Вдавливание шпунта. Технология шпунтового ограждения котлованов Погружение шпунта ларсена методом вдавливания

Шпунтовые ограждения представляют собой забитые в грунт по всему периметру котлована сваи, выполненные из дерева или металла.

Установка таких конструкций проводится в тех местах, где невозможно проводить работы по откосам.

Назначение сооружений – это защита котлована и жизни рабочих от обрушения грунта. Грунт надежно удерживается и не рушится при строительстве даже самых сложных объектов.

Шпунт Ларсена

Защита от ливневых и грунтовых вод, а также от обрушения грунта осуществляется специальными сваями – шпунтом Ларсена . Они носят имя своего основателя и разработчика такой технологии.

Шпунт Ларсена представляет особо пространственный элемент с коробчатым сечением и замочными элементами по краям изделия.

При погружении в грунт фиксатор, стоящий на одном элементе устанавливается в специальный паз другого. Такое выполнение конструкции гарантирует надежную стыковку .

Строительные шпунты изготавливают из прочного металла с примесями углерода. Для защиты от коррозии производители добавляют в изделие металла частицы меди.

При необходимости сэкономить можно воспользоваться шпунтами, выполненными из поливинилхлорида, которые не уступают в прочности и надежности металлическим и железобетонным конструкциям.

Среди главных достоинств шпунта Ларсена можно выделить удобство при установке материала на объекте.

Обладая высокой прочностью и устойчивостью к внешним факторам, шпунт Ларсена, в отличие от обычных шпунтовых свай, применяется при возведении сложных объектов. Среди примеров применения можно отметить следующие:

• сооружений для очистки;
• защита площадок для строительных работ от воды;
• укрепление береговой линии рек и водоемов;
• ограждение мест стенками с производственными отходами;
• строительство плотин, мостов и причалов;
• укрепление грунта с угрозой оползня.

Надежность достигается благодаря изготовлению шпунта из легированной стали, обладающей повышенной прочностью . Производители по-разному устанавливают толщину шпунта при изготовлении. У известных брендов она варьируется от 15 до 23 мм.

Иногда при эксплуатации случаются непредвиденные ситуации , и изделие, погруженное в тяжелый грунт, начинает давать сбои: соединения в замковых элементах деформируются, а сама конструкция искривляется.

Мастерам остается лишь один выход – отрезать часть конструкции автогеновой установкой и оставить на месте проведения работ.

Погружение шпунта Ларсена проводится с применением спецтехники путем ударных и вибрационных воздействий . установки во многом напоминает установку свай забора.

Погружение с использованием вибрационного элемента производится за счет навесного модуля, через который передается нагрузка к месту оголовка навесного элемента.

Дополнительной техникой для установки служит осевая технология , позволяющая вставлять сваю в грунт, разжиженный под воздействием вибрационной машины.

Сваи из железобетона

Сваи, выполненные из железобетонной конструкции, устанавливаются при помощи замков , герметизирующих всю конструкцию. Трапециевидные шпунты и пазы – составляющие элементов замка. Сваи при проведении установочных работ устанавливаются методом одна в другую.

Монтаж свай проводят с применением забивной техники с повышенной технической мощностью . Сваи из железобетонного материала не извлекают для повторной работы, так как они служат в качестве внешней оболочки фундамента.

Такие сваи чаще применяют при строительстве мостов и плотин. Транспортировка усугубляется появлением трещин на поверхности изделия. таких изделий не превышает шестнадцати метров.

Шпунтовые опоры из стали

Материал из металла используют многократно , и, к тому же, он прост в перевозке и монтаже на новом объекте. Шпунтовые опоры из стали применяют в современном строительстве, руководствуясь рядом причин:

1. Высокая прочность к механическим повреждениям.
2. Удобная транспортировка и монтаж, по сравнению с железобетонными конструкциями.
3. Многократное применение и удобное извлечение из почвы.
4. Широкий выбор материалов из профиля, ориентированный по цене на различные виды объекта по сложности.
5. Монтаж профилей проводится техникой с применением вибрационных и ударных технологий.

Устройство шпунтового ограждения котлована из труб

Шпунтовое ограждение котлована из труб производится на начальном этапе строительных работ в транспортном, жилищном или гидротехническом сооружении.

На начальном этапе работы котлован может осыпаться и повредить строителей и технику.

Предотвращение таких ситуаций успешно достигается техникой трубошпунта , состоящей из плотной стены, где скрепляющие элементы соединены между собой замками в пазах.

Проведение работ по котлована заключается в установке конструкции для опоры, это может быть корытообразный шпунт Ларсена или трубчатый шпунт.

