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我国桩工机械发展回顾与展望
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我国桩工机械发展回顾与展望
摘要：我国桩工机械行业经过60余年的发展，已经具有相当大的市场规模和品牌影响力，我国桩工机械无论从市场、企业、技术及产品等方面，已经走过了一个从无到有、从弱到强的发展阶段，并且一批具有很强实力的桩工机械企业正在向世界领先水平迈进。
关键词：桩工机械 发展 现状
在各种桩基础施工中，用来钻孔、打桩、沉桩的机械统称为桩工机械。目前，我国桩工机械行业企业数量多，规模小。近几年，一批自主创新能力强的桩工企业脱颖而出，带动国产桩工机械产品占据了国内市场95%的份额。随着国内桩工机械市场竞争加剧，竞争力较弱的企业将被兼并或者淘汰，三一重机、中联重科、山河智能等企业逐渐成为行业领先者，预计未来几年我国桩工机械行业市场将走向规范化、集中化。
我国桩工机械行业在经历了60年的发展后已经形成了一定的规模，不但可以基本满足国内日益增长的基础设施建设需要，而且已经走向了国际市场。在建国60年的发展过程中，我国桩工机械行业经历了由无到有、由小到大的发展历程,为新中国建设做出了不可磨灭的贡献。本文旨在对我国桩工机械行业60年的发展进行梳理，与读者共同感受桩工机械行业的进步。在此特别感谢中国工程机械工业协会桩工机械分会给予的大力支持。
桩工机械一般由桩锤与桩架两部分组成。除专用桩架外，也可以在挖掘机或者其中机上设置桩架，完成打桩任务。桩工机械的主要特点是，专用性强，生产批量小。2010年桩工机械行业工业总产值超过78亿元，销售收入达70亿元。2009年，各类桩工机械生产4942台，销售4615台，较2008年分别增长26.2%和26.6%;实现工业总产值65.19亿，销售收入57.66亿元，分别较2008年增长38.3%和30.8%。
工程地基基础的重要形式是各种桩基础、桩围幕等，打桩用的机械设备称为桩工机械。桩的种类比较多，根据用途可分为基础支承桩、防护围幕桩以及锚固桩等；根据材质，可分为钢桩、钢筋混凝土桩、木桩、砂桩和灰土桩等；根据桩的制造工艺不同，可分为热轧钢桩、混凝土预制桩、灌注桩以及砂桩等；根据桩的断面形状不同，有方桩、圆桩、管桩、钢板桩、工字形钢桩等。由于桩工机械只是用于基础施工，所以大部分桩工机械是属单件小批量的，因此桩工机械行业的规模也不会很大。从工程造价和施工工期来讲，基础工程要占全部工程的1/3。因此桩工机械的发展与不断进步，对我国的建筑机械化事业有着重要的促进作用。桩基础由桩身和承台组成，桩身全部或部分埋入土中，顶部由承台连成一体，在承台上修筑上部建筑。桩基础是常用的基础形式，是深基础的一种。桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉速度缓慢，能承担竖向力、水平力、上拔力、振动力等特点，因此在工业建筑高层民用建筑和构筑物以及地震设防建筑中应用广泛。解放前，我国几乎没有桩工机械制造业。20世纪50年代初期，我国基础施工全部使用旧中国从国外进口遗留下来的蒸气式打桩机和笨重的落锤。一五期间，由于国家重点建设工程的需要，我国开始仿制国外310t单作用和双作用蒸气式打桩机以及原苏联的Ⅱ系列振动桩锤，开始有了以仿制为主的桩工制造业。厂家都是施工部门的修配厂，当时还没有专业的桩工机械生产厂，所以50年代是我国桩工机械行业的萌芽时期。60年代初，一机部成立第五局--工程机械局，将上海电工机械厂改为上海工程机械厂，定点生产桩工机械，成为我国最早生产桩工机械的专业生产厂。