鋼板樁規(guī)格參數(shù)及應(yīng)用技術(shù)手冊一、前言鋼板樁是一種具有鎖口或咬合功能的型鋼，通過相互連接形成連續(xù)的擋土、止水結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于基坑支護(hù)、河道圍堰、碼頭岸壁、地下工程等領(lǐng)域。其核心優(yōu)勢在于施工速度快、止水效果好、可重復(fù)回收利用，是現(xiàn)代巖土工程中不可或缺的臨時或永久性支護(hù)材料。本手冊旨在系統(tǒng)梳理鋼板樁的規(guī)格參數(shù)、材料要求、應(yīng)用技術(shù)及質(zhì)量控制，為設(shè)計人員、施工人員及監(jiān)理人員提供實用的技術(shù)參考，解決工程中“規(guī)格選擇難、施工工藝不規(guī)范、質(zhì)量控制不到位”等問題，推動鋼板樁技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。二、鋼板樁的分類與特點鋼板樁的分類方式主要基于材質(zhì)和截面形狀，不同類型的鋼板樁適用于不同的工程場景。（一）按材質(zhì)分類1.鋼制鋼板樁（最常用）材質(zhì)：主要采用低碳鋼（如Q235、Q345）或低合金高強度鋼（如Q420、SM490），具有較高的強度和塑性。特點：重量輕、打設(shè)方便、鎖口嚴(yán)密、可重復(fù)使用（一般可回收3-5次），適用于大多數(shù)巖土工程。不足：易腐蝕，需做防腐處理（如熱鍍鋅、環(huán)氧涂層）。2.混凝土鋼板樁材質(zhì)：鋼筋混凝土預(yù)制而成，截面多為矩形或T型，部分帶有鎖口。特點：剛度大、抗腐蝕性能好、成本低，適用于永久性工程（如河道護(hù)岸）。不足：重量大、打設(shè)困難、不可回收，施工噪音大。3.組合鋼板樁形式：鋼-混凝土組合（如鋼殼內(nèi)填充混凝土）、鋼-塑料組合（如鋼樁外包塑料層）。特點：兼顧鋼制樁的強度和混凝土樁的防腐性，適用于特殊環(huán)境（如海水浸泡區(qū)）。（二）按截面形狀分類1.U型鋼板樁（拉森樁，最通用）形狀：截面呈“U”型，鎖口位于兩側(cè)，通過陰陽鎖口相互咬合。特點：加工簡單、成本低、止水效果好，適用于基坑支護(hù)、圍堰等工程。常見規(guī)格：拉森III型、IV型、V型（詳見本章第三節(jié)）。2.Z型鋼板樁形狀：截面呈“Z”型，鎖口位于樁體兩端，通過咬合形成連續(xù)結(jié)構(gòu)。特點：抗彎強度高（截面模量比U型樁大20%-30%）、樁身輕盈，適用于深基坑（深度＞15m）或高荷載工程。不足：鎖口密封性能略遜于U型樁，需輔助止水措施。3.直型鋼板樁（平板樁）形狀：截面呈矩形，鎖口位于兩側(cè)，類似“平板”。特點：止水效果極佳（鎖口可完全密封）、抗側(cè)壓力大，適用于地下水位高、需嚴(yán)格止水的工程（如污水處理廠）。不足：加工難度大、成本高，應(yīng)用范圍有限。4.H型鋼板樁（組合樁）形狀：由H型鋼與鋼板焊接而成，鎖口位于H型鋼的翼緣。特點：支撐能力強、可與內(nèi)支撐體系完美結(jié)合，適用于超深基坑（深度＞20m）或重型荷載工程（如高層建筑基坑）。三、鋼板樁規(guī)格參數(shù)鋼板樁的規(guī)格參數(shù)是設(shè)計與施工的核心依據(jù)，主要包括幾何尺寸、力學(xué)性能、鎖口參數(shù)三大類。以下為常見鋼制鋼板樁的規(guī)格示例（以國內(nèi)及國際通用標(biāo)準(zhǔn)為主）：（一）U型鋼板樁（拉森系列）拉森樁（LarssenPile）是U型鋼板樁的典型代表，由德國工程師發(fā)明，目前已形成標(biāo)準(zhǔn)化系列（I型至IX型）。