پایدارسازی به روش سپرکوبی (شیت پایل)

صنعت مدرن شمع سازی ورق کمی بیش از 100 سال قدمت دارد و شاید مهمترین تغییرات در نوع و انتخاب محصولات از اوایل دهه 1970 رخ داده است. شمع بندی ورق در کاربردهای بسیار متنوعی بخصوص در دیوارهای حائل دریایی و دیوارهای حائل که فضا محدود است استفاده می شود. علاوه بر اینها، نوع خاصی از دیوارهای حائل، سد سلولی است که به طور گسترده برای سازه های موقت و دائمی استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به کارخانه های تولید کننده ورق های فولادی مراجعه نمایید)

پایدارسازی به روش سپرکوبی یا شیت پایل به شمع بندی ورق در تعدادی مواد ساخته می شود، ماده انتخابی به عوامل مختلفی از جمله مقاومت و شرایط محیطی بستگی دارد. طراح باید احتمال فرسودگی مواد و تاثیر آن بر یکپارچگی ساختاری سیستم را در نظر بگیرد. طراح باید احتمال فرسودگی مواد و تاثیر آن بر یکپارچگی ساختاری سیستم را در نظر بگیرد. اکثر سازه های دائمی از فولاد با بتن ساخته می شوند. بتن در شرایط عادی می تواند عمر طولانی داشته باشد اما در مقایسه با شمع بندی ورق فولادی هزینه های اولیه نسبت بالایی دارد. نصب آنها از شمع فولادی دشوارتر است. مشاهدات طولانی مدت نشان می دهد که شمع بندی ورق فولادی زمانی که به درستی طراحی شود، عمر طولانی دارد.

پایدارسازی به روش سپرکوبی, شمع های ورق، بخش هایی از مواد ورق با لبه های به هم پیوسته هستند که برای حفظ خاک و پشتیبانی حفاری به داخل زمین رانده می شوند. شمع های ورق معمولا از فولاد ساخته می شوند، اما می توانند از چوب یا بتن مسلح نیز ساخته شوند. شمع های ورق معمولا برای دیوارهای حائل، احیای زمین ها، در جاهای دریایی برای حفاظت از سواحل رودخانه، دیوارهای دریایی، سدها و غیره استفاده می شوند. (جهت مطالعه بیشتر به ورق سخت مراجعه نمایید)

انتخاب شمع بندی ورق به عوامل زیر بستگی دارد :

• نوع کار (دائمی یا موقتی)
• شرایط سایت
• عمق مورد نیاز شمع ها
• ماهیت سازه
• نوع حفاظت مورد نیاز
• لحظه عطف درگیر شدن

شمع بندی ورق فولادی

پایدارسازی به روش شیت پایل, فولاد متداول ترین شکل شمع ورق است، زیرا مقاومت خوبی در برابر ضریب شدت تنش، آب بندی عالی دارد و می توان طول آن را با جوش با پیچ و مهره افزایش داد. آنها با در هم قفل شدن به هم متصل می شوند. (جهت مطالعه بیشتر به ورق قطعات مراجعه نمایید)

شمع بندی ورق فلزی یک پیشرفت طبیعی در تکامل این محصول بود زیرا در اواسط دهه 1800 وارد عصر آهن شدیم. برای ساخت برخی از مقاطع خام از چدن استفاده می شد. که به دلیل عدم شکل پذیری موفقیت آمیز نبود. در اواخر قرن، فولاد بسمر توسعه یافت و آسیاب ها شروع به نورد گرم تیرهای I، پروفیل و نبشی کردند.

پایدارسازی به روش سپرکوبی ,در میان سایر اشکال ساختاری شمع بندی از نوع  Freistadt در حدود سال 1890 ظاهر شد که از یک بخش ناودانی نورد شده همانطور که در شکل نشان داده شده است. یک شمع ورق از نوع یونیورسال که در سال 1895 در بریتانیا معرفی شد، از تیرهای نورد گرم I و گیره های مخصوص برای اتصال فلنج های تیرهای I به یکدیگر استفاده کرد.

راندمان این دیوار کم بود زیرا تیرهای I در جهت ساختاری ضعیف عمل می کردند.

شمع های ورق فولادی مقاطع سازه ای بلند با سیستم قفل عمودی هستند که یک دیوار پیوسته ایجاد می کنند. این دیوارهای اغلب برای حفظ خاک یا آب استفاده می شوند. توانایی عملکرد شمع ورق به هندسه آن و خاک هایی که در آن رانده می شود بستگی دارد. شمع، فشار را از سمت بلند دیوار به خاک جلوی دیوار منتقل می کند.