Шпунт из труб имеет единственный недостаток, в котором он уступает шпунту Ларсена, — высокая стоимость на металлические изделия с повышенной массой, а в остальных показателях лучшей защиты котлована не найти.

Основные достоинства установки шпунтов из труб в котловане:

• высокая устойчивость изделия позволяет использовать трубчатый шпунт как несъемную опалубку;
• монтаж становится удобнее благодаря возможности дробить валуны и другие инородные тела внутри трубы;
• устойчивость гораздо выше, чем у шпунта Ларсена;
• наличие возможности устанавливать внутри трубы дополнительные балки и швеллеры;
• Использованные трубы можно демонтировать и использовать в других строительных работах или продать на вторичном рынке.

Возможно вас заинтересует о том, как построить гараж своими руками.

Нормы в технологической карте и СНИП

Нормы ограждения шпунтовым методом прописаны в технологической карте .

Карта разработана на основе опыта строительства на подобных объектах с повторяющейся структурой зданий, сооружений с частями, а так же для зданий с унифицированными схемами по габаритам и типовыми конструкциями.

В ней освещаются основы качественного выполнения работы , пожарной и экологической безопасности и других важных моментов и вопросов, возникающих при проведении строительных работ повышенной сложности.

Карта разработана для бригадиров, производителей строительных работ и инженеров, занимающихся техническим аспектом в возведении шпунтовых сооружений.

Качество проводимых работ оценивается по СНИП – «строительным нормам и правилам», по которому можно ориентироваться и говорить о грамотности работ и возведения ограждения в котловане.

В нем отражены требования к пожарной и экологической безопасности работ и материально технической составляющей, которая обязательно должна быть направлена именно на норму, а не на отклонение от нее.

Формула для расчета

При разрытии грунта равновесие сил во взаимодействии существенно нарушается. Давление при вынимании грунта увеличивается со стороны охлаждения стенок.

Предотвращение разрушения стенок ограждением должно быть просчитано с помощью специфических расчетных характеристик : ограждения, глубины, на которую погружают материал, размеров шпунта и сил взаимодействия.

Расчет производится графоаналитическим путем (пример на фото ниже) или по определенной формуле. Для подсчета используют специальную программу. Техническая информация, необходимая для правильного устройства и погружения инструмента, приведена в пункте 3.02.01-87 СНИП.

Характеристики , учитывающиеся в формуле:

1. Давление грунта под опрокидыванием.
2. Сила давления грунта по вертикали.
3. Противодействие крутящемуся элементу.
4. Выбранная глубина котлована.

Формула вычисления прочности выглядит так: М1 ≤ m/γ * M2 , где

• М1 — основной момент опрокидывающей силы.
• М2 — противодействие силе опрокидывания (удерживающий момент).
• m — коэффициент условий работы (в общем порядке он равен 0,95, для слабых грунтов 0,7)
• γ — коэффициент надежности (1,1 для территории, покрытой водой).

Основные моменты прочности можно вычислить, исходя из формулы:

• М1 (опрокидывающий момент) = Еа*Са.
• М2 (удерживающий момент) = Еn*Сn.
• Еа и Еn – эпюрные равнодействующие давлений активного и пассивного типов; Са и Сn – равнодействующие плечи в отношении точки 0.

Расчет проводят, исходя из нижней точки шпунта, так как на высоте он может подвергаться повороту или опрокидыванию.

Пример расчета

Согласно расчетным данным для ограждений из шпунта с количеством ярусов, равному двум и более «ВСН 136-78», для песчаного грунта коэффициент активного бокового грунтового давления составляет 0,7, пассивного 1,42, расстояние от верха шпунта до низа слоя будет равно 9 м.

Для минимальной глубины шпунта 28,9 м эпюры боковых давлений составляют: активное 16,6 тс/м2, активное 23,8 тс/м2.

Установка и укрепление шпунта Ларсена

Шпунты Ларсена легко устанавливаются и скрепляются, но для монтажа потребуется помощь специальной техники . Перед началом установки нужно пригласить бригаду рабочих из троих, а лучше четырех человек, обученных навыкам проведения подобных работ.

При установке невозможно обойтись без вибропогружателя. Если вибропогружателя нет в наличии, допускается применение вибромолота . Это устройство, без которого не обходится ни одна работа по забиванию свай или укреплению забора.

Если финансовые возможности не позволяют приобрести такое полезное оборудование, можно взять его в аренду.

С помощью такого молотка шпунт погружается в землю. Благодаря резкому удару и технической силе пропадает необходимость пользования тяжелой техникой.

Шпунты устанавливаются последовательно , так, чтобы второй четко входил в паз к первому. При этом разворот нужен в радиусе 180 градусов по отношению к первой с образованием непрерывной конструкции.

