学习 | 基坑支护工程之钢板桩（上）

钢板桩围堰适用于水深4m以上，河床覆盖层较厚的砂类土、碎石土和半干性粘土，风化岩层等基础工程。

钢板桩围堰有矩形、多边形、圆形等。钢板桩有直形、Z形、槽形、工字形等，可做成单层与双层围堰。在一般桥梁工程基坑施工中，浅基多用矩形及木导框，较深基坑多用圆形及型钢。

因其防水性能好，多用单层围堰。如用双层围堰时，在双层围堰的夹层中间一般填粘土，特殊情况下，在夹层下部灌注水下砼提高防渗能力，在钢板桩围堰的施工中，多用槽形钢板桩。

在施工钢板桩围堰时，围堰顶面比施工期间可能出现的最高水位高出0.5m以上。围堰内侧工作面的大小，要满足基坑顶边缘之间要保留不小于1.0m的距离。

当基础较深，坑壁土质不良，渗水量大，边坡（坑壁）容易坍塌，则围堰内侧坡脚至基坑顶边缘的距离，适当增大，确保安全。同时，钢板桩的入土深度及是否使用支撑，要通过检算进行确定。

一、钢板桩概述

钢板桩主要使用材料为钢板。

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及 Z 形等， 有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式， 拉克万纳式等。

其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰， 并可多次重复使用， 因此，它的用途广泛。

1、一般土层中，钢板桩工艺的特点是施工速度快、质量容易保证，占地面积小、环保、具有防渗的作用。密实的砂层、硬塑的粘性土及卵砾石层需要配合特殊的施工工艺才能应用。

2、钢板桩形状包括U、Z、H型、帽型、直线、L型及个中组合类型。

U型钢板桩适用于基坑支护、围堰工程以及防洪堤建设等场合。

Z型钢板桩具有更高的抗弯强度和稳定性、具有良好的水密性和抗渗性能。适用于需要较长长度，开挖深度较大、土层较硬或需要承受大水压力的工程。

H型钢板桩则因其类似于工字钢的截面，具有良好的抗弯性能和承载能力，常用于大型基础设施建设，如桥梁、码头等。

3、钢板桩长度有6、9、15、18、24、27m。桩越长，其运输、吊装、施打拔除难度成倍增加。400mm宽的SP-III型钢板桩通常以6m、9m为主，400mm宽的SP-IV型则以12m、15m为主。超过18m，常用的是600mm宽的SP-IVw型U型钢板桩。

用同类型钢板桩等强度焊接接长得到更长的桩，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。已有的资料显示最长约为50m。

4、按钢板桩锁口形状分三类：阴阳锁口（防渗性差）、环形锁口、套型锁口（防渗性好）。

5、常用热轧、少用冷弯。特别是热轧U型400*170，Q355的钢板桩最为常用。

功能、外观、实用价值是当今人们选择建筑材料的时候所采用的标准。钢板桩正符合上述三点：其制造组件的要素提供了简单而又实用的结构，满足结构上安全和环境保护方面的所有要求，并且应用钢板桩完成的建筑物具有很大的吸引力。　　

钢板桩的应用贯穿并延伸到整个建筑工业，从传统的水利工程和民用工艺的使用以及通过铁路和电车轨道的应用一直到环境污染的控制方面的应用之中。　　

钢板桩的实用价值在很多新产品的革新制作中得到了体现，例如：一些特殊的焊接而成的建筑物；通过液压振动打桩机而做成的金属板；密封结合的水闸以及工厂涂料的处理。很多因素确保了钢板桩保持了一个最有用的制造组件要素，即：它不仅有利于钢的质量的卓越性，而且还有利于对钢板桩市场的调查研究及其发展；有利于产品特性的优化设计以更好的满足用户的需求。　　

专门的封固加印工艺的发展就是这方面的一个很好的例子。比如HOESCH专利系统，它的出现开创了钢板桩在控制污染方面重要的新的领域。　　

自从1986年的HOESCH 钢板桩被用作垂直密封的挡土墙以保护被污染的土地以来，发现钢板桩符合所有防止漏水与污染的要求。钢板桩用作挡土墙的优势也逐渐被广泛地应用于其它领域之中。

钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。　　

其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。　　

在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，它的用途广泛。管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。　　

这些围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。　　

在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

钢板桩，根据其加工制作工艺的不同可以分为：热轧/拉森钢板桩、冷弯薄壁钢板桩。　　

现在由于生产条件以及规模的限制，热轧钢板桩在国内没有生产线，我国所用的热轧钢板桩均来自国外。常见的热轧钢板桩生产厂家有韩国现代钢厂、日本新日铁钢厂、日本住友钢厂、日本JFE钢厂，以及欧美的部分厂家。冷弯桩的生产技术和工艺要求相对容易达到，所以国内厂家还是比较多的。

