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在電動(dòng)振動(dòng)樁錘和液壓振動(dòng)樁錘選擇上,液壓振動(dòng)錘優(yōu)于電動(dòng)振動(dòng)樁錘?
這實(shí)際上也是誤導(dǎo)。電動(dòng)振動(dòng)樁錘和液壓振動(dòng)樁錘除了驅(qū)動(dòng)力方式不同外,電動(dòng)振動(dòng)樁錘特點(diǎn)是重量重、頻率低、振幅大,液壓振動(dòng)樁錘特點(diǎn)是重量輕、頻率高、振幅小。正是有這樣的不同特點(diǎn),在激振力或功率相當(dāng)?shù)那闆r下,一般電動(dòng)振動(dòng)樁錘更有利于沉樁而液壓振動(dòng)樁錘更有利于拔樁;電動(dòng)振動(dòng)樁錘更有利于在粘性土層里沉拔樁而液壓振動(dòng)樁錘更有利于在砂性土層里沉拔樁;
電動(dòng)振動(dòng)樁錘更有利于在樁端面積大的情況沉樁而液壓振動(dòng)樁錘更有利于在樁端面積小的情況沉樁;電動(dòng)振動(dòng)樁錘更有利于沉重型樁的情況而液壓振動(dòng)樁錘更有利于沉輕型樁的情況。所以,需要根據(jù)土層地質(zhì)和沉拔的樁的具體情況進(jìn)行分析比較并結(jié)合性價(jià)比合理地選擇振動(dòng)錘型。
振動(dòng)錘是利用共振理論設(shè)計(jì)的。當(dāng)樁的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與土壤顆粒的振頻率一致時(shí),土壤顆粒產(chǎn)生共振,此時(shí),土壤顆粒有好的振幅,足夠的振動(dòng)速度和加速度能迅速破壞樁和土壤間的粘合力,使樁身與土壤從壓緊狀態(tài)過渡到瞬間分離狀態(tài),沉樁阻力尤其側(cè)面阻力迅速減小,樁在自重作用下下沉。由于振動(dòng)錘靠減小樁與土壤間的摩擦力達(dá)到沉樁的目的,所以在樁和土壤間的摩擦力減小的情況下,可以用稍大于樁和樁身的力即可將樁拔起。因此,振動(dòng)錘不僅適合于沉樁,而且適合于拔樁。沉樁、拔樁效率都很高。
主要參數(shù):振幅A、激振頻率ω、偏心力矩M,激震力F、參振重量Q、功率N
1.振動(dòng)功率N的確定。振動(dòng)功率N的計(jì)算公式為:N=K·M·n/9550 (kw)公式中,n為轉(zhuǎn)速;K=1.25。
2.偏心力矩M的確定。振動(dòng)錘偏心力矩越大克服硬質(zhì)土層的能力越強(qiáng),當(dāng)已知振幅和參振總重量Q(樁體重量和振動(dòng)錘重量)時(shí),可以算出偏心力矩:M=Q·A(N·m)
3.激振頻率ω的確定。振動(dòng)錘的激振頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率密切相關(guān),當(dāng)激振頻率接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)沉樁達(dá)到好效果。而振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率不僅和振動(dòng)錘參數(shù)有關(guān),還與土壤的參數(shù)有關(guān),不同地層土壤的自振頻率有著很大的差別。下面表格是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到的不同地層振動(dòng)錘 好頻率范圍。試驗(yàn)證明,其他參數(shù)一定的情況下,增大振動(dòng)頻率可以使得飽和沙土的液化加速,土壤阻力相應(yīng)的快速減少,比起提高振幅更能有效提高樁的運(yùn)動(dòng)加速度,從而使沉樁效率得以顯著提高,但激振頻率提高過高會(huì)引起輸出功率過大,所以確定激振頻率時(shí)還應(yīng)綜合考慮。
液壓振動(dòng)錘的工作原理
挖掘機(jī)液壓泵提供液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)進(jìn)行高速的運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心齒輪組進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生高頻振動(dòng)力,內(nèi)箱體與外箱體之間布滿減震橡膠,減少振動(dòng)力的往上傳遞造成吊架與挖掘機(jī)大小臂的損壞,同時(shí)產(chǎn)生向下的振動(dòng)力。內(nèi)箱體總成與夾頭總成直接對接,這樣子內(nèi)箱體總成產(chǎn)生的振動(dòng)力可以直接傳遞至工件。箱體產(chǎn)生的高頻振動(dòng)力可使工件周圍的土壤進(jìn)行高頻振動(dòng),從而進(jìn)行打樁與拔樁作業(yè)。振動(dòng)式沉拔樁錘是利用其高頻振動(dòng),以高加速度振動(dòng)樁身,將機(jī)械產(chǎn)生的垂直振動(dòng)傳給樁體,導(dǎo)致樁周圍的土體結(jié)構(gòu)因振動(dòng)發(fā)生變化,強(qiáng)度降低。
樁身周圍土體液化,減少樁側(cè)與土體的摩擦阻力,然后以挖機(jī)下壓力、振動(dòng)沉拔錘與樁身自重將樁沉入土中。拔樁時(shí),在一邊振動(dòng)的情況下,以挖機(jī)上提力將樁拔起。打樁機(jī)械所需要的激振力要根據(jù)場地土層、土質(zhì)、含水量及樁的種類、構(gòu)造而綜合確定。 振動(dòng)法沉樁效率較其它工法為高,主要適用于鋼板樁、鋼管樁及長8m以內(nèi)的細(xì)長混凝土預(yù)制樁。這種沉樁法適用于砂土中作業(yè),在黏土中效果較差,必須選用較大功率的機(jī)型。