并将一机部建筑机械研究所第二研究室定为桩工机械研究室，开始了我国自行研制桩工机械的成长时期。70年代是我国桩工机械行业发展时期，这个时期成立了桩工机械行业组，有桩工机械行业制造企业10余家，能生产4大类、30多个品种，年产量400余台。80年代是我国桩工机械行业壮大时期。1984年成立了中国建筑机械化协会桩工机械分会，有桩工机械行业制造企业20余家，上海同济大学、哈尔滨建筑大学、南京建工学院、东北大学等高等院校也开始从事桩工机械新产品、新技术、新原理的研究，能生产10大类、50多个品种、200多种规格、型号的桩工机械产品。90年代是我国桩工机械行业高速发展时期。行业制造厂家已发展到30余家，并形成了部属研究所、企业研究所、院校研究所(室)3个层次的科研设计力量，能生产400多种规格、型号的桩工机械产品，销售收入达6.5亿元。进入21世纪后，随着我国各种基础设施建设和住房建设的快速发展，桩工机械制造业及其市场得到了前所未有的高速发展，形成了几十家专业生产企业及上百个产品型号的规模。
我国的桩工机械制造水平经历了由低到高的发展历程，几十年来，桩工机械的技术进步主要表现在以下几个方面：
(1)制造企业与施工工法密切结合，开发研制新产品，实现了产品系列化。目前，柴油桩锤有筒式水冷、筒式风冷和导杆式三个系列共31个型号规格；振动桩锤有系列、引进生产的、系列、液压式可调偏心矩系列，共有47个型号规格；液压打桩锤有一个系列共3个型号规格；压桩机有一个系列共11个规格型号；长螺旋钻孔机有一个系列共7个型号规格；潜水式钻孔机有一个系列共4个型号规格；转盘式钻孔机有一个系列共15个型号规格；振冲器有一个系列共8个型规格；轨道式打桩架和步履式打桩架也基本形成系列，每种打桩架也有3～5个型号规格。(2)桩工机械产品普遍采用了液压传动、机械振动等先进技术，计算机辅助设计等先进设计手段,产品技术水平上了一个新的档次,达到了国外80年代末、90年代初的技术水平。在桩工机械产品中，履带底盘三支点打桩架、液压桩锤、步履式桩架、压桩机、部分型号的转盘式钻机、振动桩锤的偏心矩调节机构、夹桩机构、回转斗式钻机的动力头等均采用了全液压传动。为适应不同地质条件的施工，建设部北京建筑机械化研究院开发研制了系列液压式可调偏心矩振动锤，激振力可由调到数百吨，振幅可由0调到20mm。该机种目前已广泛应用于各种地基基础施工。1996年胜利油田为建造海上石油平台，与长沙建设机械研究院联合研制开发了、振动锤，采用了耐振电机和变频调速技术，其功率达600k，是国内超大型电动振动桩锤。由于桩工机械普遍采用了液压传动、机械振动、变频、变幅等先进技术，产品技术水平基本达到了国外90年代初水平。
(3)采用新原理、新结构研制了一批具有我国自己特点的桩工机械。我国有很多软土地带，为了在软土地区进行桩基础施工，并减少施工公害，在20世纪70年代初，根据北京地铁工程急需，我国研制成功了用于工字钢桩的液压式锚桩平衡反力的型压桩机,可同时压二根桩,单桩压力达160t。以后又相继研制成功液压式配重平衡的砼预制桩单桩压桩机，使用性能较好。该压桩机具有无空气污染、无噪音、无振动等优点，目前已批量生产。液压步履式打桩架也是具有我国自己特点的桩工机械，该机采用液压传动步履式新结构原理，接地比压低，通过性能好，能前后左右行走移位，也能回转，是一种结构紧凑、造价比较低，性能比较完善，操纵方便省力、技术适用性能可靠的打桩架，目前也已批量生产，广泛应用在桩基础施工中。
(4)通过消化、吸收进国外先进技术，促使了我国桩工机械产品技术水平的不断提高。1983年、1995年和1998年，上海工程机械厂以许可证方式分别引进了德国公司风冷筒式柴油桩锤系列、日本车辆制造双作液压桩锤系列和履带底盘三支点液压打桩架的设计制造技术。
