现代钢板桩行业已有 100 多年的历史,自 1970 年代初以来,产品类型和选择方面可能发生了最重要的变化。钢板桩已被广泛用于各种应用,尤其是空间有限的船舶舱壁和挡土墙。除此之外,一种特殊类型的挡土墙是蜂窝围堰,它广泛用于临时和永久结构。数千年前,原木被放置或敲入地下,用作挡土墙或粗坝。成排的原木有时是平行的,中心用泥土填充,以形成更坚固的墙。原木可能用绳子绑在一起,并添加了一个坚固的背板,将原木组合成一堵墙。最终,人们发现锯过的、成型的原木可以更好地结合在一起,并且通过接头的填充损失更少。这导致第一批制造的钢板桩在每个板之间具有可靠的互锁机构。称为“Wakefield”木板由三个扁平的木块制成。中心部分与外部部分偏移,从而形成用于连接相邻桩的凹槽和榫舌。该系统的一个变体是单个木材部分,其中凹槽和榫舌被切割成形。Wakefield 型钢板桩至今仍在使用。许多木钢板桩墙遵循“海军墙”设计理念,将载荷转移到圆木主桩上,并使用标准尺寸的木材进行钢板桩。为木材或混凝土钢板桩设计的互锁系统基于榫槽概念。这种方法用于保持墙壁对齐,同时提供更长的路径以防止渗透,并且比简单的对接接头具有更多的潜在接触点。此类接头的效率取决于良好的安装实践,但由于波浪或沉降的影响,其长期有效性通常处于危险之中。用于这些壁背面衬里的滤布膜材料的开发减少了对由这些产品制成的壁的更可靠互锁的需求。因此,许多浅木隔板是用常规尺寸的木材建造的。木材钢板桩继续享有重要地位,在为家庭提供相对便宜的隔板的行业中,商业地产和码头。木板还广泛用于浅沟渠和陆地围堰的挡土工程,其中水侵入不是一个因素。
随着我们在 1800 年代中期进入“铁器时代”,金属钢板桩是该产品发展过程中的自然进步。铸铁被用来制造一些粗糙的部分,但由于缺乏延展性,这些都没有成功。到本世纪末,贝塞麦钢得到开发,工厂开始热轧工字钢、槽钢和角钢,在其他结构形状中。Freistadt 型桩出现于 1890 年左右,由轧制的通道截面制成,铆接在腹板上的 Z 形杆提供了一个凹槽,通道的法兰可以滑入其中,从而形成一个粗糙但创新的互锁。大约 1895 年在英国引入的“通用”型钢板桩利用热轧工字梁和特殊夹子将工字梁的翼缘连接在一起。这堵墙的效率很低,因为工字梁在结构薄弱的方向上对齐。发明人正在努力开发一种钢板桩,该钢板桩将包含在制造过程中卷入梁中的互锁,而不是之后通过铆接连接。Gregson(美国)于 1899 年获得了球管和钳口互锁的专利,但是这仍然导致生产出截面模数相对较小的扁平截面。Trygve Larssen 于 1904 年获得了德国专利,该专利是一种深热轧型材,大大提高了钢墙的强度和效率,是一项重大进步。Larssen 的桩墙在组装时呈“波浪形”,所有后续开发的高效钢板桩墙均基于此概念。Larssen 的部分仍然包含一个部分制造的联锁,直到 1914 年,德国才出现了一个没有铆钉的 Larssen 联锁。在美国,Lackawanna Steel Co.(后来被 Bethlehem Steel Corp. 收购)早在 1910 年就具有平钢板桩形和几种带有轧制整体互锁的拱形类型。Carnegie Steel Co.(美国钢铁公司)提供了三种带有滚动联锁装置的扁平截面和一个预制截面。到 1929 年,卡内基的目录说明了四个深拱、两个浅拱和两个直截面。 显示了钢板桩的这些和其他历史部分。
Z 形桩遵循 Larssen 的波浪形轮廓概念,但具有额外的优势,即在截面的外部元件上形成互锁。额外的金属得到了最好的利用,因为它远离墙壁的中性轴。Larssen 联锁装置位于中性轴上。令人惊讶的是,早在 1911 年,欧洲就生产了 Z 形桩。 Ransome 外形看起来非常像今天的一些轻量级 Z 形桩。大约 1913 年推出的更深的 Lamp Z 型桩类似于现代球窝 Z 型桩。在欧洲,当开发出 Larssen U 型时,Z 型就不再受欢迎。1930 年代在美国推出了两种 Z 形,并变得非常流行。PZ-38 和 PZ-32 提供比当时可用的任何拱形形状更宽、更深的截面。Z 形桩在美国从关于 U 形和拱形截面实际抗弯性能的长期争论中获得了一些推动力。Z 形桩在墙壁末端互锁,并提供连接两个翼缘的实心腹板。当 PZ-27 截面在 1940 年代推出时,其截面模数为 30.2 in 3 /ft,几乎是每平方英尺墙壁重量相同的拱形截面的三倍。此部分随后成为历史上有史以来最受欢迎的钢板桩部分。现在生产的 Z 型形状的截面模量范围为 8.6 到约 85 in 3 /foot of wall。Z 型桩主要用于挡土和防洪墙应用,其中弯曲强度控制设计并且不需要板之间的挠度(摆动)。大多数生产商不保证任何摆动,尽管通常可以通过在运行中提供一些弯曲件来达到或建立区域。可以使用标准弯曲或制造的拐角在墙壁对齐中进行转弯。Z 型桩不用于需要互锁强度的应用中,例如填充单元。在这些情况下,这些片材往往会拉伸和变平。由于这个原因,没有提供最低互锁强度。当互锁张力是设计的主要考虑因素时,应使用拱形或直腹钢板桩。
Z 形桩遵循 Larssen 的波浪形轮廓概念,但具有额外的优势,即在截面的外部元件上形成互锁。额外的金属得到了最好的利用,因为它远离墙壁的中性轴。Larssen 联锁装置位于中性轴上。令人惊讶的是,早在 1911 年,欧洲就生产了 Z 形桩。 Ransome 外形看起来非常像今天的一些轻量级 Z 形桩。大约 1913 年推出的更深的 Lamp Z 型桩类似于现代球窝 Z 型桩。在欧洲,当开发出 Larssen U 型时,Z 型就不再受欢迎。1930 年代在美国推出了两种 Z 形,并变得非常流行。PZ-38 和 PZ-32 提供比当时可用的任何拱形形状更宽、更深的截面。Z 形桩在美国从关于 U 形和拱形截面实际抗弯性能的长期争论中获得了一些推动力。Z 形桩在墙壁末端互锁,并提供连接两个翼缘的实心腹板。当 PZ-27 截面在 1940 年代推出时,其截面模数为 30.2 in 3 /ft,几乎是每平方英尺墙壁重量相同的拱形截面的三倍。此部分随后成为历史上有史以来最受欢迎的钢板桩部分。现在生产的 Z 型形状的截面模量范围为 8.6 到约 85 in 3 /foot of wall。Z 型桩主要用于挡土和防洪墙应用,其中弯曲强度控制设计并且不需要板之间的挠度(摆动)。大多数生产商不保证任何摆动,尽管通常可以通过在运行中提供一些弯曲件来达到或建立区域。可以使用标准弯曲或制造的拐角在墙壁对齐中进行转弯。Z 型桩不用于需要互锁强度的应用中,例如填充单元。在这些情况下,这些片材往往会拉伸和变平。由于这个原因,没有提供最低互锁强度。当互锁张力是设计的主要考虑因素时,应使用拱形或直腹钢板桩。