钢板桩历史及应用实例.docx

钢板桩介绍
一．钢板桩的发展历史：
  钢板桩于20世纪初在欧洲开始生产，1903年，日本首次通过进口在三井本馆的挡土施工中采用，基于钢板桩特殊的使用性能，1923年，日本在关东大震灾修复工程中大量进口采用。由于钢板桩具有较大的市场潜力和发展前景，1931年，日本于国内开始生产。钢板桩起始有冷弯薄壁轻型和热轧型，由于前者具有较大的加工、使用局限性，因而，热轧钢板桩成为钢板桩产品发展的主流。20世纪50年代，我国首次在铁路桥梁围堰施工中，由铁道部大桥局从原苏联引进使用。由于受廉价土地资源及人力资源的影响，加之国内生产基本处于空白状态，作为金属建材的钢板桩，在我国的应用与发展仍然十分缓慢。随着我国经济的快速发展，各类快捷、高效、环保的建筑工法得以认可并发展，20世纪末，我国的钢板桩应用工程已有一定的发展。目前，国内仅有马钢可独家生产HP400系列钢板桩。2000—2001年，马钢依据国内市场需求，先后生产HP400系列钢板桩5000余吨，成功地应用于国内外的钢板桩工程。近来，马钢以市场为引导，大力培育国内钢板桩市场，促进我国建筑工法的不断进步，已同有关的国外可生产钢板桩的厂家建立了长期的战略性伙伴关系，联合开发国内钢板桩市场。毫无疑问，21世纪上半叶，钢板桩的广泛应用必将开创中国水工及基础施工建筑领域的新纪元，成就中国建筑工法的新革命。
二．钢板桩的基本结构：
1． 钢制板桩
2． 两边是接头结构
3．在地里或水中构成墙壁
三．钢板桩的优点：
1． 高质量（高强度，轻型，隔水性良好）
2． 施工简单，工期缩短
3． 耐久性良好，寿命20—50年
4． 建设费用便宜
5． 互换性良好，可重复使用3—5次
6． 施工具有显著的环保效果，大量减少了取土量和混凝土的
使用量，有效地保护了土地资源
7． 救灾抢险的时效性较强，如防洪、塌方、塌陷、流沙等
四．钢板桩的种类及连接方式：钢板桩分U 型、Z型和AS型，由于Z型及AS型钢板桩的生产、加工及安装较为复杂，且价格较U型高出约1/3，因而主要使用于欧美，亚洲主要使用U型钢板桩，它有两类：
1． U型钢板桩
2.  组合钢板桩
五． 钢板桩的规格及性能参数（日标）：
六：钢板桩的用途：
七．钢板桩的施工方法：
1．冲击施工法：速度快，噪音大，受击端部易损，使用渐少。
2．振动施工法：有一定的噪音。
3．液压施工法：钢板桩不易受损，施工无噪音，使用普遍。
八：钢板桩的市场前景：
1、日本自1931年开始生产U型钢板桩以来，20世纪50年代后期，随着战后日本经济的恢复和其后的快速发展，生产量急剧增长，见下图：
2、目前，全球钢板桩的年消费量约250—300万吨/年，其中日本约60万吨/年，欧美约140万吨/年。
3、 我国钢板桩的使用尚处于起步阶段，近年的消费量约1万吨/年。由于我国经济已步入快速发展的轨道，依据GDP的可比性，同时，我国的地域、地质结构具有使用U型钢板桩的特殊性和广泛性，因而，未来的十年，我国将具备30—40万吨/年钢板桩的年消费能力。
九．马钢钢板桩产品及应用实例：
马钢钢板桩产品实物
  近年来，马钢生产的钢板桩曾成功应用于嫩江大桥围堰、孟加拉防洪工程及靖江新世纪30万吨船坞工程等。
1．嫩江大桥围堰：该工程的投资方是齐齐哈尔铁路局，总投资2.9亿，工程竣工时间2001年10月。由铁道部第三设计院设计，齐齐哈尔铁路局工程公司施工。在平齐线504KM嫩江大桥8#墩施工中使用马钢产钢板桩作大桥围堰（钢板桩用量300吨），同时配合轻型井点设备降水，取得良好效果。
2、靖江新世纪30万吨船坞工程：该工程投资方是靖江新世纪，总投资约1亿元，工程竣工时间2001年9月。该项目由上海华东建筑设计研究院设计，上海港务局机械化施工公司总承包，安徽神马贸易有限公司包供1100吨马钢生产的钢板桩，江苏溧阳机械化施工公司打桩分公司承包钢板桩的施工安装。
3．孟加拉防洪工程：该工程由美方设计，铁道部大桥局海外分公司总承包，钢板桩总用量840吨，其中，安徽神马贸易有限公司提供540吨由马钢生产的钢板桩。
十．部分国外钢板桩应用图片：
钢板桩用于护岸
钢板桩挡土墙

钢板桩护坡加固工程
建桥护岸
高速公路挡土墙
道路隔离
