桩基创新和定制工程如何重塑建筑业

振动打桩机利用垂直振动将桩打入地下，减少土壤扰动和弃土产生，从而提高现场效率和生产力目标。

全球和本地基础设施及建筑业的扩张推动了桩基和地基改良需求的增长。城市化、工业活动以及对各种地质条件下稳定地基的需求，都在推动着这一市场的发展。

桩工机械的耐用性、减少停机时间和环保意识之间的联系日益明显。在使用提升机的场合，动力、速度、精度和可靠性等要求相互交织。

对于原始设备制造商 (OEM) 而言，采购耐用零部件至关重要，不仅关系到运营绩效，还关系到满足环境、社会和公司治理 (ESG) 标准。

据Grandview Research的数据显示，2023年全球桩机市场规模超过50亿美元，预计到2030年将保持4.2%的年均增长率。风能、太阳能和地热等可再生能源项目是推动这一增长的关键因素，因为可持续能源对商业和住宅建筑都产生了影响。

施工理念正在转变，摒弃低效、污染严重的施工方法。在成本上升、法规日益严格以及环境压力等因素的推动下，人们越来越注重提高施工现场效率、降低能源消耗和减少排放。

2023年，总部位于英国的桩基专家联合会（FPS）推出了一项可持续发展章程，旨在支持碳减排和更广泛的ESG（环境、社会和治理）实践。该章程为成员设定了最低标准，涵盖现场运营和公司实践。

国际可持续发展论坛 Construction21 最近指出，环境影响与设备维护问题可能导致的计划外停机时间之间存在联系。

项目延期可能会对地表和大气污染造成影响，因为这会延长径流和栖息地退化的风险。为了保持竞争力，必须避免环境和监管方面的陷阱，同时还要控制工期和成本超支。

桩基承包商面临的压力

Roger Bullivant 有限公司生产的机器，例如图中所示的新型 4500 型振动打桩机，可用于打桩和地基改良应用。

桩基承包商面临着越来越大的压力，需要在减少浪费和最大限度地提高安装灵活性的同时优化现场效率，优化改善地基稳定性的方法，并增强软弱土壤的岩土工程特性。

根据具体场地条件和项目要求，采用不同的方法来解决土壤质量、深度和荷载需求等问题，例如振动碎石桩、旋转钻孔和连续螺旋位移等技术。

打桩机是结构复杂的机械，必须经过精心设计才能施加巨大的力并保持极高的精度。操作人员依赖于根据特定场地要求、环境法规、地方条例和生产效率需求量身定制的设备。

振动石柱在商业建筑和住宅建筑等领域的吸引力在于其能够提高土壤密度和强度，最大限度地降低污染物扩散的风险，并且不会产生任何废料。

对于需要提高土壤承载力的脆弱地基和人工地基条件而言，这可能是理想的选择，有助于缓解沉降问题并加快固结，尤其适用于涉及污染土壤的项目。

依靠生产力

罗杰·布利万特是一位建筑行业专家，他生产用于自身桩基和地基改良工程的机械设备。他们寻求一种工程解决方案，以解决提升机部件的性能和可靠性问题，这些问题导致工时损失和现场作业速度下降。

疫情后制造业劳动力供应链问题主要归因于零部件供应波动和生产延误。为了找到解决方案，Roger Bullivant Limited 与总部位于英国的液压设备开发商和 Paccar Winch 产品（包括 Braden 绞车和起重机）分销商 Koppen & Lethem 建立了合作关系。

Koppen & Lethem 与打桩机制造商紧密合作，根据其规格和要求定制设计了一套双向提升系统，从而促进了全面的需求评估和工程团队之间的协作。他们着手重新构思一种采用固定环路设计的双向打桩提升机，钢缆两端均牢固锚固，以确保精准定位和始终如一的高效运行。

这种方法得到了罗杰·布利万特设备和独特起重机装置的详细图片的支持。报告重点介绍了设计和操作方面的挑战，并明确提出了对质量保证、零部件和生产能力的要求，以支持高负荷循环的机器性能、现场效率和部件寿命。

为了满足这些需求，布雷登公司对其CH210A型提升机进行了改进，使其具备双向“环形”提升功能，首层拉力可达21,000磅。该提升机采用分段式设计，一部分拉线收回，另一部分拉出，从而实现更精准的控制和钻头操作。这套新系统被集成到罗杰·布利万特有限公司的4500型振动打桩机中，显著提高了作业精度、生产效率和部件耐用性。

