Thi công cọc cừ ván thép cừ larsen và thép hình, gia công lắp dựng kết cấu thép hình văng chống vách tầng hầm
Cừ ván thép và thép hình (thuật ngữ tiếng anh là steel sheet pile) hay còn gọi là cọc ván thép cừ thép, cừ Larssen, cọc bản, là một cấu kiện dạng tấm có các rãnh khoá (me cừ) để hợp thành một tường chắn khép kín. Nhằm mục đích ngăn nước và chắn đất trong hầu hết các trường hợp ứng dụng.
Nhóm này bao gồm:
(1) Góc ván cừ hoặc các mẩu góc, là những mặt cắt dùng để tạo các góc; với mục đích này thì sử dụng hoặc là các mặt cắt đã được rèn, hoặc những mặt cắt đã được cắt dọc theo chiều dài của chúng, những bộ phận thu được bằng cách đó sau đó được hàn hoặc tán đinh để tạo thành một góc.
(2) Các mặt cắt ván cừ lắp ráp với ba hoặc bốn cạnh để làm các vách ngăn.
(3) Các mặt cắt ván cừ mắc nối mà hình dạng của chúng cho phép chúng sẽ được sử dụng để nối các dạng tấm cừ khác nhau.
(4) Các cột và đường ống ván cừ mà được dẫn tiếp đất theo cách như thế sao cho chúng lắp ráp với nhau mà không được khoá liên động bằng lực. Các đường ống ván cừ được làm gợn sóng (tạo nếp) trên hình dạng. Các cột ván cừ được làm thành có hai mặt cắt được hàn với nhau.
Ván cừ thường được sử dụng để làm tường trên đất có cát, úng nước hoặc bị chìm ngập cho các nhà máy cơ khí dân dụng như đập, đê hoặc mương.
Cừ ván thép đã được sử dụng cho mọi kết cấu công trình tạm (làm xong nhổ lên) cũng như vĩnh cữu (đóng bỏ). Ngày nay, trong lĩnh vực xây dựng, cừ ván thép được sử dụng ngày càng phổ biến. Từ các công trình thủy công như cảng, bờ kè, cầu tàu, giếng kín, đê kè chắn sóng, công trình cải tạo dòng chảy, công trình cầu, đường hầm đến các công trình dân dụng như bãi đậu xe ngầm, tầng hầm nhà nhiều tầng, nhà công nghiệp, ngăn chống cho các hố đào nền móng, xử lý nước thải, các đường vượt, hầm ngầm. Cọc ván thép không chỉ được sử dụng trong các công trình tạm thời mà còn có thể được xem như một loại vật liệu xây dựng, với những đặc tính riêng biệt, thích dụng với một số bộ phận chịu lực trong các công trình xây dựng.
Về kích thước, cọc ván thép có bề rộng bản thay đổi từ 400mm đến 750mm. Sử dụng cọc có bề rộng bản lớn thường đem lại hiệu quả kinh tế hơn so với cọc có bề rộng bản nhỏ vì cần ít số lượng cọc hơn nếu tính trên cùng một độ dài tường chắn. Hơn nữa, việc giảm số cọc sử dụng cũng có nghĩa là tiết kiệm thời gian và chi phí cho khâu hạ cọc, đồng thời làm giảm lượng nước ngầm chảy qua các rãnh khóa của cọc. Chiều dài cọc ván thép có thể được chế tạo lên đến 30m tại xưởng, tuy nhiên chiều dài thực tế của cọc thường được quyết định bởi điều kiện vận chuyển (thông thường từ 9 đến 15m), riêng cọc dạng hộp gia công ngay tại công trường có thể lên đến 72m.
Lịch sử của việc sản xuất cọc ván thép.
• 1931: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ U (dạng Lakawana)”Kiểu SPII”
• 1955: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình đường thẳng “SP-F”
• 1959: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ z “Z-45”
• 1960: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ U (dạng Laruzen) “SP…”
• 1967: Thành lập Tiêu chuẩn JIS: JIS A5528: 1967
• 1987: Ngừng sản xuất cọc ván hình chữ U dạng Lakawana
• 1997: Ngừng sản xuất cọc ván thép hình chữ Z.
• 1997: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép cỡ lớn hình chữ U với chiều rộng có hiệu là 600mm
• 2000: Sửa đổi lại Tiêu chuẩn JIS thành tiêu chuẩn “JIS A5523:2000. Cọc ván thép cán nóng dùng cho hàn”
Lịch sử lý thuyết tính toán
Từ năm 1940 đến những năm 50, ở nước ngoài, thành quả nghiên cứu thực tế và lý thuyết của Terzaghi hay Rowe về cơ bản đã được xác lập trong thời kỳ này về lý thuyết. Ở Nhật Bản cũng vậy, trải qua một thời gian dài trưởng thành từ năm 1950 đến những năm 70, công nghệ cọc ván thép đã phát triển vượt bậc cả về chất lượng và số lượng. Gần đây nó cũng được áp dụng trong việc giảm tiếng ồn, giảm rung lắc và cũng được áp dụng trong các công trình ở các thành phố. Cọc ván thép ở Nhật Bản, trải qua hơn 70 năm, đến nay Nhật Bản trở thành nước có sản lượng cọc ván thép rất lớn trên thế giới, nó được xuất khẩu sang các nước khác nhiều hơn là ở Nhật Bản. Trong bài này tác giả sẽ trình bày về sự biến đổi về mặt vật liệu và thi công cuả công nghệ ván cọc thép ở Nhật Bản cũng như các công nghệ sử dụng cọc ván thép.
