《桩基施工手册》— 钢板桩施工

宽 度
高 度
bh
mm mm
厚度
t
s
mm mm
截面 积
用钢量
A
每根每 每单位
m
面积
cm2 kg/m kg/m2
AU14 750 408 10.0 8.3 132 77.9
104
AU16 750 411 11.5 9.3 147 86.3
115
AU17 750 412 12.0 9.7 151 89.0
(a) 单榀桩
(b) 锁口锁合后 图 5.4-71 平型钢板桩断面示意图
4、H 型 断面模量极大(W=3275~15000cm3/m)，联接处会由供应商另外配有专门的锁 口；适用于承受很大土（水）压力的大型深水泊位。因为该结构形式具有刚度极大、承载能 力极强(不仅可承受水平力，承担垂直力的能力比箱型钢板桩更为出色)、对施工设备没有特 殊要求等特点，所以这类结构目前已广泛用于欧美大量 50000~150000t 级码头工程上，同时 从 2006 年开始已经应用到国内的 10 万吨级的码头工程中。但是应用本结构形式对沉桩的偏 差控制要求较高（图 5.4-72）。
146.7
253
AZ13 10/10 670 304 10.0 10.0 143
75.2
112
AZ18 10/10 630 381 10.0 10.0 157
77.8
123
AZ36-700 700 499 17.0 11.2 216
118.5
169
AZ38-700 700 500 18.0 12.2 230
115.5
183
AZ36
630 460 18.0 14.0 247
122.2
194
AZ38
630 461 19.0 15.0 261
129.1
205
AZ46
580 481 18.0 14.0 291
132.6
229
AZ48
580 482 19.0 15.0 307
139.6
241
AZ50
580 483 20.0 16.0 322
(a) 实例一
(b) 实例二 图 5.4-67 钢板桩码头施工（U 型钢板桩）
104
(a) 坞墙钢板桩在施工中
(b) 船坞竣工时的坞墙钢板桩 图 5.4-68 船坞坞墙钢板桩（CAZ36 型）
5.4.6.2 常用钢板桩 1、U 型（在我国俗称“拉森型”，实际上具有拉森锁口的钢板桩才是真正意义上的“拉
126.2
180
AZ40-700 700 501 19.0 13.2 244
133.8
191
*----- 本表中的“可承受极限弯矩”值均按照 S430GP 强度等级考虑；
2、 U 形钢板桩
表 5.4-25
惯性矩
弹性截面 抵抗矩
I
cm4/m
We
cm3/m
18140
1200
19700
1300
21300
1400
323
CAZ 26 1260 854 440 5566
346
CAZ 28 1260 856 471 5592
370
CAZ 34 1260 918 516 5999
405
CAZ 36 1260 920 547 6026
430
CAZ 38 1260 922 579 6053
455
CAZ 46 1160 962 595 5831
158
L 4 S 500 440 15.5 10.0 219 86.2
172
*----- 本表中的“可承受极限弯矩”值均按照 S430GP 强度等级考虑；
所有 PU 系列断面均可按照 0.5mm 或 1.0mm 的幅度增减其壁厚。
3、AZ 系列 BOX 钢板桩（见表 5.4-27）
惯性矩
I cm4/m 28710 32850 34270 39300 44440 46180 50700 56240 58140 6780 11620 21600 22580
(a) 单榀桩
(b) 组合桩由四榀桩组合而成（图中轴线下
的两桩各被割去一锁口后与上两桩焊接拼接组成）
106
(c) 两组合桩锁口锁合后
图 5.4-70 Z 型钢板桩断面示意图
3、平型（又称直型） 虽然断面模量很小，但该种钢板桩的锁口具有很大的水平抗拉 能力，最大可达 5500kN/m；适用于承受水平方向有横向拉力的大型圆形筑岛围堰和格型钢 板桩重力式码头工程，施工很方便（图 5.4-71）。上个世纪 90 年代已经成功地在深圳蛇口港 和广州新沙港的码头工程中应用。
图 5.4-73 圆管型钢管板桩锁口示意图
