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国内外工程钢板桩应用情况差异

上世纪初,钢板桩在欧洲开始生产以来,就逐步在欧洲、日本等国家和地区的永久性工程和临时性工程中得到了广泛的应用,永久性工程如:岸壁、防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、水、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等;临时性工程如:围堰、基坑围护等。上世纪六十年代,西方主要经济发达国家已经普遍使用钢板桩,应用领域十分广泛。

在亚洲,日本最先使用钢板桩。1903年日本首次进口钢板桩,1931年八幡制铁公司开始生产钢板桩,经近80年的发展,日本在钢板桩产品研发、设计研究、施工工法以及桩工设备制造等方面均达到了世界先进水平。

据了解,国外热轧钢板桩的消费结构大致是:60%用于一次性使用的永久性结构,约40%在临时结构中反复使用。

在二十世纪50年代,我国首次在铁路桥梁、围堰施工中使用钢板桩,60年代在葛洲坝使用钢板桩作围堰。之后因受当时的价值观影响,加之廉价的土地资源和人力资源的作用及国内生产技术的制约,导致钢板桩在我国的应用与发展十分缓慢。

我国是钢材大国,年钢铁产量占全球的三分之一。但是我们不是钢材强国,高品质的钢结构材料基本上依赖进口。从百度网“钢板桩及其在国外的应用概况”(作者:admin 发表时间:2010-8-26)一文和中国钢结构协会官方唯一指定月刊《钢构之窗》有载,近年全球钢板桩年消费量为300万吨左右,在亚洲地区,日本、新加坡、韩国等年消费量达50万吨,而我国的钢板桩年消费量仅为3万吨,远远落后于世界发达国家和地区。见表2

表2 近年世界钢板桩消费简况

地区和国家 年消费量 备注
欧洲 50万~60万吨 
北美 50万吨
日本 50万~60万吨
韩国 20万吨
东南亚 20万吨 其中新加坡10万吨
中国 3万吨 
我国钢板桩的开发应用落后世界先进水平约50年。近年来,随着我国经济的快速发展,各类快捷、高效、环保、节能的建筑工法正渐渐得到认可并发展,一些重大的工程项目已开始使用钢板桩及相应的工法,取得了良好的经济效益。(见表3)

此外还有浦东国际机场二期工程、杭州湾跨海大桥、温福铁路及上海长兴岛造船基地等也都有采用钢板桩等钢结构。

表中唐山港京唐港区31#~34#泊位及曹妃甸煤码头工程,主体采用我国首创的新型遮帘式钢板桩结构,码头前墙采用从卢森堡进口的HZ975B和AZ18 10/10大型组合钢板桩,该结构形式由南京水利科学研究院系统地研究了码头结构的变形与内力、拉杆力,以及土压力分布与变化规律,为该种新结构的设计提供了技术支撑。上海中船第九设计研究院,在船厂水工建筑物中,经常采用钢板桩结构,并屡得金奖。

表3 近年钢板桩在较大工程项目中的应用情况

序号 地区和项目名 具体项目 备注
1 曹妃甸煤码头 10万吨级泊位2个
7万吨级泊位1个
5万吨级泊位1个
7万吨级待泊泊位1个 码头长度为1564米。
码头结构采用遮帘式钢板桩结构方案。最大水深为-15.5米
2 天津新海河
大桥桩基 水中104根工程桩 
3 唐山港京唐港区 31#~34#泊位,10万吨级码头 4个码头已建成,其中31#泊位已于2005 年底投产
4 烟台来福士船业有限公司 20万吨船坞钢板桩围堰(5000t) 1997年底打入,1999年拔出。
我国建筑工程钢结构的使用普及率较港口水工行业早,最大的钢结构建筑当数北京鸟巢(用钢量2.4 万吨),工业厂房及高层建筑采用钢结构、轻钢结构的也越来越多。

港口水运工程业界,钢板桩的使用量比起我国水运建设发展的规模和速度,使用普及率非常低。

虽然1998年已经颁布了《格形钢板桩码头设计与施工规程》JTJ293-98,就说山东省几十个港口码头还是全都采用重力式或钢筋混凝土桩基结构。笔者从事港口水工设计20余年,一个偶然的机会,主持了20万吨船坞钢板桩围堰工程施工,对钢板桩才有了全新的认识。钢板桩是一种可重复利用的绿色、环保建材,具有高强、轻型、止水性好、耐久性强的性能和美观的视觉效果(应用在城市桥梁时)。

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