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格形钢板桩结构形式的特点

334 2021-12-21 10:17:08

格形钢板桩结构。是由平板形钢板桩打成闭合的格形形状。格内填充砂石料构成的一种建筑物结构形式。它由钢板桩格体约束散体填料,形成直立岸壁,同时钢板桩又同内部填料一道通过抗剪切的方式抵抗建筑物所受的水平荷载、类似于板桩结构形式;同时, 建筑物的自重以及竖向荷载通过钢板桩及填料传到下层地基,并且主要靠自重来抵抗建筑物的整体滑动与倾覆,又类似于重力式结构,故格形钢板桩结构可称为半重力半板桩结构。

格形钢板桩结构形式,可用于码头、防波堤、护岸等各种水工建筑物,在围堰工程中应用也很广泛。

格形钢板桩结构的设计与施工,是一项技术上比较复杂的工作。目前,国内外的有关研究成果均不太成熟,因此。进行格形钢板桩结构的设计时,往往还需要以其它的工程实践作为参照,或借助于模型试验,对设计方案进行验证。

格形钢板桩结构形式的特点主要表现在对荷载的适应性、对基础的适应性及材料、施工等几个方面。

一、对荷载的适应性

在格形钢板桩结构建筑物中,因垂直荷载主要是通过填料及持力基桩传到下层基础的,因而对垂直荷载的适应性较强,当作为码头建筑物时,可适应较大的码头面超载及工艺变化。而水平荷载,由于主要是以内剪力的方式由板桩格体及格内填料承受的,故而结构对水平荷载的变化反应较敏感。

二、对塞础的适应性

格形钢板桩结构形式对上弱下强的地质条件有独特的适应性。一般传统的水工建筑物结构从总体上讲,可分为桩基结构和重力式结构两大类。在上述的地质条件下,如果采用桩基结构,则桩需穿过软土层在下层硬土层中生根,由于软土层的厚度而增加桩长还是次要的,在硬土层中沉桩有时则会遇到难以克服的困难。如采用重力式结构、则要面对上面软弱土层的处理问题、从目前的各种处理方法来看、 无论是挖填、嫖填还是排水固结、深屡搅拌都不可避免地带来造价高昂或工期冗长等问题。但如采用格形钢板桩结构形式,则只要板桩穿过软土层达到硬土层,即可满足结构的要求而无需处理地基,也无需在硬层中过深地沉桩。

当然,由于板桩需要穿过软土层,并将下卧层作为板桩及填料的重力持力层,故而格形钢板桩结构在弱土层底面较低,或是下层土承载力过小的地方难于采用。

三、材料方面

格形钢板桩结构,在外荷载的作用下,形成板桩与填料共同受力的状态,板桩以受拉为主,内部填料以受剪为主,充分发挥了各种材料的力学特长,是经济合理的。但同时,由于结构在工作时板桩及板桩锁口将产生很大的拉应力,故而对钢板桩的机械性能要求较高,从我国目前的生产能力上看,往往还达不到使用的数量和质量两方面的要求,而需进口,同时,由于钢材的使用也带来了腐蚀、使用年限低等一系列的问题。

此外, 由于内部填料参与抗剪,故本结构形式在难以取得大量优质、价廉的充填砂石料的情况下,难于采用。

四、施工方面

格形钢板桩结构施工工序简单、施工速度快,但格形结构在内部填料未充填之前处于很不稳定的状态,这是很大的缺点。因此,在风浪较大,又不具备掩护条件的地区,或是在板桩格体形成后无立即进行内部填充能力的情况下,格形钢板桩结构形式从施工的角度来看是不适宜的。

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