钢板桩设计与施工超全面

钢板桩那点事

钢板桩简介钢板桩在国内外的应用钢板桩的施工特点钢板桩的种类钢板桩的截面性能钢板桩支护形式钢板桩支护构造解读一、钢板桩简介钢板桩简介钢板桩于20世纪初在欧洲开始生产，并迅速地应用于建筑行业中的各种永久性和临时性工程，包括港口、码头、河道护岸、挡土墙、地下结构等等，是一种可重复使用的绿色环保型结构用钢材,具有高强度、轻型、止水性好、耐久性强、施工效率高、占地少等独特的优点。随着其在国外工程界的广泛应用，钢板桩的设计、制造和安装技术水平也在不断提高，钢板桩已成为国外工程界的一种重要产品。然而我国的钢板桩技术的应用却仍处于起步阶段，钢板桩每年的消耗量仅为3万吨，与我国钢铁消费总量占世界三分之一的地位极不相称。钢板桩简介由于刚起步的钢板桩行业在生产工艺、技术标准、行业规范都处于摸索阶段，存在很多不足和值得探索的地方。同时，由于国内工程界对这种产品的不了解，甚至有一些误解，导致许多企业不敢轻易尝试应用该新技术、新产品。据市场专业人事分析，我国在未来10年内将成为一个钢板桩消费的大国。一方面由于国家在工程建设中的大力投资，特别是在南水北调、铁路公路建设和水域改造等工程中的投资、城市化发展的建设。另一方面由于我国在工程领域内对环保、节约用地、抵御自然灾害方面的意识的加强，必然会对一些环保、节约、高效的一些工程产品产生巨大的需求。因此，我们可以相信，钢板桩在中国的应用具有广阔的前景。钢板桩简介道路、铁路两侧钢板桩的支护（永久性）钢板桩简介钢板桩在国内外的应用钢板桩简介堤岸防护工程（永久性）钢板桩简介防砂坝工程围堰工程钢板桩简介房建基坑工程钢板桩简介市政、桥梁基坑工程地下立体车库工程钢板桩简介房建基坑工程钢板桩简介道路支护钢板桩简介钢板桩简介钢板桩的施工特点施工简便，不需要庞大施工设备施工快速，可大幅缩短工期互换性、止水性好通过改变钢板桩的断面形状和长度，能使其适应不同地质、深度、支护结构的要求同时使整个维护结构更加经济合理基坑施工占地面积小，污染小，有环保特性钢板桩简介目前，钢板桩的生产厂家主要集中在日本、韩国及卢森堡等国。钢板桩种类主要分为U型钢板桩、Z型钢板桩、组合型钢板桩以及目前在日本已广泛应用的900mm帽型钢板桩。帽型钢板桩U型钢板桩组合型钢板桩Z型钢板桩钢板桩的种类目前国内广泛应用的钢板桩主要为U型钢板桩，其按截面分为拉森Ⅳ型、拉森Ⅴ型、拉森Ⅵ型等，主要截面参数如下表：

钢板桩截面性能钢板桩简介拉森II型拉森III型拉森ⅤL型拉森VIL型拉森IIw型拉森IIIw型拉森IVw型拉森Ⅳ型

钢板桩支护形式钢板桩简介悬臂式、桩锚式、锚锭式、桩撑式（预加力）IPS工法（鱼腹梁）、HSW工法（组合钢板桩）、HPW工法（组合钢板桩）、双排钢板桩（很少）、钢桁架式等。