Технология качественного вдавливания шпунта наиболее приемлемая техника установки. Она не наносит существенного вреда почве и близлежащим зданиям, чего не избежать с применением работы молотом.

Процесс погружения и выемки трубошпунта показан в видео ниже:

Шпунтовое ограждение котлована представляет собой временное ограждение, которое состоит из забитых в грунт (по периметру котлована) деревянных или стальных шпунтовых свай.

Они применяются для любого типа сооружений при устройствах фундамента в случаях, когда невозможно производить разработку самих котлованов в откосах. Ограждение котлованов помогает защитить конструкции (и жизни людей) от обвала грунта.

Обратите внимание! В целях экономии средств, многие строительные организации изготавливают шпунтовые ограждения из труб.

Что касается профиля для свай из шпунта, то его изготавливают из специальной углеродистой стали марок Ст3пс и Ст3сп согласно ГОСТ 380. При покупке, обратите внимание на поверхность профиля – в местах торцовых и замковых частей не должно быть закатов, прокатных плен и раскатанных пузырей.

Технология монтажа такого ограждения подразумевает собой погружение его элементов в заранее пробуренные скважины и предварительно заполненные цементно-песчаным раствором. Получается, что в пробуренные скважины, до определенной отметки (под напором) заливается раствор и только после этого в отверстие монтируют трубы или балки.

Данная технология позволяет защитить возводимые конструкции от осыпаний грунта, а также значительно повысить несущие способности шпунта.

Варианты установки шпунта

Помимо стандартного способа заливки труб или балок, существует еще несколько видов монтажа, которые адаптированы под различные условия и типы грунта:

• Вибропогружение – при использовании данного метода, осуществляется предварительное бурение скважин под шпунты, а затем установка свай при помощи вибропогружателей. На мягком грунте лучше использовать шнековые буры. По подсчетам, цена на данный метод установки ограждений самая низкая, ввиду экономичности технологии и минимального использования технических средств;

• Закручивание – данный способ подразумевает собой погружение шпунта в грунт (на сваях установлены специальные наконечники) путем вдавливания и вращения. Этот метод востребован при наличии уже готовых, расположенных рядом сооружений. Таким образом можно предотвратить выбуривание грунта из фундамента;

Закручивание шпунта

• Ударный метод – осуществляется путем забивания свай в грунт при помощи копра. При использовании данного метода существует ряд ограничений в плотно застроенных городских районах.

В процессе разработки, стенки котлована, как правило, укрепляют забиркой, изготовленной из обрезной доски или металлического листа. Дабы попусту не расходовать материал, после обустройства ограждающей конструкции, забирку можно использовать как элемент опалубки для бетонирования подземных сооружений и конструкций.

Шпунтовое ограждение котлована с забиркой не является водонепроницаемым, поэтому при расположении грунтовых вод выше уровня дна котлована, следует позаботиться об системе водопонижения.

Предусмотрев такое ограждение, вы сможете организовать безопасный участок на строительной площадке, тем самым значительно ускорив процесс возведения здания или же сооружения.

Также, хотелось бы отметить тот факт, что использование шпунтовых свай не ограничивается укреплением одних лишь котлованов.

Они широко используются для укрепления береговых линий и траншей, нередко применяются при строительстве эстакад, мостов и путепроводов, используются для возведения ГЭС и сооружений аналогичных направлений (шлюзы, гидроузлы, причалы, больверки).

Помимо этого, шпунты применяются при строительстве складов для хранения жидких и твердых отходов промышленности.

Вообще, шпунтовые ограждения котлованов выглядят как сплошная стенка, образованная из стальных свай (шпунты типа «Ларсен», двутавровые балки, зетовый профиль, труба и плоский шпунт) путем их погружения в грунт одним из вышеприведенных способов.

По своей сути, подобная ограда водонепроницаема и служит в качестве водонепроницаемой перегородки. Но все же основная функция ограждения – предотвращение обвала грунта.

Монтаж шпунтового ограждения различных видов

Как и говорилось ранее, шпунтовые ограждения – это металлические сваи, установленные согласно проекту по краю котлована (для их сооружения обычно используется уже отработанный материал, бывший в употреблении). Наиболее часто употребляемые диаметры труб – 219, 273, 325, 377, 426, 530 и 630 мм.

Ограждение котлована по СНиП производится одним из трех вышеуказанных способов: закручиванием, вбиванием или вибропогружением свай (см.также статью ). В любом из вышеперечисленных случаев требуется предварительно пробурить литерные скважины.

Если говорить о ценах, то на территории Москвы и области наиболее доступным и дешевым вариантом является шарошечное и шнековое бурение с дальнейшим укреплением стенок скважины глинистым раствором под высоким давлением.

