施工手册(第四版)第七章地基处理与桩基工程7-2-3桩基施工机械设备的选用.pdf

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1、7-2-3 桩基施工机械设备的选用7-2-3-1 桩锤的选用桩锤有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，其使用条件和适用范围可参考表7-45。桩锤目前多采用柴油锤，锤重可根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及现场施工条件参照表7-46 选用。桩锤适用范围参考表表 7-45 桩锤种类优缺点适用范围落锤（用人力或卷扬机拉起桩锤，然后自由下落，利用锤重夯击桩顶使桩入土）构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤击速度慢（每分钟约620次），效率较低1适于打细长尺寸的混凝土桩2在一般土层及粘土、含有砾石的土层中均可使用单动汽锤（利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后自由下落冲击桩顶）结构简单，

2、落距小，对设备和桩头不易损坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高1适于打各种桩2 最适于套管法打就地灌筑混凝土桩双动汽锤（利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量）冲击次数多，冲击力大，工作效率高，但设备笨重，移动较困难1适于打各种桩，并可用于打斜桩2使用压缩空气时，可用于水下打桩3可用于拔桩，吊锤打桩柴油桩锤（利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动夯击桩顶）附有桩架、动力等设备，不需要外部能源，机架轻，移动便利，打桩快，燃料消耗少；但桩架高度低，遇硬土或软土不宜使用1最适于打钢板桩、木桩2在软弱地基打12m 以下的混凝土桩振动桩锤（利用偏心轮引起激振，通过刚性联结的桩帽传到桩上）

3、沉桩速度快，适用性强，施工操作简易安全，能打各种桩，并能帮助卷扬机拔桩；但不适于打斜桩1适于打钢板桩、钢管桩、长度在 15m 以内的打入式灌筑桩2适于粉质粘土、松散砂土、黄土和软土，不宜用于岩石、砾石和密实的粘性土地基射水沉桩（利用水压力冲刷桩尖处土层，再配以锤击沉桩）能用于坚硬土层，打桩效率高，桩不易损坏；但设备较多，当附近有建筑物时，水流易使建筑物沉陷；不能用于打斜桩1 常用锤击法联合使用适于打大截面混凝土空心管桩2可用于多种土层，而以砂土、砂砾土或其他坚硬的土层最适宜3不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过0.5m 的泥炭层静力压桩（系利用静力压桩机或利用桩架自重及附属设备的重量，通过

4、卷扬机的牵引传至桩顶，将桩逐节压入土中）压桩无振动，对周围无干扰；不需打桩设备；桩配筋简单，短桩可接，便于运输，节约钢材；但不能适应多种土的情况，如利用桩架压桩，需要搭架设备，自重大，运输安装不便1 适于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况2可压截面40cm40cm 以下的钢筋混凝土空心管桩、实心桩锤重选择表表 7-46 锤型柴油锤（t）2.0 2.5 3.5 4.5 6.0 7.2 锤的动力性能冲击部分重（t）2.0 2.5 3.5 4.5 6.0 7.2 总重（t）4.5 6.5 7.2 9.6 15.0 18.0 冲击力（kN）2000 20002501 2500400 4000

5、5000 50007000 700010000 常用冲程（m）1.82.3 1.82.3 1.82.3 1.82.3 1.82.3 1.82.3 适用的桩规格预制方桩、预应力管桩的边长或直径（cm）2535 3540 4045 4550 5055 5560 钢管桩直径（cm）40 40 40 60 90 90 100 持力层粘性土粉土一般进入深度（m）12 1.52.5 23 2.53.5 34 35 静力触探比贯入阻力ps平均值（MPa）3 4 5 5 5 5 持力层砂土一般进入深度（m）0.51 0.51.5 12 1.52.5 23 2.53.5 标准贯入击数N（未修正）1525 203

6、0 3040 4045 4550 50 锤的常用控制贯入度（cm/10 击）-23-35 48-设计单桩极限承载力（kN）4001200 8001600 25004000 30005000 50007000 700010000 注：1本表仅供选锤用；2本表适用于2060m 长预制钢筋混凝土桩及4060m 长钢管桩，且桩尖进入硬土层有一定深度。7-2-3-2 常用桩锤的技术性能1柴油锤柴油锤又分导杆式和筒式两类，其中以筒式柴油锤使用较多，它是一种气缸固定活塞上下往复运动冲击的柴油锤，其特点是柴油在喷射时不雾化，只有被活塞冲击才雾化，其结构合理，有较大的锤击能力，工作效率高，还能打斜桩。国产常用导

