上世紀(jì)初,鋼板樁在歐洲開始生產(chǎn)以來,就逐步在歐洲、日本等和地區(qū)的永0久性工程和臨時性工程中得到了廣泛的應(yīng)用,永0久性工程如:岸壁、防波堤、護岸、船塢、碼頭、人工島、水、船閘、地下隧道、路堤、擋土墻、防滲墻、地基加固等;臨時性工程如:圍堰、基坑圍護等。上世紀(jì)六十年代,西方主要經(jīng)濟發(fā)達已經(jīng)普遍使用鋼板樁,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。
在亞洲,日本0先使用鋼板樁。1903年日本首0次進口鋼板樁,1931年八幡制鐵公司開始生產(chǎn)鋼板樁,經(jīng)近80年的發(fā)展,日本在鋼板樁產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計研究、施工工法以及樁工設(shè)備制造等方面均達到了-水平。
據(jù)了解,國外熱軋鋼板樁的消費結(jié)構(gòu)大致是:60%用于-使用的永0久性結(jié)構(gòu),約40%在臨時結(jié)構(gòu)中反復(fù)使用。
在二十世紀(jì)50年代,我國首0次在鐵路橋梁、圍堰施工中使用鋼板樁,60年代在葛洲壩使用鋼板樁作圍堰。之后因受當(dāng)時的價值觀影響,加之廉價的土地資源和人力資源的作用及國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的制約,導(dǎo)致鋼板樁在我國的應(yīng)用與發(fā)展十分緩慢。0
我國是鋼材大國,年鋼鐵產(chǎn)量占全球的三分之一。但是我們不是鋼材強國,-的鋼結(jié)構(gòu)材料基本上依賴進口。從百度網(wǎng)“鋼板樁及其在國外的應(yīng)用概況”作者:admin 發(fā)表時間:2010-8-26一文和中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會官0方唯0一指0定月刊《鋼構(gòu)之窗》有載,近年全球鋼板樁年消費量為300萬噸左右,在亞洲地區(qū),鋼板樁的施工,日本、新加坡、韓國等年消費量達50萬噸,而我國的鋼板樁年消費量僅為3萬噸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達和地區(qū)。
我國建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的使用普及率較港口水工行業(yè)早,0大的鋼結(jié)構(gòu)建筑-北京鳥巢用鋼量2.4 萬噸,通化鋼板樁,工業(yè)廠房及高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)的也越來越多。
港口水運工程業(yè)界,鋼板樁的使用量比起我國水運建設(shè)發(fā)展的規(guī)模和速度,使用普及率非常低。
雖然1998年已經(jīng)頒布了《格形鋼板樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)程》jtj293-98,就說山東省幾十個港口碼頭還是全都采用重力式或鋼筋混凝土樁基結(jié)構(gòu)。筆者從事港口水工設(shè)計20余年,一個偶然的機會,主持了20萬噸船塢鋼板樁圍堰工程施工,對鋼板樁才有了全新的認(rèn)識。鋼板樁是一種可重-用的綠色、建材,具有高強、輕型、止水性好、耐久性強的性能和美觀的視覺效果應(yīng)用在城市橋梁時。
一般碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比較,除了符合地質(zhì)等自然條件,具有施工可行性,主要考慮經(jīng)濟合理性,投資省的結(jié)構(gòu)方案一般為方案,往往忽視了由于施工簡單、快捷,早投產(chǎn)、早獲利,投資回收期短的綜合評價。時間就是金錢的理念,使國外業(yè)主更愿意采用能夠早投產(chǎn)的方案,而非省錢的方案。
發(fā)達對環(huán)境的重視和對產(chǎn)品的認(rèn)識,較-家-,如我國對石油的認(rèn)識和開采利用,較發(fā)達落后半個世紀(jì)。當(dāng)我們還在燒木材、燒柴禾、燒煤碳的時候,他們已經(jīng)用上天然0氣了。開拓進取、大膽-是生存之道、是發(fā)展之基,推廣應(yīng)用鋼板樁和鋼結(jié)構(gòu),還能大力推進我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展、向鋼鐵強國方向發(fā)展。一個占人口四分之一的泱泱大國,鋼板樁的使用量占用量的1%,筆者認(rèn)為這也是衡量發(fā)達與落后的某種指標(biāo),也是我們工程設(shè)計人員是否與時俱進的一個標(biāo)志。
山東省北瀕渤海、東臨黃海、居?xùn)|北亞海上交通要沖,鋼板樁支護方案,全省7個沿海城市,7個海港,共有35個港區(qū)。還有2個內(nèi)河港口,是全國沿海各省中港口密集的省份。共計51個泊位,但沒有一個泊位采用鋼板樁結(jié)構(gòu)。
