簡單介紹振動(dòng)錘的工作原理

　　振動(dòng)錘是利用共振理論設(shè)計(jì)的。當(dāng)樁的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與土壤顆粒的振頻率一致時(shí)，土壤顆粒產(chǎn)生共振，此時(shí)，土壤顆粒有最大的振幅，足夠的振動(dòng)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(tài)過渡到瞬間分離狀態(tài)，沉樁阻力尤其側(cè)面阻力迅速減小，樁在自重作用下下沉。由于振動(dòng)錘靠減小樁與土壤間的摩擦力達(dá)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(dòng)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(shù)：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(dòng)功率N的確定。振動(dòng)功率N的計(jì)算公式為：N=K·M·n/9550 (kw)公式中，n為轉(zhuǎn)速;K=1.25。

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

　　3.激振頻率ω的確定。振動(dòng)錘的激振頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率密切相關(guān)，當(dāng)激振頻率接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)沉樁達(dá)到最大效果。而振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率不僅和振動(dòng)錘參數(shù)有關(guān)，還與土壤的參數(shù)有關(guān)，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(jù)經(jīng)驗(yàn)得到的不同地層振動(dòng)錘最佳頻率范圍。試驗(yàn)證明，其他參數(shù)一定的情況下，增大振動(dòng)頻率可以使得飽和沙土的液化加速，土壤阻力相應(yīng)的快速減少，比起提高振幅更能有效提高樁的運(yùn)動(dòng)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(huì)引起輸出功率過大，所以確定激振頻率時(shí)還應(yīng)綜合考慮。

　　激振頻率參考

　　地層類型 最佳頻率ω/s

　　含飽和水的砂土 100-200

　　塑性粘土及含砂粘土 90-100

　　堅(jiān)實(shí)粘土 70-75

　　含礫石粘土 60-70

　　含砂的礫石土 50-60

　　4.參振重量Q的確定。振動(dòng)錘除了要有必要的振幅和加速度，還必須有一定的參振重量以克服沉樁時(shí)的阻力，樁在土中的靜阻力R與土層的貫入標(biāo)準(zhǔn)值N和截面積S之間的關(guān)系為：

　　R=4N·S (KN)

　　因此，樁在受到振動(dòng)而使摩擦力顯著降低時(shí)，樁就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(dòng)錘綜合能力的參數(shù)，激振力F必須大于樁與土壤之間的靜摩擦力f,在沉樁過程中會(huì)在激振力作用下急劇下降。有振動(dòng)作用時(shí)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(dòng)作用時(shí)摩擦力的降低系數(shù)，主要受振動(dòng)加速度大小的支配。試驗(yàn)表明，振動(dòng)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。

　　6.振幅A的確定。振幅越大，樁的沉入速度越大。當(dāng)振幅很小時(shí)，樁不會(huì)下沉，只有振幅大于一定的值時(shí)，樁才可能下沉，這個(gè)數(shù)值稱為起始振幅A0 ,隨著振幅加大，沉樁速度也加快，直到趨于一定的極限值A(chǔ)c，所以振幅的范圍是：A0

　　土壤的貫入標(biāo)準(zhǔn)值

　　土壤種類 N值

　　很疏松的砂土 0-4

　　疏松的砂土 4-10

　　中等密度的砂土 10-30

　　密實(shí)的砂土 30-50

　　很密實(shí)的砂土 >50

　　軟粘土 2-4

　　中等硬度的粘土 4-8

　　硬粘土 8-15

　　很硬的粘土 15-30

　　非常硬的粘土 >30