7、杆式和筒式柴油锤的技术性能见表7-47 和表 7-48。此外我国还从国外引进一批筒式柴油锤，以日本和德国生产的为主，如表7-49 和表 7-50 所示。导杆式柴油锤的技术性能表 7-47 项目桩锤型号D1-600 D1-1200 D1-1800 锤击部分重量（kg）600 1200 1800 锤击部分最大行程（mm）1870 1800 2100 锤击次数（次/min）5070 5560 4550 最大锤击能量（kN m）11.2 21.6 37.8 气缸直径（mm）200 250 290 耗油量（L/h）3.1 5.5 6.9 燃油箱容量（L）11 11.5 22 桩的最大长度（m）8 9 1

8、2 桩的最大直径（mm）300 350 400 卷扬机：起重量（t）1.5 1.5 3.0 电机型号JZ21-6 JZ21-6 JZ22-6 电机功率（kW）5 5 7.5 电机转速（r/min）915 915 920 外形尺寸（m）长宽高4.34 3.90 11.4 5.4 4.2 12.45 7.5 5.6 17.5 全机总重（t）6.7 7.5 13.9 筒式柴油锤的技术性能表 7-48 国外筒式柴油锤的技术性能表 7-49 注：1表中，日本神户制钢所型号系列中带A 者，石川岛建机型号系列中带C 者均为减烟型柴油锤。2神户制钢所型号系列中的KB 型表示斜打型桩锤。3德尔马克公司生产的如D

9、25-32/33 型，在打45斜桩时，桩锤长度要加长1m，其总重量也相应增加。4表中带C 字母的表示减烟型柴油锤，带B 字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水上型，其余均为陆上型。日本三菱重工业株式会社筒式柴油锤的技术性能表 7-50 注：1表中，日本神户制钢所型号系列中带A 者，石川岛建机型号系列中带C 者均为减烟型柴油锤。2神户制钢所型号系列中的KB 型表示斜打型桩锤。3德尔马克公司生产的如D25-32/33 型，在打45斜桩时，桩锤长度要加长1m，其总重量也相应增加。4表中带C 字母的表示减烟型柴油锤，带B 字母的表示斜打型柴油锤；带*的表示水上型，其余均为陆上型。2汽锤汽锤是以饱和蒸汽为

10、动力，使锤体上下运动冲击桩头进行沉桩。具有结构简单，动力大，工作可靠，能打各种桩等特点，但需配备锅炉，移动较麻烦，目前已很少应用。汽锤有单作用、双作用两类，双作用汽锤的技术性能如表7-51 所示。双作用蒸汽锤的技术性能表 7-51 性能指标型号CCCM-703 C-35 C-32 CCCM-742A BP-28 C-231 总锤重（kg）2968 3767 4095 4450 6550 4450 冲击部分重量（kg）680 614 655 1130 1450 1130 冲程（mm）406 450 525 508 500 508 冲击能（Nm）9060 10830 15880 18170 250

11、00 18000 冲击次数（次/min）123 135 125 105 120 105 需压缩空气（m3/min）12.74 12.75 17 17 30 17 锤的外形尺寸（高）2491 2375 2390 2689 3190 2765（mm）（长）560 650 632 660 650 660（宽）710 710 800 810 1003 810 3振动锤振动锤有三种型式，即刚性振动锤、柔性振动锤和振动冲击锤，其中以刚性振动锤应用最多，效果最好。其常用技术性能如表7-52 所示。振动锤具有沉桩、拔桩两种作用，在桩基施工中应用较多，多与桩架配套使用，亦可不用桩架，起重机吊起即可工作，沉桩不伤

12、桩头，无有害气体。电动振动锤的技术性能表 7-52 型号电机功率（kW）偏心力矩（N m）偏心轴转速（r/min）激振力（kN）空载振幅（mm）容许拔桩力（kN）桩锤全高（mm）桩锤振动重力（kN）导向中心距（mm）DZ15 15 50166 6001500 67125 3 0.60 1600 22.00 330 DZ30 30 100375 5001500 104251 3 0.80 2000 30.00 330 DZ40 40 133500 5001500 139335 4 1.00 2300 36.00 330 DZ60 60 200750 5001500 209503 4 1.60 2

