工中，通过起重机吊钩的吊力，也可将桩体拔出。

四、振动锤选型及国外不同计算方法分析比较

1、振动式沉桩适用的土质

最适合进行振动法沉桩的土为非粘性土、砾石或砂，特别是饱水的非粘性土、砾石或砂。对于混合土或粘性土，只有当它们具有很高的含水量时，才可使用振动锤沉桩。对于干硬性的粘土或经过人工排水的砂中进行振动法沉桩，其沉桩阻力可能很大。

2、选择振动锤型

所选的振动锤需要满足以下三个基本条件：

2.1 振动锤的激振力P0大于被振沉构件与土的动侧摩擦阻力T；

2.2 振动锤系统的总重量Q0大于振沉构件的动端阻力R；

2.3 振动锤系统的工作振幅A。大于振沉到要求深度所需最小振幅A。

3、计算方法

3.1 桩侧摩阻计算

要求P0>T；其中T=U∑Tvi*Hi

U 为桩横断面周长，单位m；Tvi 为第i 层土的极限动摩阻力，单位

Kpa/m2; Hi为第i层土的厚度，单位m

目前国尚没有相应的设计规，国外算法不同，具体比较如下：

3.1.1 日本采用的经验计算方法：日本建机调查株式会社经验公式：

对于砂性土：T=U∑Hi*Ni/5；对于粘土：T=U∑Hi*Ni/2。

式中Ni 为第i 层土的标准贯人击数；其它符号同前公式。这种方法主要是根据土壤标准贯入度试验所得到的。

3.1.2 法用的经验计算方法：

法国PTC公司的估算方法是基于汇集世界围58 个工程的土壤数据，

找出了土壤的标准贯入击数N 值与振动构件每平方米（以桩外表面积计算）的动侧摩阻力的关系，见下表所示

3.1.3 美用的经验计算方法：

美国ICE公司的估算方法是美国ICE公司通过大量工程测试后的结论：

在高速振动时，桩的周围土壤产生液化效果，使桩侧极限静摩阻力减低率

μ=0.1~0.4，根据工程的具体土质，在0.1～0.4 之间选取一个值计算。

Tvi= T i *μ，其中T i为第i层土层的极限静侧摩阻力，kN。

3.1.4 欧洲采用的经验计算方法：欧洲钢板桩技术协会的估算方法：在振沉钢板桩时，经大量工程的实践总结，认为确定振动锤大小时，可采用以下公式：F0=15×(t+2G/100) ；其中F0 为激振力，单位kN；t 为沉桩深度，单位m；G 为桩的质量，单位Kg。

3.1.5 国常采用的计算方法：我国用桩静侧摩阻力系数推算动侧摩阻力系数时，主要是通过对振动式沉桩资料的分析，认为随着振动频率的提高，动侧摩阻力系数将随之呈曲线降低。于是，在地质报告没有提供桩动侧摩阻力的情况下，用桩侧静摩阻力系数推算动侧摩阻力。压桩阻力估算方法为：P=u∑Hi*fi+Ry*F；其中P为压桩阻力，单位kN；fi 为压桩时各土层对桩侧面单位面积上的动摩阻力，单位kPa；其值可参照表2 估算；Ry为压桩时桩尖处单位面积上的阻力，

Ry=(O.9~1.0)R，R为单桩极限桩端阻力，单位kPa；F 为桩的横截面面积，

m2；其它符号同前公式。其中fi(压桩时各土层对桩侧面单位面积上的动摩阻力)与Ti(第i层土的极限动摩阻力 )之间的关系见下表。

压桩介于“静”与“振动”之间，从上表看出压桩系数大于振动摩阻

力降低率μ，应列入土壤弹性系数，才能更符合振动式沉桩工况。

3.2 振动锤沉桩克服桩端动阻力的估算

在计算出下沉至要求深度的动侧摩阻力后，即可根据计算公式初选或检验拟