更新时间：2023-09-19 11:09
打桩机（英语：pile driver），又名打桩锤，是一种大型工程器械，是广泛运用在建筑、桥梁、街道、河堤、地下连续墙挡土和防渗等施工中的重要机械设备。打桩机可以将各类桩打入土中，以提高基础的承载能力。
1475年，意大利建筑师乔治·马蒂尼的文章《建筑学论文（Trattato di Architectura）》曾出现了打桩机的图像，这也是世界上最早有关打桩机的记载，1842年英国人J⋅内史密斯发明了蒸汽锤用于锻打，次年发明了蒸汽打桩机，其后蒸汽打桩机快速发展，广泛应用于建筑行业中。1964年，荷兰HBG公司开始研发液压锤，并于次年研制成功了世界上第一台液压打桩锤。中国在20世纪90年代开始了液压锤的相关研发工作。
打桩机可以根据打桩方法分为锤击法、振动法和液压法三大类。其结构一般分为桩锤、桩架和动力装置三个主要部分。打桩机的工作原理是锤与桩之间的撞击在瞬间产生的撞击力使桩沉入岩土，是依靠锤头的重力加速度，将势能转化为动能的方式进行打桩作业。
在历史上的不同时期、不同地点都独立发明了打桩机。早在5000年前，苏格兰的一种建在水中木桩上的住宅建筑（crannogs）就有可能使用了打桩机。在古代中国，人们也常使用绳索吊起的石头辅助将桩打入地下。1475年，意大利建筑师乔治·马蒂尼的文章《建筑学论文（Trattato di Architectura）》曾出现了打桩机的图像，这也是世界上最早有关打桩机的记载，乔瓦尼·巴蒂斯塔·加佐拉 （Giovanni Battista Gazzola）也被认为是打桩机的发明者之一。1737年，制表师詹姆斯·瓦鲁（James Valoue）发明了马力打桩机；在列奥纳多·达·芬奇（da Vinci）的众多发明中，包括一个利用绞车驱动的打桩机。在19世纪工业革命开始时，打桩机开始在建筑行业发挥重要作用。
19世纪初，英国工匠约翰·雷尼 （John Rennie）开创了打桩机使用蒸汽的先河，1839年，苏格兰发明家詹姆斯·奈史密斯（James Naysmith）发明了第一台蒸汽锤，
1842年英国人J⋅内史密斯发明了蒸汽锤用于锻打，次年发明了蒸汽打桩机，其后蒸汽打桩机快速发展，广泛应用于建筑行业中。1875年，美国人奥蒂斯·塔夫茨(Otis Tufts）发明了美国第一台蒸汽锤，此后随着工业化过程中化石原料的广泛采用，柴油逐渐成为打桩机的首选能源。1920年，德国出现了柴油锤（Diesel Hammers），该机器的具有两个关键优势：能在没有外部能源来源的情况下运行、在保持相同冲击力的同时，柴油锤往往比其他打桩机更轻。1929年苏联开始生产杆式柴油打桩机，1938年德国制造出筒式柴油打桩机，第二次世界大战后，柴油锤被引入美国，。
20世纪50年代，苏联使用了振动打桩机，首次使用的型号是BT-5，该型号打桩机的动态力为214KN，在2-3分钟内可以打入3700个9-12m长的板桩，曾被用于苏联高尔基（现再次称为下诺夫哥罗德）水力发电开发项目的建设工作。
1964年，荷兰HBG公司开始研发液压锤，并于次年研制成功了世界上第一台打桩锤。随后在1969年，美国第一台液压振动打桩机MKT V-10被制造出来，这是一个开创性的机器，与之前的大多数振动打桩机有所不同。V-10悬架使用钢制螺旋弹簧为起重机吊臂和吊钩提供阻尼，其偏心轮很长并且交叉安装在机器上，电机连接到其中一个偏心齿轮，将动力传输到其余齿轮，而同时代的机器大多从外壳的前部到后部安装偏心轮。1976年英国BSP公司研制成功10吨级别的液压锤。20世纪70~80年代，德国、美国、苏联、芬兰、瑞典等国都先后研发了自己的液压锤。
