[科普中国]-压桩船

打桩船是从事水上打桩作业的工程船舶。通常用于码头、桥梁等水工建筑物的基础桩施工。打桩船船体为钢质箱型，主甲板一端竖有打桩架，可以俯仰，以适应打各种斜桩。桩架两边有吊钩，用于吊桩就位：桩架顶部吊有施打吊锤。

压桩船是打桩船的一种类型，用于压桩，以免对附近建筑物产生震动。 1

概述打桩船是从事水上打桩作业的工程船舶。通常用于码头、桥梁等水工建筑物的基础桩施工。

打桩船船体为钢质箱型，主甲板一端竖有打桩架，可以俯仰，以适应打各种斜桩。

桩架两边有吊钩，用于吊桩就位：桩架顶部吊有施打吊锤。

压桩船是打桩船的一种类型，用于压桩，以免对附近建筑物产生震动。1

压桩压桩是用静压力将预制桩压人土中的一种新的沉桩方法。

压桩与锤击法沉桩相比， 压桩避免了锤击应力，因此可减小桩的断面，钢筋用量也可减少；压桩不需要咎打木和纸垫等缓冲材科；桩头和桩身不易损坏，对地基和土体的影响较小；压桩时无噪音、无振动，可以满足某些特殊要求。

压桩足软基上一种较好的沉桩方法，这朴新型沉桩工艺，近几年来，巳相继在我国码头、船坞、滑道，特别是在工业与民用建筑基础工程中逐渐得到应用。2

水上压桩设备水上压桩设备一般由以下部分组成：压桩架与底盘、压桩力传动设备、压桩反力平衡设备，压桩力的测量仪器，辅助设备。

压桩架与底盘压桩架支承于底盘上，当吊桩或起重时起承重构件的作用，当压桩时起导向作用。

压桩架由架体、架顶起重设备和导向龙口等组成。

水上压桩以船体为底盘，除支承桩架，固定或安放压桩用的其它设备和运行部件外，还直接承受压桩反力。

如果把常用的打桩架改成压桩架时，其桩架部分只需加强导向龙口就可以了，但其底盘部分多半要重新设计，制造配套，以适应压桩的特殊要求。

水上压桩架架体分成主架和副架两部分，即称为分离式结构、压桩船采用这种结构型式的好处是拆装方便，利用主架可以进行副架的拆装。

压桩高度的确定主要根据使用条件，以单根最大桩长来计算。水上压桩的桩架高度计算式如下式：

式中各符号代表如右图所示。

压桩力传动设备压桩力传动设备一般有三种类型：

（1）绞车加滑车组

利用绞车卷绳的牵引力通过几套多轮滑车组把桩压入土中。

滑车组把绞车的牵引力转变成作用于桩顶的压力，并作为省力机构，使较小的牵引力可以产生较大的压桩力。当绞车收卷钢丝绳时，通过滑车组将压梁拉下，桩就徐徐被压入土中。

①压桩绞车

一般为电动或蒸汽动力。绞车除满足牵引力外，还要注意滚筒卷绳用量。一般说来，压人较长的桩时，宜采用摩擦式绞车，以减少卷筒容绳量和牵引力的摩擦损失。

蒸汽绞车的动力是自给的，其操作简易，故障较少，因此特别适合无电源的偏僻地区的施工。

②压桩滑车组

滑车组一般有二组或者四组，各滑车的轮数常取3—5只，主要根据绞车的牵引能力和所需压桩力来确定，当用四套滑车组时应配备两台同步的双滚筒绞车。

滑车组的布置应对称于桩轴，其中动滑车设置在压梁箱内，静滑车固定在作为反力平衡重的桩架底盘上，如右图所示。

③压梁

压梁是直接传递压桩力的部件。需有足够的刚度。压桩绞车的动滑车一般就设置在压梁箱内。压梁箱的侧面联结着可沿导向龙口走动的导向架。在压桩过程中为了避免发生压梁卡住龙口的现象，导向架与龙口之间采用滚动摩擦，并楣应地拉大了上、下滚筒的间距（1.0—1.5m）。

