震动锤是利用共振理论设计的。当桩的强迫振动频率与土壤颗粒的振频率一致时,土壤颗粒产生共振,此时,土壤颗粒有***的振幅,足够的振动速度和加速度能迅速破坏桩和土壤间的粘合力,使桩身与土壤从压紧状态过渡到瞬间分离状态,沉桩阻力尤其侧面阻力迅速减小,桩在自重作用下下沉。由于振动锤靠减小桩与土壤间的摩擦力达到沉桩的目的,所以在桩和土壤间的摩擦力减小的情况下,可以用稍大于桩和桩身的力即可将桩拔起。因此,振动锤不仅适合于沉桩,而且适合于拔桩。沉桩、拔桩效率都很高。
主要参数:振幅A、激振频率ω、偏心力矩M,激震力F、参振重量Q、功率N
1.振动功率N的确定。振动功率N的计算公式为:N=K·M·n/9550(kw)公式中,n为转速;K=1.25。
2.偏心力矩M的确定。振动锤偏心力矩越大克服硬质土层的能力越强,当已知振幅和参振总重量Q(桩体重量和振动锤重量)时,可以算出偏心力矩:M=Q·A(N·m)
3.激振频率ω的确定。振动锤的激振频率与振动系统的固有频率密切相关,当激振频率接近振动系统的固有频率时,振动沉桩达到***效果。而振动系统的固有频率不仅和振动锤参数有关,还与土壤的参数有关,不同地层土壤的自振频率有着很大的差别。下面表格是根据经验得到的不同地层振动锤***频率范围。试验,其他参数一定的情况下,振动频率可以使得饱和沙土的液化加速,土壤阻力相应的快速减少,比起提高振幅更能有效提高桩的运动加速度,从而使沉桩效率得以显著提高,但激振频率提高过高会引起输出功率过大,所以确定激振频率时还应综合考虑。
4.参振重量Q的确定。振动锤除了要有必要的振幅和加速度,还必须有一定的参振重量以克服沉桩时的阻力,桩在土中的静阻力R与土层的贯入标准值N和截面积S之间的关系为:R=4N·S(KN)
因此,桩在受到振动而使摩擦力显著降低时,桩***可以被沉入到与参振重量相等的桩端阻力处,即Q=4N·S
5.激振力F的确定。激振力F是反映振动锤综合能力的参数,激振力F必须大于桩与土壤之间的静摩擦力f,在沉桩过程中会在激振力作用下急剧下降。有振动作用时桩与土壤之间的摩擦力用f′表示,则:F≥f′=μf (KN) 式中,μ为振动作用时摩擦力的降低系数,主要受振动加速度大小的支配。试验表明,振动加速度超过10倍的重力加速度后,μ的变化十分微小,μ及f′趋于定值。
振动锤作为桩工机械的一种,很多人并不陌生,但因为锤的种类太多,不知你关注的是哪款?
虽然“机械手”应用很普遍,但我们今天不想讨论它。我们想要介绍的是一款可用于深基础施工的振动锤。
电动振动锤曾经是振动锤中的主力,但近几年总感觉这种锤施工表现不理想,力量不足,震感、噪音太大,而让大家觉得振动锤不太适合现在的基础施工。
正是由于电动振动锤的一些不良表现,液压振动锤便逐渐火起来了。
液压振动锤虽然也已经发展了几十年,又有很多优点,但因为造价高,在国内应用一直很受限制。
近年,国内一些大工程难度越来越大,对设备的要求也就越来越高,过去一些用不起的精、大、稀设备,因为其施工质量高、效率高、安全性好,也就越来越受到甲方青睐,液压振动锤也是因此迎来了它的闪亮登场。
目前的振动桩锤可以分为两大类。一类采用回转式激振动器,也是通过偏心轴(重心与回转中心不重合的轴或带有偏心块的轴)的旋转运动来产生振动;另一类采用往复式激振器,通常是液压油驱动活塞在缸体内往复运动而产生振动。 采用回转式激振动器的,如果激振器的驱动装置为电动机,则是电动式振动桩锤;如果激振器的驱动装置为液压马达,则是液压式振动桩锤。这种液压式振动桩锤在我国应用量越来越大,其中既有进口的,也有国产的。采用回转式激振动器的振动桩锤,可以数台、数十台联结起来同步振动,以用于超大型预制桩施工。
液压振动桩锤的工作原理:液压振动桩锤的工作原理是通过液压动力源使液压马达作机械旋转运动,从而实现振动箱内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内将相互抵消,而在转轴中心连线垂直方向的分量则相互叠加并终形成沉桩(管)激振力。
振动锤在高速铁路、海洋工程,填海及桥梁、码头工程、深基坑支护,普通建筑物的基础处理等方面得到了迅速的适应。该设备为引进国外技术、具有立自主知识产权、国内的液压振动锤,性能优越,采用液压动力站为液压动力源,通过振动箱产生高频振动,使桩体轻松打入土层,具有噪音小,效率高,无污染,不损伤桩体等优点。
适应地质范围广:
除不能入岩外,高频液压振动锤几乎适用于任何恶劣地质条件下的施工,可轻松穿透卵石层、夹沙层等地质。
工作时振感小,噪声低,无污染:
作业适用范围:
适于打任何形状、任何材质的桩,如钢管桩、混泥土管桩;管径可达50-13400mm
效率高:
振动沉拔桩速度一般为4-7米/分,快12米/分(在非淤泥质土壤中),施工速度大大快于其他打桩机械,比气动锤、柴油锤、电动锤的工作效率高出40%-。
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