[发明专利]磁致驱动的振动桩锤及沉桩方法

说明书

本发明公开了一种磁致驱动的振动桩锤及沉桩方法，振动桩锤包括质量块和磁致驱动器；所述磁致驱动器包括交变电源、整流电路和磁致伸缩装置，所述磁致伸缩装置包括磁致伸缩块和导线，导线绕在磁致伸缩块外侧；当导线中的电流改变时磁致伸缩块受到的磁场发生改变，且此时磁致伸缩块的长度也随之改变。本发明可以让振动桩锤的激振频率直接进入工作频率。克服普通振动桩锤启动时激振频率由零增加至工作频率的过程中因穿越振动锤‑桩‑地基体系的共振频率而导致周围环境振动过大的问题。

技术领域

本发明属于岩土工程的振动沉桩领域，尤其涉及一种磁致驱动的振动桩锤。

背景技术

岩土工程打桩施工中，可以在桩顶部静力加载从而将桩压入土层中，也可以在桩顶部用冲击载荷将桩打入土层，但冲击载荷作用下对周围环境影响较大，因此在建筑物林立的市区这种冲击打桩的方法往往禁止使用。目前也有在桩顶夹持振动锤从而带动桩产生一定频率的竖向持续振动，在这个过程中桩和土的侧摩阻力和桩端阻力降低，从而将桩沉入地基中，这种方法相对而言对周围环境影响较小，但是这种振动锤是依靠成对的偏心质量块转动产生竖向激振力，在启动的过程中偏心质量块的转动频率由零逐渐增加、并且要穿越地基的共振频率、直至达到稳定的工作转动频率，而偏心质量块的转动频率穿越振动锤-桩-地基体系的共振频率时地基振动明显增加，特别在市区会对邻近建筑物造成过大振动，因此限制了这种振动锤在市区的使用。因此人们也开发出了免共振锤，即多组偏心质量块转动频率在振动锤-桩-地基体系共振频率附近时，偏心质量块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，这样在偏心质量块加速转动穿越共振频率时就不会对地基产生振动影响，而偏心质量块转速达到稳定的工作频率后多组偏心质量块产生的水平向激振力相互抵消而竖向激振力相互叠加，从而带动桩振动下沉进入地基。这种免共振锤因为对邻近建筑物影响很小，因此在建筑物密集的市区中得到成功应用，但是这种免共振锤价格高昂且远超过普通的振动锤价格。因此需要一种振动桩锤，它带有磁致驱动器，可以直接进入振动桩锤的工作频率，从而避免传统振动桩锤启动时频率需要由零逐渐增加至工作频率的过程，也避免因启动频率穿越振动锤-桩-地基体系的共振频率时导致邻近建筑物振动过大的问题。

发明内容

本发明为了克服普通振动桩锤启动时激振频率由零增加至工作频率的过程中因穿越振动锤-桩-地基体系的共振频率而导致周围环境振动过大的问题，为了让振动桩锤的激振频率直接进入工作频率，本发明提供了一种磁致驱动的振动桩锤。

本发明的技术方案：一种磁致驱动的振动桩锤，包括质量块和磁致驱动器；

所述磁致驱动器包括交变电源、整流电路和磁致伸缩装置，所述磁致伸缩装置包括磁致伸缩块和导线，导线绕在磁致伸缩块外侧，交变电源、整流电路和导线依次连接；当导线中的电流改变时磁致伸缩块受到的磁场发生改变，且此时磁致伸缩块的长度也随之改变；

所述质量块和磁致伸缩块从上至下依次连接。