鋼板樁的發(fā)展歷程

                                                            ----李慶中 2008年

1.國外應(yīng)用概況

鋼板樁的前身是由木材或者鑄鐵等材料制作的板樁，接著出現(xiàn)了以鋼板材料簡單加工的鋼板樁。20世紀(jì)初，隨著軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們]意識(shí)到以軋制工藝生產(chǎn)鋼板樁成本低、質(zhì)量穩(wěn)定而綜合性能好，且可反復(fù)使用，就此理念的探索中，誕生了世界上第一根熱軋鋼

板樁。至上世紀(jì)60年代，西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已普遍采用熱軋鋼板樁，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、市場發(fā)展迅速。

在亞洲，日本最先使用鋼板樁。1903年日本首次進(jìn)口鋼板樁,1931年八幡制鐵公司開始生產(chǎn)鋼板樁,1960年代，出現(xiàn)了500mm寬鋼板樁,1997年開發(fā)了600mm 寬鋼板樁,2005年新日鐵開發(fā)出世界上最寬的900mm新型寬幅鋼板樁。經(jīng)近80年的發(fā)展，日本在鋼板樁研發(fā)、設(shè)計(jì)研究、施工工法以及樁工設(shè)備制造等方面均達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

目前，全球鋼板柱年消費(fèi)量近300萬噸，其中歐洲約50-60萬噸，北美也達(dá)50萬噸以上。在亞洲地區(qū)，日本年消費(fèi)量50-60萬噸、韓國約20 萬噸、東南亞近20萬噸(其中新加坡年消費(fèi)量10萬噸)，而香港、臺(tái)灣等地的年消費(fèi)量也逾5萬噸。

據(jù)了解，國外鋼樁的的消費(fèi)結(jié)構(gòu)大致是：60%用于一次性使用的永久性結(jié)構(gòu)，約40%在臨時(shí)結(jié)構(gòu)中反復(fù)使用。鋼板樁的重復(fù)使用業(yè)務(wù)由專業(yè)打樁租賃公司經(jīng)營，如德國的蒂森克房伯在德國有13家連鎖經(jīng)營的專業(yè)打樁與租賃公司，基本覆蓋了德國國內(nèi)市場。日本在目前鋼板樁租質(zhì)與打樁量逾100萬噸/年，鋼板樁年周轉(zhuǎn)次數(shù)超過3次(整個(gè)應(yīng)用周期按8次攤銷折舊)。除日本外，臺(tái)灣、新加坡與韓國的鋼板樁租賃與打樁業(yè)也十 分發(fā)達(dá)。

2.國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

上世紀(jì)50年代末武漢長江大橋建設(shè)中，由鐵道部大橋局從原蘇聯(lián)引進(jìn)，我國首次將U型鋼板樁應(yīng)用于橋墩圍堰水中施工。此后數(shù)十年，受經(jīng)濟(jì)實(shí)力的制約，加之國內(nèi)不具備生產(chǎn)裝備與軋制技術(shù)，同時(shí)限制于工程機(jī)械匱乏及施工技術(shù)落后等因素，熱軋鋼板樁的應(yīng)用一直處于停滯狀態(tài)。

20世紀(jì)末，馬鋼憑借自國外引進(jìn)萬能軋機(jī)生產(chǎn)線的工藝裝備條件，生產(chǎn)了幅寬為400mm的U型鋼板樁5000余噸，成功應(yīng)用于嫩江大橋圍堰、靖江新世紀(jì)造船廠30萬噸船塢及孟加拉防洪工程等項(xiàng)目。但由于試生產(chǎn)期間生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟(jì)效益差、國內(nèi)需求少及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足等原因，未能持續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)前，武鋼等數(shù)家關(guān)注著我國鋼板樁市場的大型鋼鐵企業(yè)，已開始或?qū)⒁M(jìn)入實(shí)質(zhì)性的研發(fā)階段。而國外多家知名生產(chǎn)廠家也瞄準(zhǔn)著我國鋼板樁的潛在大市場，為大規(guī)模進(jìn)入我國做好了相關(guān)準(zhǔn)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國的鋼板樁年消耗量保持在3萬噸左右僅占全球的1%，而且僅限于一些港口、碼頭、船廠建設(shè)等永久性工程和建橋圍堰、基坑支護(hù)等臨時(shí)性工程。

近年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各類新穎、高效、環(huán)保的工程施工技術(shù)與材料逐漸得以推廣應(yīng)用。199年，由日本新日鐵援建的U型鋼板樁，首次應(yīng)用于于大江防洪堤工程中并取得較好的實(shí)效(在荊江大堤觀音寺閘堤段和洪湖長江干堤燕窩堤段兩段江堤，共構(gòu)筑鋼板錐防洪墻2208米)。鋼板樁因其高強(qiáng)輕質(zhì)、止水性好、則久性強(qiáng)、施工效率高、占地少等本身固有的獨(dú)特性能，解決了我國若干大型工程建設(shè)的施工難題。如上海長興島造船基地一期項(xiàng)目、唐山曹妃甸煤炭碼頭等重大工程，為鋼板樁提供了用武之地，鋼板樁施工工法獲得了實(shí)踐舞臺(tái)，這些項(xiàng)目一次性鋼板樁用量均達(dá)萬噸，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。此外，在基坑圍護(hù)、擋水圍堰、碼頭建設(shè)等一些工程中臨時(shí)性應(yīng)用也得嘗試，如浦東國際機(jī)場二期工程、上海世博園項(xiàng)目、杭州灣跨海大橋、溫福鐵路等工程，鋼板樁臨時(shí)圍護(hù)用量也較大。鋼板樁的施工發(fā)揮了重要作用，較好滿足了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)科技創(chuàng)新、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的需求。

在我國鋼板樁的工程應(yīng)用實(shí)踐中，中船九院始終走在鋼板樁應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究的前列，在船廠水工工程、市政工程、建筑工程等項(xiàng)日建設(shè)中取得了顯著的成果。可以說，九院的鋼板樁應(yīng)用是我國鋼板樁應(yīng)用技術(shù)與國際接軌的典范。再者，中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院、中交第一航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院、中交第二航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院、中交第三航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院、中交第四航務(wù)勘察設(shè)計(jì)院及中鐵系統(tǒng)的數(shù)家鐵道勘探設(shè)計(jì)院等單位都具有非常高的鋼板樁應(yīng)用水平。

另一方面，我國的鋼板樁租賃市場極不發(fā)達(dá)，工程建設(shè)缺乏有實(shí)力的大型鋼板樁租賃與打樁公司。以鋼板樁應(yīng)用最發(fā)達(dá)的長江三角洲地區(qū)為例，社會(huì)閑散鋼板樁保有量僅5萬噸左右，且大部分由一些大型工程公司自備，市面上的鋼板樁租賃公司盡管大都不成規(guī)模，但業(yè)務(wù)卻極為火爆，租賃市場常呈出現(xiàn)無樁可租的局面。目前國家大型工程對(duì)鋼板樁的需求日益增多，一次用量從數(shù)百噸到近萬噸不等，但因鋼板樁采購資金占用較大而一次工程完工后即成為閑置，不少工程設(shè)計(jì)采用鋼板樁，施工時(shí)因采購成本因素而變更方案。

我國鋼板樁應(yīng)用尚處于起步階段，目前鋼板樁年消耗量不足3萬噸(主要以熱軋U型鋼板樁為主)，與我國占全球鋼材消費(fèi)總量三分之一的地位極不相稱，與發(fā)達(dá)國家尚存在極大的差距，因而熱軋鋼板樁的生產(chǎn)與應(yīng)用仍有很長的路要走。