太原理工大學陽泉學院
二〇一四年五月
太原理工大學陽泉學院
畢業設計評閱書
題目： zyh680型液壓靜力沉樁機液壓幫浦站與管路設計
機械電子工程系機械製造與自動化專業姓名張寧
設計時間：2014 年3月5日~2023年5月12日
評閱意見：
成績： 指導教師： （簽字）
職務：201 年月日
太原理工大學陽泉學院
畢業設計答辯記錄卡
機械電子工程系機械製造與自動化專業姓名張寧
答辯內容
記錄員簽名）
成績評定
注：評定成績為100分制，指導教師為30%，答辯組為70%。
專業答辯組組長： （簽名）
201 年月日
液壓靜力壓樁機是利用靜壓力(壓樁機自重及配重)將預製樁逐節壓入土中的環保型樁工機械。本文對液壓靜力壓樁機的工作原理、結構組成原理及其發展狀況進行了分析。確定了zyh680液壓靜力壓樁機的幫浦控方案，得出系統採用恆功率變數軸向柱塞幫浦。
對液壓系統進行了基本分析，還對液壓幫浦、電機等進行計算和選型。初選了油箱尺寸，並對油箱的散熱進行了計算分析，選擇了冷卻器，並對油箱裝配圖和剖面圖進行了繪製，對其它輔助件如空氣濾清器和過濾器等進行了選型。管路系統的設計方面對各迴路的鋼管內徑、鋼管厚度和膠管內徑進行了計算，同時對鋼管、膠管和管接頭進行了選型，並對樁機管路進行了布置。
關鍵詞：液壓靜力壓樁機；液壓系統；幫浦站；管路
目錄 液壓靜力壓樁機是實施靜壓樁工法的關鍵施工裝置。與鎚擊式打樁機相比，這種裝置施工時具有無震動、無雜訊、無油汙飛濺等環境汙染的特點，施工***、使用費用低，同時，靜力壓樁機也是具有中國特色的環保型樁工機械。靜壓樁工法就是將預製樁完全依靠靜載平穩、安靜地壓入軟弱地基，是一種新型的樁基礎施工方法。
與鎚擊式打樁相比，靜壓樁工法由於具有非常明顯的環保性，十幾年來從廣東珠江三角洲開始由南向北得到了迅速推廣。
液壓靜力壓樁機分為「抱壓式液壓靜力壓樁機」和「頂壓式液壓靜力壓樁機」(對樁頂部施壓進行壓樁)兩種。抱壓式液壓靜力壓樁機壓樁過程是通過夾持機構"抱"住樁身側面，由此產生摩擦傳力來實現的；而頂壓式液壓靜力壓樁機則是從預製樁的頂端施壓，將其壓入地基的。由於施壓傳力方式不同，這兩種樁機結構形式、效能特點、適用範圍也有顯著不同。
其核心是液壓系統的設計方法及其配置，它直接影響整機的技術效能及節能效果。而壓樁機構是樁機的主要工作裝置，是這種壓樁機的關鍵技術，直接影響樁機的壓樁能力和成樁質量。其中，抱壓式樁機主要由壓樁系統和夾樁機構組成，而頂壓式樁機主要由壓樁系統和樁帽組成。
頂壓式樁機除壓樁機構中沒有夾樁機構外，一般不帶起重機，但增加了一套捲揚吊樁系統。
常規的頂壓式壓樁機由於其結構及工作特點，使其工作重心較高、安全性較差，並且存在壓樁力較小、壓入樁的垂直度保障能力差等問題，因而其應用受到限制；而抱壓式壓樁機結構緊湊、操作簡便、工作重心低、移動平穩、轉場方便、施工效率高，因此，抱壓式壓樁機已經佔絕對主導地位。
靜力壓樁是利用液壓原理由高壓油幫浦產生的高壓油通過油缸把樁柱推入地下。這種壓樁方法完全避免了鎚擊打樁產生的震動、雜訊和汙染，因此施工時具有無震動、無雜訊、無汙染的特點，稱為環保型壓樁機。由於它對地基和鄰近原有建築物的振動影響很小，樁的施工應力也較小，因此它被廣泛用於軟土地基的沉樁工程，是一種嶄新的樁工裝置。
縱觀液壓靜力壓樁機的發展過程，大致可將其分為兩個階段：第一階段，從20世紀70年代後期到90年代中期，國內先後研製了幾種壓樁機，並逐步形成系列產品進入市場。。在這個階段主要解決了這種樁機的設計理論基礎、動力配置和系統設計問題，滿足了靜壓樁的基本功能。
