摘要：液压打桩锤在土建工程中有着较为广泛的应用，尤其是在一些岩石较多的施工区域，其碎石作用良好，对于提升土建项目工程施工效率有着重要的意义。液压打桩系统施工作业时依靠的是装载机、泵站、挖掘机等提供了压力来源，通过液压实现碎石的目的。液压捶打系统在现代土建工程中的应用随着我国高难度项目工程建设的需求变得更加广泛，应用该系统组装的碎石器种类虽然繁杂，但其原理都是利用液体静压力驱动活塞循环往复的运动，进而通过活塞冲击力进行碎石施工。本文就来分析液压打桩锤系统及其在工程中的应用。
关键词：液压打桩锤；系统；应用；加速运动
引言：
我国地大物博，地形多样化，各区域岩层差异较大。为了促进处于经济交流与生产生活的便利，各地区的基础工程建设都在不断推进，部分地区受地形地势及岩层限制，工程建设也收到了限制。随着我国土建施工技术的发展，现阶段我国的各项大型公共土建工程攻克了众多难关，已在不同区域建成，而基础工程的建设还在继续。在一些隧道工程、水利工程、道路强梁工程建设中，碎石是一项必不可少的工程。碎石作为土建工程中的一个项目，其难度受多种因素影响各不相同，但解决碎石的方法只有一个，那就是加强碎石压力。液压大锤系统是我国目前碎石工程中应用较多的一种碎石系统，普遍应用与各类碎石器，具有较好的应用效果。
一、液压打锤系统概述
常见的液压打桩锤主要分为冲击式和振动式两种，其液压打桩锤系统打锤原理类似，打桩方式和应用范围不同。前者主要应用于基础工程沉拔作业，后者主要应用于海洋工程。以下对两种形式的液压打桩锤进行分析：
（一）液压振动锤
液压振动锤的发展与电动振动锤，其原理也是依靠液体静止压力带动活塞往复运动，产生振捣振动行为。一般液压驱动力越大，振捣锤的旋转转速越快、振捣频率越高。常见的液压振动锤有电液－液压缸式振动锤、有液压偏心式振动锤两种，主要差别在于振幅和振动频率上。液压偏心式振动锤由油泵产生油压，自动控制系统调节转速，并缺洞振动锤旋转。可用安装与挖积机上，用于处理混凝土灌注桩、石灰桩等地基处理。电液－液压缸式振动锤由高压油路调节油压高低变化，进而驱动振动锤振动。液压冲击锤内部结构中，油泵产生的液压驱动锤芯冲击砧铁，再通过静止压力的冲击力传递给打桩锤，所有的静止压力集中与打桩锤端点，实现了对岩体的打桩。
（二）液压冲击锤
液压冲击是一种较为先进的液压打桩刺痛，在国外发达国家最先发展起来。液压冲击锤系统（如下图1）有控制室、冲击锤动力站和垂体三大模块组成，各模块之间相对独立。模块之间通过控制线路和液压管线连接，具有自动化程度高的特点。
1.控制室
液压冲击锤系统中设有控制中枢，控制中枢是控制和操作液压打桩锤的功能区，一般都配有控制室，并有独立的继电器。液压打桩施工可以通过设定控制室内的参数、打桩方式实现，打桩间隔的设定则决定着打桩频率，打桩高度的设定则决定着打桩的力度。
图1 液压冲击锤系统图
2.冲击锤动力站
冲击锤动力产主要有液压泵、换向阀、执行元件、卸载阀、液压管线等构成，它是冲击锤的动力源，凡由液压泵液压出的动力全部集中的动力站，用于为打桩锤提供冲击动力。动力站与垂体之间通过冲击力装置连接，由冲击力传递装置将动力站的动力传递给打桩锤，实现对打桩部位的定位打击。冲击力传递装置由缓冲垫、砧铁、桩套筒等构成。为了降低冲击力传递的损耗，同时也为了减小冲击力传递装置的磨损，冲击力传递装置的锤芯和砧铁之间设有缓冲垫。缓冲垫的增加还具有减缓部分噪音的作用。
3.冲击锤垂体
冲击锤垂体有液压控制阀、液压缸、锤心等构成。油路系统接收到传递装置传递到垂体本体的液压压力是，通过内干部锤芯将是能转换为冲击力，冲击砧铁。如此循环往复即可带动打桩锤本体冲击打桩。
二、我国液压打锤系统的发展现状
我国的液压打桩锤技术发展与20世纪初期，开始工程建设中应用的液压打桩锤由国外引进，直到60年代后，国内才掌握重要液压打桩锤的核心技术。经过不断的研发与应用经验的积累，现阶段我国已经自主研发了先进的液压打桩锤系统，并拥有了自己的品牌。如今，国内液压打桩锤的品牌已趋向多元化发展，液压打桩锤系统也趋向与自动化控制方向，近几年，液压打桩锤系统中还引入了智能技术和自动化控制技术，其产品质量和技术含量已赶超了部分发达国家。我国自主研发的液压打桩锤系统已广泛应用于道路桥梁工程建设、海洋工程、水利工程、大型建筑项目工程等，并在各领域取得了较好的应用成就。
三、液压打桩锤系统在工程中的应用分析
目前，液压打桩锤系统在海洋工程领域应用较为广泛，如海洋风电站建设、跨海大桥施工建设、海上钻井平台施工建设等。以港珠澳快还大桥为例，该桥址建桥水域海水深度较深，施工期间应用了大型工程机械设备，并将液压打桩锤系统应用于大型工程机械中。港珠澳大桥施工期间（如下图2）所应用的液压打桩锤系统为智能化控制系统，其系统配有自动化监测系统，可用于监测打桩系统作业情况。根据海洋工程打桩锤打桩施工标准，一般连续5段入泥30cm的锤击数超过300锤或1段入泥30cm的锤击数超过800锤时，系统即可自动停止。打桩锤类似的施工都是根据施工需要自动设定锤击次数，完成打锤即自动控制停止，这是为了防止拒锤现象的发生。
图2 港珠澳大桥打桩锤施工
结语
综上所述，液压打锤系统在我国已经有着较长的应用历史，液压打锤系统应用回程加速、回程制动、冲程加速以及活塞打击停顿等运动原理，实现了活塞的反复运动，将液体静压转化为动力，集中与液压打桩锤之上。将该系统应用于装载机、挖掘机等大型机械，并未其安装打桩锤，即可成就一台液压力较强的液压打桩器，用于岩石破碎。该系统应用性能练好，灵活性强，成为土建工程建设必不可缺的大型施工机械。相应通过技术人员的改良，液压打桩锤将会在未来大型土建工程施工中得到更广发的应用。
参考文献：
[1]刘浩，王浩宇，黄山田，原庆东，魏佳广，李怀亮. 液压打桩锤系统分析与工程应用[J].海洋工程装备与技术，2017（04）：245-248.
[2]胡小江.新型液压打桩锤研究[D].西安建筑科技大学，2014.
[3]张龙江.双缸双作用液压打桩锤研究与开发[D].西安建筑科技大学，2014.
论文作者:莫朝卿
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
标签：液压论文; 系统论文; 碎石论文; 工程论文; 冲击力论文; 土建论文; 动力论文; 《防护工程》2019年10期论文;