5.4.6.3 常用（组合）钢板桩的规格与力学性能 1、 Z 形钢板桩 Z 形钢板桩最本质的力学特性在于：腹板的连续性和锁口对称分布在中和轴 2 侧特定的
位置，这 2 方面都对钢板桩的截面抵抗矩有着积极的影响。 AZ 系列钢板桩（见表 5.4-25）通过不同寻常力学特性的断面和高品质的拉森锁口的组合， 具有以下优点：
31580
1665
34200
1800
36980
1940
52250
2455
55510
2600
58940
2755
78700
3430
82800
3600
87080
3780
110450 4595
115670 4800
121060 5015
20480
1350
35540
1870
89740
3600
94840
3800
119
AU18 750 441 10.5 9.1 150 88.5
118
AU20 750 444 12.0 10.0 165 96.9
129
AU21 750 445 12.5 10.3 169 99.7
133
AU23 750 447 13.0 9.5 173 102.1
136
AU25 750 450 14.5 10.2 188 110.4
⑴ 极具竞争性的性价比； ⑵ 更大的惯性矩、结构变形量的减少和高强钢的选用，是一种最经济的结构方案； ⑶ 大宽度的断面大大提高了沉桩的功效； ⑷ 在腐蚀严重部位进行了加厚处理，使之具有优异的耐腐蚀性能。
108
t s
h
b
b
型号
宽度 高度
厚度
截面积
用钢量
b
h
t
s
mm mm mm mm
A
每根每 m 每单位面积
森钢板桩”） 断面模量较大(W=600~3200cm3/m)，能适用于承受较小土（水）压力的中小型
105
工程（图 5.4-69），尤其是在临时工程的应用方面。针对各种不同的地质条件，往往选用相 应功率的震动锤进行施工。随着冶炼技术的不断发展，在 2002 年之后，世界上单根 U 形钢 板桩的宽度可达 750mm；其施工速度进一步加快。
单榀桩
锁口锁合后
图 5.4-69 U 型钢板桩断面示意图
2、 Z 型和组合钢板桩 （1）Z 型 断面模量很大(W=1200~5015cm3/m)，适用于承受较大土（水）压力的大、中、 小型工程。根据 Z 形钢板桩自身的特点，总是将 2 块联成 1 组后进行插打；尽管其施工步 骤比 U 型钢板桩略多，技术难度略大，但是由于 2 根 1 组的 Z 型钢板桩宽度可达 1160~1400mm，几乎是 U 型钢板桩单宽的 2~3 倍，其总体施工速度反而快，所以在国内很 多有形成陆域要求的码头工程中大量应用。一般采用“先震动插桩，后锤击沉桩”的施工方 法。 （2）组合钢板桩 断面模量非常大(W=3086~12741cm3/m)，适用于承受很大土（水）压 力的大、中型工程。因为该结构形式具有刚度大、承载能力强(不仅可承受水平力，而且能 承担垂直力)、对施工设备没有特殊要求等特点，所以这类结构目前已广泛用于大型船坞坞 壁墙体上（图 5.4-70），同时也已经开始应用到国内一些 5~10 万吨级的码头工程，但是应用 本结构形式需要一个拼装焊接的环节
467
CAZ 48 1160 964 628 5858
493
CAZ 50 1160 966 661 5884
519
CAZ 36-700
1400 998
528
7209
414
CAZ 38-700
1400 1000 563
7239
442
CAZ 40-700
1400 1002 599
7269
470
*—本表中的“可承受极限弯矩”值均按照 S430GP 强度等级考虑；
230
CAZ 13 1340 606 320 4191
251
CAZ 14 1340 608 348 4217
273
CAZ 17 1260 758 305 4900
239
CAZ 18 1260 760 333 4925
261
CAZ 19 1260 762 362 4951
284
CAZ 25 1260 852 411 5540
74.4
118
AZ19
630 381 10.5 10.5 164
81.0
129
AZ25
630 426 12.0 11.2 185
91.5
145
AZ26
630 427 13.0 12.2 198
97.8
155
AZ28
630 428 14.0 13.2 211