Cừ ván thép và thép hình (thuật ngữ tiếng anh là steel sheet pile) hay còn gọi là cọc ván thép cừ thép, cừ Larssen, cọc bản, là một cấu kiện dạng tấm có các rãnh khoá (me cừ) để hợp thành một tường chắn khép kín. Nhằm mục đích ngăn nước và chắn đất trong hầu hết các trường hợp ứng dụng.
Nhóm này bao gồm:
(1) Góc ván cừ hoặc các mẩu góc, là những mặt cắt dùng để tạo các góc; với mục đích này thì sử dụng hoặc là các mặt cắt đã được rèn, hoặc những mặt cắt đã được cắt dọc theo chiều dài của chúng, những bộ phận thu được bằng cách đó sau đó được hàn hoặc tán đinh để tạo thành một góc.
(2) Các mặt cắt ván cừ lắp ráp với ba hoặc bốn cạnh để làm các vách ngăn.
(3) Các mặt cắt ván cừ mắc nối mà hình dạng của chúng cho phép chúng sẽ được sử dụng để nối các dạng tấm cừ khác nhau.
(4) Các cột và đường ống ván cừ mà được dẫn tiếp đất theo cách như thế sao cho chúng lắp ráp với nhau mà không được khoá liên động bằng lực. Các đường ống ván cừ được làm gợn sóng (tạo nếp) trên hình dạng. Các cột ván cừ được làm thành có hai mặt cắt được hàn với nhau.
Ván cừ thường được sử dụng để làm tường trên đất có cát, úng nước hoặc bị chìm ngập cho các nhà máy cơ khí dân dụng như đập, đê hoặc mương.
Cừ ván thép đã được sử dụng cho mọi kết cấu công trình tạm (làm xong nhổ lên) cũng như vĩnh cữu (đóng bỏ). Ngày nay, trong lĩnh vực xây dựng, cừ ván thép được sử dụng ngày càng phổ biến. Từ các công trình thủy công như cảng, bờ kè, cầu tàu, giếng kín, đê kè chắn sóng, công trình cải tạo dòng chảy, công trình cầu, đường hầm đến các công trình dân dụng như bãi đậu xe ngầm, tầng hầm nhà nhiều tầng, nhà công nghiệp, ngăn chống cho các hố đào nền móng, xử lý nước thải, các đường vượt, hầm ngầm. Cọc ván thép không chỉ được sử dụng trong các công trình tạm thời mà còn có thể được xem như một loại vật liệu xây dựng, với những đặc tính riêng biệt, thích dụng với một số bộ phận chịu lực trong các công trình xây dựng.
Về kích thước, cọc ván thép có bề rộng bản thay đổi từ 400mm đến 750mm. Sử dụng cọc có bề rộng bản lớn thường đem lại hiệu quả kinh tế hơn so với cọc có bề rộng bản nhỏ vì cần ít số lượng cọc hơn nếu tính trên cùng một độ dài tường chắn. Hơn nữa, việc giảm số cọc sử dụng cũng có nghĩa là tiết kiệm thời gian và chi phí cho khâu hạ cọc, đồng thời làm giảm lượng nước ngầm chảy qua các rãnh khóa của cọc. Chiều dài cọc ván thép có thể được chế tạo lên đến 30m tại xưởng, tuy nhiên chiều dài thực tế của cọc thường được quyết định bởi điều kiện vận chuyển (thông thường từ 9 đến 15m), riêng cọc dạng hộp gia công ngay tại công trường có thể lên đến 72m.
Lịch sử của việc sản xuất cọc ván thép.
• 1931: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ U (dạng Lakawana)”Kiểu SPII”
• 1955: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình đường thẳng “SP-F”
• 1959: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ z “Z-45”
• 1960: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép hình chữ U (dạng Laruzen) “SP…”
• 1967: Thành lập Tiêu chuẩn JIS: JIS A5528: 1967
• 1987: Ngừng sản xuất cọc ván hình chữ U dạng Lakawana
• 1997: Ngừng sản xuất cọc ván thép hình chữ Z.
• 1997: Bắt đầu sản xuất cọc ván thép cỡ lớn hình chữ U với chiều rộng có hiệu là 600mm
• 2000: Sửa đổi lại Tiêu chuẩn JIS thành tiêu chuẩn “JIS A5523:2000. Cọc ván thép cán nóng dùng cho hàn”
Lịch sử lý thuyết tính toán
Từ năm 1940 đến những năm 50, ở nước ngoài, thành quả nghiên cứu thực tế và lý thuyết của Terzaghi hay Rowe về cơ bản đã được xác lập trong thời kỳ này về lý thuyết. Ở Nhật Bản cũng vậy, trải qua một thời gian dài trưởng thành từ năm 1950 đến những năm 70, công nghệ cọc ván thép đã phát triển vượt bậc cả về chất lượng và số lượng. Gần đây nó cũng được áp dụng trong việc giảm tiếng ồn, giảm rung lắc và cũng được áp dụng trong các công trình ở các thành phố. Cọc ván thép ở Nhật Bản, trải qua hơn 70 năm, đến nay Nhật Bản trở thành nước có sản lượng cọc ván thép rất lớn trên thế giới, nó được xuất khẩu sang các nước khác nhiều hơn là ở Nhật Bản. Trong bài này tác giả sẽ trình bày về sự biến đổi về mặt vật liệu và thi công cuả công nghệ ván cọc thép ở Nhật Bản cũng như các công nghệ sử dụng cọc ván thép.
