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1、柴油錘打樁機(jī)改造方案楊繼華 田剛 胡培山 姜躍剛（鉆前工程中心）摘要：目前市場(chǎng)在售打樁機(jī)主要有柴油錘打樁機(jī)及液壓壓樁機(jī)，液壓壓樁機(jī)一般噸位大，價(jià)格高，主要用于人工島建設(shè)時(shí)樁基礎(chǔ)施工，大港油區(qū)沿海鉆井基礎(chǔ)打樁為柴油錘樁機(jī)打樁。在灘涂地帶，由于淺表層地層軟，柴油錘不易燃爆，難以發(fā)揮作用，效率低下，故對(duì)其實(shí)施改造，加裝一套靜壓裝置，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)滑輪組將動(dòng)力傳遞到樁上實(shí)施靜壓，在軟地層段提高打樁效率。另外柴油錘打樁機(jī)在打樁過(guò)程中柴油錘燃爆排放的廢氣易被打樁過(guò)程中的柴油錘吸入，影響下次燃爆效率。對(duì)樁機(jī)柴油錘加裝排氣裝置，及時(shí)吹走燃爆時(shí)排出的廢氣，可有效解決廢氣吸入問(wèn)題。關(guān)鍵詞：柴油 錘 靜壓2、 打樁機(jī)改造1 引言鉆前服務(wù)中心現(xiàn)有打樁機(jī)二臺(tái)，型號(hào)分別為JZL-45和DD25型，均為導(dǎo)桿式柴油錘打樁機(jī)，主要用于大港油區(qū)內(nèi)鉆井井場(chǎng)打樁施工。在打樁施工過(guò)程中出現(xiàn)如下問(wèn)題：（1）、在灘涂地帶打樁時(shí)，由于表層地層軟，表層部分對(duì)樁的阻力小，當(dāng)樁錘上部分（汽缸）沿導(dǎo)桿落下對(duì)下部分（柱塞）壓縮時(shí)，由于樁下行阻力小，打樁時(shí)給樁錘的反作用力小，使得汽缸與柱塞壓縮不夠，氣室中的柴油不易被壓燃爆發(fā)或爆發(fā)的力量小，樁錘容易熄火，操作人員必須多次操作絞車(chē)提升樁錘重新打樁，使得打樁時(shí)打表層階段效率顯著下降。（2）、當(dāng)樁通過(guò)表層軟地層后，由于樁錘沖力開(kāi)始提高，打樁效率有一定提升，但由于樁錘柴油燃燒后排出的煙霧圍繞在3、活塞四周。如遇大風(fēng)天氣，可將煙霧吹散，不影響打樁。如遇無(wú)風(fēng)天氣，當(dāng)樁錘再次落下進(jìn)行氣缸壓縮時(shí)煙霧易被壓入氣缸，使得氣缸內(nèi)助燃?xì)怏w減少，柴油燃爆質(zhì)量下降，打樁沖擊力下降，影響打樁效率。以上兩問(wèn)題使打樁施工效率低下，人員勞動(dòng)強(qiáng)度高。而基礎(chǔ)打樁施工一般要求進(jìn)度快，為保證施工進(jìn)行，施工單位只有靠增加勞動(dòng)時(shí)間來(lái)保證施工進(jìn)度。如能使上述兩問(wèn)題得到改進(jìn)，將大大提高工作效率，有效降低人員工作強(qiáng)度。2實(shí)施方案針對(duì)以上問(wèn)題，擬對(duì)兩打樁機(jī)實(shí)施改造。具體方法是：（1）、給兩打樁機(jī)加裝一套滑輪靜壓裝置，該裝置由卷?yè)P(yáng)機(jī)，滑輪組構(gòu)成。在表層地段打樁時(shí)，不用柴油錘做動(dòng)力，用絞車(chē)做動(dòng)力，通過(guò)滑輪組傳遞壓力到樁，在軟地層直接進(jìn)行4、靜壓，當(dāng)?shù)貙幼冇埠髶Q用柴油錘打樁。動(dòng)力傳遞圖如下：4F+G=G+導(dǎo)向滑輪動(dòng)滑輪樁平衡梁和定滑輪F樁帽樁錘卷?yè)P(yáng)機(jī)圖1 動(dòng)力傳遞圖（2）、給兩打樁機(jī)加裝一套空氣壓縮系統(tǒng)，將壓縮機(jī)出口管線(xiàn)布置到樁錘柱塞周?chē)梢约皶r(shí)吹走打樁時(shí)柴油燃爆排出的廢氣，使其不被下次壓縮過(guò)程吸入，提高下次柴油燃爆質(zhì)量，以提高打樁沖擊力。改造完成后將會(huì)大大減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。3樁受力分析樁按制作工藝分為預(yù)制樁與灌注樁，預(yù)制樁又分為打入樁與靜壓樁，二者均需擠土并主要依靠樁與土之間的靜摩擦力來(lái)作為樁基礎(chǔ)承重力，而端面受力只占很小部分。打樁時(shí)必須克服單樁最大豎向承載力才能使樁能往下行。單樁最大豎向承載力與多方面因素有關(guān)，5、主要是土層承載強(qiáng)度、樁身材料、樁長(zhǎng)、樁的截面形狀。