为防止压桩力发生较大的偏心，在对压桩滑车组之间还必须设置有平衡滑车，以便将两边钢索拉力自动调整匀称。绞车加滑车组的能力大小取决于绞车的牵引力和各滑车组的倍率，其压桩能力可用如右图所示的算式计算：

（2）吊载压桩设备

直接利用吊载的重量作为静压力的压桩。作业时，先将桩定位立好，然后把压桩所需的重量用起重船吊起，安放在桩顶上，将桩压入土中。

吊载压桩在水上填挡区（老结构后面空挡）压桩中采用，施工效果良好。可以在无导向龙口情况下连续压桩，速度也较快，它具有无导向架压桩的独特性，又有不必另外设置反力平衡设备的优点。但对起重设备的要求较高。

（3）组合式液压千斤顶

这种型式的静压力由液压千斤顶来提供，主要用于钢板桩工程，这种型式的工作原理在后面述及该种反力平衡类型时介绍。

压桩反力平衡设备反力平衡设备的类型主要有：

（1）利用平衡重物

设置重物平衡压桩反力可结合实际情况选择采用，如右图所示列举了其中三种：

设置平衡重物时必须注意将其重心尽量布置在压桩轴线上，以保证发挥最大作用并防止偏斜。

（2）利用水压自动平衡

作用平衡的水箱是船艏和船艉的水舱。当作用在船艏上的压桩反力变化，使船发生纵倾，船艏、船艉水舱的水面随即变化。这一变化由控制系统感受后，自动开闭大容量水泵的设备开关，调节纵倾，使船体保持平衡。

采用压水自动平衡方法与目前打桩船上常用的平衡车平衡的方法相比，它有着非常明显的优越性。

①平衡能力很大，能自动控制；

②平衡迅速、准确、灵敏； ‘

③充分利用压水舱，船体受力均匀；

④进厂修理无须搬运压铁，减轻体力劳动。

（3）利用桩的自重与抗扰阻力配合液压千斤顶压桩

在钢板桩工程中，先将几根双数的钢板桩拼立，每一根钢板桩都对应地与一只液压千斤顶相联接。压桩时，先压入一对对称的桩，其余的桩的自重用作平衡反力。压入一个行程后，调换压另一对对称的桩，这时又将其余的桩的自重以及八土部分的抗拔阻力作平衡反力，压至行程后再行调换，如此循环反复，直至一组桩全部压入为止。

在老结构的修补加桩工程中，压桩的反力直接用老结构物的自重和抗拔力来平衡是最简单易行的好办法，它不需另设平衡重物和较复杂的机构，只要解决与老结构物的锚固联结就行了。

压桩力的量测仪器在压桩工程中系统地测量压桩力可提供压桩设备的工作状态。随时发现问题，及时解决。又可鉴别桩尖持力层的坚硬度，为使用期桩基工作状态提供依据。

（1）压桩力的量测仪器

压桩力的量测仪器有拉力计、油压缸测力计、扁千斤顶测力计，以及压电式或电阻

式等非电量传感的电测仪器等。

目前使用较多的是油压缸和扁千斤顶，它们都是油压式的测力仪器。

①油压缸测力计

油压缸测力计如同一个无进出油阀的油压千斤顶。有时直接用关闭了油阀的油压千斤顶也可以代替使用。由油压缸引传压管(如紫钢管等)与压力表相接。

当压桩过程中压桩力传到活塞顶时，缸内油压通过压力表可以立即反映出来，然后，根据油压与压桩力的关系曲线查得压力的大小。

它的外壳由薄钢板冷压而成，板厚一般2——3mm，外形多呈饼形，内贮满粘性较小的碇子油或变压器油，由紫铜管引出，外接压力表如右图所示。图中的召型受力条件较好，A型因加工方便，目前用得较多。

测力计的设置，可以放于桩顶，也可以安在桩架底盘的压桩反力锚固端上，这要根据情况恰当地选用。一般认为后者较优，因为其测力计位置固定，它不随桩顶上下移动，因此测读方便、准确。

（2）压桩力量测仪器的自动记录装置

在压桩过程中，为了及时地、准确无误地测量出压桩全过程的压桩力大小及其随入土深度的变化，采用自动记录是十分必要的。3

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学