國內(nèi)常用的為拉森III型、IV型、V型，參數(shù)如下：型號寬度（mm）高度（mm）厚度（mm）屈服強度（MPa）抗拉強度（MPa）截面模量（cm3/m）慣性矩（cm?/m）拉森III型40012510≥345≥510約1000約6250拉森IV型40017012≥345≥510約1500約____拉森V型50021013≥345≥510約2200約____注：截面模量（W）反映樁身抗彎能力，慣性矩（I）反映樁身剛度，數(shù)值越大，抗變形能力越強。（二）Z型鋼板樁Z型鋼板樁的截面呈“Z”型，鎖口為咬合式，常見規(guī)格如下：型號寬度（mm）高度（mm）厚度（mm）屈服強度（MPa）截面模量（cm3/m）Z-30030020011≥430約1800Z-40040025012≥430約2800Z-50050030014≥430約4000（三）直型鋼板樁直型鋼板樁的截面為矩形，鎖口為陰陽式，常見規(guī)格如下：型號寬度（mm）高度（mm）厚度（mm）屈服強度（MPa）截面模量（cm3/m）直型-25025015010≥345約750直型-30030020012≥345約1200（四）鎖口參數(shù)鎖口是鋼板樁的核心部件，其尺寸精度直接影響止水效果和連接強度。常見鎖口類型為陰陽鎖口（U型樁）和咬合鎖口（Z型樁），參數(shù)要求如下：鎖口寬度偏差：≤±1mm；鎖口高度偏差：≤±0.5mm；鎖口咬合間隙：≤0.3mm（防止漏水）；鎖口抗拉強度：≥樁身抗拉強度的80%。四、鋼板樁材料要求（一）材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)鋼制鋼板樁的材質(zhì)應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：國內(nèi)：《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T____）中的Q235B、Q345B；《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T____）中的Q420C；國際：日本JIS標(biāo)準(zhǔn)中的SS400、SM490；美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的A36、A572。（二）力學(xué)性能要求屈服強度（σs）：≥235MPa（Q235）、≥345MPa（Q345）、≥420MPa（Q420）；抗拉強度（σb）：≥375MPa（Q235）、≥510MPa（Q345）、≥620MPa（Q420）；延伸率（δ5）：≥21%（Q235）、≥18%（Q345）、≥16%（Q420）；冷彎性能：彎曲角度≥180°，無裂紋（厚度≤16mm時）。（三）防腐處理鋼制鋼板樁易受土壤、地下水腐蝕，需采取以下防腐措施：1.熱鍍鋅：在樁身表面鍍一層鋅（厚度≥80μm），適用于一般土壤環(huán)境；2.環(huán)氧涂層：采用環(huán)氧樹脂涂料（厚度≥300μm），適用于腐蝕性較強的環(huán)境（如海水、化工廠）；3.陰極保護(hù)：通過犧牲陽極（如鋅塊）或外加電流，防止樁身腐蝕，適用于長期浸泡在水中的工程。五、鋼板樁應(yīng)用技術(shù)（一）設(shè)計要點鋼板樁的設(shè)計需滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求，核心步驟如下：1.