打桩锤配用的桩架设备.docx

1、打桩锤配用的桩架设备打桩锤配用的桩架设备打桩锤除了利用起重设备进行吊打的情况外（吊打详细见第四章第七节吊打内容），绝大部分都是采用桩架设备进行打桩作业。桩架设备亦称打桩架，它的作用是用来完成打桩锤上下运动的导向与起落、吊桩并将桩身稳固于打桩锤同一轴线位置以及起动打桩锤击桩，使桩一直沿着打桩架的轴线方向下沉等各项功能。因此，桩架设备的性能状况对打桩效率有很大的影响作用。一、 桩架设备的主要技术性能打桩锤配用桩架设备进行打桩，为顺利进行施工，并保证打桩的质量，对桩架设备提出以下的基本要求：（1） 安全可靠，满足沉桩的各项要求；（2） 移动灵活，动作准确，制动可靠；（3） 便于打桩操作和维护保养；（

2、4） 拆装方便，便于运输与安装。在施工中，针对工程设计要求并根据经济合理的原则，一般要选择适合的打桩锤，同时也要选择相适应的桩架设备。为此，桩架设备的主要技术性能应包括以下几项参数：（1） 桩架高度，即可反映所打桩的最大长度，单位：m。（2） 最大配锤能力，即最大吊锤重量，；（3） 最大吊桩能力，即可反映所打桩的最大重量，（4） 所打桩的最大截面尺寸，包括园径或方型尺寸，（5） 桩架前后倾动能力，即所打桩的最大斜角，。根据施工场地的不同，桩架设备可分为陆用和船用（水上作业）两大类，这两大类桩架设备又具有各自不同的技术性能参数。二、 陆用桩架陆域打桩施工非常普遍，随着打桩锤的不断发展和施工手段日

3、趋现代化，桩架设备也得到了很快的发展，其品种不少于桩锤的种类。这是因为施工技术方案的多元化桩架设备不仅可以用于打桩作业，而且还可以用于钻探、打眼、振动灌注以及起重、挖掘等工程的施工。所以，桩架设备的形式也很多，发展也很快。过去有木质桩架和钢结构桩架两种类型，现代几乎全是钢结构形式的桩架设备。如按运移方式分类，可以分为固定式桩架和移动式桩架两类。在移动式桩架中，又可以分为拖行式和自行式两种；当然，如果再按移动机构的不同形式，又可以分成许多种。目前习惯将陆用桩架分为以下几种：（1） 简易打桩架；（2） 多功能打桩架；（3） 自行式履带打桩机。下面对这几种打桩设备的结构特点和工作原理分别加以叙述。1

4、、 简易打桩架简易打桩架，如图6-1所示，它主要由桩架1、顶部滑轮组2、平台7和卷扬机等所组成。桩锤沿桩架（龙口导架）的导轨上下移动。双筒卷扬机通过滑轮组吊锤和吊桩。桩架的平台是用槽钢制成的，在下面装有滚轮，滚轮在槽形钢轨中滚动，需要移动时，一般多用撬杠撬动。还有的简易桩架做成圆筒形，外侧再镶上导轨，它和多能打桩机相似。一般桩架是不能倾斜的，但有的可以借斜撑杆的伸缩使桩架倾斜。打桩架中的卷扬机是一个重要机构，由它来完成提升桩锤和吊桩工作。打桩工作对卷扬机的特殊要求是，在打桩过程中能随着桩打入的速度随动，并且能随时停止。下面介绍一种常用的结构。图6-2所示的卷扬机，主要由电动机2、离合手柄3、棘