نحوه ساخت شمع فولادی

پایدارسازی به روش شیت پایل در شمع بندی، شمع ورق فولادی نورد گرم و سرد دو روش اصلی ساخت شمع ورق هستند. درحالی که تفاوت هایی بین این دو روش وجود دارد، مهمترین تمایز اینتر لاک است. که در شمع بندی ورق فولادی نورد گرم در دماهای بالا تولید می شود، فرآیند اینترلاک نسبت به همتای شمع ورق فولادی نورد سرد محکم تر است.

معمولا در شرایط تنش بسیار سخت برای دیوارهایی که به نفوذ پذیری کم نیاز دارند، اینترلاک های ضعیف توصیه نمی شوند. در غیر این صورت، دو نوع بخش عملکرد مشابهی دارند.

چهار شکل اصلی شمع ورق فولادی وجود دارد:

بخش های معمولی

که شامل شمع های ورق لارسن و فرودینگهام  ( Larssen sheet piles و Frodingham sheet piles ) است که سیستم های شمع های فولادی به هم پیوسته هستند. آنها کیفیت تنش خوبی دارند و به گونه ای طراحی شده اند که برای وزن کم استحکام خوبی داشته باشند.  (جهت مطالعه بیشتر به ورق مبارکه مراجعه نمایید)

سیستم قفل کننده موقت شمع ها (پیچ کردن) را راحت می کند. در برخی موارد یک درزگیر را می توان قبل از کوبیدن به محل اتصالات برس داد که ضخامت آن افزایش می یابد و یک اتصال ضد آب ایجاد می کند.

شمع های ورق لارسن به دلیل شکل یکنواختشان قوی تر و راحت تر هدایت می شوند.

شمع های ورق فرودینگهام معمولا به صورت جفت به هم قفل شده عرضه می شوند که حمل و جابجایی آنها را آسان تر و سریع تر می کند.

بخش های وب مستقیم

اینها شمع هایی هستند که در هم قفل شده و رانده می شوند تا سدهای سلولی را تشکیل دهند که ممکن است با موادی مانند شن و سنگ های کوچک پر شود.

بخش های جعبه

اینها توسط دو یا چند بخش شمع ورق جوش داده شده به هم تشکیل می شوندو ممان خمشی بالا دارند.

مقاطع مرکب

اینها معمولا در حفاظت از آبنما که در آن ممان های خمشی زیاد و بارهای محوری سنگین دارند استفاده می شود. یک شمع مرکب معمولی یک بخش دوگانه فرودینگهام است که به فلنج تیر جوش داده می شود.

انواع شمع ورق فولادی

شمع های ورق Z

این نوع شمع ها را (Zs ) می نامند زیرا شمع های منفرد تقریبا شبیه یک Z کشیده افقی هستند. اینترلاک ها تا حد امکان دور از محور خنثی قرار دارند تا از انتقال برشی اطمینان حاصل کنند و نسبت مقاومت به وزن را افزایش دهند. شمع های Z رایج ترین نوع شمع ورق در آمریکای شمالی هستند و می توانند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند. و می توانند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

شمع ورق NZ

پایدارسازی به روش سپرکوبی یا شیت پایل مقاطع شمع های ورق NZ بیشترین دامنه و بهترین نسبت استحکام به وزن را برای شمع بندی ورق ارائه می دهند. این مقاطع همچنین گسترده ترین ورق ها را دارد که تعداد شمع هایی را که باید رانده شوند کاهش می دهد. اینترلاک لارسن فوق العاده آب بند است و تمام بخش های NZ با یکدیگر قفل می شوند.

شمع ورق PZ

بخش های PZ سال هاست که در ایالات متحده تولید می شوند و به طور گسترده توسط اینترلاک ball و اینترلاک socket شناخته می شوند. بخش های PZ به دلیل فشرده بودن و دوام اینترلاک، بخش های خوبی برای استفاده مجدد هستند. قفل توپ و سوکت همچنین امکان چرخش ده درجه را برای چرخاندن منحنی های محکم در محل کار فراهم می کند.