Обратите внимание! С помощью данных методов можно заказать скважины глубиной до 25 м! Глина, которая выпадает в осадок, в значительной степени способствует укреплению стенок и гарантирует плотность посадки трубы.

Небольшое пояснение:

1. Колебание цен зависит исключительно от глубины бурения, категоричности грунта и условий работ;
2. При заказе монтажных работ по установке шпунтовых ограждений, обратите внимание на тот факт, что цена указана только на работы, без учета стоимости самих труб. Прежде всего, это связано с тем, что подрядчик не знает, какие трубы вы пожелаете устанавливать в качестве шпунта, и какова их толщина стенок.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи представляют собой пробуренные скважины, в которые опускаются различные виды металлокаркасов. После установки их заливают: ЦПС (цементно-песчаная смесь), бетоном или цементно-водной основой под высоким давлением.

Совет! Буронабивные сваи могут состыковываться между собой при помощи буро-касательных и буро-секущих свай, которые в совокупности с простыми сваями образуют монолитную сверхпрочную конструкцию.

Что касается ценовой политики на буронабивные сваи, то тут нет однозначного ответа. Подрядчик сможет вам озвучить цену только после личного присутствия на объекте, после оценки сложности работ и типа грунта.

Обратите внимание! Помимо закачки бетона, ЦСП и цементно-водянистой основы, в основу буронабивных сваи могут вводится специальные инъекции, с помощью которых можно значительно усилить и укрепить конструкцию.

Шпунты в наклонном бурении

Если вы решили построить дом на возвышенности (холме, горе, косогоре), то вам никак не обойтись без данной строительной операции. Этот вид работ производится при помощи специальной буровой установки, способной бурить скважины под углом. Расчет шпунтового ограждения котлована производится специалистами на месте (своими руками это делать не рекомендуется, так как небольшая ошибка может привести к фатальным последствиям).

Устройство шпунтовой ограды

Итак, выше мы рассмотрели способы установки шпунтов, их виды и некоторые особенности при работе с ними. Но что они собой представляют? Как они выглядят?

Если заглянуть в старую добрую советскую энциклопедию, в раздел «устройство шпунтового ограждения котлована», вам попадется два значения слова шпунт:

1. Шпунт – шпунтовая свая, которая получила в строительной практике более короткое и лаконичное название. Применяется при строительстве котлованов, траншей и гидротехнических сооружений;
2. Шпунт – продольный выступ, который входит в соответствующий ему по форме паз. Служит для соединения элементов деревянных конструкций (щитов, брусьев, досок и пр.).

Знание устройства и пример расчета шпунтового ограждения котлована – пожалуй, самые важные элементы в данном деле. Вообще, шпунтовые ограждения представляют собой временные конструкции, которые формируются из забитых (в заранее пробуренные скважины) свай.

Расчет шпунтового ограждения

Итак, расчет заключается в определении необходимого сечения шпунта, в глубине забивки шпунта ниже основания котлована, а также в подборке распорок.

Существует специальная инструкция для строителей, которая поможет вам рассчитать шпунтовую ограду для различных типов почв (даже на болотистой или затопленной местности).

Обратите внимание! Если вы устанавливаете шпунтовое ограждение в супеси или песке, то помимо основных расчетов, необходимо проверить глубину забивки самого шпунта ниже дна котлована или отметку его размыва по условиям наплыва грунта в котлован при дожде или откачке из него воды.

Вывод

Аренда ограждения для стройплощадок поможет вам значительно сэкономить и при этом выполнить все требования инженеров по технике безопасности. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме. Успехов!

Для многих строительных участков шпунтовое ограждение котлована – жизненно необходимое условие нормального проведения цикла нулевых работ.

любого типа (в том числе шпунт Ларсена), обеспечивая тем самым, надежную защиту котлована от осыпания грунта и оползней. Наша мобильная и высоко проходимая техника способна работать даже в стесненных условиях плотной застройки, где без устройства шпунтовых ограждений вообще невозможно проведение работ.

Зачем необходимо шпунтовое ограждение котлованов

Необходимость в обустройстве шпунтового ограждения котлована диктуется несколькими факторами, ключевой из которых - требования техники безопасности при проведении строительных работ ниже нулевого уровня грунта.

Действующие строительные нормы определяют максимально возможную глубину котлованов и траншей, в которых можно работать без дополнительного укрепления стенок:

• В условиях песчаной почвы, не обладающей жесткими структурными связями, глубина котлована без шпунтового ограждения не должна превышать 1 м;
• Котлованы в супесях - до 1.25 м;
• Котлованы в глинистой почве и суглинках - 1.5 м;
• Котлованы в высокоплотных грунтах - 2 м.

