熱軋鋼板樁
熱軋鋼板樁
英文名稱：Hot Rolled Steel Sheet Pile 或 Hot Rolled Steel Sheet Piling
在基礎結構施工領域，鋼板樁自1908年於歐洲的開創性應用至今已有百餘年歷史。作為一種現代基礎與地下工程領域的重要施工材料，鋼板樁可滿足傳統水利、土木、道路交通工程，環境污染整治及突發性災害控制等眾多工程領域的施工需求。
鋼板樁產品按生產工藝劃分有冷彎薄壁鋼板樁和熱軋鋼板樁兩種類型。在工程建設中，冷彎鋼板樁應用範圍較狹窄，大都作為應用的材料補充，熱軋鋼板樁一直是工程應用的主導產品。我國前些年熱軋鋼板樁生產與應用均屬空白，近年來隨著國民經濟建設的高速發展。熱軋U型鋼板樁已逐漸在堤防加固、截流圍堰、構築船塢碼頭及擋水牆等水工工程以及構建擋土牆、山體護坡、築造基坑支護等基礎工程中得到應用。
熱軋鋼板樁應用技術在我國的發展
上世紀50年代末在武漢長江大橋建設中，由鐵道部大橋局從原蘇聯引進，我國首次將U型鋼板樁應用於橋墩圍堰水中施工。此後數十年，受經濟實力的制約，加之國內不具備生產裝備與軋制技術，同時限制於工程機械匱乏及施工技術落後等因素，熱軋鋼板樁的應用一直處於停滯狀態。 20世紀末，我國某鋼業公司憑藉自國外引進萬能軋機生產線的工藝裝備條件，生產了幅寬為400mm的SLU5-1型鋼板樁5000餘噸，並成功應用於嫩江大橋圍堰、靖江新世紀造船廠30萬噸船塢及孟加拉防洪工程等項目。但由於試生產期間生產效率低、經濟效益差、國內需求少及技術經驗不足等原因，未能持續生產。據統計，目前我國的鋼板樁年消耗量保持在3萬噸左右，僅佔全球的1%%，而且僅限於一些港口、碼頭、船廠建設等永久性工程和建橋圍堰、基坑支護等臨時性工程。
近年來，隨著我國經濟的迅猛發展，各類新穎、高效、環保的工程施工技術與材料逐漸得以推廣應用。鋼板樁因其高強輕質、止水性好、耐久性強、施工效率高、佔地少等本身固有的獨特性能，解決了我國若干大型工程建設的施工難題。如上海長興島造船基地一期項目、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踐舞台，這些項目一次性鋼板樁用量均達萬噸，取得了良好的經濟和社會效益。此外，在基坑圍護、擋水圍堰、碼頭建設等一些工程中臨時性應用也得到嘗試，如浦東國際機場二期工程、上海世博園項目、杭州灣跨海大橋、溫福鐵路等工程，鋼板樁臨時圍護用量也較大。鋼板樁的施工發揮了重要作用，較好地滿足了我國經濟建設對科技創新、環保與可持續發展的需求。
但從總體上看，我國鋼板樁技術應用尚處於起步階段，目前鋼板樁年消耗量3萬噸左右，與我國佔全球鋼材消費總量三分之一的地位極不相稱，與發達國家尚存在極大的差距，因而熱軋鋼板樁的生產與應用仍有很長的路要走。
熱軋鋼板樁應用技術明天很美好
作為可重複使用的綠色環保型基礎結構用材料，熱軋U型鋼板樁以其高效、耐久、簡捷、輕巧而密封防滲的極佳斷面結構形狀，具有滿足工程結構需求、功能可靠、使用便利且安全環保等獨特優勢。與其它工法相比，鋼板樁施工具有施工簡單、作業佔用場地較小、施工操作靈活簡單；作業快捷，施工工期短，適於實施洪澇、塌方、塌陷、流沙等災害的快速搶險；結構輕盈，與其它構造物相比，自身結構輕、承載力強、單體抗震性好；隔水性強，可使構造物快速止水或堵漏、防滲透且易於施工；耐久性好，在較惡劣的使用環境中，壽命可達50年；施工環保，取土量及混凝土用量大幅減少，有效保護土地資源；重複性好，可在臨時性工程中反覆使用20～30次等特點。
雖然我國熱軋鋼板樁應用尚處於起步階段，與西方發達國家相比差距極大，但差距就是動力、動力蘊藏著機遇。為將先進的鋼板樁應用技術全面推廣應用於我國建築領域，生產與設計、施工、使用方共同積極致力於熱軋鋼板樁市場的培育，傾力以國外成熟的生產應用技術與施工經驗引領國內鋼板樁市場。基於鋼板樁在施工作業中的諸多優點，國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會於2007年5月14日發布了《熱軋U型鋼板樁》國家標準，並於2007年12月1日正式實施。標準的實施，對今後我國鋼板樁產品生產與應用，具有里程碑式的意義。
