液压锤液压软管束状态的分析及试验研究

　　1 引言

　　在当前的桩基施工工程中，最广泛使用的设备是柴油锤、液压锤和电动振动锤。在国内，由于柴油锤的操作相对简单、使用方便，它的应用要比其他两种设备更为广泛一些。但随着海上施工工程的规模向大型化发展，码头、跨海大桥以及海洋石油平台等工程中所使用的基桩的直径及长度越来越大，对所使用的设备提出了更高的要求，特别是对所使用锤的打击能量的要求愈发加大。再则，人们的环境保护意识不断增强，柴油锤所产生的空气污染、水域油污染、噪音污染等逐渐引起人们的重视，特别是最近几年我公司在国外签定的几项工程，由于当地环保要求禁止使用柴油锤，因此只能使用污染较小的液压锤。随着国内对环保的重视，将来也会逐渐淘汰对环境影响较大的设备转而采用较环保的设备。第三，液压锤在使用中，其爆发能量的可调节范围要比柴油锤大，在当前国内外，液压锤选择的范围也比柴油锤大的多，因此不论从植桩的质量，还是植桩的直径大小来说，液压锤的使用都具有比较大的优势。

　　但在水上施工中，由于涌浪造成船体摇晃，以及打桩船上的吊钩、桩架等物件的影响，使得液压锤在使用过程中很容易造成液压油管及控制电缆 (以下简称液压软管束) 破损，从而造成水域油污染和设备故障，使得环境遭到污染以及降低植桩效率。就目前来讲，还没有开发出相应的技术，可以有效地控制液压软管束的状态，它们在使用过程中很容易遭到破坏。本课题就是要解决如何降低液压软管束在施工过程的破损率，提高液压锤使用的可靠性，使液压锤在船上的应用得以推广。

　　2 液压锤实船应用的现状

　　在国内，大多数打桩船均采用柴油锤进行施工，液压锤由于技术上存在一些困难，一般不受到用户的青睐。但在一些植桩要求较高的施工中，由于柴油锤的最大打击能量受到限制，每次爆炸能量可调节范围较小，显然不适合在这些工程中使用。而液压锤明显克服了柴油锤的这些缺点。如在上海外环线隧道的桩基施工中，当时国内最大的液压锤 (英国 BSPHHA-30) 就显现了它的优势。其最大打击能量为 360 kJ，而它每次的打击能量可在 60~360 kJ中调节，这样才能有效地将直径为 1 800 mm 的钢管桩植入泥面以下十几 m 的标高，并且将桩顶的标高精度控制在±5 mm 以内。这样的施工要求只有液压锤才能达到。

　　目前市场上，柴油锤最大的打击能量为 733 kJ (由上海工程机械厂有限公司在最近刚刚开发)，而液压锤的最大打击能量为 2 300 kJ，是柴油锤的 3 倍;在某些特定土质地基施工时柴油锤的能量有效传递系数为 27.75%~46.13%，平均为 35.17%，而液压打桩锤的有效传递系数为82.21%~95.00%，平均为 90.76%，是柴油锤的 2.58 倍。这就意味着液压锤的能量利用率远远大于柴油锤。