但就整體來說，其主要特徵是樁機壓樁力不大，實際使用的最大壓樁力不足4000kn，絕大部分的壓樁力為1 600～2400kn；功能單一，主要應用於施工現場預製的截面尺寸為(300 mm x 300 mm)～(400mm x 400mm)的鋼筋混凝土方樁(實心件)的正常中位壓樁，單樁設計承載力標準值在1400kn以下。而預應力管樁和高強度預應力管樁主要是通過鎚擊裝置如柴油錘等進行打入施工。
進入20世紀90年代中期以後，液壓靜力壓樁機進入第二發展階段。由於2023年底在珠海利用液壓靜力壓樁機將直徑500 mm的預應力管樁壓入強風化巖獲得成功，實現了靜壓樁施工技術的歷史性突破，從此拓寬了靜壓樁的應用範圍，也使預應力管樁在城市和居民住宅區內的應用找到了一條新路子。一方面，實現了靜壓樁的單樁承載力向大噸位方向的快速發展，與此同時，市場對大噸位樁機的需求不斷增大，而且要求越來越強烈；另一方面，由於施工範圍的不斷擴大，對樁機功能的要求也日益增多，出現了工程施工中許多必須解決的實際問題。
這個階段的樁機品種顯著增加，系列化不斷完善，生產廠家也急劇增多，至今在全國約有30個製造廠。
與第一階段相比，液壓靜力壓樁機產品無論在技術效能上，還是在品種、數量、質量和多功能開發方面均發生了質的飛躍。但就技術發展而言，可以說第二階段的靜力壓樁機進入到了乙個以解決工程實際問題、適應工程施工要求為重點的多功能化開發和應用階段。
至今為止，根據中國專利局資訊中心的國際聯機檢索結果和有關建築機械的資料表明，國外在這方面的技術及裝置很少，只有一些在特殊場合下用於用於壓鋼樁的專用裝置。而沒有像國內這樣形成一種完善、獨立的產品。
綜上所述，我國液壓靜力壓樁機產品的技術效能及其產品化水平處於國際領先地位，從而形成了具有中國特色的環保型靜壓樁技術及工藝。
隨著靜壓樁施工技術的發展以及人們環保意識的進一步加強，液壓靜力壓樁機的應用將獲得更廣泛的推廣。同時，液壓靜力壓樁機技術及產品將由粗放型向功能精細化、操作智慧型化方向發展。其發展趨勢可歸納如下：
(1)進一步多功能化，產品適應能力進一步加強。在較厚硬隔層地質條件下施工時，設計並配置專用的螺旋鑽，提高壓樁機的穿透能力和對地質的適應能力；對大噸位樁機開發相應的夯實裝置，實現以靜壓替代強夯壓樁管徑可從目前的最大600mm增大到800mm以上。
(2)智慧型化操作與施工的壓樁機開發。開發機身液壓自動調平系統，壓樁過程計算機自動記錄及承載力**測試，夾持力自動均衡控制，實現產品的智慧型化操作。
(3)異型樁夾持裝置的刀發。特別是與鋼板樁、工字鋼樁、錐形樁等相適應的夾樁機構的開發。
(4)壓樁力大、質量輕機型產品的開發。特別是對於鋼板樁連續牆施工產品的開發將是今後靜力壓樁機發月的新領域。
(5)適應於北方寒冷地區氣溫低、凍土層較厚的樁機產品的開發。
(6)產品向高檔次、高可靠性方向發展。
總之，液壓靜力壓樁機作為靜壓樁施工工法的關鍵施工裝置，將在今後的一段時間內獲得更加廣泛的推廣和應用，並有著逐步取代鎚擊樁施工的趨勢。
液壓靜力壓樁機由支腿平台機構、行走機構、壓樁機、配重、起重機、操作室等部分組成。
圖1-1 液壓靜力壓樁機的結構組成
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