鋼構(gòu)、鋼鐵企業(yè)如能自主研發(fā)生產(chǎn)直腹式即一字型鋼板樁,將能大-低工程建設(shè)成本,為推廣應(yīng)用鋼板樁提供有利條件。鋼構(gòu)企業(yè)的學(xué)會、協(xié)會應(yīng)廣泛吸納港口水工工程建設(shè)的行政主管單位、業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工等單位參與,和建筑業(yè)結(jié)為團契。全國港口413個,港口行政管理部門369個,港務(wù)局起碼也有幾百個,如果其中有10%的單位參與鋼構(gòu)行業(yè)的活動,相信對各方發(fā)展將會帶來共贏。
結(jié)語
鋼板樁是發(fā)達在上世紀(jì)20年代就使用的產(chǎn)品。工程實例證明格形鋼板樁在港口水工建設(shè)中大有可為,鋼板樁是、節(jié)能、-和可重-用的材料,可用于港口碼頭、獨立墩和引堤、防波堤、地下連續(xù)墻等。推廣應(yīng)用鋼板樁符合科學(xué)-,符合經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的理念。為了推廣應(yīng)用鋼板樁,鋼構(gòu)行業(yè)必須自主-,籍我國經(jīng)濟發(fā)展的-,加快研發(fā)、生產(chǎn)-價低的鋼材,并加大宣傳力度,跟工程建設(shè)業(yè)界結(jié)盟,共謀發(fā)展。
一般的板樁碼頭,主要靠-把拉森樁沉入地基來維持工作。其結(jié)構(gòu)簡單,主要包括前墻、拉桿、錨碇結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)等部分。那么碼頭前墻應(yīng)如何施工呢?
1、板樁碼頭的前墻可采用板樁或地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。
2、鋼筋混凝土板樁截面可采用矩形、t形或圓管形等。
3、矩形截面的鋼筋混凝土板樁厚度應(yīng)由計算確定,宜采用200一600mm;較大時,宜采用空心板。板樁寬度可采用500一600mm;當(dāng)施工條件允許時,寬度。
4、矩形截面的鋼筋混凝土板樁構(gòu)造,應(yīng)符合下列規(guī)定。當(dāng)板樁厚度宜增大板樁:樁頂?shù)膶挾葢?yīng)根據(jù)替打尺寸各邊縮窄20一40mm,縮窄段的長度可取300—500mm。校頂主筋外伸的長度不宜小于350mm;當(dāng)板樁厚度較小時也可在沉樁后,鑿除樁頭混凝土露出外伸鋼筋。板樁一側(cè)自樁尖至設(shè)計泥面以下1m范圍內(nèi)宜做凸揮,在此側(cè)的其余范圍和另一側(cè)的全長范圍宜做凹槽。當(dāng)板校墻后回填開山石或塊石時,可一側(cè)通長做凸樣,另一側(cè)通長做凹槽。凹槽的-不宜小于50mm。板樁頂部應(yīng)采取加固措施,可在樁頂設(shè)置三層鋼筋網(wǎng)片。校尖段在厚度方向應(yīng)做成楔形,在凹槽一側(cè)應(yīng)削成斜角。
5、鋼筋混凝土定位樁和轉(zhuǎn)角樁的樁尖應(yīng)做成對稱形,-宜比一般樁長2m。轉(zhuǎn)角樁應(yīng)根據(jù)碼頭轉(zhuǎn)角處的平面布置,設(shè)計成異形截面。
6、鋼筋混凝土板樁問的縫寬宜采用20一30mm。
7、墻后原土層或回填料為細(xì)顆粒土?xí)r,鋼筋混凝土板樁之間的接縫應(yīng)采取防漏土措施。對矩形截面的板樁,可在凹槽內(nèi)填充細(xì)石混凝土或水泥砂漿。
8、t形截面鋼筋混凝土板樁的翼板和擋板式前墻中的擋板,其底面應(yīng)低于墻前設(shè)計泥面1m,且不應(yīng)小于沖刷-。
9、可采用u形或z形拉森樁截面,當(dāng)前墻彎矩較大時,也可采用圓管形,合形截面。
10、使用轉(zhuǎn)角樁,可由原拉森樁沿縱向割下的帶鎖口的部分焊接而成,形成h形或組合形截面。
11、地下連續(xù)墻可采用現(xiàn)澆或預(yù)制的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的截面可采用矩形、t形或鉆孔排樁形等,預(yù)制地下連續(xù)墻的截面宜采用矩形。
12、地下連續(xù)墻的厚度和鉆孔樁的直徑應(yīng)由計算確定。現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的厚度宜采用600一l300mm;預(yù)制地下連續(xù)墻的厚度宜采用400—800mm;鉆孔樁的直徑不宜小于550mm。
13、地下連續(xù)墻各施工單元段之間的接頭,應(yīng)采用防止漏土的接頭形式或采取其他防漏土措施。排樁式地下連續(xù)墻宜采用一字形排列,其縫寬不宜大于100mm。墻后應(yīng)設(shè)置水泥攪拌土或旋噴水泥漿帳幕。