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中国港口网， 郭宇（中国港协港口研究中心）

      钢板桩在码头建设中的应用已经有超过一个世纪，由于其高强轻质、止水性好、耐久性强、施工效率高、占地少、环保、容易维护等特点，在国外尤其是发达国家的应用非常普遍。但由于其一次性投入较大，国内人工成本相对较低及宣传不足等原因，其应用不多，随着国内外公司的推广和国内对于钢板桩工法的认识加深，越来越多的码头和船坞开始应用了钢板桩岸壁结构设计。现就合理控制钢板桩岸壁成本做一简要介绍。

一、钢板桩岸壁的主要成本

1、材料成本：每平米钢板桩墙的重量X总面积X单位每平米价格+防腐面积x防腐材料每平米价格+拉杆/支撑等附件价格
2、工艺成本：打钢板桩的工时X工时价格+机器租赁成本+燃料

从以上可以看出每平米钢板桩的重量和每平米价格越低，成本越低。同时打钢板桩的工时越少工艺成本也越低。因此，在满足安全余量的基础上选择能够达到荷载要求的钢板桩设计方案减少不必要的设计余量，同时尽可能选择施工简便和经济的钢板桩是控制和降低成本的有效措施。

二、钢板桩岸壁结构设计与选型需要考虑的主要因素
1.水文地质考察。水文地质勘察的目的是为了获得较为准确的水文地质情况，为钢板桩的设计提供基本的依据，从而提出安全、经济的钢板桩支护方案。如：选择合理的钢板厚度，截面模量，钢的强度等级，以及防腐措施。
﹡本文由易仕板桩（中国）有限公司上海代表处单国华先生提供资料及帮助，在此表示感谢！

a.地质情况：由于钢板桩墙的主要荷载来自于墙后的土压力，钢板桩的受力情况与现场的地质情况是密切相关的。地层的软硬程度在很大程度上影响钢板桩的施工，松软的土层便于钢板桩的打入，施工速度较快，施工误差较小，所需的嵌固深度较长；而坚硬的土层则需要更强的施工力量来保证其施工速度和施工质量，所需的嵌固深度较短。地质勘查的结果会直接影响钢板桩的型号、嵌固深度以及需要采用的施工方法。同时土壤的类型还会影响到对于钢板的腐蚀速度，从而影响到钢板桩的最小板厚和每平米用钢量；因此，要求提供详实的地质环境报告。

b.水位的变化和水的类型

墙前和墙后的水位与钢板桩的受力情况密切相关，潮水的涨落或墙后水位的起伏对于钢板桩的受力情况会有很大的影响，因此，墙前和墙后水位的变化需要在水文地质勘查中密切关注。墙前和墙后水位的变化还有助于提出十分经济合理的防腐蚀方案，在墙前的潮汐区和海水飞溅区，其腐蚀速度比水下部分的腐蚀速度要快得多，潮汐区和海水飞溅区的防腐需要更重视；在水下和地下的钢板桩部分则可以相应少做或不作防腐处理。而在墙后的拉锚系统若能设置在地下水位以上，则能有效的防止拉锚系统的腐蚀。

水的类型也是水文调查中的一个重要部分。不同的水质会对钢材造成不同的腐蚀速度，在污染严重的水域钢板的腐蚀速度会大大超过水质较好的海域，因此相应的防腐成本也会增加。

2.结构优化设计。结构优化设计是为了在满足现有规范、规程要求的情况下，提出最为安全和经济的钢板桩设计方案。

a.选择合理的钢板桩结构方案

通常对钢板桩缺乏了解的人会认为钢板桩只是一种单一的支护结构方案，但随着工程师们多年的创新和改进，钢板桩结构已经发展成为具有多种组合结构形式，灵活多变的支护结构。常用的有拉锚结构加钢板桩结构、斜桩加钢板桩结构。这两种结构不仅灵活的解决了工程技术上的问题，更加有效的解决了工程经济上的问题。

b.选择合理的选择钢板桩类型

通常工程实践中用到的都是一些固定规格的钢板桩，而不能由工程师自定义一些满足具体工程需要的钢板桩类型和截面尺寸，因此将造成一定程度上的浪费。若某工程数量巨大，经济上的浪费则非常显著。

c.选择合理的荷载组合和设计参数

作为码头或船坞的支护结构，钢板桩墙需要承受其自重，超载、潮汐荷载、船舶停靠荷载，甚至地震荷载。选择合理的荷载组合以及荷载组合系数，真实有效的反映现实工程中的不同工况对于优化设计至关重要。目前许多的设计均存在超设计现象，会造成工程上的一定浪费。

对于设计参数，例如土层的参数，地下水位的起伏，海水的腐蚀速率等，由于目前许多的勘查工作不详细或不准确，设计者除需参考水文勘查资料外，更需要加以工程师的筛选和判断。合理的选择设计参数能避免不必要的浪费。

d. 采取有效的防护措施

在码头或船坞的设计中，采取一些较为经济、有效的防护措施往往可以很大程度上避免材料的浪费。例如，墙后的排水措施，墙前潮汐区和海水飞溅区的阴极保护等都比单纯的增加钢板桩的强度和厚度经济有效。设计者通过类似的措施可大大降低工程的总体成本。

3.运输和堆放以及施工

a.施工时要考虑打桩的精度和准确减少失误。在施工前就要使用测位仪和其他测量工具,确保打桩的位置。

b.正确的安装方法能够节省不必要的时间和精力的浪费。一般的钢板桩施工会采用交错式打桩方法同时安装ESC桩时，不管其安装方法或打桩设备情况，建议采用打桩导向装置。若使用斜导架，以及在桅柱滑槽上安装振动器，这样，只要求使用底部导向装置来保证桩的正确定位。

c.使用正确的打桩锤来安装不同类型的钢板桩。在有条件的情况下可以先试打几根钢板桩来确定合适的打桩锤。

d.由于钢板桩一般都是超长件，经常会涂有油漆和钢板桩的锁扣比较容易损坏，在运输和仓储过程中容易发生货损。在运输过程中要尽量选择由厂方或有经验的货运公司运输到工地，要减少重复装卸的过程。对于有涂有油漆的钢板桩可以配上扁平吊带。同时无论在工地上还是在船只上要切忌重物堆放在钢板桩上，每隔3米要准备垫木使堆垛受力均匀，以防止弯曲。

三、建议

在综合考虑以上因素以后，设计人员或业主应该尽可能选择正好满足设计和施工要求的地钢板桩。具体的做法可以有：在经过工程师的优化设计后提供参数要求厂方度身定制；在不同的环境要求下选择不同类型的钢板桩。

而防腐方面应该灵活的考虑环境因素，比如在腐蚀严重区域图防腐材料而在腐蚀较轻的不做或少做防腐。在钢板桩的水上水下段采用不同的钢板厚度拼接。采用高等级强度的钢材来减轻整个结构的重量。

现实中很多现有的工程余量放得很大，都是由于前期勘察工作不仔细，在设计过程中考虑不周到，同时没有合适的钢板桩造成的。而通过仔细勘查和合理的钢板桩选型，许多钢板桩码头的成本都可以降低很多。