13、700 50.00 330 D290 90 5002400 4001100 4296975 5 2.40 3400 70.00 330 DZ120 120 7002800 4001100 501828 8 3.00 3800 90.00 600 DZ150 150 10003600 4001100 644947 8 3.00 4200 110.00 600 DZF40Y 40 03180-14.525.6 13.5 1.00 3100 34.00-注：桩锤全高不包括夹桩器和钢丝绳悬挂式隔振装里；桩锤重量不包括夹桩器和配重。7-2-3-3 桩架选用桩架为打桩的专用起重和导向设备，其作用主要是起吊

14、桩锤和桩或料斗、插桩，给桩导向，控制和调整沉桩位置及倾斜度，以及行走和回转方式移动桩位。按行走方式的不同，桩架可分为滚动式、轨道式、履带式、步履式、悬挂式等（图7-47 和图 7-48、图 7-49）。桩架的选用主要根据所选定的桩锤的形式、质量和尺寸；桩的材料、材质、截面形式与尺寸、桩长和桩的连接方式；桩的种类、桩数、桩的布置方式；作业空间、打入位置；以及打桩的连续程度与工期要求等而定。图 7-47 轨道式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-底盘；9-轨道图 7-48 步履式打桩架1-顶部滑轮组；2-立柱；3-锤和桩

15、起吊用钢丝绳；4-斜撑；5-吊锤和桩用卷扬机；6-操作室；7-配重；8-步履式底盘图 7-49 悬挂式履带打桩架1-顶部滑轮组；2-锤和桩起吊用钢丝绳；3-立柱；4-履带式起重机桩架主要由底盘、导杆、斜杆、滑轮组和动力设备等组成。桩架的高度可按桩长需要分节组装，每节长34m。桩架的高度一般等于桩长滑轮组高桩锤长度桩帽高度起锤移位高度（取 12m）。桩架的种类很多，应用较广的为万能桩架、履带式桩架和步履桩架，其常用型号及技术性能见表7-53、表 7-54、表 7-55、表 7-56 和表 7-57。国产万能轨道式打桩架表 7-53 型号项目J-40 ZJA ZDJG40/4 D-12 DJG25

16、 JZ-40 适应最大柴油锤型号D25，D25/32 K25，K35，K45 D1-1800 D2-40 D2-35 D2-25/32 D2-25 D25 D40 适应最大振动沉拔桩锤型号DZ1-8000 VM4-10000 DZ-40A D2-40A DZ60 DZ90 沉桩最大长度（m）15 12 14 20 18 18 20 沉桩最大直径（mm）预制桩400 400 250250 500500 400400 沉管灌筑桩d273d325 325（桩管长21.7m）400 沉桩时回转半径（m）4.12 2.83 3.0 沉桩时最大加压力（kN）50 80 80 最大拔桩力（kN）300 25

17、0 250 起重能力（kN）30 30 92 电动机功率（kW）28 7.5 30 导杆允许前倾最大角度（）5 5 5 5 5 导杆允许后倾最大角度（）5 5 18.5 18.5 5 上平台回转角度（）360 360 360 360 上平台回转速度（r/min）0.4 0.38 0.34 0.3 0.3 0.34 桩架行走速度（m/min）3.5 7.8 3,5 4.8 4.8 3 轮距（mm）4000 3200 4000 4400 4400 4000 打桩架总重量（kg）32000 47000 44500 33000 33000 33800 外形尺寸（长宽高）（m）9.54.523.2 6.

