中南大学毕业设计论文（本科）
5.3.2阀芯其它参数的设计确定??????????????????45 5.3.3阀体壁厚的设计计算????????????????????46 5.3.4阀盖厚度的设计计算????????????????????46 5.3.5其它考虑?????????????????????????47 5.4主控换向阀的性能校核????????????????????47 5.4.1主控换向阀的泄漏特性???????????????????47 5.4.2主控换向阀的功率损失???????????????????49 第6章 打桩锤液压控制系统的动态仿真???????????????51 6.1仿真的基本概念???????????????????????51 6.2仿真技术在液压系统中的应用?????????????????52 6.3仿真的目的?????????????????????????52 6.4建模仿真软件——AMESim的介绍???????????????52 6.5打桩锤液压系统的动态仿真与分析???????????????53 第7章 设计总结与展望??????????????????????58 7.1本论文的总结????????????????????????58 7.2今后要做的工作???????????????????????58 第8章 结束语??????????????????????????59 参考文献?????????????????????????????60 附录1 英文译文 附录2 英文原文 附录3 实习报告
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第1章 绪论
在土木建筑中，桩基础是应用的比较广泛的一种基础类型，也是最古老的基础之一，它是人类在软弱地基上建造建筑物的一种创举。起支撑作用的打入式承载桩是土木工程科学与工艺的最早实例之一。早在新石器时代，人类为防范敌人袭击、猛兽侵犯和不断占地，就已经懂得在湖泊和沼泽地里栽木桩搭平台修建定居所
[1]
。人类关于桩基础的使用早有记载
[2][3]
，我国《水经注·汾水》记载的
公元前557～531年在今山西省汾水建成三十墩柱木桩桥梁；《三辅黄图》记载的秦代所建的渭桥（公元前221～260年）；英国保存的罗马时代修建的桥梁工程和河滨住宅的木桩基础；东安格里亚（East Anglia）沼泽地区修建的大修道院基础等。伴随着人类文明长河的不断奔涌，桩基础通过其丰富万千的形式和不可替代的作用，书写着建筑史上璀璨的篇章。
1.1桩基础简介
桩基础是由若干个沉入土中的单桩在其顶部用承台联结起来的一种深基础。其作用在于穿过弱的压缩性土层或水，把来自上部结构的荷载传递到更硬或更密实且压缩性较小的土壤或岩石上。它具有承载能力大、抗震性好、沉降量小等特点。在一般房屋基础工程中，桩基还需要承受来自侧向的风力、波浪力、土压力和地震力等水平荷载
[4]
。
桩的种类五花八门，如果考虑用于复合地基的各种柔性桩（如粉喷桩、碎石桩、CFG桩等）和近年来发展起来的异型桩（如树根桩、支盘桩、后压浆桩等）。据统计，竟有三百多种，但总的来讲，如不考虑尺寸的影响，根据不同目的，我们可以按不同的分类方法对刚性桩进行分类。按不同的施工方法进行分类，可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类。
（1）非挤土桩
指采用干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法的钻（冲）孔、挖孔桩。非挤土桩在成桩的过程中，对周围的土体没有挤压作用，不会引起土体中超孔隙水压的增长，因而桩的施工不会危及周围相邻建筑物的安全。其主要的类型如图1.1所示。
（2）部分挤土桩
指沉管灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩；打入敞口管桩时，土可以进入桩管形成土塞，从而减少了挤土作用。打入实体桩时，为了减少挤土作用，可以采取预钻孔措施，将部分土取走，也属于部分挤土桩。部分挤土桩的类型如图1.2所示。
（3）挤土桩
