中冶地勘岩土工程有限责任公司 河北廊坊 065201
摘要：液压打桩锤是一种预制桩施工机械，是发动机（或电动机）驱动油泵将稳定的高压油源输送到液压油缸，液压油缸将锤芯提升或举升到设定的高度后，锤芯下落产生冲击力打击桩体的设备。随着工程建设规模的不断扩大，对桩基的承载能力要求越来越高，打入桩的长度与桩径越来越大。然而传统的柴油锤由于受自身热效率及热平衡的制约无法进一步提高锤击能量（目前最大的柴油锤D250理论锤击能量约800kJ），已不能满足工程的需要。另一方面随着环保要求日益严格，噪声大、污染高的传统柴油打桩锤逐渐被液压打桩锤替代。
关键词：液压打桩锤技术；应用
引言
液压冲击桩是桩的高效、环保和电磁混合，为当前桩的工业应用提供了卓越的动力特性和控制。液压和锤击子系统配备了先进的控制系统和用户友好的接口，使发电厂和锤击螺钉能够得到准确的监控和良好的操作。准确了解液压锤螺栓系统的组成和功能，可以大大提高液压锤失灵时的处理能力，提高设备的操作效率。荷兰企业IHC生产的双功能液压警棍是一种常用应用，它使用S-280液压警棍锤来表示系统组件、典型故障分析和故障排除处理。
1液压打桩锤工作特点
液压压力锤属于“临时”机构装置，而不是普通的驱动装置和提供“连续能量”的机械装置。出于历史原因，液压锤螺栓的主要性能指标要么由锤质量表示，要么由力表示。例如，YC-16为液压锤，锤体质量为16t；CG300是300kJ的液压锤。IHCS1200、MenckMHU2400S是两种活液压锤，承载力分别为1200 KJK和2400 KJK.上述液压锤螺栓性能指标显示或表示在模型的锤形循环（锤形质量乘以理论上最大锤形力）中可以释放的液压锤形螺钉的最大强度。但是，液压锤降水需要一个“锤振动”，它表示在一段时间内由设定能量n n产生的中间锤螺栓f（t = ms类）。当设置了爆破力时，实际锤头螺钉的流动路径越短，αt实时释放能量的时间就越短，爆破力就越大。力越高，液压锤的载荷越大。
2分类及液压原理
液压压力锤可根据锤的下落分为单实体和双实体纵向螺栓。单侧液压冲击锤的锤落在桩帽上自由下落附近的自重力下。优点是结构简单经济，缺点是硬度速度只能通过增加液压缸直径来提高，从而增加液压锤的体积，降低锤的频率。图2显示了单作用液压锤的典型回路。行程提升阶段：电磁阀放电过程l 3供电，左侧工作，过冲阀门2带有系统压力，导流阀7带有电源电压，控制阀8运转，液压泵高压进入液压缸9运转，活塞杆提升，液压缸上的液压油返回油箱。本阶段高压存储器6和液压泵同时供给液压缸下的油箱，而低压存储器5则充入油箱。Hammer下降阶段：当锤上升到一定高度时，第一电磁阀7打开开关阀，控制开关阀的下部运行，液压缸9上下带有液压油箱，锤在其自身力下加速桩体连续下降。在锤关闭阶段，高压存储器6用石油储备填充，低压存储器5用液压缸腔填充，以确保锤关闭的连续性。液压锤工作完成后，电磁阀止裂槽3通电，溢流阀2接通放电。
3液压打桩锤的选型原则
根据海洋桩基工程与深水开发钻井导管打桩实践，在给定的钻井导管及土质参数下，通过预测打桩过程中的打桩阻力大小及变化，以及导管应力变化及贯入度等，进而合理地选择打桩锤能量。在选定的桩锤能量下，再结合桩锤自身特性对施工的影响来进一步优选。因此，对于深水开发钻井导管打桩锤选型，总体上要把握以下几个原则：１） 合适的输出能量。能确保导管穿过目标土层，达到设计入泥深度，同时不能破坏导管。２） 导管完整性。在打桩过程中，导管产生的应力应当始终在材料的允许范围内，确保导管不受到破坏。３） 施工安全性。由于深水液压打桩锤的体积与质量较大，在海上施工作业时为大型吊装作业，同时又对导管产生轴向的载荷，对导管的稳定性与强度均造成了挑战。４） 适宜的拒锤标准。制定合适的拒锤标准，导管拒锤标准太小则打桩太过保守，会使设计难度增加，增加施工成本。拒锤标准太大，则可能引起导管的破坏，增加打桩的时间，降低作业效率。５） 经济性。通过合理分析打桩实际工况需求，选择市场上常规的深水液压打桩锤，增加锤的动员灵活性。同时结合项目的总体开发设计，选择适用性强的打桩锤，满足项目开发整体需求，从而避免动用多种型号的打桩锤，提升项目的经济性。