据 Koppen & Lethem 总经理 Gavin Davies 介绍，他们的重点是打造能够满足市场高要求的可靠解决方案。“提高生产效率至关重要，”他强调了桩工作业中精度和性能的重要性。

双线缆支持

打桩机经过精心设计，能够以极高的精度施加巨大的力。而使用提升机时，动力、速度、精度和可靠性等要求则相互交织。

Braden CH 系列起重机采用超越离合器和密封、高效的行星减速齿轮设计，能够承受重型建筑作业的严苛条件，实现连续作业性能。

新型 CH210A 起重机采用环形系统，电缆两端牢固固定，确保精确定位和稳定运行。

与标准的 200 巴规格相比，根据桩机 OEM 的振动打桩机规格设计的提升机可以承受更高的工作压力，并与可在 300 巴压力下运行的活塞马达配合使用。这使得在密实或复杂的土壤条件下打桩或拔桩时能够提供更大的力。

据称，该提升机的设计可确保对设备进行更精准的控制，从而减少停机时间并提高现场效率。该系统能够更好地利用高强度钢丝绳，并且经过专门设计，可在更高的转速和输入扭矩下延长使用寿命。

“CH210环形绞车的规格要求很高，”戴维斯说。“一部分钢缆从顶部绕过并安装在顶部，另一部分钢缆从下方安装，可以上下拉动。”

他继续说道：“打桩是一个竞争激烈的市场领域，性价比至关重要。我们最终想出的办法是将钢缆两端都安装在提升机卷筒内部。卷筒上设计了凹槽，因为钢缆的管理至关重要。”

计划外停机的真正成本

施工设备发生故障不仅会增加拥有成本，还会延长项目工期。项目延期会导致负面的环境后果，例如排放量和径流增加，同时也会影响外界对公司可持续发展形象的认知。

根据Aberdeen Strategy & Research的数据，2016年各行业平均停机成本约为每小时26万美元，经通胀调整后，相当于如今每小时约34万美元。减少停机时间有助于降低劳动力成本、提高现场效率并减少碳排放，从而符合ESG（环境、社会和治理）目标。

近年来，诸如振动石桩等技术取得了重要发展，这些技术不会产生废料，有助于减少建筑工地污染物径流，提高工地效率，加强生态保护。

提升机部件的性能优化在减少意外停工和延长打桩设备的使用寿命方面发挥着至关重要的作用。

对于像 Roger Bullivant 这样的原始设备制造商 (OEM) 而言，在停机时间会直接影响环境和财务结果的行业中，优化制造供应链关系、起重机部件性能和打桩机可靠性可能被视为至关重要。

戴维斯说：“在 20 世纪 70 年代和 80 年代，在英国的各个行业，我怀疑在世界范围内也是如此，到处都是挤满了工程师的房间。比如，有人负责维护绞车，就有液压团队，还有电子团队。”

BRADEN CH 210A 是一款双向“环形”起重机，其改进型经过专门设计，以满足 Roger Bullivant Limited 的应用需求。

“在中小型的原始设备制造商（OEM）中，大型工程部门已经不复存在。因此，像绞盘、液压系统、遥控装置等专业工程工作都由 Koppen & Lethem 代表 OEM 完成。我们所做的一切都是根据客户的具体需求量身定制的。这也是他们对我们的期望。”

桩机市场的未来

随着需要动态地基改良和稳定解决方案的基础设施项目推动对符合建筑公司可持续发展目标和运营要求的设备的需求，打桩机市场持续增长。

Roger Bullivant 有限公司已将更多 CH210A 打桩机纳入其专业钻机车队，进一步增强了其地基改良能力并提高了燃油效率。

Roger Bullivant有限公司全国桩基作业经理Andrew Clarke表示：“新引进的4500型振动打桩机是我们设备阵容的又一重要补充，它增强了我们地面加固部门的能力，提高了燃油效率并减少了排放。因此，这将有助于我们实现到2030年减少碳足迹的目标。”

在竞争激烈的市场中，根据客户需求量身定制的工程解决方案至关重要。通过确保设备正常运转并避免不必要的延误，建筑公司既可以实现环境、社会和治理 (ESG) 目标，又能提高工地生产力。

Todd Razor 是一位居住在美国中西部的记者，报道全球建筑、制造和物料搬运技术领域的行业人物和趋势。