18、84.417.3 147.338.6 注：J-40、ZJA 型由北京桩工机械厂生产；ZDJG40/4 由连云港机械厂生产；D12 型由天津搅拌机厂生产；DJG25、JZ40 型由建筑机械综合所生产。国产 DZ系列万能轨道式打桩架表 7-54 型号项目ZJ40J ZJ601 DJ20J DJ25J 沉桩最大深度（m）18 25 20 25 沉桩最大直径（mm）400 500 400 500 最大加压力（kN）120 200 100 160 最大拔桩力（kN）150 250 200 300 配用振动锤最大功率（kW）40 60 40 60 导杆允许前倾最大角度（）10 10 10 10 导杆允许后

19、倾最大角度（）5 5 5 5 主卷扬机最大牵引力（kN）30 50 30 50 主卷扬机功率（kW）11 18.5 11 17 移架卷扬机最大牵引力（kN）15 20 15 15 移架卷扬机功率（kW）5.5 5.5 4.5 4.5 斜撑减速器最大轴向力（kN）20 30 20 20 斜撑减速器功率（kW）2 1 2 2.2 2 1 2 1 外形尺寸（长宽高）（m）11 10 24 11 12 30 9.6 10 25 10 10 50 重量（不包括锤）（kg）18000 26500 17500 20000 注：ZJ401、Z160J 型由瑞安建机厂生产；DJ20J、DZ25J 型由振中工程机

20、械厂生产。悬挂式履带桩架的技术性能表 7-55 型号项目DJU18 DJU25 DJU40 DJU60 DJU100 适应最大柴油锤型号D18 D25 D40 D60 D100 导杆长度（mm）21 24 27 33 33 锤轨中心距（mm）330 330 330 600 330/600 600 330/600 导杆倾斜范围前倾（）5 5 5 5 5 后倾（）18.5 18.5 18.5-导杆水平调整范围（mm）200 200 200 200 200 桩架负荷能力（kN）100 160 240 300 500 桩架行走速度（km/h）0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 上平台回转速度（r/

21、min）1 1 1 1 1 履带运输时全宽（mm）3300 3300 3300 3300 3300 履带工作时外扩后宽（mm）-3960 3960 3960 接地比压（MPa）0.098 0.098 0.120 0.120 0.120 发动机功率（kW）6075 97120 134179 134179 134179 桩架作业时总重量（kg）40000 50000 60000 80000 100000 步履式桩架主要技术性能表 7-56 型号基本参数与尺寸项目与单位DJB12 DJB18 DJB25 DJB40 DJB60*DJB100 适用最大柴油锤型号12 18 25 40 60 100 导

22、杆长度 A（m）18 21 24 27 33 40 锤导轨中心口距（mm）330 330 330 330 600 330/600 600 330/600 导杆倾斜范围前倾（）5 5 5 5 5 5 后倾（）18.5 18.5 18.5 18.5-上平台回转角度（）120 120 120 360 360 360 桩架负荷能力（kN）60 100 160 240 300 500 桩架行走速度（km/h）0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 上平台回转速度（r/min）1 1 1 1 1 1 履板轨距 C（mm）3000 3800 4400 4400 6000 6000 履板长度 X（mm

23、）6000 6000 8000 8000 10000 10000 接地比压（MPa）0.098 0.098 0.120 0.120 0.120 0.120 桩架总重量（kg）14000 24000 36000 48000 70000 120000 注：*为建议值。振动锤用 DJ型打桩架技术性能表 7-57 项目DJ20J 型DJ25J 型DJB25 型DJB60 型沉桩最大深度（m）20 25 20 26 沉桩最大直径（m）400 500 500 600 最大加压力（kN）100 160-最大拔桩力（kN）200 300 250 350 配用振动锤最大功率（kW）40 60 立柱允许前倾最大角

24、度（）10 10 5 9 立柱允许后倾最大角度（）5 5 5 3 主卷扬机最大牵引力（kN）30 50-主卷扬机功率（kW）11 17-外形尺寸（长宽高）（m）9.61025 10 1030 9.87.024.5 13.56.135 重量（不包括锤）（t）17.5 20 30 60 注：DJ20J、DJ25J 型由浙江振中机械厂生产；DJB25、DJB60 型由甘肃兰州建筑通用机械总厂生产。7-2-3-4 常用灌筑桩钻孔机械按成孔方法不同分为冲击式钻孔机、冲抓锥成孔机、螺栓钻孔机、转盘式（回转式）钻机）、潜水钻机等，常用灌筑桩钻孔机械型号及技术性能见表7-58表7-62。国产常用冲击钻机技术性

