Grävning måste hålla tillbaka jord och grundvatten samtidigt som arbetet inne i gropen utförs på ett säkert sätt. Bland de tillgängliga systemen är stålspont av U-typ, allmänt känd som Larssen-pålar, en av de mest använda lösningarna i världen. Deras sammankopplade fogar tillåter en rad individuella pålar att fungera som en sammanhängande vägg, och kombinerar jordretention med grundvatten avstängt- i ett enda, återvinningsbart system.
Vad är U-typ stålspont?
Stålspont av AU-typ är en lång stålsektion med en U--formad tvärsektion- och låsande kopplingar bildade längs profilen. När pålarna drivs sida vid sida, griper kopplingarna för att skapa en kontinuerlig vägg. Eftersom förreglingarna är placerade nära U-profilens neutrala axel, fungerar sektionen effektivt vid böjning samtidigt som själva väggen förblir lätt att rikta in under körning.
Nyckelfunktioner
Sammankopplande vägg:intilliggande pålar kopplas genom kul-och-hylsa eller Larssen-kopplingar, och bildar en kontinuerlig barriär utan kopplingar.
Vattenavstängt-:täta förreglingar begränsar läckage och tätningsmedel kan användas för höga grundvattennivåer.
Återanvändbarhet:symmetriska sektioner kan extraheras och åter-köras i tillfälliga arbeten, med förbehåll för inspektion.
Böjda och cellulära layouter:förreglingsledningen tillåter cirkulära, polygonala eller krökta kofferdamkonfigurationer.
Varma-valsade vs kalla-formade U-högar: tillverkningsjämförelse
U-spont tillverkas av två fundamentalt olika processer, och valet påverkar täthet, sektionsstorlek och typiska applikationer.
| Jämförelseobjekt | Varm-U-hög- | Kall-Formad U-hög |
|---|---|---|
| Tillverkningsprocess | Billets uppvärmda över omkristallisationstemperaturen och rullade till profil med integrerade förreglingar | Kylt varm-valsad remsa framställd genom vals-valsverk vid omgivningstemperatur |
| Styrande standard | EN 10248 (Europa), JIS A 5523 (Japan) | EN 10249 (Europa), JIS A 5528 (Japan) |
| Interlock beteende | Täta, precisions-formade kopplingar; låg permeabilitet, bra motstånd mot hård körning | Lösare hak-och-greppskopplingar; enklare hantering men högre potentiell läckage |
| Väggtjocklek | Tyngre sektioner och tjockare förreglingar möjliga | Enhetlig tjocklek; flexibla icke-standardbredder och -djup |
| Typiska applikationer | Permanenta strukturer, djupa kassadammar, marina arbeten, körning på hård mark | Kostnads-känsliga tillfälliga arbeten, skydd av flodstranden, grunda utgrävningar, mjuka jordar |
Processvalet bör baseras på designlivslängd, vattentäthetskrav, körförhållanden och budget för varje projekt.
Stödsystem som använder U-spont
Fribärande pålning
Pålarna drivs utan stag eller ankare och står emot lateralt jordtryck genom ingjutningsdjupets passiva motstånd. Detta system passar grunda utgrävningar i jordar där nedböjningskontroll inte är kritisk.
Förankrad pålning (Tieback eller markankare)
En valvbalk och lutande ankare överför en del av sidotrycket till stabil jord bakom muren. Förankrade system lämpar sig för medeldjupa-grävningar där utrymmet bakom väggen är tillgängligt för ankarinstallation.
Internt stagad pålning (strävande)
Horisontella valsar och stag, vanligtvis stålrör eller H-balkar, stödjer väggen inne i utgrävningen. En-- eller fler-stag ger den tätaste nedböjningskontrollen och är den vanliga lösningen för djupa schaktningar i täta stadsområden där rörelse av intilliggande mark måste minimeras.
Valet av stöttningssystem är ett geotekniskt designbeslut baserat på schaktdjup, markegenskaper, grundvatten, intilliggande strukturer och tillåtna rörelser.
Varför U-pålar fungerar för utgrävning
Effektiv böjningsprestanda
Den djupa korrugeringen av U-profilen ger väggen en hög sektionsmodul per linjär meter, vilket gör att den kan motstå betydande laterala jord- och vattentryck samtidigt som nedböjningen begränsas.
