抱夹式液压静力压桩机全自动压桩系统优化方案

抱夹式液压静力压桩机（以下简称抱压桩机）凭借低噪声、低振动、污染少等诸多优点，在我国软土地区城市的基础施工中得到广泛应用，经过多年来的不断改进和更新，已取得长足发展。

图5-80 抱压桩机实物

1.抱压桩机压桩系统应用现状

抱压桩机主要是以桩机的自重（包括配重）作为反作用力，以克服压桩过程中的桩侧摩阻力和桩端阻力。抱压桩机的设计压力已经达到6000～12000kN。抱压桩机主要由纵向行走机构、横向行走机构、平台、支腿、压桩门架、夹持器、起重机、配重、液压系统、电器控制台和操作室等组成。其实物如图5-80所示。

在抱压桩机的运行中，压桩系统为主要工作装置，也是工作时间最长、操作最为频繁的系统，其工况包括夹桩、压桩、松桩和提夹持。目前国内大多数抱压桩机多采用的是2～4台液压定量泵驱动，通过手动阀实现对压桩液压缸和夹桩液压缸每个工况的控制。一般用阀内、阀外合流实现流量整合，以提高压桩速度，有的采用ZS1系列手动阀实现压桩液压缸的差动连接，达到提高压桩速度的目的，而一些老型号抱压桩机或小厂家生产的抱压桩机，由于种种原因，还没有压桩系统提速的概念，这一类抱压桩机将成为今后旧设备再利用中的重要改造对象。在操作过程中，工人必须不停地来回拉动操作杆，有时还必须同时拉动几根操作杆来回切换，才能完成各种压桩工况和压桩液压缸的增速或加力，既增加了设备的操作难度和操作的劳动强度，容易产生疲劳，又降低了施工效率，增加了不安全因数。因此，有必要对抱压桩机的压桩系统进行自动压桩的升级改进，以消除不良因素，提升设备附加值。

2.抱压桩机压桩系统原理

抱压桩机采用阀内、阀外合流压桩系统，由两台双联齿轮泵通过阀内合流和阀外合流实现主辅压桩缸的快速压桩和增力压桩（见图5-81）。液压油从齿轮泵出油口经单向阀（11、15、16、18）合流为两路进油，分别进入手动多路阀组（2、20）。压桩系统运行时，一般情况下或当压入桩阻力较小时，推动手动多路阀组20的主压缸控制阀杆和手动多路阀组2的合流阀杆，主液压缸由两台液压泵全流量供油，即阀内、阀外合流，达到小阻力时快速压桩的目的；当压入桩阻力较大，主液压缸的压桩力不足以克服桩的阻力时，推动手动多路阀组20的主液压缸控制阀杆和辅液压缸控制阀杆，实现慢速增力，满足单桩大压桩力的要求。液控单向阀21、22的作用是增加压桩液压缸无杆腔油管的流通通径，减少压桩液压缸液压油回程阻力，提高回程速度。该压桩系统较其他抱压桩机而言，具有整体压桩速度快的特点。

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图5-81 全手动抱压桩机液压系统

1—夹桩液压缸 2、20—手动多路阀组 3—顶升液压缸 4、11、15、16、18—单向阀 5—短履液压缸 6—长履液压机 7—主液压缸 8—辅液压缸 9—节流阀 10、21、22—液控单向阀 12、17—双联泵 13、19—电动机 14—截止阀

3.全液压自动压桩系统原理

将图5-81中的手动多路阀组2、20的三个压桩阀块和夹桩阀块替换成同规格的液动阀，以实现液动控制。如图5-82所示，泵19提供先导液压油，二位三通手动阀32用来实现压桩系统的手动与自动切换。先导多路阀组28分别控制多路阀组5和16上的四块阀片，即主液压缸阀片、辅液压缸阀片、夹桩液压缸阀片以及合流阀片，其功能与图5-81所示的手动油路控制相同。当阀32切换至自动控制位时，先导液压油经插装阀33和梭阀34，推动液控夹桩阀片，夹桩液压缸有杆腔进油，夹持器松弛即松桩。夹桩液压缸有杆腔压力达到外控顺序阀35所设定压力时，阀35打开，先导油推动主液压缸阀片和辅液压缸阀片，主液压缸

图5-82 带自动压桩油路的液压系统

1、10—双联泵 2、11、20—电动机 3、12、13、14、38—单向阀 4—节流阀 5、16—多路阀 6、21、23—液控单向阀 7—夹桩液压缸 8—顶升液压缸 9、22—节流阀组 15—截止阀 17—长履液压缸 18—短履液压缸 19—先导泵 24、25—行程阀 26—主液压缸 27—辅液压缸 28—先导多路阀组 29、33、36—插装阀 30、31—溢流阀 32—二位三通手动阀 34—梭阀 35、37、39—外控顺序阀

和辅液压缸有杆腔进油，此时夹桩液压缸依然保持先导控制压力，即松桩并提夹持。压桩液压缸行程收缩完毕时，行程阀25打开，其先导油推动夹桩阀片的同时，截断插装阀33，夹桩液压缸无杆腔进油，开始夹桩。当夹桩液压缸无杆腔压力达到预设压力后，外控顺序阀37接通，先导油一路经单向阀38进入夹桩阀片，使夹桩液压缸保持压力，插装阀33关闭，另一路进入主液压缸阀片，并经插装阀29进入合流阀片，使主液压缸合流快速压桩。当主液压缸的压桩力达到最高压力时，外控顺序阀39接通，先导油切断插装阀29的同时进入辅液压缸阀片，使主液压缸保持压力的同时辅液压缸开始工作，主、辅液压缸同时动作，达到增力的目的。压桩液压缸压完一个行程后，行程阀24打开，先导油切断插装阀36并通过梭阀34进入夹桩阀片，液压油进入夹桩液压缸有杆腔，夹持器松桩。动作依次循环，直至通过阀32切换到手动位，自动压桩动作便停止执行。