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振動錘工作效率的計算

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振動錘工作效率的計算

發布日期:2019-09-10 作者: 點擊:

振動錘是利用共振理論設計的。當樁的強迫振動頻率與土壤顆粒的振頻率一致時,土壤顆粒產生共振,此時,土壤顆粒有振幅,足夠的振動速度和加速度能迅速破壞樁和土壤間的粘合力,使樁身與土壤從壓緊狀態過渡到瞬間分離狀態,沉樁阻力尤其側面阻力迅速減小,樁在自重作用下下沉。由于振動錘靠減小樁與土壤間的摩擦力達到沉樁的目的,所以在樁和土壤間的摩擦力減小的情況下,可以用稍大于樁和樁身的力即可將樁拔起。因此,振動錘不僅適合于沉樁,而且適合于拔樁。沉樁、拔樁效率都很高。

  主要參數:振幅A、激振頻率ω、偏心力矩M,激震力F、參振重量Q、功率N

  1.振動功率N的確定。振動功率N的計算公式為:N=K·M·n/9550(kw)公式中,n為轉速;K=1.25。

  2.偏心力矩M的確定。振動錘偏心力矩越大克服硬質土層的能力越強,當已知振幅和參振總重量Q(樁體重量和振動錘重量)時,可以算出偏心力矩:M=Q·A(N·m)

  3.激振頻率ω的確定。振動錘的激振頻率與振動系統的固有頻率密切相關,當激振頻率接近振動系統的固有頻率時,振動沉樁達到***效果。而振動系統的固有頻率不僅和振動錘參數有關,還與土壤的參數有關,不同地層土壤的自振頻率有著很大的差別。下面表格是根據經驗所得的不同地層振動錘***頻率范圍。試驗證明,其他參數一定的情況下,增大振動頻率可以使得飽和沙土的液化加速,土壤阻力相應的快速減少,比起提高振幅更能有效提高樁的運動加速度,從而使沉樁效率得以顯著提高,但激振頻率提高過高會引起輸出功率過大,所以確定激振頻率時還應綜合考慮。

  4.參振重量Q的確定。振動錘除了要有必要的振幅和加速度,還要有一定的參振重量以克服沉樁時的阻力,樁在土中的靜阻力R與土層的貫入標準值N和截面積S之間的關系為:R=4N·S(KN)

  因此,樁在受到振動而使摩擦力顯著降低時,樁***可以被沉入到與參振重量相等的樁端阻力處,即Q=4N·S

  5.激振力F的確定。激振力F是反映振動錘綜合能力的參數,激振力F要大于樁與土壤之間的靜摩擦力f,在沉樁過程中會在激振力作用下急劇下降。有振動作用時樁與土壤之間的摩擦力用f′表示,則:F≥f′=μf (KN) 式中,μ為振動作用時摩擦力的降低系數,主要受振動加速度大小的支配。試驗表明,振動加速度超過10倍的重力加速度后,μ的變化十分微小,μ及f′趨于定值。

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