20世纪70年代，打桩行业同时存在着蒸汽打桩机、的柴油打桩机和液压打桩机。然而，由于液压打桩机能够提供与蒸汽打桩机同一量级甚至更高的打击能量，又没有蒸汽打桩机复杂的外接设备，因此逐渐替代了蒸汽打桩机的市场。截止2016年，打桩机市场主流产品为液压打桩机。柴油打桩机由于其发出的噪声及废气给城市造成污染，在城市中的使用受到一定限制，只有海工作业等场合仍使用柴油打桩机。
中国在20世纪90年代开始了液压锤的相关研发工作，在经过21世纪头十年的一系列大型，超大型工程推动之后，桩工行业获得快速发展，甚至出口创汇大幅度上升。截止2016年，中国桩工机械的技术仍相对落后，未掌握核心技术，主要元器件需要进口。
现有打桩机种类繁多，其工作原理也各不相同，但它们的工作原理都是锤与桩之间的撞击在瞬间产生的撞击力使桩沉入岩土，都是依靠锤头的重力加速度，将势能转化为动能的方式进行打桩作业。
其工作流程是在打桩时，将锤座下部的桩靴压在桩顶上，用吊钩提升柱塞，然后脱钩往下冲击，压缩封闭在汽缸中的空气。随后通过控制系统控制打桩机的运动，由锤头冲击桩头，而使桩能够克服土的阻力而下沉。
打桩机一般是由桩锤、桩架和动力装置三个主要部分组成。
桩锤，是打桩机用来冲击桩身并把它打入土中的设备，其依附在桩架前部两根平行的竖直导杆(俗称龙门)之间，用提升吊钩吊升。主要负责为打桩机提供沉桩能量，桩锤的工作部件是一个很重的，能用作上下往复运动的锤头，即冲击部分。在工作时由锤头冲击桩头，而使桩能够克服土的阻力而下沉。桩锤可分为落锤、蒸汽锤、柴油锤、液压和振动，前四种靠打入法沉桩，后一种靠振动法沉桩。桩锤除用于沉预制桩外，还可配以钢管，施工沉管灌注桩。
桩架，是打桩机中旋挂桩锤，并引导桩锤上下运动以及举起桩身的设备。其主要为钢结构塔架，在其后部设有卷扬机，用以起吊桩和桩锤。不同类型的桩锤需配用相应的桩架。
动力装置，是打桩机中提供打桩动能来源的装置。各种不同的打桩机械，所采用的动力装置也不同。如蒸汽打桩机的动力装置为锅炉，柴油打桩机的动力装置是柴油桩锤，液压锤的动力装置为液压泵与其液压元件组成的液压系统，而自落式打桩机的动力装置为电动卷扬机，如果采用起重机桩架，则落锤的动力由起重机供给。
除桩锤，桩架，动力装置以外，打桩机还有吊钩，减震器，钢套，桩尖，机座等附属设施。
锤式打桩机是指用锤击法把预制桩打人地层的机械，根据锤式打桩机的动力不同，可分为落锤打桩机、柴油锤打桩机、蒸汽锤打桩机和液压锤打桩机。
1、柴油锤打桩机，是指利用锤体的上下跳动所产生的冲击力和柴油燃烧爆发的能量，把桩打人地层的机械。按桩锤的动作特点和结构的不同，可将柴油打桩机分为导杆式、气缸式和筒式三种。其适用于打一般承载力的各类预垒水泥土桩。
2、蒸汽锤打桩机，是指以蒸汽或压缩空气为动力的打桩机，其工作原理是利用高压蒸汽将锤头上举，然后靠锤头自重向下冲击桩头使桩沉人地下。按其作用的方式不同可分为单动式、双动式和差动式三种。双动式能满足大型桥梁、港口等大型桩基施工要求，差动式适用于大型桩基工程施工。
3、液压锤打桩机，是一种冲击式打设备，由于它不仅具有预制打施工法的优点，而且又可避免柴油锤所引起的公害，因此近来发展很快，逐渐成为预制桩施工中的主要机种。液压锤打桩机的工作原理是，在工作时，液压泵通过油器将油箱中的液压油泵出，使电磁阀通电并关闭回油腔，建立系统压力，液压油通过单向阅进入蓄能器，同时另一路的液压油进人液压缸下腔，提起锤体，液压缸上腔的液压油回到油箱。活塞上行到油缸顶部后压力油进入液压缸上腔，实现外差动，同时高压止回阀打开，上、下腔相通实现内差动，锤体下降。锤体接近传感器时，二位回通电液阀断电换向，液压油返回油箱，如此循环，完成内外差动液压锤的液压工作。
4、落锤打桩机，自落锤打桩机是一种较早而又简单的桩工机械，也称为吊锤或落锤，它利用卷扬机使重锤沿桩架的导向立柱升起，然后让其自由下落冲击桩头，把桩打入地层。现代桥梁工程桩基础施工中很少采用。