Effektiv vattenavstängning-
Med låsningarna på den neutrala axeln och möjligheten till för-applicerade hydrofila eller bituminösa tätningsmedel, ger U-pålväggar pålitlig grundvattenkontroll i utgrävningar med höga grundvattennivåer.
Flexibilitet i vägggeometri
Ledningen av slussarna tillåter böjda och cellulära kofferdamlayouter, så att väggen kan följa platsgränser, flodlinjer eller cirkulära utgrävningsplaner.
Kostnads-effektivitet och återanvändning
U-pålar är i allmänhet ekonomiska per linjär meter, och i tillfälliga arbeten kan de tas ut och återanvändas i flera projekt när de hanteras och inspekteras på rätt sätt.
Stålkvaliteter och standarder
| Standard | Typiska betygsbeteckningar | Omfattning |
|---|---|---|
| EN 10248-1 | S240GP, S270GP, S355GP, S390GP, S430GP | Varmvalsade-spont |
| EN 10249-1 | S235JR, S275JR, S355JR (och relaterade kvaliteter) | Kall-formade spont |
| JIS A 5523 | SY295, SY390 | Varmvalsade-spont av stål |
| JIS A 5528 | SYW295, SYW390 | Kall-formade stålspont |
| ASTM A690 | Betyg 50 (50 ksi minsta utbyte) | Hög-hållfast låg-legerat stål för marin spont |
| GB/T 1591 | Q355B och relaterade betyg | Låg-legerat hög-hållfast konstruktionsstål |
Materialprovningscertifikat utfärdade i enlighet med EN 10204 (typ 3.1) bör medfölja varje försändelse, och dimensionstoleranser bör överensstämma med tillämplig produktstandard. För permanenta eller marina strukturer bör korrosionsskydd såsom stenkolstjärepoxi, glasflakeepoxi eller varmförzinkning specificeras i enlighet med ISO 12944.
Typiska användningsområden för U--typ stålspont
Urban djupa utgrävningar:källare, underjordisk parkering och tunnelbaneinfarter där sättning av intilliggande strukturer måste kontrolleras.
Cofferdams:tillfälliga eller permanenta-vattenkvarhållande celler för bropirar, dammar och marina fundament.
Grävning av rörledningar och verktyg:snabb tillfällig stöttning för att förhindra att diket kollapsar under installation och underhåll.
Brofästen och vingväggar:stödmurar vid infartsvallar och övergångszoner.
Översvämnings- och kustskydd:översvämningsvallar, vallar, vallar och stabilisering av flodstranden.
Hamn- och strandstrukturer:kajväggar, sjövallar och skott i högvattenområden.
För det bredare utbudet av stålspont och kombinerade väggkomponenter, se avsnittet om diverse stålprodukter.
Vanliga frågor
Kan U-typ spont återanvändas?Ja. Särskilt varmvalsade-U-högar extraheras ofta och åter-drivs i tillfälliga arbeten. Återanvändning är tillåten efter visuell och dimensionell inspektion bekräftar att förreglingarna och profilen är intakta.
Hur vattentäta är förreglingarna?Varmvalsade-Larsen-förreglingar är precisions-formade för en tät passform och ger tillförlitlig kontroll av läckage. För höga hydrauliska tryck appliceras hydrofila eller bituminösa tätningsmedel på förreglingarna för att ytterligare förbättra vattentätheten.
Vilket är bättre för permanenta marina strukturer: varm-valsad eller kall-formad?Varmvalsade-U-pålar är normalt att föredra för permanenta eller tunga-konstruktioner som djupa kassadammar, kajväggar och hård-markkörning, på grund av deras täta förreglingar, tyngre sektioner och större motståndskraft mot körskador.
Vilka längder kan levereras?Pålar tillverkas till önskad längd, där 6 m till 15 m är vanliga arbetslängder. Längre pålar kan levereras beroende på sektionsvikt och transportlogistik; containerförsändelser passar längder som passar standardcontainrar, medan längre buntar transporteras med breakbulk.
Kan U-högar bilda cirkulära eller böjda kofferdammar?Ja. Ledningen av förreglingen tillåter vinkelavvikelse under körning, vilket gör att cirkulära, polygonala och krökta väggkonfigurationer kan följa den erforderliga geometrin.
Vilket korrosionsskydd finns för marina miljöer?För permanent eller marin exponering finns system som stenkolstjärepoxi, glasflakeepoxi eller varm-doppförzinkning tillgängliga, specificerade enligt ISO 12944 för korrosivitetskategorin för platsen.