Главное преимущество использования шпунтового ограждения при вертикальной разработке грунта - защита стенок котлована от оползней и осыпаний почвы, являющихся причиной вынужденной остановки строительных работ с целью очистки завалов.

Рис

Важно : особенно важным является применение шпунтовых ограждений при разработке котлованов с наклонным стенками, поскольку вероятность осыпания почвы на откосах максимальна.

Также шпунтовые стенки рационально применять в качестве альтернативы водопонижающим работам, поскольку обустройство ограждения из стального шпунта, подлежащего повторному использованию, является более эффективным и экономически рентабельным методом.

Замкнутая шпунтовая стенка является полностью герметичной конструкцией - ограждение не пропускает воду в котлован, тем самым препятствуя его затоплению.

Рис

Особенности создания шпунтового ограждения

Шпунтовые работы относятся к одним из самых важных строительных процессов, поэтому выполнять их должны исключительно профессионалы. Укрепление котлована шпунтом требует строгой последовательности действий и привлечения специального оборудования и техники. Уплотнение грунта будет надежным лишь при условии соблюдения всех технологий - это необходимое условие для целостности и надежности постройки. При необходимости крепление траншеи шпунтом может быть выполнено на временной основе.

Рис: Ограждение территории стройки шпунтовым ограждением

При выборе технологии и типа ограждения котлованов на строительной площадке учитываются:

• габариты котлована
• ксплуатационные условия
• свойства грунта, на котором осуществляется строительство.

Для успешного последующего проведения строительных работ очень важно, чтобы созданием шпунтового ограждения котлована занимались специалисты, способные произвести точные расчеты. Аналогичные требования применяются и при выполнении работ по укреплению берега пластиковым шпунтом.

Полезная для Вас информация:

Шпунтовое ограждения, в зависимости от особенностей работы в грунте и применения дополнительных фиксирующих элементов, классифицируются на следующие группы:

• Независимые стенки, устойчивость которых в грунте достигается исключительно за счет сопротивления почвы. Независимые стенки не укрепляются дополнительными элементами, такой вариант ограждений применяется при обустройстве котлованов в высокоплотных грунтах;

Рис

• Шпунтовые стенки, укрепленные поперечными распорками, в качестве которых используются стальные трубы . Данный способ укрепления реализуется при ограждении глубоких, но узких котлованов. Трубы фиксируются за счет давления противоположных стенок, вертикальные подпорки не применяются;

Рис

• Шпунтовые стенки, укрепленные с помощью анкерных свай. Используются для ограждения глубоких котлованов (свыше 7 м), разрабатываемых в условиях низкоплотного грунта, несущей способности которого недостаточно для получения требуемой устойчивости шпунтовой стенки. В качестве анкеров применяются винтовые сваи, которые погружаются с шагом 3-4 м.на расстоянии 5 м. от стенок котлована по его периметру. После завинчивания ограждение привязывается к сваям с помощью стальных тросов.

Рис

Важно : в почве, обладающей высокой плотностью, для ограждение котлована используется плоский, зетовый либо корытообразный шпунт. В низкоплотной почве чаще применяются шпунтовые трубообразные сваи, которые, за счет большего диаметра, имеют лучшую устойчивость в грунте.

Используемая техника

Погружение шпунта может осуществляться с применением нескольких технологий, для реализации которых используются разные виды спецтехники.
Для статического погружения шпунта привлекаются мобильные вдавливающие установки, оборудованные гидравлическим узлом, который обжимает шпунтину и перемещается в низ по направляющим рамам, тем самым погружая ее в почву.

Рис

Для ударного и вибрационного погружения применяются копровые машины - установки на колесной либо гусеничной самоходной базе. При реализации технологии ударной забивки копры комплектуются навесными дизельными или гидравлическими молотами, при осуществлении вибрационного метода -вибропогружателями .

Важно : наиболее экономически выгодным и быстрым в реализации способом погружения шпунта является забивка, однако данный метод не может быть реализован в условиях плотной городской застройки, поскольку в процессе работы ударных молотов возникают сильные динамические воздействия на фундаменты близстоящих зданий, которые могут стать причиной их деформации.

Важно : работам по обустройству шпунтового ограждения должны предшествовать расчеты, направленные на определение требуемой устойчивости стенки к давлению грунтовых масс. На основании расчетов подбираются размеры используемого шпунта, глубина его погружения и необходимость применения фиксации стенки анкерами.