振动打桩机一般由振动打桩锤和改装后的液压挖掘机组合而成，其工作原理是利用打桩锤高速旋转产生竖直激振力，实现锤头的高频振动。通过减振橡胶块后，维持一定的振幅，将机械产生的竖直振动传递至桩体，使桩体周围的土体结构因振动而松散，桩身周围土体遇水浆化，减小桩身与土体的摩擦阻力。振动打桩机能够满足各种类型土质的打桩要求，对各类钢板桩、钢管护筒桩、混凝土桩进行沉拔施工。其优点是噪声小，其缺点是振动从地基传播出去，有可能影响沿途的房屋。
液压打桩机是以电机驱动的液压泵提供动力，以液压油作为工作介质，利用液压油的压力来传递动力，驱动桩锤进行打桩作业的工作装置。自出现以来，液压打桩机具有无需复杂外接设备，打击能量巨大，应用场合广阔等优点，按照输出方式的不同，液压打桩机可以分为以下几类：单作用打桩机，双作用打桩机，静压打桩机和振动打桩机；其中，单作用打桩机和双作用打桩机都是打击式液压打桩机。
静力压装机是依靠静压力将桩压入地层的施工机械。当静压力大于沉桩阻力时，桩就沉入土中。压桩机施工时无振动，无噪声，无废弃污染，对地基及周围建筑物影响较小。能避免冲击式打桩机因连续打击桩而引起桩头和桩身的破坏。适用于软土地层及沿海和沿江淤泥地层中施工。在城市中应用对周围的环境影响力小。
履带式打桩机是以履带式起重机为主机的一种多功能的打桩机械。它可以悬挂简式柴油打桩锤、各种液压打桩锤、振动沉拔桩锤，以分别施打各种类型的预制桩。如:普通混凝土预制桩、混凝土离心管桩、钢管桩、“H”型钢，此外，履带式打桩机还可打拔各种规格的钢板桩。如果悬挂长螺旋钻机，则能钻孔进行灌注桩和砂桩施工。当钻孔机与柴油打桩锤同装在一主机上，则能进行钻打结合的施工工法。履带式打桩机可分为，悬挂式履带打机，三点支撑式履带打桩机，机械传动式履带打桩机，全液压传动式履带打桩机，框架式履带打桩机，圆管式履带打桩机。
护栏打桩机主要由桩锤、桩架和附属设备构成，依据施工桩预制方法的不同分为打入法、振动法和压入法。护栏打桩机作为一种应用范围较窄、需求量较低的小型桩工机械，专门用于公路护栏钢管桩施工，应用于公路护栏安装、维修和抢修的野外工程施工，是公路护栏施工必不可少的工程机械。此外护栏打桩机还存在应用范围较窄、需求量较低、生产厂家多、技术含量低等诸多问题。
螺旋桩机采用长螺旋成孔，可通过钻杆中心管将混凝土(或泥浆)进行泵送混凝土CFG桩施工，即能钻孔成孔一机一次完成，也可用于干法成孔、注浆置换改变钻具后还可采取深层搅拌等多种工法进行施工。该机液压步履桩架主要由顶部滑轮组、立柱、斜撑杆、底盘、行走机构、回转机构、提升机机构、操纵室、液压系统及电气系统组成。
打桩机的基本技术参数是冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。
冲击部分重量即指锤桩冲击桩身时，冲击瞬间使桩头受到一个很大的力所产生力大小的一个值，一般常用桩锤，冲击部分重量从几十公斤到六吨左右。
冲击动能即打桩时，锤头冲击垂身等部件时所产生的的动能，是计算单桩承找力的主要参数。
冲击频率是指活塞每分钟对杆的冲击次数，打桩机的冲击频率一般在3~1500次/分范围内。
打桩锤广泛运用在建筑、桥梁、海洋工程等行业的工程施工过程之中。
由于振动打桩机能够满足各种类型土质的打桩要求，对各类钢板桩、钢管护筒桩、混凝土桩进行沉拔施工，因此其在建筑，桥梁等行业的施工过程中有着广泛的应用。
由于液压打桩锤具有可控性好、适应范围广、打击效率高、污染小、噪声低等特点，加之在桩基施工中，预制桩应用越来越广泛，而环保要求不断提高，使得液压打桩机正在广泛应用于海洋工程行业中。
随着时代的发展，大型工程和超大型工程已经不再少见。而工程的大型化使得桩的尺寸要求也随之增加。为了应对直径越来越大，长度越来越长的桩体，桩机的打击能量也必须提升。一般来说，体积越大的桩机打击能量也越大。