5、爪6、制动器8和传动轴9等组成。这种卷扬机，一旦没有电源时，可以用手摇动。在卷筒上装有制动器，用脚踏操纵，在打桩过程中，可以自由下落，也可以控制快慢；而且遇到紧急情况时，可立即停止。在卷筒两侧有棘轮，并装有棘爪6，可以用它卡住棘轮而不使卷筒反转。这样在工作过程中如遇电源突然中断，就可以防止落锤和倒桩的事故。在打桩时，则把棘爪脱开，使卷筒随桩的下沉自由转动。在打桩过程中，一般只用一个卷筒来提升，所以这种卷扬机的结构是合理的。这种桩架虽然能完成打桩工作，但是劳动强度大，效率低、移动不方便，尤其是桩架不能倾斜，无法施打斜桩，所以目前用得较少。国内常德浦沅建设机械有限责任公司目前生产两种型号简易打桩架

6、，如图6-所示，其技术参数如表6- 所列。这种桩架设计成支腿支撑，方便在斜坡上打桩，对植桩的场地适应性较好。可用于抗洪抢险护堤桩、低水桥的桥脚桩、高速公路护栏桩、建筑物的基础桩等各种木桩、小型钢桩、水泥桩的打植。2、 多功能打桩架多功能打桩架，也称万能打桩架，是柴油锤一种专用的打桩架，因此，这里较为详细地予以介绍。多功能打桩架的结构型式，如图6-3所示。这种桩架称为多功能，是因为它能借助于本身的动力，可以进行吊桩、吊锤、回转、桩架前后倾斜、自身起架、落架等动作。这种桩架在大面积多桩位桩基施工中，可以发挥其较高的效率。所以近来得到了比较普遍的应用。下面分别介绍几个主要的机构。（1） 行走机构（图

7、6-4）行走机构的作用是承受全机的重量和使整个机器移动。它主要由行走平台2、主动行走台车1和行走驱动机构等组成。行走平台是打桩架的底盘，由两个半个拼成四方型框架，平台上焊有回转轨道11和大齿圈15。框架四角有立轴孔14，通过立轴分别装有主动和从动台车1和5。从动台车配有可摆动的支腿6，以便在曲线轨道上行走。主动台车，由行走驱动机构带动，驱动机构由电动机7，通过减速箱8驱动链轮13，通过万向节9，带动主动轮，使主动轮转动而行走。（2） 平台、桩架和斜撑杆在行走平台上面，有平台、桩架和斜撑杆三大部分，又有伸缩小车、司机室、配重和所有的驱动机构（图6-5）。回转平台11由前后两部分拼成，可沿回转轨道

8、旋转。它的前端通过伸缩小车6用销轴与桩架2连接在一起；斜撑杆4一端与平台上的球铰8相连，另一端与桩架上的铰相连。后平台上有司机室9和配重10。桩架2可以根据打桩要求，加减节数。在其顶部有供吊锤和吊桩用的滑轮组1。桩架前面装有桩锤导轨12，两侧有扶梯14或装有升降梯5。斜撑杆4有两根，用以支撑桩架和使桩架倾斜，其上端通过铰3与桩架相接，下端通过调整丝杠15与球铰相连接。斜撑杆的长度，靠调整丝杠或液压缸来改变，以满足桩架前后倾斜的需要。滑轮7起导向作用，安装在平台上面。在回转平台的前端，有一个嵌在平台内部可以伸缩的小车6，小车的伸缩带动桩架移动，为对准桩位提供了有利条件，同时与斜撑杆的伸缩配合，使

9、桩架倾斜。所有多功能打桩架上的机构，都是用电动机或内燃机来驱动的，有的采用集中驱动，有的则采用分别驱动。目前，多功能打桩架，都是在钢轨上行走，有的可以在曲线轨道上（带摆动支腿的），有的则只能在直线轨道上行走，对于后一种，若要转移行走方向，需要千斤顶以横梁和桩架下端为支点，将整个机器顶起，开动回转机构使行走轮落在所要走的方向轨道上（图6-6）。这种桩架除能满足柴油打桩锤用之外，还可以用于钻孔机、振动锤等，也可以经过改装或增加附件，作为起重机用。多功能打桩架，可以满足打桩工作的需要，动作准确安全可靠，但是结构比较复杂、自重大、运输不太方便和需要铺设轨道等缺点。所以有待进一步改进。国内常德市浦沅建机