據市場分析預測，未來10年內我國熱軋鋼板樁的年消費量可望超過50萬噸。業內人士認為，今後熱軋鋼板樁的應用熱點主要表現在以下方面：
一是土地是一種不可再生同時也不可替代的資源，我國農業生產用地一直偏緊，基本建設要大量用土。土地資源呈不斷萎縮狀態，特別是在長三角、珠三角等人多地少的工業發達地區，既要發展又要保護資源的矛盾突出，土資源緊張現象尤為嚴重。在土木工程建設中，採用鋼板樁不僅可以減小填築斷面，減少土方填築量，而且節約用土，保護環境。隨著我國土地資源管理的不斷加強，土地使用成本急劇加大。經濟發達城市的建設施工中，大開挖式的建築基礎施工已越來越少，各類擋土牆施工工藝的改進將極大促進鋼板樁的需求。節約用地的理念進一步強化后，鋼板樁工法這一新技術必將得以普及與推廣應用。
二是為了提高自然災害防禦能力，減少山體滑坡與泥石流及江河洪澇等自然災害對人們居住環境和自然環境的破壞，迫切需要提高護坡、護岸質量等級，這對人口稠密山區及其周邊交通要道，對長江黃河等大型河流兩岸的維護有著特別的意義，採用鋼板樁施工技術可大大減小填築斷面，減少土方填築量，節約用土，這些工作措施將會帶來明顯的鋼板樁需求。
三是未來10～20年間我國水域改造及沿江臨海地區基礎建設規劃已完成設計，江海大開發必將導致江河流域的改造，交通運輸業的大投入必將掀起跨江、跨海及山間大橋的建設高潮，長三角、珠三角、環渤海經濟圈的持續開發，唐山曹妃甸工業區建設，黃河入海口區域大開發等都將出現關乎我國經濟發展的超級大型系列工程，同時，我國高速鐵路、城際輕軌幹線、高速公路國道等交通大動脈的興建方興未艾，工程建設中涉及的一系列技術、經濟、環保等問題均為鋼板樁的應用提供了廣闊的空間，必將對未來的鋼板樁市場提供強有力的支撐。
四是鋼板樁產品國家標準的頒布實施為生產廠家和廣大用戶提供了一個很好的技術支撐。隨著我國一批現代化軋鋼工藝裝備的投產運行，一些具備開發生產熱軋鋼板樁硬體實力的大型鋼鐵企業，一直在跟蹤鋼板樁市場發展，預計今後5～10年內，我國將形成較大的熱軋U型鋼板樁生產能力，可為我國工程建設提供充足的物資保證。
我們正處於一個經濟大發展的歷史時期，隨著我國經濟的快速發展，經濟實力大增，基礎建設蓬勃發展。發達國家經濟發展的經驗表明，處於經濟快速發展期的我國，地域分佈廣、地質結構複雜多變，具有應用鋼板樁的特殊而廣泛需求，方興未艾的基礎建設將為我國熱軋鋼板樁的應用提供極為廣闊的空間。儘管目前我國熱軋鋼板樁的市場形勢與十年前的H型鋼極為相似，我國熱軋鋼板樁生產與應用發展仍有很長的路要走，但我們確信，熱軋H型鋼應用的今天必將昭示著熱軋U型鋼板樁應用的美好明天。
熱軋鋼板樁的主要規格有：
Z型截面
U型截面
直腹式截面
燒結生產流程燒結作業是將粉鐵礦各類助熔劑及細焦炭經由混拌、造粒后經由布料系統加入燒結機由點火爐點燃細焦炭經由抽氣風車抽風完成燒結反應高熱之燒結礦經破碎冷卻、篩選後送往高爐作為冶鍊鐵水是主要原料。
高爐生產流程高爐作業是將鐵礦石、焦炭及助熔劑由高爐頂部加入爐內再由爐下部鼓風嘴鼓入高溫熱風產生還原氣體還原鐵礦石產生熔融鐵水與熔渣之煉鐵製程。
鍊鋼是把原料鐵水和廢鋼等里過多的碳及硫、磷等雜質去掉並加入適量的合金成分。
轉爐生產流程煉是將鋼廠先將熔銑送前處理站作脫硫脫磷處理經轉爐吹煉后再依鋼種特性及品質需求送二次精鍊處理站RH真空脫氣處理站、LadleInjection盛桶吹射處理站、VOD真空吹氧脫碳處理站、STN攪拌站等進行各種處理調整鋼液成份最後送大鋼胚及扁鋼胚連續鑄造機澆鑄成紅熱鋼胚半成品經檢驗、研磨或燒除表面缺陷或直接送下游軋製成條鋼、線材、鋼板、鋼卷及鋼片等成品。
連鑄生產流程連是將續鑄造作業乃是將鋼液轉變成鋼胚之過程。上游處理完成之鋼液以盛鋼桶運送到轉檯經由鋼液分配器分成數股分別注入特定形狀之鑄模內開始冷卻凝固成形生成外為凝固殼、內為鋼液之鑄胚接著鑄胚被引拔到弧狀鑄道中經二次冷卻繼續凝固到完全凝固。經矯直后再依訂單長度切割成塊方塊形即為大鋼胚板狀形即為扁鋼胚。此半成品視需要經鋼胚表面處理后再送軋鋼廠軋延。
熱軋生產流程第一熱軋鋼帶生產流程熱軋鋼帶工場主要製程是將扁鋼胚加熱后經粗軋機及精軋機軋延成鋼帶並以層流冷卻系統噴水冷卻至適當溫度再由盤卷機捲成粗鋼卷。