104.4
166
AZ34
630 459 17.0 13.0 234
cm2
kg/m
kg/m2
AZ12
670 302 8.5 8.5 126
66.1
99
AZ13
670 303 9.5 9.5 137
72.0
107
AZ14
670 304 10.5 10.5 149
78.3
117
AZ17
630 379 8.5 8.5 138
68.4
109
AZ18
630 380 9.5 9.5 150
(a) 单榀桩
(b) 锁口锁合后 107
(c) 与 Z 型钢板桩的锁合情况 图 5.4-72 H 型钢板桩断面示意图
5、 圆管型钢管板桩 这类钢管板桩（图 5.4-73）常在围堰、码头、护岸等工程中 使用。其刚度极大，受力性能很好，又有止水功能。在日本国有采用这类钢管板桩 (∅1.0m~1.2m)组成双排大围堰，使用在 -20m 水深的工程中。
38650 49460 56490 72320 40010 55010
表 5.4-26
弹性截面 可承受极 抵抗矩 限弯矩 *
We
Mmax
cm3/m
kN.m/m
1410
606
1600
688
1665
716
1780
765
2000
860
2075
892
2270
976
2500
1075
2580
1109
600
258
99930
4000
可承受极 限弯矩 *
Mmax
kN.m/m 516 559 602 716 774 834
1055 1118 1184 1475 1548 1625 1976 2064 2156 580 804 1548 1634 1720
U 形钢板桩（见表达.4-26）的优点如下：
⑴ 在丰富的、具备各种各样的几何力学特性的钢板桩系列之中，非常方便选取最佳性价
830
357
1200
516
1255
540
1800 2200 2500 3200 2000 2500
774 946 1075 1376 860 1075
110
y
h
y
b
型号
宽度 b mm
高度 h mm
钢材截 面积 A cm2
总截 面积
A0 cm2
用钢量 每根每 m
kg/m
CAZ 12 1340 604 293 4166
10.0
148
69.9
116
PU18 600 430 11.2 9.0 163 76.9
128
PU22 600 450 12.1 9.5 183 86.1
144
PU25 600 452 14.2 10.0 199 93.6
156
PU32 600 452 19.5 11.0 242 114.1
190
L 3 S 500 400 14.1 10.0 201 78.9
惯性矩
Iy-y cm4 125610 136850 148770 205040 222930 242210 343000 366820 392170 507890 537860 568840 645940 681190 716620 627090
比的断面；
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⑵ 宽进深、厚翼缘的特点，决定了组合后的墙体具有极佳的静力力学特性；
⑶ 结构形式对称，非常方便重复利用；
⑷ 可以在工厂预先装配成“组桩”，大大提高沉桩功效；
⑸ 非常方便拉杆及其配件的安装，甚至在水下也不例外；
109
⑹ 最厚的部分位于墙体的最外侧，使之具有良好的耐腐蚀性能。
t s
h
b
b
型号
147
AU26 750 451 15.0 10.5 192 113.2
151
PU 6 600 226 7.5 6.4 97 45.6
76
PU 8 600 280 8.0 8.0 116 54.5
91
PU12 600 360 9.8 9.0 140 66.1
110
PU12 10/10
600 360 10.0
5.4.6 钢板桩 5.4.6.1 概述
钢板桩截面有 U 型、Z 型、H 型、平型等多种形式，当板桩墙弯矩较大时，也可采用圆 管型、组合型。钢板桩墙主要用在挡土、挡土挡水的永久（如板桩码头、船坞）和临时工程 （如挡水围堰；挖沟、槽和基坑围护）结构上。在水运工程中，采用 U 型（拉森型锁口）钢 板桩为多，见图 5.4-67。在大型船坞工程中常采用组合型钢板桩，如 CAZ 型等，见图 5.4-68。