Рис

Монтаж шпунтового ограждения выполняется в следующей последовательности:

• Доставленный на объект шпунт разгружается стреловым краном и складируется по расходным складам по периметру котлована;
• Производится разметка шпунтовой стенки;
• Копровая установка перемещается на место монтажа, вспомогательный персонал фиксирует на шпунтине захватный механизм и копр подтягивает шпунт к точке погружения;

Рис

• Осуществляется строповка шпунта крановой лебедкой копра, после чего конструкция устанавливается в забивочное положение;
• Шпунт сопрягается с наголовником молота, затем проверяется вертикальность его положения и молот начинает наносить по шпунтине удары, под воздействием которых конструкция погружается в почву на проектную глубину.

Далее копр перемещает к месту монтажа следующую шпунтину, производится ее строповка и установка в забивочное положение. Пазовые замки шпунта соединяются с замками уже забитой конструкции, после чего осуществляется процесс погружения.

Аналогичным образом создается вся шпунтовая стенка пока ограждение не сомкнется вокруг котлована.

Рис

Устройство шпунтового ограждения сплошной стенкой позволяет не только избежать осыпаний и оползней , но и обеспечить защиту от грунтовых и паводковых вод.

В условиях, когда недопустима вибрация грунта, способная повредить имеющиеся неподалеку здания и сооружения, шпунтовые ограждения устанавливаются методом лидерного бурения скважин под шпунты.

Ограждение котлованов: преимущества

Рассмотрим, чем выгодно отличается шпунтовое ограждение котлованов :

• ограждение котлованов – обязательное условие при строительстве по соседству с эксплуатируемыми зданиями и без применения шпунтовых свай здесь попросту не обойтись
• способность выдерживать намного большие нагрузки, в сравнении с любыми другими конструкциями
бурением скважин .

Мы применяем сваебойные установки на автомобильной базе с поворотной платформой. Это обеспечивает высокую производительность бригады и короткие сроки проведения работ при неизменно высоком качестве.

Участки с ограниченным местом для маневра – для нас не помеха, а к выполнению работ мы готовы приступить уже на следующий день после получения заявки . Обращайтесь – и безопасные условия работы в Вашем котловане будут обеспечены!


Наша компания предоставляет услуги погружения шпунта -

Практически любые строительные работы, проводимые ниже уровня рельефа, вынуждают решать вопросы устойчивости стенок котлована и защиты от воды. В некоторых специфических направлениях, относимых к гидротехническому строительству, создание непроницаемого барьера между местом проведения работы и водной средой является отправной точкой.

Так выглядит шпунтовое ограждение котлована

В большинстве случаев эти проблемы решаются через устройство шпунтового ограждения.

В чем отличие

Пример укрепления стен котлована от осыпания грунта

В чем тогда состоит особенность шпунтовой стенки, и чем она отличается от иных? Прежде всего, тем, что для ее устройства нет необходимости проводить земляные работы. Шпунтовые элементы предварительно погружаются в грунт, надежно закрепляются в нем, и лишь потом почва вынимается. Как видите, шпунтовые работы совершенно противоположны обычному строительству. Готовая стена появляется из грунта, а не возводится на нем.

Шпунтовая стенка не нуждается в и не требует учета глубины промерзания. Она заглубляется на величину, превышающую уровень промерзания грунта, и имеет очень незначительное давление на грунт. Шпунтовые сваи удерживаются не прочностью основания, а силой трения грунта, действующего на поверхность. Отличий шпунтовой стены от обыкновенной довольно много. Стоит к этому добавить и то, что элемент в основном работает как защемленная консоль.
Он способен выдерживать колоссальные изгибающие и смещающие нагрузки, доступные только основательно армированной бетонной стене. При необходимости проводится расчет шпунтовых ограждений, например, на устойчивость и сдвиг.

Где и когда применяют

Хотя шпунтовым ограждением можно назвать и , труб или бетонных свай, важным качеством настоящего инвентарного изделия является возможность создания герметичной мембраны, отсекающей защищаемую площадку от поступления воды извне. Это свойство делает востребованными шпунтовые работы во всех случаях, когда требуется изоляция территории от грунтовых, поверхностных вод или открытой воды водоемов. Таким способом строятся опоры мостов на дне реки, возводятся набережные, проводятся работы на заболоченных территориях и при высоком уровне грунтовых вод.

Второй причиной применения шпунта обычно служит необходимость удержания грунтовых стенок котлованов или откосов.

Укрепление грунта шпунтовыми стенами

Стена котлована всегда делается пологой, чтобы избежать обрушения грунта под собственным весом. Но при значительной глубине выемки или при стесненных условиях, обеспечить необходимый угол откоса не всегда удается. Ограждение котлована шпунтом дает возможность избежать устройства любых откосов и создавать котлован с вертикальными стенками. Иногда это является единственным способом уберечь расположенные рядом с котлованом фундаменты существующих зданий от разуплотнения и смещения грунта, явившегося следствием проводимых работ.