25、能表 7-58 型号性能指标SPC300H GJC-40H GJD-1500 YKC-31 CZ-22 CZ-30 KCL-100 钻孔最大直径（mm）700 700 2000（土层）1500（岩层）1500 800 1200 1000 钻孔最大深度（m）80 80 50 120 150 180 150 冲击行程（mm）500，650 500，650 1001000 6001000 3501000 5001000 3501000 冲击频率（次/min）25，50，72 2072 030 29，30，31 40，45，50 40，45，50 40，45，50 冲击钻重量（kg）-2940-150

26、0 2500 1500 卷筒提升力（kN）30 30 39.2 55 20 30 20 驱动动力功率（kW）118 118 63 60 22 40 30 钻机重量（kg）15000 15000 20500-6850 13670 6100 生产单位天津探机厂张家口探机厂洛阳矿机厂太原矿机厂冲抓锥成孔机的规格与技术性能表 7-59 性能指标型号A-3 型A-5 型成孔直径（mm）480600 450600 最大成孔深度（m）10 10 抓锥长度（mm）2256 2365 抓片张开直径（mm）450 430 抓片数（个）4 4 提升速度（m/min）15 18 卷扬机起重（t）2.0 2.5 平均工

27、效（孔/台班）56（深 58）56（深 58）适应土质条件粘土夹石或砂卵石类土-螺旋钻孔机规格与技术性能表 7-60 项目LZ 型长螺旋钻KL600 型螺旋钻机BZ-1 型短螺旋钻ZKL400（ZKL600）钻孔机BQZ 型步履式钻孔机DZ 型步履式钻孔机钻孔最大直径（mm）300、600 400、500 300800 400（600）400 10001500 钻孔最大深度（m）15 15、15 8、11、8 1216 8 30 钻杆长度（m）-18.3、18.8-22 9-钻头转速（r/min）63116 50 45 80 85 38.5 钻进速度（m/min）1.0-3.1-1 0.2 电

28、机功率（kw）40 50、55 40 3055 22 22 外形尺寸（m）（长宽高）-8412.5 64.116 常用国产转盘式循环钻机技术性能表 7-61 型号技术性能GPS-15 SPJT-300 SPC-500 QJ250 ZJ150-1 G-4 BRM-1 BRM-4 GJD-1500 红星-400 XF-3 GJC-400HF 钻孔直径（mm）800150 500 500350 2500 1500 1000 1250 3000 15002000 1500 10001500 钻孔深度（m）50 300 600 100 70100 50 4060 40100 50 50 40 转盘扭矩（

29、kNm）17.7 17.7-68.6 3.519.5 20 3.312.1 1580 39.2 40.0 14.0 转盘转速（r/min）1342 40128 42203 1240 22120 1080 952 635 6.330.6 12 2047 钻孔方式泵吸反循环正反循环正循环正反循环正反循环正反循环正反循环正反循环正反循环冲击钻进正反循环正反循环加压进给方式-自重自重-配重配重-自重-驱动功率（kW）30 40 75 95 55 20 22 75 63 40 116 重量（kg）15000 11000 25000 13000 1000-9200 32000 20500 7000 150

30、00 潜水钻机的规格、型号及技术性能表 7-62 技术性能指标型号KQ-800 GZQ-800 KQ-1250A GZQ-1250A KQ-1500 GZQ-1500 KQ-2000 钻孔深度（m）80 50 80 50 80 50 80 钻孔直径（mm）450800 800 4501250 1250 8001500 1500 8002000 主轴转速（r/min）200 200 45 45 38.5 38.5 21.3 最大扭矩（kNm）1.90 1.07 4.60 4.76 6.87 5.57 13.72 潜水电机功率（kW）22 22 22 22 37 22 44 潜水电机转速（r/mi

31、n）960 960 960 960 960 960 960 钻进速度（m/min）0.31.0 0.31.0 0.31.0 0.160.20 0.060.16 0.02 0.030.10 整机外形尺寸长度（mm）4306 4300 5600 5350 6850 5300 7500 宽度（mm）3260 2230 3100 2220 3200 3000 4000 高度（mm）7020 6450 8742 8742 10500 8350 11000 主机重量（t）0.55 0.55 0.70 0.70 1.00 1.00 1.90 整机重量（t）7.28 4.60 10.46 7.50 15.43 15.40 20.18 注：GZQ 型由河北新河钻机厂生产。