（1）冷弯桩简介

对钢带进行连续冷弯变形，形成截面为Z形、U形或其它形状，可通过锁口互相连接的建筑基础用板材。　　以辊压冷弯成型方法生产的钢板桩是土木工程中应用冷弯型钢的主要产品一种，将钢板桩用打桩机打（压）入地基，使其互相连结成钢板桩墙，用来挡土和挡水。常用断面型式有：U形、Z形及直腹板式。

钢板桩适用于柔软地基及地下水位较高的深基坑支护，施工简便，其优点是止水性能好，可以重复使用。钢板桩的交货状态冷弯钢板桩交货长度为6m、9m、12m、15m，也可根据用户的要求，定尺加工，最大长度为24m。（如用户有特殊长度要求，可在订货时提出）冷弯钢板桩以实际重量交货，也可以按理论重量交货。

钢板桩的应用冷弯钢板桩产品在土木工程应用中具有施工方便，进度快，不需要庞大施工设备，有利于抗震设计等特点，并可根据工程的具体情况，改变冷弯钢板桩的断面形状和长度，时结构设计更加经济合理。此外，经过对于冷弯钢板桩产品断面的优化设计，使其产品的质量系数得到了明显的提高，减少每米桩墙宽度的重量，降低工程成本费用。

（2）技术参数

钢板桩产品按生产工艺划分有冷弯薄壁钢板桩和热轧钢板桩两种类型。在工程建设中，冷弯钢板桩应用范围较狭窄，大都作为应用的材料补充，热轧钢板桩一直是工程应用的主导产品。

基于钢板桩在施工作业中的诸多优点，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会于2007年5月14日发布了《热轧U型钢板桩》国家标准，并于2007年12月1日正式实施。 20世纪末，马钢有限公司凭借自国外引进万能轧机生产线的工艺装备条件，生产了幅宽为400mm的U型钢板桩5000余吨，并成功应用于嫩江大桥围堰、靖江新世纪造船厂30万吨船坞及孟加拉防洪工程等项目。但由于试生产期间生产效率低、经济效益差、国内需求少及技术经验不足等原因，未能持续生产。据统计，目前我国的钢板桩年消耗量保持在3万吨左右，仅占全球的1%%，而且仅限于一些港口、码头、船厂建设等永久性工程和建桥围堰、基坑支护等临时性工程。　　

冷弯钢板桩是在由冷弯机组连续滚压成形，且侧面锁口可连续性搭接以形成一种板桩墙的钢结构体。冷弯钢板桩采用较薄的板材（常用厚度为8mm～14mm），以冷弯成型机组加工而成。其生产成本较低而价格便宜，定尺控制也更灵活。但因加工方式简陋，桩体各部位厚度相同，截面尺寸无法优化导致用钢量增加；锁口部位形状难控制，联接处卡扣不严、无法止水；受冷弯加工设备能力制约，只能生产钢种强度级别低、厚度较单薄的产品；且冷弯加工过程中产生的应力较大，桩体使用中易产生撕裂，应用具有较大的局限性。

在工程建设中，冷弯钢板桩应用范围较狭窄，大都只是作为应用的材料补充。冷弯钢板桩特点：可根据工程实际情况，选取最经济、合理的截面，实现工程设计上的最优化，比同性能热轧钢板桩节省材料10-15%，极大的降低了施工成本。

热轧钢板状，顾名思义，就是通过焊接用热压延生产出来的钢板桩。由于工艺先进，其锁口咬合拥有严密的隔水性。

工程材料每日一练

1、（多选）【2023年 真题】外墙涂料应满足的基本要求有（       ）。

A. 耐候性良好

B. 透气性良好

C. 耐磨性良好

D. 抗冲击性良好

E. 耐污染性良好  

2、（多选）【2023年 真题】以下塑料管，可用于冷热水及饮用水（      ）。

A. 硬聚氯乙烯管

B. 氯化聚氯乙烯管

C. 无规共聚聚丙烯管

D. 丁烯管

E. 交联聚乙烯管 

3、（单选）【2023年 真题】木材各种力学强度中最高的是（      ）。

A. 顺纹抗压强度

B. 顺纹抗弯强度

C. 顺纹抗拉强度

D. 横纹抗压强度

4、（单选）【2023年 真题】下列纤维状绝热材料中可承受使用温度最高的是（     ）。

A. 岩棉、矿渣棉

B. 石棉

C. 玻璃棉

D. 陶瓷纤维 

5、（单选）【2023年 真题】下列防火堵料中，以快硬水泥为胶凝材料的（     ）。

A. 耐火包

B. 有机防火堵料

C. 速固型防火堵料

D. 可塑性防火堵料