單樁豎向靜載荷試驗(yàn)是測(cè)定最大豎向承載力的最基本的一種方法，試驗(yàn)時(shí)對(duì)樁逐級(jí)施加豎向載荷，測(cè)定樁在各級(jí)載荷作用下不同時(shí)刻的樁頂位移，求得樁的載荷-位移-時(shí)間關(guān)系，用以分析確定單樁的極限承載力。受測(cè)量條件所限，不便進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行單樁極限承載力測(cè)量。但通過(guò)靜壓受力分析可知樁的最大受力不會(huì)超過(guò)樁機(jī)及其附屬設(shè)施自重。可借此設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)動(dòng)力。4卷?yè)P(yáng)機(jī)選取由于受條件所限，不便進(jìn)行單樁豎向靜載荷該實(shí)驗(yàn)，而采取了較為簡(jiǎn)便的方法。如圖1所示，樁受力為卷?yè)P(yáng)機(jī)傳導(dǎo)的拉力與樁錘自重之和，為4F+G（F為卷?yè)P(yáng)機(jī)拉力，G為樁錘重力），由于施加在樁上最大的力最多是樁6、機(jī)自重，樁機(jī)自重為16噸，根據(jù)受力分析圖，絞車(chē)力應(yīng)為4噸，實(shí)際選取5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)。5具體實(shí)施卷?yè)P(yáng)機(jī)加裝在支架空隙區(qū)域，二根平衡梁安裝在樁架下部，平衡梁一方面起到承力的作用，另一方面平衡梁上的滑輪起到定滑輪的作用，兩動(dòng)滑輪安裝在樁錘下部。這樣就形成了滑輪組，從卷?yè)P(yáng)機(jī)出來(lái)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)滑輪組力量加大到四倍，再加上樁錘自身重力，實(shí)際施加在樁上的靜壓力為4F與重力之和。卷?yè)P(yáng)機(jī)由電機(jī)、滾筒、電磁制動(dòng)系統(tǒng)組成，可由電器開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)電路接通時(shí)，電機(jī)工作，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒上的鋼絲繩將動(dòng)力通過(guò)導(dǎo)向滑輪、平衡梁上的定滑輪、樁錘上的動(dòng)滑輪將動(dòng)力傳遞到樁，使樁產(chǎn)生向下靜壓力，另一路開(kāi)關(guān)可控制制動(dòng)電磁鐵，接通開(kāi)關(guān)可使?jié)L筒在任何需7、要的時(shí)候使?jié)L筒立即制動(dòng)。樁錘排氣裝置由空氣壓縮機(jī)與與排氣管線(xiàn)組成，空氣壓縮機(jī)安裝在樁架上，處于固定狀態(tài)，將排氣管線(xiàn)延伸到樁錘附近固定。由于樁錘相對(duì)于樁架在打樁時(shí)是運(yùn)動(dòng)的，所以延伸管線(xiàn)必須是軟管線(xiàn)且留有運(yùn)動(dòng)余量。6 效果分析對(duì)打樁機(jī)實(shí)施上述兩項(xiàng)改造后，在灘涂軟地層打樁時(shí)，在淺表軟地層段可先使用靜壓裝置，利用電力通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪組把動(dòng)力施加到樁上，直至樁不再下行，此時(shí)樁已進(jìn)入較硬地層，再使用柴油錘動(dòng)力打樁，整個(gè)過(guò)程在軟地層和硬地層段壓樁和打樁均能順利進(jìn)行。柴油錘打樁階段，由于加裝了廢氣排放裝置，在有風(fēng)天氣和無(wú)風(fēng)天氣都能使打樁過(guò)程中的廢氣及時(shí)排放，顯著提高燃爆效率，從而整體提高打裝效率，可使操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度減小，打樁時(shí)效大大提高。參考文獻(xiàn)：樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù) 高大釗等 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.10