钢板桩支护形式-悬臂式钢板桩简介可根据情况增加加强桩

钢板桩支护形式-桩锚式钢板桩简介

钢板桩支护形式-锚碇式钢板桩简介

钢板桩支护形式-IPS工法钢板桩简介

钢板桩支护形式-IPS工法钢板桩简介

钢板桩支护形式-HSW工法钢板桩简介

钢板桩支护形式-HPW工法钢板桩简介

钢板桩支护形式-钢桁架式钢板桩简介

钢板桩支护构造解读钢板桩简介钢板桩设计依据钢板桩支护结构的荷载作用钢板桩支护结构的计算内支撑的计算钢板桩的防腐蚀设计二

、钢板桩设计钢板桩设计钢板桩设计依据

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012。

《板桩码头设计与施工规范》JTS167-3-2009。《深基坑工程设计施工手册》。

其他：钢结构设计规范、荷载规范等。

★推荐书籍钢板桩设计钢板桩支护结构的荷载作用水土压力（勘察点、支护剖面的选择）水流力、波浪力建筑基础荷载超载等钢板桩设计钢板桩支护结构的计算---以多撑钢板桩为例支撑的布置和计算钢板桩设计钢板桩支护结构的计算---以多撑钢板桩为例板桩入土深度计算钢板桩设计钢板桩支护结构的计算---以多撑钢板桩为例稳定性验算整体稳定性验算抗滑移验算抗倾覆稳定性验算抗隆起稳定性验算渗流稳定性验算抗突涌验算等。钢板桩设计钢板桩支护结构的计算---以多撑钢板桩为例由结构计算求得钢板桩结构的最大弯矩后，可根据强度要求确定钢板桩的截面模量和钢板桩的材质，最终选择确定钢板桩型号。钢板桩的强度验算一般按下式进行：钢板桩型号的选择钢板桩设计钢板桩支护结构的计算钢板桩长度的选择：型号、止水帷幕、结构及稳定性验算结果。钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例内支撑构件强度、稳定性验算（平面内、外）钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例内支撑间距、计算长度等调整办法：角撑、立柱、层间支撑、格构式支撑等。钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例钢板桩设计内支撑的计算—以单层内支撑为例围檩计算局部稳定性验算细部节点设计（略）钢板桩设计钢板桩的防腐蚀设计钢板桩施工综述打桩方法打桩设备打桩辅助设备钢板桩施工内支撑施工、拆除（略）三、钢板桩施工2022/12/26Author48钢板桩施工综述钢板桩型号,钢牌号,桩长,…地质情况粘性土/非粘性土,土的力学参数,…要求公差,震动要求,噪声要求,..打桩方法打桩设备打桩导引打桩的辅助设备钢板桩施工钢板桩施工综述2022/12/26Author50打桩方法逐根打桩打桩方法即板桩结构中的板桩是一根根地打入土中。适用于松散的土壤和短桩施工，对于密实砂土和高粘性土，建议屏风式打法沉桩。该法速度快，桩架高度相对可低一些，但是容易倾斜，对此可在一根桩打入后，把它与前一根焊牢，既防止倾斜又避免被后打的桩带入土中。屏风式打桩方法屏风式打桩方法将10~20根板桩插人土中一定深度，使桩机来回锤击，并使两端12根桩先打到要求深度再将中间部分的板桩顺次打人。这种屏风施工法可防止板桩的倾斜与转动，对要求闭合的围护结构，常采用此法。采用该方法可保证达到良好的垂直度，并减少沉桩中能遇到的困难和散桩，同时可以更好的控制桩墙的长度。由于整片桩一起定位，不一定全部的桩都打至设计标高，这样就保证局部桩不能打至设计标高而破坏墙的整体作用的发生，其缺点是施工速度比单桩施工法慢且桩架较高。

跳打打桩方法对于难以打桩的土壤采用该方法进行沉桩施工。在导架间安装钢板桩，然后按照以下顺序施工：先打1号、3号、5号桩，然后打2号、4号桩。如非常密实砂土、砂砾或岩石，可对1号、3号、5号桩桩尖加强。这种情况下，桩尖加强的桩始终先施工。组合桩墙沉桩打桩方法组合桩墙是由主桩和中间的辅桩组成。主桩形式有管桩、箱形桩、承重桩和其他形式的制作桩。采用组合桩的关键是采用稳定的、有足够刚度的导架。主桩采用焊接三角导板定位在导架内。导板尺寸考虑到宽度偏差。主桩沉桩应保证打直和垂直度，或保持规定的斜度，以确保与其他桩平行，保持规定的间隙。主桩的沉桩顺序必须保证整个桩尖周边均匀接触到压紧的土壤，切勿一侧接触。因此。必须按照以下顺序打桩：1536472（大间隔跳打）或至少按照以下顺序：1325476（小间隔跳打）原则上，所有主桩必须按顺序不间断地打到设计深度。在正常完成后才开始进行中间轻桩的定位和沉桩。2022/12/26Author56打桩设备打桩设备分类打桩设备钢板桩的施工设备很多，按照打桩方式的不同可分为下述几种：（一）冲击打桩机械：有自由落锤，蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等。（二）振动打桩机械：这类机械既可用于打桩还可用于拔桩，常用的是振动打拔桩锤。（三）振动冲击打桩机械：这种机械是在振动打桩机的机体与夹具间设置冲击机构，在激振机产生上下振动的同时，产生冲击力，使施工效率大大提高。（四）静力压桩机械：靠静力将板桩压人土中。打桩设备示意打桩设备冲击打桩设备震动打桩设备静压桩设备打桩设备机械类型冲击式打桩机震动式打桩机(震动锤)静力式压桩机柴油锤蒸汽锤落锤钢板桩形式除小型板桩外所有板桩除小型板桩外所有板桩所有桩型板桩所有桩型板桩除小型板桩外所有板桩长度任意长度任意长度适宜短桩很长不适合任意长度地层条件软弱粉土不适合不适合合适合适可以粉土、粘土合适合适合适合适合适砂层合适合适不适合可以可以硬土层可以可以不可以不可以不适合施工条件辅助设施规模大规模大简单简单规模大噪音高较高高小几乎没有振动大大少大无贯入能量大一般小一般一般施工速度快快慢一般一般费用高高便宜一般高工程规模大工程大工程简单工程大工程大工程打桩设备选择打桩设备板桩施工的顺利进行在很大程度上决定于施工机械的选择，当决定选用何种机械时，需考虑以下几个条件（一）工程规模：打（拔）钢板桩的数量、尺寸、形状，尤其要考虑钢板桩的重量与长度，往往这两个因素是主要的。（二）土质情况：要同土质情况结合，以利于钢板桩的打人或拔出。（三）作业能力：要符合工程进度的要求。（四）作业环境：选用的机械要满足噪声、振动等公害控制要求，并结合现场的条件如交通状况地形、脚手等情况。综合考虑上述条件，使选定的机械既经济、安全又能确保施工效率。

