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新型截桩机(又名破桩机)施工工艺研究

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新型截桩机(又名破桩机)施工工艺研究

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  • 发布时间:2013-12-19
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【概要描述】

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 一、国内桩基施工中截桩工程现状

随着桩基础施工工法的不断演化发展,中国桩基础施工逐步实现了精细化分工,完整的灌注桩施工分成了成孔、灌注、钢筋笼制作、桩头破除。预支桩则分为预制桩制作、桩的插值,桩头破除。

灌注桩具有施工难度低,成桩效率高,大大节省工期,在全世界应用率越来越高。目前在中国灌注桩普遍使用在铁路、桥梁、深基础、工业与民用建筑,机场、港口等桩基工程中。由于建筑的需求,使桩基更好与地面基础相连接,灌注桩高度会高出甲方标高0.5-2m,成型好后标高以上的部分会被截除,使钢筋保持完整,后续施工才能顺利进行。

在整个桩基施工过程中,桩头破除环节的效率是最低的,在国内一般采用人工截桩,即手持风镐作业,再通过火焰割断钢筋,然后通过挖掘机推倒桩头。人工截桩工地现场,空压机和风镐的工作噪音大,破碎混凝土灰尘较多,防护不当对工人的身体有损伤,且操作劳动强度大。人工截桩的效率是每人每天截2-3根桩(因桩径不同时间会有变化),效率非常低,不能适应大规模桩群的截桩,一定程度上拖延了工程进度。同时,国内人工成本近年来急剧增加,劳动强度大、工作环境差的截桩施工聘请工人成本更高。随着施工的机械化程度的逐步提高,市场急需推广在发达国家广泛使用的高效的专用截桩设备。

二、欧美发达国家截桩施工现状及特点

在欧洲国家,广泛应用的截桩机主要有意大利的TAETS和曼托瓦尼两家公司生产新型截桩设备。图1是Taets公司截桩机(又名破桩机)工作图片;图2是曼托瓦尼公司截桩机工作图片。

 

 

                                                                          图1

 

 图2

 

此两家公司的截桩机(又名破桩机)是采用其他工程机械的液压源作为动力,采用多个液压油缸从同一端面不同位置挤压,截断桩头,工作简单、高效、环保。

三、新型截桩工艺研究

 液压截桩机主要由动力源和工作装置两部分组成,工作装置由多个相同型号的液压油缸组成,满足不同直径的桩截除桩头的需求,钎杆采用合金钢加工而成,能满足各种标号混泥土的破碎要求。动力源可采用固定的泵站或者可移动的工程机械,一般情况下,在高层建筑桩基础施工中采用泵站的比较多,这种组合方式的设备总体投资比较小,适合用于群桩的桩头截除;在桥梁施工中采用移动方便的挖掘机(如图3),将挖掘机的铲斗取下,在铲斗与大臂连接轴处悬挂截桩机的吊装链,将这两种设备机械组合在一起,然后将挖掘机的油缸的液压油路连接到截桩机的油缸油路上,用以驱动截桩机(又名破桩机)的油缸组工作。这种组合的截桩机(又名破桩机)移动方便,施工面比较广,适用于桩不集中、作业范围大的工程。

 

 图3

 

液压截桩机(又名破桩机)采用高度模块化设计,可以根据相应模块数量来调整截桩机(又名破桩机),适应不同直径的桩。模块与模块之间通过销轴联接,拆装简单,方便。

    截桩机(又名破桩机)操作时采用静液压径向施工,对桩母体及设备无伤害;操作时施工人员不接触工作装置,适应复杂地形施工,操作绝对安全;工作效率高8小时截60根桩,工作无耗油,噪音低。

意大利Taets和曼托瓦尼公司生产的截桩机(又名破桩机),在欧洲市场已经有20多年历史,整机寿命长达15年,在欧洲有成熟的截桩施工工艺。欧洲工程在施工灌注桩时考虑到下步骤截桩操作,他们严格遵守施工要求操作,将桩施工成规则桩,这样节省施工方的成本,便于截桩机(又名破桩机)操作时套入桩内,大大提高截桩效率,缩短工程工期。

欧洲国家在使用时截桩机注意到以下几点:

1.要根据所选用的挖掘机的功率决定每次截桩的长度,防止因挖掘机的提升力不够而无法在截桩后转运混凝土;

2.灌注桩口部要用护筒成型,混凝土浇注高度低于护筒高度,保证桩成型规则;

3.在轧钢筋笼时,头部不加箍筋横筋,主钢筋上套加上一段PVC管,隔绝与混凝土的胶合,这样,可有效减少截桩上提时混凝土和主钢筋的阻力,大大提高截桩机(又名破桩机)的截桩效率,显著缩短截桩工期。如图4

 

       图4

 

 4:在截桩过程中遇到一些桩有毛边,可以利用挖掘机铲斗修整。

  5:在截桩过程中先批量截同一直径桩,截完后再截其它直径桩。

四、截桩机(又名破桩机)研制现状及市场推广

江苏平汉重工有限公司投入大量资源经过一年多的截桩工艺研究,针对各种形状的桩基开发相应的施工工艺。根据施工桩径,参照截桩机(又名破桩机)参数表选择对应模块数量,通过快换接头直接将截桩机连接于工作平台,调整截桩机高度至合适截桩位置,根据桩浇注的混泥土的强度来调节挖掘机的系统压力,向油缸加压,直至混凝土桩身在强压下断裂。桩身截断后直接利用平台提升力将混凝土块提升移至指定位置。

 

平汉重工在借鉴国外液压截桩机(又名破桩机)设计的基础上,自主研制KP315A液压截桩机,实现了多项关键技术的突破,并取得了多项专利技术保护(截桩现场如图5)。

平汉重工通过实践不断优化产品,在实践操作中总结截桩施工工艺,KP315A性能参数完全达到国外产品同等水平,其结构特点如下:

模块体采用精密铸造成型,材料为高强度钢,保证产品整体质量和整机高寿命;

经核算单个模块对桩的压力最大可达到30t,向上推力可达到200t,对混凝土标号为C35、C40可有效截断;

模块油缸定制设计,保证液压驱动推力,关键液压件采用进口元件;

钎杆使用特种合金材料,采用特殊的热处理工艺,保证部件使用寿命;

链条采用链条扣位,可以调节链条长度;

液压元件与挖掘机采用快换接头与工作平台联接简单快速,实现平台多元化,保证施工便捷性,降低使用成本;

模块联接方式在实践中多次改进,实现了各截桩模块快速拆卸和连接。

经过反复试验及客户验证,截桩机(又名破桩机)可实现高效的批量截桩,减少人工成本,大大缩短截桩工期,为各项工程的基础施工提供有效保障。

 

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