近年来，空气污染，噪声污染等问题随着环境保护意识的深入人心而显得尤为突出。政府也相继出台了相关法律、法规对城市和城镇内桩工机械的使用进行了一定的限制，但是城市的基建工程却不会因此而停止。在这样的大前提下，不造成大气污染，不产生噪声污染的桩工机械就大有可为。
在施工场地需要使用桩机的场合很多，但是很多场合并不适合安置大型桩机。在这种情况下，能够提供相同打桩能力，但是体积相对较小的桩机就能发挥很大的作用。
振动打桩机在实际使用中电动机易烧坏，轴承和液压接插件等关键零部件容易损坏，应对关键部件进行可靠性研究，提高使用寿命。
随着中国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，三一重机有限公司、中联重科、山河智能等企业逐渐成为行业领先者，并且随着中国城市化进程的推进和基础设施建设的需求增加，对打桩机的需求持续增长。因此中国打桩机市场具有巨大的发展潜力，并且随着技术的不断革新和市场需求的持续增长，打桩机行业将迎来更加广阔的发展前景。同时，中国政府在基础设施建设和环保方面的政策支持也将为打桩机市场的发展提供有力支持。
在2022年，全球打桩机市场规模达到347.76亿元（人民币），而根据《2022年-2029年全球及中国打桩机市场概况解析与前景研究报告》针对全球打桩机行业市场发展现状及前景分析，预测到2028年，全球市场规模将会达到458.82亿元，预计年均复合增长率在4.88%上下浮动。从应用领域来看，打桩机主要应用于各种设施施工， 建筑施工等领域。预计未来几年内打桩机在建筑领域的需求会持续上升。
利勃海尔由汉斯利勃海尔在1949年建立，总部位于德国，其不仅是世界建筑机械的领先制造商之一，还是其他许多领域的技术创新用户导向产品与服务的客户认可供应商。多年以来，其已经发展成为目前的公司集团，拥有大约 26000 名员工，在各大洲建立起 100 余家公司。其相关产品有，利勃海尔 LRH系列 打桩机等。
日立建机是一家世界领先的建筑设备生产商，总部位于日本东京。集团员工25430人，直属员工5621人，公司主营建筑机械、运输机械及环境相关产品等的制造、销售、租赁和售后服务。其相关产品有，日立ZX490LCH液压打桩机等。
徐工集团成立于1989年3月，是中国520家重点企业，中国国家863/CIMS 应用示范试点企业， 2006年实现营业收入202.6亿元，是中国最大的工程机械开发、制造和出口企业。其相关产品有，徐工 XE400DP 打桩机等。
三一集团有限公司始创于1989年。三一重工主业是以“工程”为主题的装备制造业，主导产品为混凝土机械、挖掘机械、起重机械、筑路机械、桩工机械、风电设备、港口机械、石油装备、煤炭设备等全系列产品，其中挖掘机械、桩工机械、履带起重机械、移动港口机械、路面机械、煤炭掘进机械为中国主流品牌；混凝土机械为全球品牌。其相关产品有，三一重工 SY600HD 打桩机等。
单桩桩体的承载能力低于工程设计要求，不仅可能造成桩体在承重状态下折断。进而会影响工程的整体施工质量。造成这种问题的原因主要为打(压)桩施工中，打击力度不足，导致预垒水泥土桩沉人土体的深度不够。
桩倾斜过大会导致桩体承载能力和稳定性较差，影响桩基的整体施工质量。造成桩倾斜过大的因素主要是在对预制桩进行制造的过程中，成桩质量较差，桩顶面倾斜与桩尖位置不正，使得其在施工中很容易出现倾斜，或在安装打桩机时，没有使得桩架与地面保持垂直。
断桩对于工程的危害是不言而喻的，其产生的主要原因包括混凝土质量不合格，预制桩成桩质量较差，在沉桩过程中，桩身弯曲过大，超出桩体承压极限等。
在预垒水泥土桩施工过程中，桩接头断离同样是一个比较常见的质量问题。桩接头断离产生的原因主要是上下连接桩体的中心线不重合，或者桩接头施工质量较差等。