第4章　打桩锤及其特征参数

4.1　概述

桩基础经过多年的发展已由古老的木桩逐渐发展到现在的钢筋混凝土桩或钢桩。预制桩主要有预应力钢筋混凝土方桩、管桩、钢管桩及H型钢桩等，主要通过锤击的方法贯入土中。常用的预制桩施工桩锤设备有如下几种：

（1）重力桩锤（落锤）。重力桩锤构造简单，使用方便，能随意调整下落高度。一般均用卷扬机提升锤头，然后释放锤头，使其以自由落体状态打桩。但落锤存在生产效率低、桩头易损坏的不足，如图4.1.1（a）所示。

（2）气动桩锤（蒸汽桩锤、空气桩锤）。气动桩锤利用蒸汽或压缩空气的动能进行锤击打桩，按其工作情况又可以分成单动式与双动式锤，单动式锤在工作时锤头只是在上升时消耗动力，下降时完全依靠自重；双动式锤的锤头上升与下降均由蒸汽或压缩空气推动，气动桩锤的动力源是一套锅炉设备或空压机，如图4.1.1（b）所示。

图4.1.1（一） 桩锤类型
（a）重力桩锤；（b）VULCAN蒸汽锤模型

（3）柴油桩锤。柴油桩锤是利用燃油爆炸产生的能量驱动作为锤头的自由活塞上下往复运动，使锤头加速下落进行锤击打桩。柴油桩锤不需要单独从外部供应能源，而且结构相对简单，使用方便。但其缺点是在土质较软的地基工作时，桩的贯入量过大，导致锤头不反弹，锤中的柴油不容易压燃爆发，常使打桩工作中断，降低了施工效率。另外柴油桩锤打桩时有较大的噪音污染，排气对环境也造成一定的污染，使得柴油锤在城市打桩工程中应用受到很大限制，如图4.1.1（c）所示。

图4.1.1（二） 桩锤类型
（c）柴油锤；（d）IHC S-2300液压锤

（4）液压桩锤。液压桩锤是一种依靠压力油作为动力传递介质进行工作的新型打桩设备，是通过油缸将锤头提升到一定的高度然后迅速泄油，锤头依靠重力作用或液压油与重力的共同作用加速下落，进行冲击打桩。液压桩锤不仅打击能量大、冲击频率高、无公害，而且适于水下施工，在世界各国已经得到广泛的应用，现已成为打桩施工中不可替代的主要施工设备，如图4.1.1（d）所示。

自20世纪70年代以来，随着预制桩施工机械的发展，由重力桩锤（落锤）、气动桩锤（蒸汽锤、空气锤）、柴油桩锤，发展到了液压打桩锤。由于液压桩锤打桩时，能够产生较好的沉桩阻力波形，环境污染少，打击能量大，是一种比较理想的预制桩施工机械。目前在国际发达国家先后都制造出了各种不同规格、系列的液压桩锤。液压桩锤已被近海与海洋工程广泛使用，显示出了巨大的威力。