組合鋼板樁塢壁結(jié)構(gòu)技術(shù)和展望

在鋼筋混凝土尚未普及的時(shí)代，船塢一般建筑在巖基上，塢墻結(jié)構(gòu)大多是襯砌式。隨著船塢向大規(guī)模方向發(fā)展，只要周邊環(huán)境允許，施工場地不受限制，且具備干施工條件，扶壁式或懸臂式鋼筋混凝土擋墻是最常用和比較經(jīng)濟(jì)的形式。但是在軟土地基上建造船塢，或建塢場地狹窄時(shí)，一般宜采用直立式塢壁結(jié)構(gòu)，主要有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等形式。鋼板樁塢壁結(jié)構(gòu)因其高強(qiáng)、適應(yīng)變形、止水性好、美觀等卓越的結(jié)構(gòu)性能和方便、快捷、高效、環(huán)保的施工特點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。

  南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司船塢工程，在國內(nèi)大型船塢中首次采用Z型鋼板樁組合箱型鋼板樁塢壁結(jié)構(gòu)，首次采用了施工期和使用期結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的功能，即施工期鋼板樁塢墻及其錨碇系統(tǒng)為船塢基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使用期則兼作永久性的塢壁結(jié)構(gòu)及止水帷幕結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)根據(jù)不同的工況，采取了不同的技術(shù)措施，保證了體系轉(zhuǎn)換的成功，保證了船塢在施工及使用的變形和位移得到最好的控制。在縮短工期、降低工程造價(jià)方面也作出不小的貢獻(xiàn)，船塢建成后塢壁整齊、美觀，是國內(nèi)采用鋼板樁作為永久性的塢壁結(jié)構(gòu)的成功典范。

自南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司船塢工程首次從國外引進(jìn)“Z”型鋼板樁組成箱型鋼板樁結(jié)構(gòu)，并獲得成功以來，中國的船廠建設(shè)開始了新一輪的發(fā)展，船塢工程建造從南到北遍地開花。面對(duì)船塢大規(guī)模建造的需要，面對(duì)日益增長的鋼板樁價(jià)格，如何節(jié)省工程費(fèi)用一直是技術(shù)人員刻意攻關(guān)的方向。

借助于船廠的鋼結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，通過引進(jìn)及消化吸收進(jìn)口鋼板樁組合的焊接技術(shù)，對(duì)組合箱型鋼板樁斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，采用進(jìn)口鋼板樁與國產(chǎn)鋼板樁組合的新型結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)技術(shù)能節(jié)省鋼板樁材料費(fèi)用30%以上，具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。在后續(xù)的大量工程實(shí)踐（包括外高橋造船基地1~2號(hào)船塢、上海船廠1~2號(hào)船塢改造、滬東船廠、江南船廠1號(hào)塢改造、中船長興造船基地1~4號(hào)船塢、南通中遠(yuǎn)川崎2號(hào)船塢等工程中取得了相當(dāng)?shù)某晒Α?/span>

利用鋼板樁作為船塢的塢壁結(jié)構(gòu)可以有多種形式，如格型鋼板樁、鋼板樁-拉桿錨碇體系（板樁錨碇、斜樁錨碇）、鋼板樁-樁基承臺(tái)塢壁、鋼板樁-多層預(yù)應(yīng)力錨桿體系等。限于缺乏沉樁設(shè)備等原因，目前在國內(nèi)大型船塢中只開發(fā)應(yīng)用了CAZ組合鋼板樁拉桿錨碇體系（板樁錨碇），在兩塢并列時(shí)采用了CAZ組合鋼板樁對(duì)拉結(jié)構(gòu)體系。面對(duì)工程規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，船塢、塢壁的進(jìn)一步加深?，F(xiàn)有的CAZ組合鋼板樁-拉桿錨碇體系很難滿足要求。如長興造船基地一期工程注水式船塢因其有深度達(dá)17.7m，采用了昂貴的格型地下墻塢壁結(jié)構(gòu)。陸上大斜度沉樁設(shè)備使斜樁錨碇結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)將提供更穩(wěn)定的抗側(cè)力體系；HZ/AZ組合則在用鋼量相同的情況下將獲得更大的抗彎剛度。因此，進(jìn)一步開發(fā)研究新的鋼板組合技術(shù)，引進(jìn)新型的沉樁設(shè)備和其他型式的鋼板樁，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是十分必要的。