شمع ورق SKZ/SCZ

این نوع شمع ها از نوع ورق های سرد هستند که از کلاف فولادی تولید می شوند. و از آنها برای سپرکوبی یا شیت پایل استفاده می شود. اشکال SKZ/SCZ عموما عریض و کارآمد هستند و زاویه نوسان بیشتری نسبت به ورق های نورد گرم دارند. گزینه های زیادی برای انتخاب وجود دارد که به دلیل برنامه های نورد فشرده و انعطاف پذیر به راحتی در دسترس هستند. انواع مقاطع SKZ/SCZ از پنج اندازه مختلف در چندین ضخامت تشکیل شده است.

شمع ورق Vinyl

یک جایگزین موثر برای شمع بندی ورق های فولادی برای دیوارها، دیوارهای دریایی و دیوارهای بریده. آنها همچنین نسبت به مواد جایگزین مانند: بتن و چوب برتری دارند. مزیت اصلی شمع های ورق Vinyl ، مقاومت در برابر خوردگی برتر هنگام قرار گرفتن در معرض آب دریا است، جایی که هیچ اکسیداسیونی رخ نمی دهد.

ساخت دیوار با شمع ورق

قبل از نصب، شمع ها باید به دقت از نظر صاف بودن، ترک ها و یکپارچگی اجزای به هم پیوسته بررسی شوند.

شدت تنش باید به دقت کنترل شود و اگر شمع به داخل خاک نفوذ نکرد، باید بلافاصله متوقف شود، قبل از اینکه به شمع بعدی بروید. در برخی موارد، چندین شمع مجاور قادر به نفوذ به عمق طراحی نیستند. در این مرحله باید تلاش کرد تا مانع را با حفاری جزئی یا با استفاده از جت آب از بین برد.

تعداد قابل قبولی از شمع های ورق تحت هدایت وجود دارد، اما این مقدار با توجه به الزامات طراحی خاص متفاوت خواهد بود.

عکس مرکز علوم کامپیوتر

عکس دریاچه معدن پایه سینکرود

پایدارسازی به روش سپرکوبی یا شیت پایل گاهی باعث می شود تا شمع های ورق تمایل به انحراف از سطح عمودی در هنگام تنش دارند و در عوض به طرفین متمایل می شوند. این به دلیل برخورد با موانع در داخل خاک است که به عنوان انحراف عمل می کند. برای مقابله با این باید از کنترل های راهنما استفاده شود.

یکی از تکنیک های راندن شمع ها در پانل ها شامل: قرار دادن و هدایت دو شمع به قسمت یا نفوذ کامل در دو انتهای پانل شمع است. بنابراین پانل در حین تنش به موقعیت نهایی خود توسط شمع ها پشتیبانی می شود.

جفت باقی مانده در انتها سپس تکیه گاه پانل بعدی را تشکیل می دهد.

تکنیک دیگر استفاده از پایه ها و بال ها برای حمایت و قرار دادن شمع های ورق در حین تنش است. (جهت مطالعه بیشتر به ورق کاویان مراجعه نمایید)

چکش های ارتعاشی اغلب برای نصب شمع های ورق ( سپر کوبی ) استفاده می شوند، اگرچه خاک خیلی سفت یا متراکم باشد، می توان از چکش ضربه ای استفاده کرد. در جاهای خاصی که ارتعاشات نگران کننده هستند، ورق ها را می توان به صورت هیدرولیکی به داخل زمین هل داد.

کاربردهای شمع ورق فولادی

• تقویت لوی
• دیوارهای نگهدارنده
• موج شکن ها
• باکلدها
• دیوارهای حائل محیطی
• تکیه گاه پل
• گاراژهای زیر زمینی پارکینگ

مزایای شمع ورق

• قابل بازیافت و استفاده مجدد
• طیف گسترده ای از طول، اندازه و گزینه های فولادی موجود است.
• قابل استفاده برای سازه های موقت و دائمی.
• قابل نصب با روش های بی صدا و بدون لرزش
• نصب سریعتر از دیوارهای مجاور یا متقاطع
• این سد موقت را می توان تقریبا به هر شکل دلخواه ساخت.

• برای تشکیل یک آب بند موثر، یک اتصال نزدیک فراهم کنید.
• وزن سبک، بلند کردن و جابجایی را آسان می کند. طول و طراحی شمع به راحتی قابل تنظیم است اتصالات به گونه ای طراحی شده اند که در برابر فشار زیاد لازم برای قرار گرفتن در جای خود مقاومت کنند.
• نگهداری کمی در بالا و در زیر آب مورد نیاز است. (جهت خرید و بررسی به قیمت ورق مراجعه نمایید)

جهت مطالعه بیشتر به ویکی پدیا مراجعه فرمایید.