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振动设备选型原则

1、振动设备选型原则
(1)振动设备起振力>桩土之间摩擦力;
(2)设备重力、桩重力及摩擦阻力之和小于所选起吊设备起重力。

2、振动锤选型参数
直径1000mm,壁厚12mm,长27m的钢管桩选型计算如下。

(1)振幅A0
振动沉入钢管桩时,使桩发生振动的必要振幅A0,要大于桩接触上的瞬间全部弹性压力,必要振幅对地基的硬度比为:
A0≥N/125+0.3=0.342cm
其中N为相应土层的标贯击数,本次计算相应土层标贯击数为N=5.25。

(2)偏心力矩K及振动锤必要重力Q B的确定
确定了必要振幅A0,便可求出振动锤的偏心力矩K。

K≥A
0(Q

+Q


式中:Q B为振动锤重力,QB=1644√K;QC为钢管桩重
力,钢管桩长27m时重76400N。

从而解得K=366.7N•m,QB=31483N。

(3)起振力P0的确定
起振力必须大于土与钢管桩之间的动摩擦力T V,即:
P0≥T V=μT
式中:T V为动摩擦力;μ为动摩擦系数,与振动加速度η=
P0 Q B+Q C =μT
Q B+Q C
有关;T为静摩擦力,按钢管桩单桩承载力的
2倍取值,依据地质及桩入土深度计算单桩承载力为
1946.8kN,计算得T=3893.6kN。

将T、Q B、QC代入η=μT
Q B+Q
C
得:
η=36.1μ(a)
又μ=μmin+(1−μ)e−βη式中μmin为动摩擦力系数,取
0.05;β为降低系数,钢管桩为0.52。

因此可得:
μ=0.05+0.95e−0.52η (b)
由式(a)和式(b)得出μ——η曲线,如图。

图中横坐标为η值,纵坐标为μ值。

图中交点即为解值,计算得:μ=0.1311,η=4.7325由此得到
P0=η(Q B+Q C)=510.6kN
3、振动锤的确定
综上所述,所选液压振动锤必须满足以下条件:
a.振幅A0≥N/125+0.3=0.342cm;
b.偏心力矩K≥366.7N•m;
c.振动锤必要质量Q B(包括夹桩器质量)≥3148.3kg;
d.起振力P≥P0=510.6kN。

通过上表,选在DZ90型振动锤。

4、起重设备的选定
起重设备的起吊重量必须是>振动锤重力(包括夹桩重量)+钢管桩重力+桩土摩擦力。

选用DZ90型振动锤。

最大振动力为500kN,静偏心力矩为400N •m,振动锤质量为5.86t,所以Q B+Q C=58.6+76.4=135kN。

=5.01
η=P0
Q B+Q C
μ=0.05+0.95e−0.52η=0.12
桩身动摩擦力为T min=Tμ=3893.6×0.12=467.23kN。

故拔桩时所需起重力为602.23kN。

所以打桩时采用50t履带吊,拔桩时采用80履带吊。

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