10、公司目前生产两种型号的多功能打桩架，如图6-所示，其技术参数如表6-所列。JZ62桩架是目前国内悬挂柴油锤吨位最大的走管式桩架。主要与D62以下柴油锤组成一套完整的桩机。完成各种打桩作业。可以用来打钢桩、混凝土预制桩，也可以在负荷能力小于300KN的范围内与振动锤或钻机等配套进行其它桩基础施工作业。JZ50桩架是一种两用桩架，它即可以配合D50以下柴油锤进行钢管桩、混凝土预制桩等各类桩的打桩作业，又可以配合振动锤进行各类桩的沉拔桩作业及进行混凝土现场灌注桩的施工。JZ50/ JZ62桩架结构简单、性能可靠、售价低廉，对工地土质与地形要求低，实为基础施工机械之首选。同时还可在此基础上进行各种改装

11、，满足各种作业之需要。3、 自行式履带打桩机自行式履带打桩机通常是在挖掘机或起重机上加上辅助设备而构成。这里着重介绍由履带式起重机改装的打桩架，如图6-7所示。这种桩架是在履带式起重机的基础上，进行改装而成的，对于基础车辆的结构与使用，这里不予介绍，只介绍其打桩部分。桩架的所以工作，都是由基础车辆的动力来完成的，其动力有电动和内燃机两种。电动虽然结构简单，但要拖一根电缆，如果工地电源不足或无电源就无法工作。所以工地上用内燃机为动力的居多。柴油打桩锤3以导杆2为轨道，可以上下运动，卷扬机9上的钢丝绳，经过顶部滑轮组1来完成吊锤、吊桩和启动柴油打桩锤的工作。桩架15是由多节组成的，各节之间用连接法

12、兰6连接，这样可以根据需要调节其高度。其桩架的主要形式有圆筒型，也有桁架式。桩架的倾斜，是通过改变斜撑杆4的长度来调节的。下支架11一端与机体相固结，另一端和桩架上的铰点相连接，并且可以伸缩，以便桩架倾斜。斜撑杆4一端与桩架铰接，另一端与横梁12相铰接，横梁12是安装在回转平台上。根据工作的需要，在横梁上设有支腿14，打桩时将支腿支起。这种桩架的最大特点是移动灵活、使用方便。因为履带运行机构，对路面要求比较低，一般只要稍许平整或压实即可；有的履带甚至可以在低洼湿地上进行工作。因此，这种打桩架对于打散桩或无一定规律的特殊基础工程，更加合适。此外，这种桩架转移方便，拆下桩架就可用平板车拖走，安装也

13、方便，因自己本身有动力，不需其他起重机帮助，所以这种桩架深受施工部门的欢迎。国外生产的履带式打桩机很多，其中芬兰永滕公司制造的永滕PM系列液压履带式桩架溶合了现代液压桩工机械新技术和新工艺，有效地实现了一台桩机的多功能性，使得桩机具有更为广泛的应用范围。应用PM系列多功能桩架单机可以实现： 直接打桩 预钻打桩 打入沉管灌注桩 长螺旋灌注桩 大口径旋挖桩永滕PM系列多功能专用底盘可快速升降后倒式桩架有效地缩短了转场时间；可自动伸缩的履带间距，即提高了操作的稳定性又提供了运输的方便；桩架的水平移动设计为快速精确定位创造了条件。低中心，低运输高度使得永滕PM系列产品具有无可比拟的优势。图6-为芬兰永

14、滕公司制造的PM25履带式打桩机，表6-为PM系列履带打桩机技术参数。 一般情况，PM25履带式打桩机可配备HHK-5A液压锤；PM26配HHK-7A锤；PM30配HHK-9A锤。这几种液压锤的主要技术参数见表6-所示。（插表6- HHK-A系列液压锤技术参数）日本车辆工业株式会社制造DH508-105M履带打桩机的主要性能如下：设备名称履带打桩机型号DH508-105M生产厂日本车辆最大起重能力（吊重跨距）55t3.8m作为打桩机用时最大允许工作重量108 t工作速度主副卷筒及第三卷筒起升/下降钢丝绳速度低速最大值高速最大值33m/min66 m/min桩架起升/下放时卷筒钢丝绳最大速度回转