穿越山凹的高速公路挡土墙
钢板桩码头
基坑处理挡土墙
  杭州湾跨海大桥是国道主干线－同三线跨越杭州湾的便捷通道。大桥北起嘉兴市海盐郑家埭，跨越宽阔的杭州湾海域后止于宁波市慈溪水路湾，全长36Ｋｍ。大桥建成后将缩短宁波至上海间的陆路距离 120余公里。
杭州湾跨海大桥按双向六车道高速公路设计，设计时速100Ｋｍ／ｈ，设计使用年限100年，总投资约１1８亿元。大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨４４８ｍ的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准35000吨；南航道桥为主跨318ｍ的A型单塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准3000吨。除南、北航道桥外其余引桥采用30～80ｍ不等的预应力混凝土连续箱梁结构。杭州湾跨海大桥是目前世界上已建或在建的最长的跨海大桥，大桥主体工程确保2003年内顺利开工建设，2008年建成，2009年通车。大桥36公里的长度，使之超过了美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥。
杭州湾跨海大桥效果鸟瞰图
  目前杭州湾大桥各施工单位正在进行紧张有序的施工，参加施工的有中铁十九局，中铁四局，铁道部大桥局等多家单位。在施工过程中，中铁十九局三公司采用了先进的钢板桩围堰的施工方法(钢板桩型号为SKSP-Ⅳ)，一改过去采用钢板焊接沉箱围堰的传统方法，不仅提高了施工效率（通常打一个钢板桩围堰需求钢板桩85吨，打桩时间1--2天），更重要的是可反复使用，节省了资源和成本（据有关统计资料：重复使用的钢板桩围堰成本仅有钢板沉箱围堰成本的1/3），而且对两岸的环境的污染、破坏也大大降低了
以下是一些施工现场的照片：
一、 打桩过程（图中采用振动锤打桩法）
  在施工过程中，先打入四根水泥灌筑桩，深入地下约100米，（如图中所示），在外部用钢板桩进行围堰，钢板桩的作用是为建造承台隔水除淤。
振动锤 打桩法
二、防水功能
  钢板桩有很好防水功能,由图中可以看出内外水流颜色不同。
原因：内水为积存的雨水，直接说明钢板桩的防水功能。
二、 对比传统工艺和新工艺
日前由安徽神马贸易有限公司供应的拉森式钢板桩正在浦东国际机场二期工程的基础施工中大规模使用。笔者随现在施工技术人员进入航站楼的工地，为现场气势恢宏的施工场所震撼，随即拍摄了有关现场施工图片。钢板桩以其高效、安全、环保、可回收反复使用的特点，在国外早已得到普及使用。而我国由于观念上的一些原因，施工中很少运用，随着高效、安全、环保的意念不断加强，钢板桩施工应用技术已在我国得到一定的发展，但一次性在一个工程中采购使用（或租赁使用）钢板桩达1万吨以上，还是极少见的。浦东国际机场二期工程中大规模使用钢板桩的范例将开创我国大规模应用钢板桩新局面。
资料背景介绍： 为将上海浦东国际机场建设成亚太地区大型复合式枢纽机场，成为亚太地区机场业的领先者。上海机场集团规划，2005—2007年要基本建成浦东机场二期工程，客货吞吐量分别达到4900万人次和250万吨。2007—2010年浦东机场二期工程设施全面投入运营，虹桥机场改造扩建工程基本完成，客货吞吐量分别突破8400万人次和410万吨。2010—2015年浦东机场建成四条跑道，客货吞吐量则要分别迈进达1亿人次和700万吨，约为目前运量的3倍。
浦东国际机场扩建工程机场主体工程主要项目包括：新建飞行区工程及配套设施，新建旅客航站楼、地面支持、捷运系统及配套设施，生产辅助用房及公用配套设施。该工程投资匡算约为人民币150亿元。
下是一些施工现场的照片：
  工程基础开挖，钢板桩围堰是经常采用的一种保护性的施工工法。  钢板桩在桥墩围堰施工中得以广泛的应用，体现出高效、节约，安全的施工工法理念。
  西方国家的城市中的河道护岸有很多是用钢板桩做成的钢堤，寿命长，防崩塌渗水管涌，坚固耐用，一般寿命可达到50年以上 
多级钢板桩围堰，可有效进行超深基坑的施工
  重要的交通设施旁的工程基础开挖，钢板桩围堰是经常采用的一种保护性的施工工法