针对液压高频振动锤拔桩体系的振动特性分析

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1、第32卷第1期土木工程与管理学报V0I

2、32No．12015年3月JournalofCivilEngineeringandManagementMar．2015液压高频振动锤拔桩体系的振动特性分析谢伟民，郭启文，陈龙珠(1．宁波国际投资咨询有限公司，浙江宁波315040；2．上海交通大学土木工程系，上海200240)摘要：发达国家和我国使用逐渐增多的液压高频振动桩锤，是一种低振动噪音、机动性强的桩基施工新技术，对拔桩具有独特的优势。本文运用结构动力学理论，建立了基桩一振动桩锤一吊缆整体动力分析模型及其解答，由此分析了基桩、桩锤及吊缆相关参数的影响规律，初步总结了在振动拔桩施工中基桩获得有效激振

3、而桩锤吊挂设备受振尽可能小的技术条件。研究表明，基桩振幅并非随着振动频率的升高而单调增大，应配备振动监测系统并由此优化调整桩锤的工作频率。本文成果对我国液压高频振动桩锤的设计和施工参数优化，具有较高的理论参考价值。关键词：液压高频振动桩锤；振拔桩；振动分析；参数优化中图分类号：TU473．1；TU67文献标识码：A文章编号：2095-0985(2015)01-0007-06DynamicsofPileExtractionbyHydraulicVibratorswithHighFrequenciesXIEWei．min，GUOQi—wen，CHENLong-zhu(1．NingboIntern

4、ationalInvestmentConsultingCoLtd，Ningb0315040，China；2．DepartmentofCivilEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai2OO24O，China)Abstract：Thehydraulicpilingvibratorwithhigh~equencyismobileaswellasoflowvibrationandnoise，whichhasbeenusedinsomedevelopedcountriesandinChina．Basedontheoriesofstructured

5、ynamics，ahybridmodelofpile—vibrator—suspensionsystemwasproposedandtheanalyticformulationswerederivedtocalculatethedisplacementofpiletopandtheforceofsuspensioninducedbythevibrator．Theparametricanalysisshowedthatthedisplacementofpiletopdoesnotmonotonicallyincreasewithincreasingfrequenciesandavibratio

6、nmonitoringsystemisneededtoreasonablyadjusttheworkingfrequency．Theresultspresentedhereincouldbeausefulreferencetotheapplicationofhigh-frequencyhydraulicvibratorstopilinginpractice．Keywords：hydraulicpilingvibratorwithhigh—frequency；pileextraction；vibrationanalysis；parameteroptimization振动打桩锤，是利用一对或多对

7、偏心块反向振动法打桩是将桩或沉管与桩锤连接在一旋转产生的离心力，在水平方向上互相抵消、垂直起，桩锤振动力通过桩身传给侧边和底端土体使方向上相互迭加而形成简谐激振力来工作¨J，其之振动软化或液化而降低阻力，桩身继而得以贯力幅可表示为：入到土层中的设计深度。按振动频率大小，振动F0=13060(1)桩锤可分为低频(<15Hz)、中频(15～25Hz)、式中：是一个综合系数(N·S)，与偏心块质量高频(25～60Hz)和超高频(>60nz)四种；按矩等因素相关；=2是桩锤振动圆频率(rad／动力源，则可分为电动和液压两种。出于环境振S)

8、厂是振动频率(Hz)。可见，对给定非可变偏心动控制、桩基工程

9、场地适用性和施工效率等方面质量矩的桩锤，激振力幅与振动频率的平方成正比。的综合考虑，液压高频振动打桩技术在最近10余收稿日期：2014-09-08修回日期：2014—10-27作者简介：谢伟民(1962一)，男，浙江宁波人，高级工程师，研究方向为土木工程管理(Email：723905478@qq．con)通讯作者：陈龙珠(1962一)，男，安徽安庆人，博士，教授，研究方向为地基基础及土木工程防灾减灾(Emai