指打入或压入土中的实体预制桩、闭口管桩（钢管桩或预应力管桩）和沉管灌注桩。这类桩在沉桩过程中，周围土体受到桩体的挤压作用，土中超孔隙水
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压增长，土体发生隆起，对周围环境造成严重的损害，如相邻的建筑物的变形开裂、市政管线断裂，造成水、煤气的泄漏。在大中城市的建成区已严格限制挤土桩的施工。挤土桩的类型如图1.3所示
[5]
。
非挤土桩
干作业法 泥浆护壁法
管套护壁法 —贝诺特灌注桩
潜水钻成孔 灌注桩 钻孔扩底 灌注桩 钻头钻成孔 灌注桩 反螺旋钻成孔 灌注桩 正螺旋钻成孔 灌注桩
机动洛阳铲 成孔灌注桩 螺旋钻孔灌注桩
多节扩孔 灌注桩 钻孔扩底 灌注桩 人工挖掘 灌注桩
图1.1 非挤土桩的种类
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部分挤土桩 冲击成孔 灌注桩 冲击成孔 灌注桩 小桩 （IM桩） CIP 工法桩 PIP 工法桩 螺旋式 预制桩 打入式开口灌注桩 组合桩 埋入式桩
桩端压力 注浆桩 孔底压力 注浆桩 MIP 工法桩 爆破 灌注桩 图1.2 部分挤土桩的种类
中掘施工法
桩 预制孔打入式预制桩 挤土桩
挤土灌注桩 挤土预制桩
沉管灌注桩 干振灌注桩 夯扩灌注桩 静压桩
打入式桩
振动沉管桩 福兰克桩 冲击施工法桩 锤击沉管桩 夯击成型桩 摇动施工法桩 锤击振动沉管
桩 平底大头桩
沉管灌注 同步桩 图1.3 挤土桩的种类
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1.2设桩设备
设桩机械设备是从工业革命后逐渐发展起来的。特别是二十世纪，人类社会飞速发展，高大办公楼，重型工业设备。高炉以及船坞设备的发展都对设桩设备提出了更高的要求，与此同时各行各业新技术的发展又为设桩设备提供了无限发展的动力。特别是从1950年至今，在全世界范围内重型基础工程大量增加，同时，近海油田的开采经验，要求重型基础工程全面发展，这极大地刺激了设桩设备的发展，现在无论桩机的尺寸、高度，还是锤的重量、效率都在增加；并且，各种类型的较高容量机械的发展均伴随着移动灵活性和操作方便性的更多改进。设桩设备的类型一般可分为：设置打入式预制桩设备、设置钻孔式就地灌注桩设备。
1.2.1 设置打入式预制桩设备
[6][7]
此类设桩设备的沉桩方式包括锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩和射水沉桩等数种方式，其中射水沉桩只适用于砂土层中，水的压力需要达到0.55～0.7MPa,必要时可用压缩空气代替。
（1）锤击沉桩设备：包括各种落锤式打桩锤、蒸汽打桩锤、柴油打桩锤以及液压打桩锤等。
1）落锤式打桩锤
落锤式打桩锤由卷扬机拉升锤体，然后自由落下，利用自重夯击桩顶。一般锤重1～30KN，每分钟锤击次数小于12次，仅能在小规模工程中使用。其优点是构造简单、费用低廉。缺点是生产效率低、贯入能量小、对桩损伤大。
2）蒸汽打桩锤
蒸汽打桩锤利用蒸汽的压力将锤体上举，然后由锤的自重向下冲击桩顶。可以打水下桩、斜桩，甚至水平桩，对桩损伤小；工作性能不受土层软、硬和工作时间长短的限制，但需要配备一套锅炉设备，效率低、使用不方便。
3）柴油打桩锤
柴油打桩锤是利用柴油燃烧时释放的能量提升锤体的。柴油锤自带动力、使用方便、能耗低、生产效率高、能根据沉桩阻力的大小自动调节冲击力等优点；缺点是噪声大、废气污染严重、在软土及低温条件下启动困难、不能长时间持续工作。因受自重、公害及性能的约束，难以向超大型方向发展。
4）液压打桩锤
液压打桩锤是近几十年来发展起来的一种较理想的打桩锤。它利用液压能驱动锤体升降。其优点是可以根据土质情况及桩材质的强度，合理选择冲击力，以保证冲击能量的充分发挥而不损害桩身；在打桩过程中，同时可获得冲击力和贯入度指标，因而可有效地确定桩是否已经进入预定的土层上，并能直观地知道桩的允许承载力；液压打桩锤适合打斜桩作业及水下桩施工，液压打桩锤不存在软土启动困难的问题，而且能适应各种气候下的施工作业；沉桩力作用时间长，有
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