Khi thiết kế cọc ván thép sự lựa chọn loại tường cọc ván, neo, hoặc tự do cần phải dựa vào chức năng của tường, các đặc trưng của nền đất, và các công trình hiện hữu bên cạnh.
(1) Tường cọc ván tự do: Tường cọc ván tự do thường được sử dụng trong công trình chống lũ hoặc tường chắn đất với chiều cao thấp (3.0 tới 4.5m). Bởi vì tường tự do xuất phát từ sự chống đỡ của tường từ nền đất, loại tường này có thể được lắp đặt với độ cao tương đối ( nhưng không quá 1.5 lần tổng chiều dài của cọc ván ) của các công trình hiện hữu. Mặt cắt ngang điển hình của tường cọc ván tự do được thể hiện trên hình 1.1
Hình 1.1: Mặt cắt điển hình của tường cọc ván tự do
(2) Tường cọc ván có neo: Tường cọc ván có neo được sử dụng khi chiều cao của tường vượt quá chiều cao phù hợp của tường cọc ván tự do hoặc khi chuyển vị ngang được xét đến. Sự gần cạnh của các neo với các công trình hiện hữu bị điều chỉnh bởi khoảng cách theo phương ngang được đối với quá trình lắp đặt neo. Mặt cắt điển hình tường cọc ván có neo thể hiện trên hình 1-2a và 1-2b
Hình 1.2a: Tường cọc ván có neo
Hình 1.2b: Tường cọc ván có neo
Các nhà thiết kế phải xem xét khả năng của các tài liệu hư hỏng và các ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của hệ kết cấu. Hầu hết các công trình vĩnh cửu được xây dựng bằng thép hoặc bê tông. Bê tông có khả năng khai thác lâu dài dưới điều kiện bình thường, nhưng có giá thành ban đầu tương đối cao khi so sánh với cọc ván thép. Có nhiều khó khăn hơn trong việc thi công lắp đặt cọc ván thép. Các quan sát dài hạn cho thấy cọc ván thép cung cấp tuổi thọ khai thác lâu dài khi thiết kế đúng cách. Thường xuyên thi công lắp đặt nên cho phép lắp đặt thiết bị bảo vệ chống ăn mòn bằng điện cực sau cùng.
Kỹ sư phải xem xét khả năng cao có thể xảy ra:
(1) Thép hình nặng: Thép là vật liệu thông dụng được dùng trong công trình tường cọc ván do cường độ vốn có, trọng lượng nhẹ, và tuổi thọ khai thác tốt. Các cọc này gồm các khớp nối chế tạo bởi thép cuốn nóng hoặc thép cán nguội hoặc tuân theo các yêu cầu tiêu chuẩn sản xuất.
(2) Thép hình nhẹ: Cọc ván bằng thép hình nhẹ là loại có độ sâu tiết diện nông, cán nguội để không thay đổi và sản xuất theo tiêu chuẩn của Nhà sản xuất. Cường độ chảy phụ thuoccj vào tiêu chuẩn
STRUCTURAL CONSIDERATIONS WHEN WE CH OSE TYPE OF STEEL SHEET PILE
When design steel sheet pile the selection of the type of wall, anchored or cantilever, must be based on the function of the wall, the characteristics of the foundation soils, and the proximity of the wall to existing structures.
(1) Cantilever walls: Cantilever walls are usually used as floodwall or as earth retaining walls with low wall heights ( less 10m). Because cantilever walls derive their support solely from the foundation soils, they may be installed in relatively close proximity (but not less than 1.5 times the overall length of the piling ) to existing structures. Typical cantilever wall configurations are shown in Figure 1-1.
Hình 1.1: Typical cantilevered walls
(2) Anchored walls: An anchored wall is required when the height of the wall exceeds the height suitable for a cantilever or when lateral deflections are a consideration. The proximity of an anchored wall to an existing structure is governed by the horizontal distance required for installation of the an anchor. Typical configurations of anchored wall systems are shown in Figure 1-2a, 1-2b.
(3) Hình 1.2a: Anchored walls
(4)
(5)
(6)
(7)
Hình 1.2b: Anchored walls
The designer must consider the possility of material deterioration and its effect on the structural integrity of the system. Most permanent structures are constructed of steel or concrete. Concrete is capable of providing a long service life under normal circumtances but has relatively high initial costs when compared to steel sheet piling. They are more difficult to install than steel piling. Long-term field observations indicate that steel sheet piling provides a long service life when properly designed. Permanent installations should allow for subsequent installation of cathodic protection should execssive corrosion occur.
(1) Heavy-gauge steel: Steel is the most common material used for sheet pile walls due to its inherent strength, relative light weight, and long service life. These pile consit of interlocking sheets manufactured by either a hot-rolled or cold-formed process or conform to the requirements of the Manufacturer’s Standard. Steel sheet piles are available in a variety of standard cross sections.
(2) Light-gauge steel: Light-gauge steel pilings are shallow-depth sections, cold formed to a constant and manufactured accordance to the Manufacture’s Standard. Yield strength is depend on the gauge.