یکی از اقدامات لازم قبل از عملیات خاک‌برداری، پایدارسازی گودها با کمک شیت پایل است که معمولا در مکان‌هایی که سربار زیادی نگه داشته می‌شود یا زمانی که حفاری در اطراف محل مورد نظر انجام می‌شود، صورت می‌گیرد. در واقع پایدارسازی گود با این روش به مقاومت بیشتر شیب زمین، خوردگی آب و فشار آب پشت دیواره می‌کند.

جنس، نحوه اتصال، مراحل پیاده‌سازی پایل یا شمع که در واقع سازه‌ای برای انجام عملیات مهار گود است، از مهم‌ترین قسمت‌های مورد بررسی شیت پایلینگ یا سپرکوبی است.

شیت پایل (sheet pile)، سازه‌ پیش‌ساخته فلزی است که برای مهار گود در حالت‌های مختلف استفاده می‌شود. شیت پایل‌ها از متریال‌های مختلفی از قبیل آهن، بتن متراکم و چوب ساخته می‌شوند، اما به طور کلی معمولا از فرمینگ ورق سیاه به وجود می‌آیند.

شیت پایل چیست؛ علت استفاده از آن

شیت پایل (sheet pile) یا شمع ورقی‌شکل، سازه‌ پیش‌ساخته فلزی است که برای مهار گود در حالت‌های مختلف استفاده می‌شود. فشار جانبی موجود در زمان گودبرداری می‌تواند موجب ریزش گود و تخریب سازه‌های جانبی اطراف گود شود. برای جلوگیری از این اتفاق قبل از گودبرداری، برای مهار فشار جانبی دیواره و ایجاد حریم امن تا زمان اجرای سازه اصلی، شیت پایل به اشکال مختلف اجرا می‌شود.
شیت پایل‌ها از متریال‌های مختلفی از قبیل آهن، بتن متراکم و چوب ساخته می‌شوند، اما به طور کلی معمولا از فرمینگ ورق سیاه به وجود می‌آیند. شیت پایل به صورت شاخه‌ای و در عرض‌های مختلف در بازار موجود است و قطعا قیمت ورق سیاه می‌تواند بر هزینه اجرای آن موثر باشد.
سطح مقطع شیت پایل به صورت صفحات جداگانه ذوزنقه‌ای و لبه‌دار ایجاد می‌شود، به گونه‌ای که صفحات به وسیله لبه‌ها در کنار هم فیکس شده و سطح پیوسته و یکنواختی برای پوشش گود ایجاد می‌کنند.
بنا به شرایط، استفاده جنس ورق می‌تواند از ورق سیاه یا ورق گالوانیزه یا آلیاژی باشد. برای مثال در شرایطی که رطوبت محیط بالا باشد، مانند پروژه‌های ساحلی و دریایی و در شرایطی که عمق گود و فشارهای جانبی زیاد نباشد، از ورق گالوانیزه استفاده می‌شود.
در اجرای سازه‌های دریایی و در شرایطی که شیت پایل در مواجه مستقیم با آب دریا و خوردگی قرار دارد از ورق‌های آلیاژی ضدخوردگی و ورق‌های دریایی استفاده می‌شود.

انواع سپر برای شیت پایلینگ

همان‌طور که در بخش قبل اشاره کردیم، برای اجرای شیت پایل که به عملیات سپرکوبی (sheet piling) معروف است، بنا به شرایط جوی و مقاومت لازم، از اجناس مختلف برای انتخاب سپر استفاده می‌شود که در ادامه معرفی می‌کنیم:

سپر چوبی
سپر فولادی
سپر بتنی
سپر آلومینیومی
سپر وینیل
سپر فایبرگلاس

البته سپرهای فلزی بر اساس شکل ظاهری انواع مختلف زیر را دارند:

Z شکل
U شکل
تخت
ماهیتابه‌ای
HAT شکل

کاربردهای شیت پایل و تقسیم‌بندی آن بر این اساس

شیت پایل به چهار شکل برای کاربردهای مدنظر استفاده می‌شوند:

شیت پایل متصل (anchored sheet pile wall)
شیت پایل حائل (cantilevered sheet pile wall)
شیت پایل حفاری (excavation)
شیت پایل حوضچه خشک (cofferdams)

روش اجرای سپرکوبی (sheet piling)

اجرای شیت پایل بسته به شرایط مکانیکی خاک متفاوت است، اما به طور کلی مشابه پایل (شمع) توسط چکش پنوماتیک و با استفاده از لرزش (چکش ویبره) در زمین کوبیده می‌شوند.
توضیح دقیق‌تر مراحل اجرای شیت پایل به این شکل است که بعد از انتخاب نوع پایل با توجه به کاربرد، در مرحله اول شیت پایل‌ها به صورت متوالی و با اطمینان از نحوه صحیح اتصال و قفل و بست آن‌ها در محل مورد نظر قرار می‌گیرند. سپس برای پایدارسازی شیت پایل‌ها را با استفاده از چکش در عمق مورد نیاز می‌کوبند. در آخر، همین اقدامات برای ردیف‌های بعدی شیت پایل انجام می‌شود. البته باید توجه داشت که در صورت داشتن اشکال پیچیده‌ای از شیت پایل‌ها از المان‌های اتصال‌دهنده کمک گرفته می‌شود.

مزایا و معایب مهار گود با شیت پایل

استفاده از شیت پایل برای مهار گود دارای مزایایی است که به صورت مختصر به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

برای مهار تنش وارده از طرف دیواره گودبرداری در خاک‌های با مقاومت پایین تا قبل از اجرای عملیات مقاوم‌سازی دیواره گود از قبیل نیلینگ، شاتکریت بتن، اجرای سازه نگهبان و سایر عملیات‌های مهار، گزینه مناسبی است.
برای ساختن پایه اسکله‌های ساحلی، شفت‌های بتنی، دریچه‌های دریایی، ایجاد حوضچه‌های خشک، پایداری دیواره‌های حایل حریم رودخانه‌ها، پایداری دائم کانال‌های انتقال آب‌، اجرای زیرسازی و فوندانسیون پایه پل‌های روی آب و ایجاد هر گونه دیواره برای جلوگیری از نفوذ آب شیت پایل مناسب‌ترین و به‌صرفه‌ترین گزینه است.
اجرای سریع، راحت و کم هزینه نسبت به سایر روش‌ها همچنین قابلیت استفاده مجدد در چندین پروژه از نکات مثبت شیت پایل است.

در کنار قابلیت‌های مثبت و منحصربه‌فرد این سازه‌ها معایب و مشکلاتی هم به همراه دارند:

شیت پایل‌ها به عنوان سازه موقت قابل استفاده هستند و پایداری لازم جهت استفاده به صورت دائم را ندارند.
موج و لرزش حاصل از کوبش شیت پایل در پروژه‌های شهری می‌تواند موجب آزار همسایه‌ها و مجاورین شود. همچنین در صورت سستی خاک مجاور و عمق خاک‌برداری زیاد کوبش شیت پایل، می‌تواند موجب نشست خاک و آسیب به پی ساختمان‌های مجاور شود.
اتصال شاخه‌های مجزای شیت پایل در صورتی که به درستی اجرا نشود، می‌تواند بعد از گودبرداری مشکلاتی اعم از گسستگی سازه و ریزش گود را به دنبال داشته باشد.
• کوبیدن شیت پایل در خاک‌های متراکم و خاک‌هایی که در عمق دارای تخته سنگ هستند، امکان بروز مشکلات را به همراه دارد.