訚耀保, 喻展祥, 李文顶, 林 登, 郭传新

(1.同济大学 机械与能源工程学院, 上海 200092; 2.上海航天控制技术研究所, 上海 201109; 3.浙江永安工程机械有限公司, 浙江 温州 325204;4.北京建筑机械化研究院, 北京 100007)

引言

桩是一种设置在土体中竖直或倾斜的传力构件，能够将来自地面建筑的全部或部分载荷传递到较深和较强的土层中去，具有承载力大、抗震性能好、适应性强等特点。据估计，桩基础工程占建筑基础总工程的1/2～2/3[1]，而建设桩基础的关键在于沉桩。锤击沉桩方式以其工艺简单、打击能量高、使用成本低等优点在现代桩基施工工程中占很大比重[2]。锤击沉桩设备主要包括柴油锤和液压锤，随着近年来人们开始追求以高效、环保和可持续为目标的绿色发展理念，柴油锤因在施工时存在噪声大、油烟污染严重和打桩效率低等问题，已经在许多国家和地区被限制使用。相对而言，液压锤不仅不存在环保方面的问题，还具有打桩能量高、施工适应性强、可实现打斜桩和水下打桩等优点，因此在打桩设备市场上液压锤有逐渐取代柴油锤的趋势[3-4]。

在沉桩之前往往需要对可打入性进行分析，因此涉及沉桩设备元件进行合理的选型与匹配以保证沉桩过程的经济性和高效性，同时要避免在沉桩过程中出现截桩、桩身压溃和桩头损坏等现象[5]。为此，在给定的锤-桩-土系统的情况下对沉桩能力进行分析至关重要。国内外关于沉桩动力学方面的研究主要经历了2个……