15、速度最大值行驶速度（最大速度）47.6 m/min2.4rpm1.0km/h带基本桩架及其本扒杆时爬坡度40%主机重量作吊机用时作打桩机用时37900kgf38000kgf配重作吊机用时10000 kgf(6000+4000) kgf作打桩机用时13000 kgf(6000+4000+3000) kgf履带触地面积75108cm2发动机制造厂及型号日野/EM100型式水冷直接喷射式额定功率155ps/2000rpm最大扭距58.0kgf.m/1400rpm排量9.419升燃油消耗量165g/ps.h燃油箱容积250升履带宽度800mm最小离地间隙374mm履带中心距（伸开时）3580mm履带中

16、心距（缩回时）2500mm机体尾部回转半径4800mm行走装置长度5520mm驾驶室顶高3087mm上部回转部分宽度3080mmDH508-105M M60D 工作性能表锤钻孔器桩架桩打直桩时带桩稳性打斜桩时工作总重（吨）平均接地比压（kg/cm2型式重量（吨）桩帽重量（吨）驱动装置钻杆长度（M）重量（吨）长度（M）重量（吨）外径（毫M）斜桩角度无桩稳性型式重量（吨）长度（M）重量（吨）KB60153.0-3312.82510.012006.057.889.21.13MH45111.5-3312.826108508.068.983.71.06-D-60H6.0294.33312.8271010

17、009.0-82.41.05KB60D-60H6.0203.02410.5161010006.0-95.61.21MH45D-60H6.0263.93012.123108506.7-93.31.18MH35D-60H6.0294.33312.827107507.0-91.61.16注：1、桩架最大自立高度为30M，立更长的桩架时需用吊机。2、吊桩钢丝绳直径为20mm，单股吊3吨，双股吊10吨。注意钢丝绳一定要在其允许吊重载荷范围内使用。3、在打后倾斜时，应使用液压支腿。4、机械的工作重量不包括桩重。5、桩的外径指桩架正对打桩机时，在360全回转范围内允许的最大桩径。6、钻杆的最大扭距为4吨.M

18、。7、当仅用钻杆时，钻机的容许拉应力为45吨（桩架长度为24M，钻杆中心和桩架中心间距为655mm）。日本车辆工业株式会社制造DH608-120M履带打桩机的主要性能如下：作吊机时技术数据：基本臂长度13M（6.5+6.5）主臂最大长度55M力矩限制器电动式工作总重60000kgf（带12.5T配重）平均接地压力0.72kgf/cm2吊钩65吨、30吨、6.6吨履带宽度800mm工作时机体宽度4500mm运输时机体宽度3300mm运输时机体高度3257mmDH608-120M M90C 桩架工作条件配重16.5t+补充配重9.0t混凝土桩25m18t打斜桩后倾12桩架长度33m桩帽1t稳定性无

19、桩时总重MH72B锤116.29t桩垂直时稳定性前倾9.5后倾15.2桩后倾12时稳定性前倾18.99后倾5.72配备设备柴油打桩锤MH-72B电动振动锤VS-300钻孔器D-120H回转时桩垂直时稳定性前倾5.28后倾17.58桩后倾12时稳定性前倾15.07后倾8.16稳定性无桩时总重MH60B锤112.89t桩垂直时稳定性前倾11.29后倾15.24桩后倾12时稳定性前倾20.52后倾5.92回转时桩垂直时稳定性前倾6.51后倾17.68桩后倾12时稳定性前倾16.15后倾8.38日本三和钻孔器配DH608-120M型号D-120H工作环境温度+45-20存放环境温度+45-20发电机最