荷載計算土壓力：采用朗肯土壓力理論（粘性土）或庫侖土壓力理論（無粘性土）計算主動土壓力（Ea）和被動土壓力（Ep）；水壓力：按靜水壓力計算（Pw=γw·h，γw為水的重度，h為水頭高度）；施工荷載：考慮堆載（如材料堆放）、機(jī)械荷載（如挖掘機(jī)重量），一般取10-20kPa。2.截面選擇根據(jù)計算得到的最大彎矩（Mmax），選擇截面模量（W）滿足：W≥Mmax/（γ·f），其中γ為截面塑性發(fā)展系數(shù)（取1.05），f為鋼材屈服強度；示例：某基坑深10m，計算得Mmax=150kN·m，選用拉森IV型樁（W=1500cm3/m=15×10??m3/m），則f=Mmax/（γ·W）=150×103/（1.05×15×10??）≈95.2MPa，遠(yuǎn)小于Q345的屈服強度（345MPa），滿足要求。3.支撐體系設(shè)計內(nèi)支撐：采用工字鋼、槽鋼或鋼筋混凝土梁，間距2-4m，支撐點位置應(yīng)避開樁身彎矩最大處（一般在基坑深度的1/3-1/2處）；拉錨：采用鋼絞線或錨桿，錨固長度≥6m，適用于基坑周邊有足夠空間的工程；支撐剛度要求：內(nèi)支撐的軸向變形≤1/1000（支撐長度），拉錨的變形≤20mm。4.止水設(shè)計鎖口密封：在鎖口內(nèi)涂抹黃油或瀝青麻絲，增強止水效果；接縫注漿：若鎖口漏水，采用水泥漿（水灰比0.5-0.6）或化學(xué)漿（如聚氨酯）注漿封堵；輔助止水：在鋼板樁外側(cè)設(shè)置止水帷幕（如高壓旋噴樁），適用于地下水豐富的工程。（二）施工工藝鋼板樁的施工流程為：測量放線→導(dǎo)架安裝→鋼板樁打設(shè)→支撐安裝→基坑開挖→鋼板樁拔除。1.測量放線用全站儀放出基坑邊線和鋼板樁位置線，誤差≤5mm；在基坑周邊設(shè)置水準(zhǔn)點（間距≤50m），用于控制樁頂標(biāo)高。2.導(dǎo)架安裝導(dǎo)架作用：保證鋼板樁的垂直度和位置精度；材料：采用槽鋼（[16-20）或工字鋼（I18-25）；安裝要求：導(dǎo)架的水平偏差≤10mm，垂直偏差≤1/1000，剛度滿足打設(shè)時的沖擊力要求。3.鋼板樁打設(shè)打設(shè)方法：振動法：采用振動錘（功率____kW），適用于粘性土、砂土；靜壓法：采用液壓壓樁機(jī)，適用于軟土或?qū)υ胍裘舾械膮^(qū)域；打入法：采用柴油錘（錘重3-5t），適用于硬土或碎石土；注意事項：打設(shè)前檢查樁身是否彎曲、鎖口是否變形，不合格樁需修復(fù)；打設(shè)時用經(jīng)緯儀控制垂直度（偏差≤1/200），每打1-2根檢查一次；相鄰樁的鎖口需對齊，避免強行打設(shè)導(dǎo)致鎖口損壞。4.支撐安裝支撐應(yīng)在鋼板樁打設(shè)完成后及時安裝，避免樁身因單側(cè)受力變形；支撐與鋼板樁的連接采用焊接或螺栓，焊縫厚度≥8mm，螺栓強度等級≥8.8級；支撐安裝后需預(yù)加應(yīng)力（一般為設(shè)計荷載的10%-20%），防止基坑開挖后支撐變形。5.基坑開挖開挖順序：從基坑中心向周邊分層開挖，每層深度≤1.5m；開挖時避免挖掘機(jī)碰撞鋼板樁或支撐，離樁邊≥1m；地下水處理：采用集水井降水（水位低于開挖面0.5-1m），避免水浸泡樁身。6.鋼板樁拔除拔除時間：基坑回填至支撐底面以上1m后，方可拔除；拔除方法：采用振動錘（功率≥打設(shè)時的1.5倍），邊振動邊拔除，避免硬拔導(dǎo)致樁身斷裂；土孔處理：拔除后及時用砂土或水泥土回填土孔，防止周邊土體沉降。