7-2-3 桩基施工机械设备的选用.doc

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6~20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，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）
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40cm×40cm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
2000~2501
2500~400
4000~5000
5000~7000
7000~10000
常用冲程（m）
1.8~2.3
1.8~2.3
1.8~2.3
1.8~2.3
1.8~2.3
1.8~2.3
适用的桩规格
预制方桩、预应力管桩的边长或直径（cm）
25~35
35~40
40~45
45~50
50~55
55~60
钢管桩直径（cm）
φ40
φ40
φ40
φ60
φ90
φ90~φ100
持力层
粘性土
粉土
一般进入深度（m）
1~2
1.5~2.5
2~3
2.5~3.5
3~4
3~5
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）
0.5~1
0.5~1.5
1~2
1.5~2.5
2~3
2.5~3.5
标准贯入击数N（未修正）
15~25
20~30
30~40
40~45
45~50
50
锤的常用控制贯入度（cm/10击）
-
2~3
-
3~5
4~8
-
设计单桩极限承载力（kN）
400~1200
800~1600
2500~4000
3000~5000
5000~7000
7000~10000
注：1．本表仅供选锤用；
2．本表适用于20~60m长预制钢筋混凝土桩及40~60m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）
50~70
55~60
45~50
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
12
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。

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（N·m）
9060
10830
15880
18170
25000
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
50~166
600~1500
67~125
3
0.60
1600
22.00
330
DZ30
30
100~375
500~1500
104~251
3
0.80
2000
30.00
330
DZ40
40
133~500
500~1500
139~335
4
1.00
2300
36.00
330
DZ60
60
200~750
500~1500
209~503
4
1.60
2700
50.00
330
D290
90
500~2400
400~1100
429~6975
5
2.40
3400
70.00
330
DZ120
120
700~2800
400~1100
501~828
8
3.00
3800
90.00
600
DZ150
150
1000~3600
400~1100
644~947
8
3.00
4200
110.00
600
DZF40Y
40
0~3180
-
14.5~25.6
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3~4m。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1~2m）。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
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
250×250
500×500
400×400

沉管灌筑桩
d273~d325

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

250

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）
9.5×4.5×23.2
6.8×4.4×17.3

14×7.3×38.6
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/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）
60~75
97~120
134~179
134~179
134~179
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）
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）
9.6×10×25
10×10×30
9.8×7.0×24.5
13.5×6.1×35
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
100~1000
600~1000
350~1000
500~1000
350~1000
冲击频率（次/min）
25，50，72
20~72
0~30
29，30，31
40，45，50
40，45，50
40，45，50
冲击钻重量（kg）
-
-
2940
-
1500
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）
480~600
450~600
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
平均工效（孔/台班）
5~6（深5~8）
5~6（深5~8）
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
300~800
400（600）
400
1000~1500
钻孔最大深度（m）
15
15、15
8、11、8
12~16
8
30
钻杆长度（m）
-
18.3、18.8
-
22
9
-
钻头转速（r/min）
63~116
50
45
80
85
38.5
钻进速度（m/min）
1.0
-
3.1
-
1
0.2
电机功率（kw）
40
50、55
40
30~55
22
22
外形尺寸（m）
（长×宽×高）
-
-
-
-
8×4×12.5
6×4.1×16

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）
800~150
500
500~350
2500
1500
1000
1250
3000
1500~2000
1500
1000~1500
钻孔深度（m）
50
300
600
100
70~100
50
40~60
40~100
50
50
40
转盘扭矩（kN·m）
17.7
17.7
-
68.6
3.5~19.5
20
3.3~12.1
15~80
39.2
40.0
14.0
转盘转速（r/min）
13~42
40~128
42~203
12~40
22~120
10~80
9~52
6~35
6.3~30.6
12
20~47
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
15000
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）
450~800
800
450~1250
1250
800~1500
1500
800~2000
主轴转速（r/min）
200
200
45
45
38.5
38.5
21.3
最大扭矩（kN·m）
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/min）
960
960
960
960
960
960
960
钻进速度（m/min）
0.3~1.0
0.3~1.0
0.3~1.0
0.16~0.20
0.06~0.16
0.02
0.03~0.10
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。