组合钢板桩坞壁结构技术和展望

 组合钢板桩坞壁结构技术和展望

在钢筋混凝土尚未普及的时代，船坞一般建筑在岩基上，坞墙结构大多是衬砌式。随着船坞向大规模方向发展，只要周边环境允许，施工场地不受限制，且具备干施工条件，扶壁式或悬臂式钢筋混凝土挡墙是最常用和比较经济的形式。但是在软土地基上建造船坞，或建坞场地狭窄时，一般宜采用直立式坞壁结构，主要有钢板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等形式。钢板桩坞壁结构因其高强、适应变形、止水性好、美观等卓越的结构性能和方便、快捷、高效、环保的施工特点，得到越来越广泛的应用。

  南通中远川崎船舶工程有限公司船坞工程，在国内大型船坞中首次采用Z型钢板桩组合箱型钢板桩坞壁结构，首次采用了施工期和使用期结构体系转换的功能，即施工期钢板桩坞墙及其锚碇系统为船坞基坑的围护结构，使用期则兼作永久性的坞壁结构及止水帷幕结构。设计根据不同的工况，采取了不同的技术措施，保证了体系转换的成功，保证了船坞在施工及使用的变形和位移得到最好的控制。在缩短工期、降低工程造价方面也作出不小的贡献，船坞建成后坞壁整齐、美观，是国内采用钢板桩作为永久性的坞壁结构的成功典范。

自南通中远川崎船舶工程有限公司船坞工程首次从国外引进“Z”型钢板桩组成箱型钢板桩结构，并获得成功以来，中国的船厂建设开始了新一轮的发展，船坞工程建造从南到北遍地开花。面对船坞大规模建造的需要，面对日益增长的钢板桩价格，如何节省工程费用一直是技术人员刻意攻关的方向。

借助于船厂的钢结构加工技术，通过引进及消化吸收进口钢板桩组合的焊接技术，对组合箱型钢板桩断面进行设计创新，采用进口钢板桩与国产钢板桩组合的新型结构。该设计技术能节省钢板桩材料费用30%以上，具有很大的社会经济效益。在后续的大量工程实践（包括外高桥造船基地1~2号船坞、上海船厂1~2号船坞改造、沪东船厂、江南船厂1号坞改造、中船长兴造船基地1~4号船坞、南通中远川崎2号船坞等工程中取得了相当的成功。

利用钢板桩作为船坞的坞壁结构可以有多种形式，如格型钢板桩、钢板桩-拉杆锚碇体系（板桩锚碇、斜桩锚碇）、钢板桩-桩基承台坞壁、钢板桩-多层预应力锚杆体系等。限于缺乏沉桩设备等原因，目前在国内大型船坞中只开发应用了CAZ组合钢板桩拉杆锚碇体系（板桩锚碇），在两坞并列时采用了CAZ组合钢板桩对拉结构体系。面对工程规模的进一步扩大，船坞、坞壁的进一步加深。现有的CAZ组合钢板桩-拉杆锚碇体系很难满足要求。如长兴造船基地一期工程注水式船坞因其有深度达17.7m，采用了昂贵的格型地下墙坞壁结构。陆上大斜度沉桩设备使斜桩锚碇结构得以实现将提供更稳定的抗侧力体系；HZ/AZ组合则在用钢量相同的情况下将获得更大的抗弯刚度。因此，进一步开发研究新的钢板组合技术，引进新型的沉桩设备和其他型式的钢板桩，无论在技术上还是经济上都是十分必要的。