钢护筒施沉振动锤选型

钢护筒施沉振动锤选型除主桥21#~23#墩钢护筒采用打桩船施工外，其余钢护筒采用履带吊配合振动锤进行施工。振动锤选型需满足三个条件，振动锤的激振力大于钢护筒与土的动侧摩擦阻力；振动锤系统的总重量大于钢护筒的桩端动阻力R；振动锤系统的工作振幅大于振沉钢护筒到要求深度所需最小振幅A。（1）长度超过35m的钢护筒施沉振动锤计算根据钢护筒参数，长度超过35m的钢护筒中，东海互通慢行左幅MZ20墩钢护筒长度最长，为44.2m，重量为42.97t，钢护筒直径为1.55m，壁厚25mm；独立防撞墩FZ2墩钢护筒重量最重，其长度为44.16m，重量为65.55t，钢护筒直径为2.35m，壁厚25mm。因此选择这2个墩的钢护筒计算施打所需参数。1）东海互通慢行左幅MZ20墩钢护筒施沉振动锤计算东海互通慢行左幅MZ20墩钢护筒底标高为-37.90m，泥面标高为-5.35m，入泥深度为32.55m。采用动摩阻力计算振动锤型号，相关地质参数根据孔SQZK143相关实测数据确定。表1SQZK143地勘孔相关参数表表2工程地质及钢管桩相关参数表土层编号土层侧摩阻力标准值qik（kPa）层厚（m）层底标高（m）该层钢护筒长（m）钢护筒重量（t）土层液化系数②1淤泥1010.5-15.8510.542.970.2②22淤泥质土255-20.8550.2③42中砂552.2-23.052.20.2③12粉质粘土404.8-27.854.80.2⑤1全风化花岗闪长岩807.1-34.957.10.3⑤3碎块状强风化花岗闪长岩1206.4-41.352.950.4①振动锤激振力按以下公式进行计算：式中：Ki——土层液化系数，不同土层取值不同，根据经验取0.1~0.4；Li——钢管桩不同土层中的入土深度（m）；U——钢管桩周边长度；T——不同土层的单位摩阻力（kPa）；W——钢管桩和振动锤自重（kN）。故将相关数据代入公式可得：②钢护筒的桩端动阻力计算：对于粘性土：对于砂性土：式中：——桩端动阻力（kN）；N——桩沉入深度土层的最大标准贯入击数；F——桩的横截面面积（cm2）；e——自然对数的底。选择砂性土作为核算层进行计算，N=44，F=3.14×1.55×1.55/4-3.14×1.50×1.50/4=0.12。则：采用振动锤施沉时，钢护筒重量即为42.97t，大于钢护筒的桩端动阻力，因此满足要求。③振沉钢护筒到要求深度所需最小振幅计算：式中：A——振沉桩到要求深度所需最小振幅（mm）；N——标准贯入击数。则：根据计算结果，选用YZ-180B液压振动锤，其额定激振力为1810kN，最大激振力为2340kN，最大振幅为32mm，其性能满足施工要求。YZ-180B液压振动锤相关参数如下所示：表3YZ-180B液压振动锤相关参数表序号项目名称单位参数1偏心力矩kg·m512额定激振力kN18103最大激振力kN23404最大拔桩力kN6005最大振幅mm326尺寸（不含夹具）长m2.857宽m0.538高m1.889重量（含夹具）t9.4图1YZ-180B液压振动锤图2）独立防撞墩FZ2墩钢护筒施沉振动锤计算独立防撞墩FZ2墩钢护筒底标高为-37.86m，泥面标高为-5.35m，入泥深度为32.51m。采用动摩阻力计算振动锤型号，相关地质参数根据孔SQZK143相关实测数据确定。SQZK143地址孔相关数据详见表所示。表3工程地质及钢管桩相关参数表土层编号土层侧摩阻力标准值qik（kPa）层厚（m）层底标高（m）该层钢护筒长（m）钢护筒重量（t）土层液化系数②1淤泥1010.5-15.8510.565.550.2②22淤泥质土255-20.8550.2③42中砂552.2-23.052.20.2③12粉质粘土404.8-27.854.80.2⑤1全风化花岗闪长岩807.1-34.957.10.3⑤3碎块状强风化花岗闪长岩1206.4-41.352.910.4①振动锤激振力计算如下：②钢护筒的桩端动阻力计算：选择砂性土作为核算层进行计算，N=44，F=3.14×2.35×2.35/4-3.14×2.3×2.3/4=0.19。则：采用振动锤施沉时，钢护筒及振动锤重量为86.05t，大于钢护筒的桩端动阻力，因此满足要求。③振沉钢护筒到要求深度所需最小振幅计算：则：根据计算结果，选用YZ-300液压振动锤，其额定激振力为3000kN，最大激振力为3700kN，最大振幅为37mm，其性能满足施工要求。YZ-180B液压振动锤相关参数如下所示：表4YZ-300液压振动锤相关参数表序号项目名称单位参数1偏心力矩kg·m1372额定激振力kN30003最大激振力kN37004最大拔桩力kN20005最大振幅mm376尺寸（不含夹具）长m2.657宽m1.158高m4.39重量（含夹具）t20.5图2YZ-300液压振动锤图（2）长度不超过35m的钢护筒施沉振动锤计算钢护筒长度不超过35m的，最长的钢护筒为主线桥右幅Y25#墩，长度为34.7m，重量为40.53t，钢护筒直径为1.85m，壁厚25mm。钢护筒底标高为-28.4m，泥面标高为-4.03m，入泥深度为24.37m。采用动摩阻力计算振动锤型号。其相关地质参数根据孔SQZK56相关实测数据确定。表5SQZK56地勘孔相关参数表表6工程地质及钢管桩相关参数表土层编号土层侧摩阻力标准值qik（kPa）层厚（m）层底标高（m）该层钢护筒长（m）钢护筒重量（t）土层液化系数②1淤泥1014-18.031440.530.2②22淤泥质土251.2-19.231.20.2③62砾砂651.6-20.831.60.2③12粉质粘土403.7-24.533.70.2⑤1全风化花岗闪长岩803-27.5330.3⑤3碎块状强风化花岗闪长岩1200.9-28.430.870.4①振动锤激振力计算如下：②钢护筒的桩端动阻力计算：选择砂性土作为核算层进行计算，N=45，F=3.14×1.85×1.85/4-3.14×1.8×1.8/4=0.15。则：采用振动锤施沉时，钢护筒及振动锤重量为46.33t，大于钢护筒的桩端动阻力，因此满足要求。③振沉钢护筒到要求深度所需最小振幅计算：则：根据计算结果，选用YZ-90D液压振动锤，其额定激振力为920kN，最大激振力为1170kN，最大振幅为32mm，其性能满足施工要求。YZ-90D液压振动锤相关参数如下所示：表