Виды шпунтовых элементов

Первоначально шпунтовые стены выполнялись из бревен или деревянных пластин. Такие шпунтовые ограждения до сих пор широко применяются в мелиорации, благоустройстве территорий и прочих видах работ, не связанных с высокой сложностью и требованиями. Отличает этот материал дешевизна и доступность. Оборачиваемость и долговечность его, естественно, невысокие.

Так выглядят профили для монтажа шпунтовых стен

Наиболее универсальными и распространенными являются металлические элементы коробчатого сечения, называемые «шпунт Ларсена». С их помощью можно выполнить любой комплекс работ, связанных с устройством шпунтовой стенки. Стальные элементы позволяют погружать его даже в тяжелую и каменистую почву. Этот вид шпунта можно применять многократно. После завершения работ элементы удаляются из проектного положения и могут использоваться снова.

Однако металлический шпунт Ларсена имеет высокий вес и значительную стоимость. Не всегда есть возможность сохранить элементы без подрезки или деформаций.

При этом дорогие изделия после применения превращаются в металлолом.
В строительную практику внедряется шпунт из полимеров - поливинилхлорида и композита. Помимо малого веса, эти изделия отличаются меньшим коэффициентом трения поверхности, что облегчает их погружение и выемку.

Пример шпунта Ларсена изготовленного из полимеров

Меньшая прочность приводит к ограничениям по выдерживаемым нагрузкам и прохождению тяжелых грунтов. В то же время существует множество ситуаций, когда их применение оправдано, а свойства полностью удовлетворяют требованиям.

Стальной шпунт Ларсена

Представляет собой пространственный элемент коробчатого сечения с линейными замками по краям. Осуществляя погружение, фиксатор одного элемента вставляется в паз другого, что создает неразрывное соединение по всей длине. Элемент изготавливается из высокопрочной легированной стали, что гарантирует высочайшие прочностные характеристики.

В зависимости от выдерживаемых нагрузок толщина шпунта может изменяться от 15 миллиметров до 23 миллиметров в распространенных марках. Оборачиваемость, присущая шпунту Ларсена, хорошо характеризует рекомендация производителя, предлагающего после двадцати установок срезать верхнюю кромку, которая деформируется в процессе погружения, в длину до двадцати сантиметров.
Хотя зачастую все выглядит не столь радужно. При погружении в тяжелые грунты может происходить деформация замковых стыков и искривление изделий. Отдельные шпунтовые элементы могут заклиниваться между собой, что приводит к необходимости обрезать часть стойки автогеном и «хоронить» на месте установки.

Шпунт Ларсена выпускается нескольких конфигураций профиля и замковых соединений:

• Тип Z;
• Тип S;
• Тип LP;
• Тип OMEG.

Это позволяет точнее подбирать тип изделия к особенностям грунтовых и эксплуатационных условий, роду нагрузок и применяемому оборудованию.

Шпунт из полимеров

Материалы из полимерного сырья проникают в области, казалось бы, монопольно занятые в строительстве металлами. Высочайшие требования к шпунтовым ограждениям оказалось возможным реализовать в изделиях из поливинилхлорида и стеклопластиковых композиций. Несмотря на меньшую жесткость и большую хрупкость, для них доступен значительный сегмент рынка.

Пример укрепления берега пластиковыми шпунтами

Во многих случаях шпунтовые ограждения применяются как стационарное сооружение, без извлечения из грунта после установки. Таким образом, укрепляют откосы, создают террасы, защищают береговую линию от размыва и выполняют иные шпунтовые работы. Востребованным свойством при этом оказывается долговечность конструкции, невосприимчивость к коррозии. Именно им полимерные материалы обладают в полной мере.

Там, где металл со временем теряет свою несущую способность или требует дополнительной защиты, отлично служат полимерные шпунты. Привлекательной стороной пластиковых шпунтов является их вес. Один метр такого ограждения весит примерно в десять раз меньше, чем металлического. В малом строительстве, ограниченном в применении большегрузной и мощной техники, это оказывается неоценимым достоинством.

Сваи из труб

В качестве не извлекаемых элементов для устройства шпунтовой стенки иногда используются .
Такое решение позволяет утилизировать те, которые были в употреблении. Кроме относительной дешевизны, у них нет положительных качеств. Трубы не позволяют создать плотную непроницаемую для грунтовых вод поверхность. Обычно их применяют для укрепления откосов или в качестве не извлекаемой опалубки для дальнейшего . Сваи из труб не имеют замков, поэтому выдерживать геометрическое положение в ряду очень сложно.