20、小290KVA驱动装置D-120H型回转速度13.5rpm输出扭距6490kg.m电动机三相全封闭式电动机45KW电压380V，50HZ极数6绝缘等级F驱动装置重量及尺寸7800kg，配重1000kg2236318141080mm取土允许载荷最大60t移动钻套用于最大直径1000毫M的钻杆重量950kg，尺寸93713001305mm固定钻套固定在桩架导杆上用于最大直径1000毫M的钻杆 重量900kg，尺寸93713001305 mm钻杆用于钻1000毫M直径孔5m5，3m1日本车辆VS-300振动锤（配DH608-120M）打桩种类板桩U型、Z型、平型型钢宽度大于250mmH型钢宽度大于2

21、50mm轻型板桩打桩能力最大N值沙土35粘土18最大桩长H型、型钢18m板桩、3型18m拔桩最大桩长H型、型钢22m板桩、4型22m说明适用的吊机：在所有工作半径下的起重能力打桩大于10t拔桩大于10t电源日本柴油发电机组电源容量规范电压电缆断面EDG125大于150KVA380V，50HZ大于80mm2（长100m）振动装置型号驱动系统润滑方式润滑油偏心距频率离心力空转时振幅空转时加速度1V-260A电动、双轴、带传动飞溅润滑11.0升、涡轮油#1802600kg.cm1100次/分钟35.2t7.5 mm10.2g三角皮带C887根/50HzC927根/60Hz电动机型号型式负荷率功率电压

22、极数绝缘等级启动方式NI-50Kb防震式1小时（工地温度不大于40）50kW380V,50Hz6FY-换接启动夹头型号型式油压夹持力夹持行程VC-300A液压缸系统80kg/cm244.0t-1048mm减振器型号型式弹簧常数最大允许载荷最大允许变形D-300B螺旋弹簧式1020 kg/cm20.0 t206mm油泵型号油压最大油压适用液压油油箱OPU-06A-8080kg/cm2140kg/cm2涡轮油#90#12080升国内上海工程机械厂有限公司（原“金泰公司”）生产DH558-110M全液压履带式三支点打桩架是引进日本车辆制造株式会社技术，其工作能力见表6-所示。 其中，M85D立柱可回

23、转135，立柱可同时挂上打桩锤和螺旋钻孔机作业。该设备重量与外型尺寸如图6- 所示；它具有施工稳定性好、精度高、效率快、维修方便等优点。三、 船用桩架船用桩架即水上打桩设备，一般称浮游式打桩架或打桩船（以下皆称打桩船）。随着港口建设、跨海大桥和海洋开发事业的迅猛发展，水上施工也从遮蔽水域向外海延伸。打桩船不仅船舶主尺度以及总吨位大有增加，而且桩架增长、设备形式也在变化，其技术含量也越来越高。水上打桩，早先是采用陆用打桩设备搬移至驳船上，固定后即可进行水上的打桩作业。但是，水工事业的发展，要求桩基强度越来越大，不仅加大了桩径尺寸、增加了桩长，而且斜桩的倾斜角也在增大。陆用打桩架远远满足不了水上桩

24、基施工的要求。因此，打桩船也随之发展。根据海上工程的不同需要，建造的打桩船形式也多种多样。尽管打桩船的种类很多，但打桩船的主要结构都必须由三部分组成：其一是船体，浮游于水面上，且有一定的排水量和抗风浪的稳性。因长期在施工区域内作业，不需配备航行设备，即称为非自航式打桩船。其二是打桩专用设备，包括：桩架、打桩锤、起重绞车以及其它打桩附属装置；这些设备的技术参数直接反映该船的打桩能力。其三是船舶动力系统，包括机舱内的各台设备以及甲板锚机等机械。图6- 为一般打桩船的基本结构情况。我国建设部最新颁发的行业规范JGJ33-2001建筑机械使用安全技术规程中明确规定：“水上打桩时，应选择排水量比桩机重量

