桥梁工程机械施工技术-桩工机械施工技术

预制桩施工机械的组成与工作原理1．柴油打桩机柴油打桩机由柴油桩锤和桩架两部分组成。筒式桩锤冲击体为活塞，打击能量大，施工效率高，是目前使用较广泛的一种打桩设备。筒式柴油桩锤依靠活塞上下跳动来锤击桩，它由锤体、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统等组成。5.2预制桩工机械结构认知筒式柴油桩锤的工作原理及其循环如图5-2所示。（1）喷油过程（5-2a）；（2）压缩过程（5-2b）；（3）冲击、雾化过程（5-2c）；（4）燃烧爆炸过程（5-2d）；（5）排气过程（5-2e）；（6）吸气过程（5-2f）；（7）活塞下行并排气过程（5-2g）

2．液压打桩机液压桩锤利用液压能将锤体提升到一定高度，锤体依靠自重或自重加液压能下降，进行锤击。液压锤体部分的结构（1）起吊装置：起吊装置1主要由滑轮架、滑轮组与钢丝绳组成；（2）导向装置；（3）上壳体：保护液压桩锤上部的液压元件、液压油管和电气装置，同时连接起吊装置和壳体；（4）锤体：液压桩锤通过锤体下降打击桩帽，将能量传给桩，实现桩的下沉；（5）壳体：壳体把上壳体和下壳体连在一起；（6）下壳体：下壳体将桩帽罩在其中，上部与壳体的下部相连，下部支在桩帽上；（7）下锤体；（8）桩帽及缓冲垫；3．振动沉拔桩机振动沉拔桩机由振动桩锤和通用桩架组成。振动桩锤是利用机械振动法使桩沉入或拔出。按动力源可分为电动式和液压式两种。4．静力压拔桩机依靠持续作用静压力，将桩压入或拔出的桩工机械，称为静力压拔桩机。静力压拔桩机分为机械式和液压式两种。机械式压拔桩机由机械方式传递静压力，液压式用液压油缸产生的静压力来压桩或拔桩。5．桩架大多数桩锤或钻具都要用桩架支持，并为之导向。通用桩架有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的万能桩架，另一种是装在履带式底盘上的桩架。（1）悬挂式履带桩架：以履带式起重机为底盘，通常要在机体上增加一些配重，横向稳定性较差。（2）三支点式履带桩架以履带式起重机为底盘，但在使用时必须作较多的改动，具有良好的稳定性。灌注桩施工机械的组成和工作原理5.3灌注桩施工机械结构认知1.冲击钻机：冲击式钻机是灌注桩基础施工的一种重要钻孔机械，它能适应各种地质情况，特别是在卵石层中钻孔。2．全套管钻机：全套管施工法是由法国贝诺特公司（Benoto）发明的一种施工方法，也称为贝诺特施工法，施工时在成孔过程中一面下沉钢质套管，一面在钢管中抓挖粘土或砂石，直至钢管下沉至设计深度，成孔后灌注混凝土，同时逐步将钢管拔出，以便重复使用。配合这种施工工艺的设备称为全套管设备或全套管钻机。全套管钻机按结构形式可分为两大类，即整机式和分体式。全套管钻孔机可以钻直径在0.6～2m，长度在50m以内的桩孔。全套管钻孔机在粘土层、砂砾层、大卵石层的地质条件下施工最为理想。3．旋转钻机：由带转盘的基础车（履带式或轮胎式）、钻杆回转机构、钻架、工作装置（钻杆和钻头）等组成。旋转钻机是利用旋转的工作装置切下土壤，使之混入泥浆中排出孔外。根据排出渣浆的方式不同，施转钻机分为正循环和反循环两类。常用反循环钻机。反循环有三种方法：泵吸反循环、压气反循环和射流反循环⑴泵吸反循环：利用砂石泵的抽吸力迫使钻杆内部水流上升，使孔底带有钻渣的钻液不断补充到钻杆中，再由泵的出水管排出至集渣坑⑵压气反循环将压缩空气通过供气管路送至钻杆下端的空气混合室，使其与钻杆内的钻液混合，在钻杆内形成比管外较轻的混合体，同时在钻杆外侧压力水柱的作用下，产生一种足够排出较大粒径钻渣的提升力，将钻渣排出。⑶射流反循环采用水泵为动力，将500～700bar的高压水通过喷射嘴射入钻杆内，从钻杆上方喷射出去，利用流速形成负压，迫使带有钻渣的钻液上升而排出孔外。4．螺旋钻孔机螺旋钻孔机是灌注桩施工机械的主要机种。其原理与麻花钻相似，钻头的下部有切削刃，切下来的土沿钻杆上的螺旋叶片上升，排至地面上。（1）长螺旋钻机采用履带式打桩机时，和柴油桩锤等配合使用，在立柱上同时挂有柴油桩锤和螺旋钻具，通过立柱旋转，先钻孔，后用柴油桩锤将预制桩打入土中，这样可以降低噪声，提高施工进度。（2）短螺旋钻机短螺旋不能象长螺旋那样直接把土输送到地面上来，而是采用断续工作方式，即钻进一段，提出钻具卸土，然后再钻进。短螺旋钻机由于一次取土量少，因此工作时整机稳定性好。短螺旋钻机有3种卸土方式。桩工机械的选用5.4

桩工机械施工技术1．柴油打桩机的应用柴油桩锤的特点是，地层愈硬，桩锤跳得愈高，这样就自动调节了冲击力。一般要求是重锤轻击，即锤应偏重，落距宜小，而不是轻锤重击。另外，柴油桩锤打斜桩效果较差。若打斜桩时，桩的斜度不宜大于30°。2．振动沉拔桩机的应用振动沉桩法的工作效率取决于振幅、离心力和静压力，理想的振幅是10～20mm。只有当静压力（包括桩的自重）超过某值时才发生沉桩现象，振动沉拔桩机必须有足够的重量，必要时还应附加配重。3．钻孔灌注桩施工方法（1）泥浆护壁施工法：冲击钻孔、冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。①施工准备施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等；②钻孔机的安装与定位要求安装地基稳固，可垫上钢板或枕木加固；准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度；③埋设护筒护筒能稳定孔壁、防止坍孔。同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和导向作用，其内径应大于桩的设计直径，护筒的高度应满足施工要求；④制备泥浆钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度；⑤钻孔要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，要注意不断添加泥浆和抽渣（冲击式用），钻好的孔应及时清孔、下放钢筋笼和灌注混凝土；⑥清孔钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直；图5-22为风管吸泥清孔示意图。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出；⑦灌注水下混凝土清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断。灌注时要使孔内混凝土保持均匀上升，灌注速度一般为30～35m3/h；⑧桩质量的检测桩顶混凝土和混凝土试件的养生，必须在桩体混凝土灌注完毕后做蓄水养护；桩身混凝土达到28d设计强度的3/4以上或灌注