首页 / 正文

HU复合型钢板桩

拉森钢板桩 2019年11月18日 项敏 75

HU复合型钢板桩

#

前  言

近年来组合钢板桩如雨后春笋,虽然大多是为了创新而创新,但也有一定的推动作用,但作用不大,应用也不广泛,并非主流。今天给大家介绍的也是组合钢板桩的一种形式-HU复合型钢板桩。

0

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

      顾名思义,H指的就是H型钢,U则代表U型钢板桩即拉森钢板桩,这是一种基于拉森钢板桩的新工艺。

1

拉森钢板桩

在国外早期的护岸工程、采掘工程以及建筑的基础施工中,人们经常采用木材或铸铁等材料制作防护板桩。随着冶金轧钢工艺技术的发展,通过轧制工艺生产的钢板桩强度高、质量稳定、综合性能好,且可以重复使用。

1902年,德国工程师Tryggve Larssen先生在不来梅开发制作了世界上第一块U型剖面铆凸互锁的钢制板桩。

HU复合型钢板桩

1903年钢板桩首次引入日本,用于三井本馆的挡土工程施工。同年,美国开始引入拉卡旺纳(Lackawanna)钢板桩。

1908年美国在黑石港(BlackRock Harbor)施工建设中大规模使用了钢板桩,并于1910年在提升美茵号战舰时用锁口钢板桩建成了空格围堰。

1911年,卢森堡阿塞洛米塔尔公司(Arcelor Mittal)生产出第一批钢板桩。

1914年,两头都能连锁的板桩面世了。每块U型板桩两头的“U型突出”能够用来连锁相邻的板桩。互锁构造能够形成一个水密空间从而增加连锁构造处的强度,这个改善一直被国际绝大多数的板桩制造商沿用至今。

1923年关东大地震后,钢板桩在日本灾后修复工程中大量引进与使用。1931年日本国营八幡制铁公司开始生产销售拉瓦纳U型钢板桩。钢板桩断面具有很高的抗弯、抗扭性能和良好的抗腐蚀性。

至上世纪60年代,发达国家在港口、码头、防洪堤等工程建设中已普遍采用热轧钢板桩,其应用领域广泛,市场发展迅速。

20世纪50年代,我国首次在武汉长江铁路桥梁围堰施工中,由铁道部大桥局从原苏联引进使用。

HU复合型钢板桩


早期的钢板桩形状有板型、U型、工字型、箱型和圆管型等。通过近百年的研究和改进,到目前为止,在世界上应用比较广泛的主要有板型钢板桩、U型钢板桩和Z型钢板桩三种。


HU复合型钢板桩

国内常用U型拉森钢板桩

SP-III,SP-IV,SP-IVw及专用转角桩

HU复合型钢板桩

虽然传统的拉森钢板桩有诸多优点,但面对某些工期短、基坑深度较深的工程时依旧难以满足兼具安全与经济的要求。最为主要的不足是其抗弯性能较差。


HU复合型钢板桩


针对这一缺点,使用锁扣结构连接U型钢板桩和钢管桩/H型钢的改进方式也已经被提出并实际应用。但此方法需额外定制用于连接两者的连接件,存在二次加工问题,对施工的要求较高-H型钢施工需要较大的施工场地,而钢管桩施工的扰动较大。

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

钢管桩连接拉森钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

H型钢连接拉森钢板桩

2

HU复合型钢板桩工艺

拉森钢板桩墙具有较好的隔水效果但抗弯能力较弱,H型钢强度高却难以形成防水的连续墙,如何将两者的优点方便快速地结合在一起呢?这就是HU复合型钢板桩工艺的巧妙之处——利用拉森钢板桩结构形成有效止水墙,并在钢板之间插入H型钢作为高强度支护桩。该工艺不仅大大提高了拉森钢板桩的强度,还兼具了其原有的防水性,并且无需定制无缝钢管等其它连接方式所需的额外工艺,简单方便。此外,由于运输及锁扣连接问题,传统拉森钢板桩一般只有15和18m长度。而H型钢可以现场焊接,满足更深基坑的需求。


HU复合型钢板桩

现场型钢焊接图

HU复合型钢板桩

施打拉森钢板桩及H型钢

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

安装围檩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩平面图

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩剖面图

其大致施工过程如下:

平整场地→放设定位线→开挖围护桩沟槽→施打拉森钢板桩→施打H型钢板桩→安装围檩施工→基坑开挖。

 目前,该工艺已在绍兴某项目中得到实际应用,并取得了较好的效果。HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩

HU复合型钢板桩施工过程实景图

 HU复合型钢板桩施工过程视频 

3

优缺点对比

      此工艺可视为SWM工法桩和拉森钢板桩的结合改进。SMW工法利用连续的水泥土桩形成止水帷幕,内插H型钢提高其强度;拉森钢板桩通过锁扣结构止水,其自身强度也较高。而HU复合型钢板桩兼具了强度更高(相较于纯拉森钢板桩)与止水,且无需水泥土桩的施工与养护,简化了施工过程,降低了施工噪音,减少了不可回收的混凝土的使用,更为经济环保。此外,无需大型搅拌机的特点让它在狭小的空间里也能大展身手,尤其适合建筑物密集的地区。

HU复合型钢板桩和其它传统支护方式的具体对比。

      首先我们将其与纯拉森钢板桩和钢管桩进行对比——同等条件下基坑越深则需要越高的承载力,而更高的承载力意味着更高的用钢量;若是能减少用钢量,自然施工成本也随之降低。

HU复合型钢板桩

      从以上表格可以看出,对比纯拉森钢板桩,HU复合型钢板桩只需用少量钢材(多用17%),承载力即可大幅度提高(提升为原来的2.37倍);而当用钢量达到2倍时,承载力可以提高5倍之多。

HU复合型钢板桩

      与钢管桩对比,HU复合型钢板桩也依旧表现优异——在每延米用钢量接近的情况下,HU桩的每延米抗弯承载力是钢管桩1.2~1.5倍。

      接下来是与钻孔桩的对比:

HU复合型钢板桩

(目前市场行情:三轴止水(综合单价350元/立方,含30%置换土外运)长度同拉森钢板桩、钻孔桩(综合单价1600元/立方,成孔150、水电辅材50、泥浆外运100、砼材600、钢筋700)长同H型钢。)

      为了给大家一个更直观的了解,钻孔桩我们直接给出了造价比,可以看到,在抗弯承载力接近的情况下,钻孔桩的造价是HU复合型钢板桩的1.3~1.6倍。此外,比起钻孔桩复杂的施工程序以及质量较难把控,直接使用成品H型钢与U型钢的HU复合型钢板桩则简便很多,还从根本上解决了偷工减料的问题。

4

适用范围

介绍了这么多优点,该新工艺也有一定局限性。

首先,虽然该工艺施工快,噪音低,扰动小于钢管桩施工,但依旧有一定扰动,因此不适用于周围有老旧建筑物、地铁等对变形敏感的区域,这些区域还是更适合采用扰动更小、可严格控制变形的钻孔灌注桩。

HU复合型钢板桩

HU桩施工过程带出的泥块及造成的裂纹


其次,上文提到传统拉森钢板桩的长度为18m,虽然H型钢可以现场焊接,但拉森钢板桩作为该工法中的止水担当,若是不透水层深度大于18m且需要落底式封闭止水帷幕,该工法就无能无力了。再者,施工深度不超过18m,可以通过简单方便的机械手完成,而如果焊接了超过18m的H型钢,施工则需要履带吊机和振动锤了,施工成本会增加,使用传统电锤对周边的扰动也会增大。

HU复合型钢板桩机械手

HU复合型钢板桩

履带吊机吊振动锤

一张表格归纳了这三种情况:

HU复合型钢板桩

此外,该工法的适用土层范围广,一般可用于黏性土、粉性土、砂性土、淤泥等土层;而含卵石、碎石、漂石土层及岩石等坚硬土层则不宜使用。

HU复合型钢板桩

除了上述的情况,对于对变形不那么敏感的较深基坑,该工法不失为一个经济又方便的选择——它不仅环保,所需钢材供应量充足,施工快速灵活噪音小,还能节约施工成本。

HU复合型钢板桩

来源:东通岩土

编辑整理:项 敏

欢迎指正

如有侵权请回复公众号

—- 精选文章回顾 —-

▶ 钢板桩未来趋势分析

▶ 静压植入工法

HU复合型钢板桩

▶ 水刀辅助工法

▶ 组合桩工法汇总

▶ 拉森钢板桩施工问题及处理办法

 36米拉森钢板桩应用案例

▶ 上海北横通道23米钢板桩施工

HU复合型钢板桩

▶ 《钢围堰工程技术标准》GB/T51295-2018

▶ 《综合管廊基坑支护》国家建筑标准设计图集17GL203-1 

▶ 《热轧钢板桩》国标 GB/T 20933-2014

技术交流 & 业务联系

项  敏 
138 1818 6389

QQ:20228300

HU复合型钢板桩
项敏de微信

HU复合型钢板桩

长按下方二维码
关注本公众号:拉森钢板桩

网址:www.lsgbz.com

HU复合型钢板桩


原文始发于微信公众号(拉森钢板桩):HU复合型钢板桩