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。
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。
(1)冷弯钢板桩有非咬口型冷弯钢板桩桩(也称为沟道板)和咬口型冷弯钢板桩(分为l型、s型、u型、z型)两种。生产工艺:采用较薄的板材(常用厚度8mm~14mm)在冷弯机组内连续滚压成形。 优点:生产线投资少,生产成本较低,产品定尺控制灵活。劣势: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,桩体使用过程中易产生撕裂。
(2)热轧钢板桩世界上热轧钢板桩主要有u型、z型、as型、h型等几个大类数十个规格。z型和as型钢板桩的生产、加工及安装工艺较为复杂,主要在欧美应用较多;国内主要为u型钢板桩。生产工艺:由型钢轧机通过高温轧制成形。 优点:尺寸规范、性能优越、截面合理、质量高、锁口咬合具备严密的隔水性。 劣势:技术难度较大、生产成本较高、规格系列不灵活。
随着工程建设行业对环境保护、土地节约、自然灾害抵御等意识的增强,具有、环保等施工优点的钢板桩在国内外被广泛应用。钢板桩主要用于护岸、挡水墙等性构筑物,也可用于围堰工程、中心岛等临时性构筑物,是很多重大工程不可或缺的基础施工材料。
由于热轧钢板桩用于江河湖泊、坚硬土质等复杂环境,且采用振动锤反复打入地基,施工条件非常恶劣,要求钢板桩具有良好的强韧性、较低的屈强比以及精确的外形尺寸。
热轧钢板桩断面形状复杂,生产难度大,只有日本、卢森堡、韩国等少数几个国家可以生产,年产量约200万吨。2010年以前,热轧钢板桩的生产在我国属于空白,国内市场上使用的热轧钢板桩全部依赖进口,严重影响了热轧钢板桩在国内的推广使用。而随着我国工程施工技术要求的不断提升,钢板桩在国内的使用越来越频繁,需求量也在不断增加,目前每年循环使用量约50万吨。
基于国内市场的巨大需求,武钢于2010年正式立项,开始了热轧u型钢板桩产品及全套制造技术的研究开发,并积极进行产业化应用和市场推广。武钢通过该项目的研究,在冶炼、轧制、检验等方面进行技术改良和创新,解决号称“型钢”的钢板桩生产核心技术难题,能够批量生产出具有优良强韧性、较低屈强比、精确外形尺寸等特征的热轧u型钢板桩产品,设计钢板桩具有优良的强韧性(rm≥500mpa,a≥17%,kv2(0℃)≥90j)、较低的屈强比(≤0.8)、精确的外形尺寸(a-b≥4mm)等,并可与市场上现有国外同类产品锁口相互咬合,交叉使用,满足在江河湖泊、坚硬土质等复杂环境及施工条件非常恶劣的情况下的多次重复利用要求。
热轧u型钢板桩产品的开发,打破国外企业在该领域的垄断,代替进口产品,既改善武钢型钢生产线的品种结构,提高产线的盈利能力和竞争力,又为国家节约大量外汇,同时也为我国重大工程建设和环境保护做出积极贡献,将给中国建筑施工领域带来一次新的革命,具有显著的经济效益和社会效益。
型钢板桩
基本介绍
1、wr 系列钢板桩的断面结构设计合理,成形工艺技术先进,使得钢板桩产品的截面模数与重量的比率不断提高,使其在应用中能够获得好的经济效益,拓宽了冷弯钢板桩的应用领域。
2、wru型钢板桩规格型号丰富。
3、根据欧标设计生产,结构形式对称有利于重复使用,在重复使用上与热轧等同,并具有一定的转角幅度,便于纠正施工偏差;
4、高强钢的使用以及生产设备的先进,使得冷弯钢板桩的性能得到保障;
5、可根据客户要求特别订制长度,为施工带来了椎大的方便,同时也降低了成本。
6、由于生产便捷,与组合桩配套使用时候可在出厂前预先订制。
7、生产设计及生产周期短,钢板桩性能可根据客户要求而定。
为有效克服上述施工作业难点,在诸多钢板桩施工工艺及设备遴选的基础上,终确定采用静压工法进行钢板桩止水帷幕施工作业,选用的设备为日本技研制作所研制的带螺旋钻的f201型静压植桩机。
工法原理 静压植桩机应用了与各类传统型打桩机完全不同的桩基贯入工艺机理。静压植桩机采用的是通过夹住数根已经压入地面的桩(完成桩),将其拔出阻力作为反力,利用静载荷将下一根桩压入地面的“压入机理”。日本技研制作所研发的静压植桩机在全球成功地将该原理付诸于实用,成功实现了小型化机器同样可以发挥强大能力的目的,并形成了技术成熟可靠的环保型压入工法(the press-in method)。多年来,该工法对日本及世界各国的都市化进程做出了贡献。
实际工程应用中,要根据地质条件来选定适当的压入工法及相应的设备型号。一般情况下,对于标准贯入试验n 值为25 以下比较软弱的地层,可仅利用静载荷压入,即“单独压入法”;当n 值超过25 时,采用高压射水的“水刀并用压入法”或者“螺旋钻装置并用压入法”。
工法特点 1)无振动、无噪音,不会对周边建(构)筑物、居民生活等造成影响;2)采用新一代的控制系统,借助先进的信息化技术,可自动认知施工时的机械姿势,合理控制各动作的负荷,并且通过红外导标对静压植桩机施工钢板桩进行精确指引作业,实现智能化控制和高精度压桩;3)由于机身轻量,机型小,对施工场地作业面要求小,可实现狭窄空间施工作业;4)可实现坚硬地质的压入:视地质情况采用带螺旋钻的除芯压入或预掘压入,实现在砂砾层、卵石层等坚硬地质和含有钢筋混凝土等地下障碍物的地层中的压入;5)安全性高,时效性强。
施工流程及要点
工艺流程 静压钢板桩施工工艺流程为:场地准备→测量放线→开挖沟槽→静压钢板桩。
场地准备 做好初始压入及辅助履带吊和汽车吊的工作面保证,需要占用道路的,须提前做好交通疏散问题,对已有电缆或其他设施的,需做好保护工作。
测量放线 根据设计,进行钢板桩中心线、拐角点、起止点等测控点测设。每日开工前,通过全站仪在静压植桩机前进方向前方约10m、5m处分别架设红外线导标点及校准点,通过红外导标对静压植桩机施工钢板桩进行精确指引作业,并做好钢板桩精度复核工作。
开挖沟槽 由于该项目采用带螺旋钻的除芯压入和预掘压入,而按设计要求钢板桩桩顶标高低于冠梁标高10cm,以便后期基坑施工,为此应沿钢板桩轴线开挖一条2.0m(宽)×0.5m(深)沟槽供静压植桩机压桩施工。
接桩及角桩 国内ⅳw钢板桩市场单根标准长度主要为15m和18m,为了满足该项目要求,对现有15m或18m钢板桩需进行焊接加长。
为了确保钢板桩锁口连接具有连续性,因此转角部位的钢板桩需作特殊处理,以保证良好的防水效果。
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