4最大锤击负荷的预估及控制
应用物理学和理论物理学中的碰撞理论简要分析了液压锤螺钉的锤形螺钉，并将其作为GH≥a/μm。其中g是锤的质量，h是集线器，f是锤的强度，Beta是锤的位移，μm是转换效率。锤位移越小，力就越大。这与上述方程式中组合位移对承载力和锤强度影响的趋势相符。从液压锤性能的角度来看，锤头螺钉的液压操作是合理和适当的。液压锤螺钉的总位移不得小于25mm，这是由于历年内获得的数据和经验评估。例如，16t系列液压冲击锤质量为16t，冲击锤为1.5m，能量和锤螺钉效率约为65-85%（主轴越大，锤系统强度越低，主轴与锤的比率越大，效率越低），合成位移为25mm，因此冲击锤将为6200 ~ 8200 kn左右，即液压锤的组合位移。在实际设计中，短的组合锤敲小于25mm可以大大提高强度，但您应注意控制使用的程度。
5 液压打桩锤的应用
5.2施工方式
液压打桩锤的施工方式包括如下几种：（1）配套桩架使用。根据打桩锤的型号和大小选用合适的桩架，包括履带式桩架、步履式桩架和将履带式起重机改装的悬挂式桩架。液压打桩锤在桩架导轨上滑动，其起落架与桩架卷扬的钢丝绳相连，可进行直桩、斜桩的施工。（2）配套起重机进行吊打施工。通过起重机的钢丝绳将液压打桩锤悬吊起来进行施工。（3）配套打桩船使用。对于水上建筑物的桩基础，由于在水中施工，因此一般配套打桩船使用，液压打桩锤在打桩船的打桩架上进行导向施打作业。
5.2 C34控制箱
C34控制箱是整个电磁系统的大脑，它控制电机、泵流量、锤操作状态、锤声传感器信号接收、力控制和频率等功能。实时显示发动机转速、爆发力、冲击频率、锤速度等。通过控制p和r阀的打开间隔，可以增大锤的高度，从而获得不同的冲击行程能量。冲击频率由发动机转速控制、泵流量调节和液压油供给控制，以控制锤的设置时间。控制器的分配、能量、频率、电机转速、泵流量必须与跳闸情况同步。整个系统通信只是可靠的空气连接器。但是，应仔细检查每个层之前的端口，以确保可靠而高效的线路。
5.3施工范围
液压打桩锤的施工对象主要是预制桩，包括预制钢筋混凝土桩、钢管桩、H型钢等。预制钢筋混凝土桩在建筑基础工程中应用最为广泛，包括工业厂房、高层建筑以及大型桥梁等。钢管桩主要应用在大型工厂、高层建筑、深水码头和海上风电等基础施工中。H型钢由工厂轧制，适用于较软的土层中，除作为建筑物基础外，还可作为基坑支撑的立柱桩。液压打桩锤在这些施工领域中都得到了广泛的应用。
结束语
液压打桩锤具有可控性好、适应范围广、打击效率高、污染小、噪声低等特点。在桩基施工中，预制桩应用越来越广泛，而环保要求不断提高，以及越来越多的大型工程投入建设，尤其是海洋工程（如海上风电、海洋石油、跨海大桥、深水码头等）的大规模建设，使预制桩向更大更深的方向发展，这些因素都为液压打桩锤的应用创造了有利条件。对不同工程、不同条件下，结合理论和施工经验正确选择合适型号的液压打桩锤，将使施工效率大大提高。
参考文献：
[1]环伟.水下打桩安装钻井表层导管工艺研究[D].中国石油大学（北京），2018.
[2]傅超.水下打桩法下表层导管施工参数优化研究[D].中国石油大学（北京），2018.
[3]杜生猛，杨光跃.MENCK液压打桩锤减振环故障及维修[J].中国设备工程，2018（11）：54-55.
[4]赵庆凯.渤海湾导管架钢桩打入拒锤风险控制浅析[J].中国水运，2018（04）：51-52.
[5]范玉柱，张万亮.液压打桩技术在建筑地基中的应用与研究[J].现代物业（中旬刊），2018（08）：227.