25、大四倍以上的作业船或牢固排架，打桩机与船体或排架应可靠固定，并采取有效的锚固措施。当打桩船或排架的偏斜角超过3时，应停止作业。”这是我们设计制造打桩船的基本原则规定。（一） 打桩船的分类打桩船的种类很多。根据不同的要求，可以有不同的分类方法。例如：若按船舶动力装置的不同进行分类，一般可分为蒸汽机型和内燃机型两大类；而内燃机型中又可分为电传动和液压传动两种不同类型。若按船舶施工性能的不同进行分类，还可以分为以下六种类型打桩船，如表6- 所列的分类情况。表6- 打桩船分类表类型特性适应工程变幅式打桩船桩架可绕其前支点，做俯仰动作，俯仰角一般为18.535施打斜桩旋转式打桩船桩架除有俯仰性能外，还可

26、做水平旋转，通常在方驳船首安装起重机和龙口等组成施打群集的堆桩摆动式打桩船桩架上的龙口具有左右摆动的性能施打受水位限制或左右倾的斜桩吊龙口式打桩船以起重船或方驳船首安装起重机，吊立龙口，并改变上、下支撑长度，形成不同俯仰角度施打浅滩、陆沿的斜桩及桩群补桩吊打式打桩船以起重船或打桩船直接悬吊打桩龙口式桩锤的打桩方式施打群桩的补桩和井架附属桩平台式打桩船在自升式平台上，配有打桩台车架和桩锤等，具有俯仰、摆动、吊打多种性能施打外海大型桩1、 变幅式打桩船变幅式打桩船系指传统型打桩船，其打桩架可在船舶纵向垂直平面范围内进行前俯后仰的变幅作业。如图6- 所示，一般变幅角度为30，可适合施打直桩与各种斜桩

27、。桩架变幅装置主要为丝杠或液压缸驱动。此类较先进的船舶在航行被拖带时，桩架可变幅至-65，降低了重心，有利于安全拖运。2、 全旋转式打桩船全旋转式打桩船系指打桩架可在船首水平面的360范围内旋转，适合施打桩距较小的群桩。例如：桥墩基础群桩、水上围堰钢板桩等工程。一般常在方驳上安置一辆履带式打桩机（如：日本DH608型）即可。如图6- 所示。该船打桩效率很高，不需要频繁移船、吊桩，优于传统型的变幅式打桩船，所以近些年来发展较快，船型也逐渐加大，在较恶劣的气象、水文条件下也可以顺利施工，因此具有较明显的优势。图6- 为700吨全旋转起重兼打桩船。3、 摆动式打桩船摆动式打桩船系指打桩架可在船首平面

28、内进行左右摆动，适合施打左、右倾斜的各种支撑桩，如图6- 所示。4、 吊龙口式打桩船 所谓“龙口”，即打桩锤上下运动的滑道支架。吊龙口式打桩船就是将该支架吊出船首以外处固定的一种形式；如图6- 所示，它适合海岸浅滩或补桩施工。吊龙口，一般利用打桩船（如上海东海船厂造的150吨压桩船）或起重船进行改装作业。5、 吊打式打桩船吊打式打桩船是利用吊打笼子并直接悬吊进行施打的形式，如图所示。吊打笼子即用围杆圈住的一段龙口，内设打桩架，打桩锤可在笼子内上下锤击运动。6、 平台式打桩船平台式打桩船系指平台船上设置打桩机的结构形式，如图所示。这类打桩船具备以上各种施工性能，属万能式打桩船；同时，打桩施工不受风浪影响，适合气候恶劣的开阔海域施工作业，尤其是海洋石油平台的桩基工程。（二） 打桩船的主要技术性能打桩船的种类很多，但其主要技术性能都应包括以下五个工程参数：1、 船体主尺度及性能。包括船舶总长、型髋、型深、各种状态下的吃水、排水量、吨位以及作业、就地抗风锚地避风拖航条件下的各种能力等参数。2、 打桩性能。包括桩架高度（即可打最长桩的能力）、桩架变幅角度、最大桩径尺寸、最大桩重以及最大匹配打桩锤型号等情况。3、 起重性能。包括主钩的最大吊重、舷外跨距、