Вариант укрепления грунта шпунтовыми сваями

Обеспечение вертикальности погружения также представляет большую проблему. Площадь контакта сечения трубы с грунтом на один метр сооружения существенно выше, чем у инвентарного шпунта. Это требует использования мощной техники, способной обеспечить необходимое усилие.

Следует учесть, что стенки труб тоньше и гораздо хуже противостоят деформациям, чем шпунт Ларсена. Поэтому при прохождении трубы через каменистый грунт, нижнее сечение может полностью смяться, сделав невозможным достижение проектной отметки. Обращаться к такому методу устройства шпунтового ограждения стоит только в крайнем случае.

Шпунт Ларсена используется в промышленном строительстве на протяжении более сотни лет. Компактный профиль с округлыми кромками в форме желоба представляет собой металлическую сваю для укрепления разнообразных строительных конструкций, превышающих ее во много раз. Шпунты надежно соединяются замками, обеспечивая герметичность, а устойчивость к коррозии и прочность делает их незаменимым элементом в строительстве.

Для забивки шпунтов используются различные технологии , такие как:

Выбор конкретной технологии определяется геофизическими особенностями и местоположением стройплощадки.

Технологии забивки шпунтов

Вибрационный и виброударный способы

Шпунтовое ограждение такими способами производят на песчаных и мягких грунтах при помощи вибропогружателей (электромеханических машин вибрационного действия).

Ограждение котлована вибрационными методами забивки наиболее эффективно на водонасыщенных несвязных грунтах. Более универсальный виброударный метод погружения осуществляется при помощи вибромолотов, в зависимости от вида привода они бывают с двигателем внутреннего сгорания, пневматические, электрические, гидравлические.

Вдавливание и вибровдавливание

Установки, воздействующие на сваю массой или одновременно и массой, и вибрацией, обычно состоят из двух механизмов, которые оборудованы опорной плитой, наголовником, направляющей рамой, передающими давление и вдавливающим полиспастом. Плюсом такого способа является легкость монтажа на стройплощадке, а минусом – малая маневренность и, следовательно, низкая производительность.

Более эффективным оказывается метод вибрационного вдавливания шпунтов. Воздействие вибропогружателя и лебедки агрегата приводит к погружению шпунта Ларсена за счет массы вибропогружателя, собственной массы, массы трактора, которая передается на сваю вдавливающим канатом. Одновременно с этим на шпунт воздействует вибрация от низкочастотного погружателя с подрессорной плитой.

Смотрите так же:

Погружение шпунтов завинчиванием

Этот метод наиболее эффективен для создания фундаментов для мачт линий электропередач, он осуществляется при помощи механизмов, оснащенных четырьмя выносными опорами (аутригерами), приводом вращения и наклона, гидросистемой, пультом управления и вспомогательным оборудованием.

Эти машины втягивают винтовую сваю вместе с инвентарной металлической оболочкой внутрь и погружают ее в грунт под заданным углом. Вращение во время погружения комбинируется с осевым усилием.

Технология погружения подмывом

Перед началом погружения грунт взрыхляется и отчасти вымывается струями воды из укрепленных на шпунте трубок. В этом случае у острия сваи уменьшается сопротивление грунта, стальной шпунт размывается водой. При необходимости подмывные трубки располагаются сбоку или по центру, при боковом расположении они могут быть деформированы или заполнены грунтом.

При этой технологии важно контролировать равномерность размыва, чтобы шпунты не отклонялись от проектного положения. Вода в трубки подается под давлением от 0,5 МПа. Эта технология неприменима при угрозе просадки построек, находящихся поблизости.

Нормативные документы

Как и все остальные строительные процессы, забивка шпунтов выполняется в полном соответствии с нормативными документами, в которых описаны основные правила по проведению и приемке работ. Организация процесса погружения шпунтов в обязательном порядке должна быть описана в технологической карте и ППР – проекте на производство работ, который детально изложен в СНиП 3.01.01 - 85 и вспомогательном пособии к этому документу.

Значительное количество справочников, нормативов и законов представлено на портале «Помощь по ГОСТам » (сайт гостхелп ру).

Наиболее востребованными при составлении сметы , проектной документации, ведения журналов являются:

• СНиП 3.02.01 - 87 и СП 45.13 330-2012 «Земляные сооружения, фундаменты и основания»
• СП 50.101-2004 «Проектирование и устройство фундаментов и оснований зданий и сооружений» и другие документы

Необходимо отметить, что производство шпунта Ларсена и шпунтовых ограждений должно выполняться в полном соответствии с ГОСТом Р 53 629-2009 , в котором указаны все стандарты, параметры материалов, оборачиваемость изделия.