六、質(zhì)量控制與驗收（一）驗收標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁工程的質(zhì)量驗收應(yīng)符合以下規(guī)范：《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）；《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ____）；《鋼板樁施工及驗收規(guī)范》（YB/T____）。（二）檢測項目與方法檢測項目檢測方法允許偏差樁位偏差全站儀測量≤50mm垂直度經(jīng)緯儀或線錘測量≤1/200樁頂標(biāo)高水準(zhǔn)儀測量±50mm鎖口間隙塞尺測量≤0.3mm樁身彎曲度拉線測量≤1/1000（樁長）力學(xué)性能拉伸試驗、彎曲試驗符合材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（三）常見質(zhì)量問題及處理1.樁身彎曲原因：打設(shè)時遇到障礙物（如巖石、舊樁）；處理：拔出彎曲樁，清理障礙物后重新打設(shè)；若無法拔出，采用千斤頂矯正樁身。2.接頭漏水原因：鎖口變形、密封材料脫落；處理：用棉絮、瀝青麻絲塞縫，或注入水泥漿封堵；嚴(yán)重時需更換受損樁。3.打設(shè)深度不足原因：地質(zhì)條件復(fù)雜（如硬夾層）、錘重不足；處理：增加錘重（如換用更大功率的振動錘）、采用鉆孔輔助打設(shè)（在樁位處鉆孔，減少阻力）。4.支撐變形原因：支撐剛度不足、預(yù)加應(yīng)力不夠；處理：增加支撐數(shù)量（縮小間距）、補加預(yù)加應(yīng)力；嚴(yán)重時需更換支撐材料。七、鋼板樁維護(hù)與回收（一）使用中的維護(hù)定期檢查樁身是否有腐蝕、變形（每季度1次）；避免重型機(jī)械碰撞樁身（如挖掘機(jī)、吊車）；保持基坑周邊排水暢通，防止水浸泡樁身；若樁身出現(xiàn)腐蝕，及時補涂防腐涂層（如環(huán)氧涂料）。（二）回收與再利用拔除后的鋼板樁應(yīng)清理表面泥土、水泥漿，檢查鎖口是否損壞；損壞的樁身可切割修復(fù)（如切割彎曲部分，焊接新鋼板）；修復(fù)后的鋼板樁可用于下一個工程（一般可重復(fù)使用3-5次）；無法修復(fù)的樁身應(yīng)回收煉鋼，實現(xiàn)循環(huán)利用。（三）環(huán)保要求鋼板樁施工時應(yīng)采取降塵措施（如灑水），避免揚塵污染；拔除時的土孔回填應(yīng)采用無污染材料（如砂土），防止地下水污染；防腐涂層的施工應(yīng)符合《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB____），避免揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）超標(biāo)。八、工程案例（一）案例1：某高層住宅基坑支護(hù)工程工程概況：基坑深12m，土質(zhì)為粘性土，地下水埋深3m，周邊有建筑物（距離基坑邊5m）；鋼板樁選擇：拉森IV型鋼板樁（W=1500cm3/m），樁長18m（入土深度6m）；施工工藝：采用振動錘打設(shè)，導(dǎo)架為[20槽鋼，間距2.5m；內(nèi)支撐采用I25工字鋼，間距3m，預(yù)加應(yīng)力15%；效果：基坑開挖后，樁頂位移≤20mm，無漏水現(xiàn)象，周邊建筑物沉降≤10mm，滿足設(shè)計要求。（二）案例2：某河道圍堰工程工程概況：河道拓寬工程，需修建臨時圍堰（長200m，高5m），地下水埋深1m；鋼板樁選擇：直型-300鋼板樁（鎖口密封性能好），樁長8m（入土深度3m）；施工工藝：采用靜壓法打設(shè)，避免振動影響河道兩岸；圍堰內(nèi)側(cè)采用砂土回填，增強穩(wěn)定性；效果：圍堰施工后，擋水效果良好，無滲漏，滿足河道施工要求。九、結(jié)語鋼