非粘性土场地所建议的打桩设备SPT值震动锤冲击锤单根静压（伴有喷水注射）0-10非常容易脱钩问题

–使用震动锤的方法夹桩稳定性问题

&反作用力不足10-20容易容易适合21–30适合适合适合31–40适合适合考虑预先螺旋转进41–50非常困难适合–考虑高牌号板桩预先螺旋转进50+不推荐适合–考虑高牌号板桩非常困难打桩设备的一般指导方针打桩设备粘性土所建议的打桩设备Su值震动锤冲击锤单根静压0-15容易脱钩问题

–使用震动锤的方法夹桩稳定性问题

&反作用力不足16–25适合容易容易26–50适合–随着深度有效性降低适合容易51–75非常难适合适合76–100不推荐适合适合100+不推荐适合很难打桩设备的一般指导方针打桩设备2022/12/26Author63打桩辅助设备导引(导架)打桩辅助设备标准导引圆形导引HZ施工导引钩环打桩辅助设备螺旋器钩环通过穿在桩顶部吊孔中的销钉吊住桩。切勿使用摩擦夹紧式吊具，因为这种吊具在有些情况下会意外松脱。屏风法沉桩时需要在高处将桩连锁起来并解脱吊钩接头，且要操作方便、安全。螺旋器就是用来锁定各种钢板桩的，且适合各种不同形式、不同吊装方法和不同连锁形式的桩，不需要在桩的顶部有人操作。吊钩打桩辅助设备用来吊运堆在一起的钢板桩，保证能方便的分开。桩帽打桩辅助设备采用冲击锤打桩时可能需要桩帽，以便冲击力之际传递给桩，并保护桩锤和桩头2022/12/26Author68钢板桩打桩打桩顺序钢板桩打桩一般的顺序：（1）钢板桩的整理，运输及堆放。（2）板桩施工的导向装置。（3）桩帽及送桩。水上打桩时需要送桩。（4）钢板桩打至设计标高

。打桩时常见问题及对策钢板桩打桩打桩阻力过大不易贯入这由两种原因造成。一是在坚实的砂层锤击数或砂砾层中打桩，桩的阻力过大；二是钢板桩连接锁口锈蚀，变形：致使板桩不能顺利沿锁口而下。对第一种原因，需在打桩前对地质情况作详细分析，充分研究贯人的可能性，在施工时可伴以高压冲水或振动法沉桩，不能用锤硬打；第二种原因，应在打桩前对板桩逐根检查，有锈蚀或变形的及时调整。还可在锁口内涂以油脂，以减少阻力打桩时常见问题及对策钢板桩打桩钢板桩向打桩方向倾斜在软土中打板桩时，由于连接锁口处的阻力大于板桩周围的土体阻力，形成个不均衡力，使板桩向前进方向倾斜．这种倾斜要尽早调整，可用卷扬机钢索将板桩反向拉住后再锤击，或可以改变锤击方向。当倾斜过大，靠上述方法不能纠正时，可使用特别的锲形板桩，达到纠偏的目的。

钢板桩打桩打桩时常见问题及对策将相邻板桩带入这种现象常发生在软土中打板桩，当遇到了不明障碍物，孤石或扳桩倾斜等情况时，板桩阻力增加，便会把相邻板桩带人。可以按下列措施处理：（1）不是一次把板桩打到标高，留一部分在地面，待全部板桩人土后，用屏风法把余下部分打人土中。（2）把相邻板桩焊牢在围擦上。（3）数根板桩用型钢连在一起。（4）在连接锁口上涂以黄油等油脂，减少阻力。（5）运用特殊塞子，防止土砂进人连接锁口。板桩被带人土中后，应在其顶部焊以同类型的板桩以补充不足的长度。打桩辅助措施

–水冲法桩尖设置高压水喷头。高压水射流使土壤疏松，并带走松散的土石，使桩尖的阻力降低，并降低桩表面及锁扣