[其他]用于地基处理的强夯锤头

说明书

强夯锤头是建筑施工中进行地基处理所采用强夯机具装置之一，本发明是按现有设计夯击锤头实物发展而来的。

已公知的锤头，其排气孔开度太小，并且是上小下大，以致锤头在夯坑内运动时，空气不能及时由坑内排出，空气密度不断加大，导致坑内空气压力和温度极度上升，产生一个阻止锤头下落的反作用力，下落速度迅速减小，随着夯击次数增加，坑的深度的加深，情况愈加恶化，造成锤头动能严重丧失，达不到应有的夯击效果。同时，由于锤体受风力载荷影响，或主机因地面诸因素影响，造成落锤偏离原夯点，锤体在坑内偏斜，也达不到夯击效果，严重的是提锤时，锤鼻往往折断。鉴于上述情况，夯击效率很低。

本实用新型：对水泥锤头或铸铁锤头的排气孔适当增大排气孔开度。过大增大排气孔开度，会提高锤头的静压力，将引起夯击质量的下降，这是地基处理施工所不允许的。因此，设计排气孔最佳开度是本发明任务之一，第二，改进锤头构造，确保任何情况下提起锤头时，锤鼻不会折断。

解决任务的方法是：设计这样的排气开度，使其数个园柱形排气孔（3）断面面积之和与锤底面积之比值为0.09～0.12，同时，在锤鼻（4）与锤柱（5）之间，装有一个可以拆卸的铰接件（6），其轴线在锤鼻的几何平面内，呈水平位置。

由于锤头设计有最佳排气开度，使得单位时间内从排气孔排出气体的流量，等于单位时间内锤头排挤坑内气体的量。这样，强夯落锤刚刚进入夯坑的速度，一直在坑内保持，锤在坑内作匀速运动。则高空落锤获得的动量，不受坑内气阻的影响，才能消除夯坑的“气垫效应”。达到所谓锤锤有效。这是依据建立了落锤过程的数学模型和运动方程，应用空气动力学计算和进行强夯试验所取得的结果。尤其对高能级的强夯作业，具有重要的意义：在强夯施工工艺设计中，能准确的确定单位面积的夯击能；在质量检测工作中，为最后三击的标准贯入度，提供准确的数据。同时，由于锤鼻根部设计了可以拆卸的铰接件，相当于吊钩与锤鼻组成了一个十字轴万向节那样的机构。当锤头因外界因素偏斜的落入坑内，如果锤体中心线偏斜方向是在锤鼻几何平面内，提锤时的作用力，将使吊钩沿锤鼻圆弧内缘滑动，见图4。如果锤体中心线偏角方向是垂直于锤鼻几何平面，提锤时，吊钩作用力将使锤鼻绕铰接轴转动锤头偏斜角，见图5。往往锤体中心线偏角，不在锤鼻几何平面内，又不垂直于此平面，提锤作用力将使吊钩沿锤鼻圆弧内缘滑动的同时，锤鼻也绕铰接轴发生转动。在这些情况下，锤鼻根部都不会产生弯矩，故锤头偏斜任何方向的情况下，锤鼻不会折断。而且，当锤鼻严重磨损后，可以拆旧更新。试验证明效果优良，夯击效率提高近两倍左右。

图1：现有技术的锤头构造。

图2：实用新型锤头正视图，其中1－外壳，2－混凝土，3－排气孔，4－锤鼻，5－锤柱，6－铰接件，7－弹簧片        8－螺栓。

图3：是图2铰接件处的A向放大视图，其各另件号与图2相同。

图4、5：是往往发生落锤在坑内偏斜的两种极端情况下，提升作业状态。

图2描述了一种25t重、7m²作用面积的强夯锤头，是由较厚铁板（16～24mm）铺底，与较薄的铁板（8～10mm）组焊成圆桶形外壳（1），在内部均匀分布有四个孔径为500mm的排气孔（3），在中心设有钢板锤柱（5），通过加强板与底板焊牢，并与桶壁铁板之间，铺设四层钢筋，组焊成一个整体骨架，再浇灌400号混凝土（2）。在锤鼻（4）与锤柱（5）之间，装有一个铰接件（6），其轴线在锤鼻的几何平面内。可以在锤柱（5）的两侧安装弹簧片（7），用数个螺栓（8）将其固定。使得锤鼻因发生偏转角后自动回位到中立位置。排气孔管为圆柱形，不允许变径呈锥形，否则，将产生气阻损失。锤体外形稍有4°正锥角，以便减少入坑对土的摩擦力。此实例制造工艺简而易行，造价较低。