Шпунтовые ограждения: разновидности, способы погружения, установка 

Шпунтовое ограждение ‒ это закрепленные в грунте сваи, формирующие искусственную стену. Устанавливаются при строительстве сложных объектов по периметру котлованов, на склонах, вблизи акваторий. Основная функция ‒ защита от обрушения почвы. Такой барьер выдерживает высокие нагрузки, устойчив к воздействию влаги, перепадов температур.

Шпунтовое ограждение котлована

Технология устройства шпунтовых креплений

Такие ограды нужны в следующих случаях:

  1. При застройке участка на нестабильном грунте.
  2. Для укрепления стен котлована.
  3. Предотвратить попадание грунтовых вод на строительную площадку.
  4. Для защиты от размыва берегов, обвала горных пород.
  5. Повысить устойчивость конструкции при подвижной почве.
  6. Для защиты сооружений при обмелении, заиливании водоема.
  7. Не допустить обвала берегового откоса.
  8. При прокладке коммуникаций, защиты коллектора сточных вод.

Схема креплений шпунтовых ограждений

Для устройства надежного шпунтового ограждения используется набор отдельных свай, которые соединяются между собой вплотную, входя в пазы. Стенки собираются быстро и легко.

Среди других преимуществ шпунтования:

  1. Устойчивость к растяжениям, изгибам, статической нагрузке.
  2. Возможность многоразового применения. При правильном демонтаже шпунты используют повторно, существенно экономя на материалах.
  3. Крепление шпунтов в разы дешевле установки буронабивных свай.
  4. Прочность стенки и долговечность.

Много способов применения и доступная цена делают шпунтирование популярным вариантом ограждения при строительстве в местности со сложным рельефом.

Пользователи часто ищут:

Виды шпунтов и их назначение

В зависимости от используемого сырья, технических характеристик выпускаются нескольких типов.

Ларсена

Получили такое название в честь разработчика данной технологии. Это отличная защита объектов от дождевых, подземных вод, обрушения почвы.

На вид ‒ это профиль корытообразной формы. Длина достигает 35 м, ширина ‒ до 80 см, толщина  –  от 15 до 23 мм. По краям находятся замочные элементы.

Шпунт Ларсена Л5-УМ

В зависимости от размеров выпускают модели:

  • Л4;
  • Л5;
  • Л-5УМ;
  • «Омега».

Шпунты Ларсена производят из высококачественной стали с добавлением углерода. В качестве антикоррозийного покрытия в составе есть медь.

Чаще других используют модель Л5.

Она обладает такими рабочими свойствами:

  • материал ‒ сталь марки СТЗКП либо 16 ХГ;
  • ширина профиля ‒ 42 см;
  • вес 1 п. м ‒ 100 кг, вес 1 кв. м ‒ 217 кг;
  • нормативная прочность ‒ 800 кНм/м.

Сфера применения:

  • возведение гидросооружений;
  • фиксация береговой линии водоемов от сдвигов; Применение ограждения из шпунта Ларсена
  • установка защитных стенок на свалках;
  • строительство мостов, причалов;
  • предотвращение оползня;
  • защита стройплощадок от грунтовых вод.

Главное преимущество ‒ использование на объектах повышенной сложности. Помимо этого прочность и удобство монтажа.

Устанавливать элементы Ларсена придется со спецтехникой. Делают этого вибропогружателем или ударной технологией.

Порядок работ напоминает монтаж свайного фундамента под забор.

Вибрационный монтаж выполняется навесным модулем, который передает нагрузку к оголовку механизма.

В дополнение применяют осевую технологию, так что свая фиксируется уже в разжиженной почве (получена за счет действия вибрации).

Установка проводится на глубину в соответствии с ранее разработанным проектом.

Ограждение из шпунта Ларсена

Если в процессе строительства возникают осложнения с монтажом, нет возможности четко соблюдать задокументированные показатели, то такие моменты необходимо согласовывать с вышестоящим руководством.

После погружения первой сваи по очереди вводятся остальные. Замки каждого последующего элемента фиксируются в пазы предыдущего. Чтобы замки легче скользили, их обрабатывают густой смазкой.

На участках с высоким содержанием грунтовых вод особ следят за герметичностью стыков, соединений.

При многоразовом применении (более 20 раз) верхняя кромка профиля деформируется, поэтому ее рекомендуется аккуратно срезать.

Если в процессе установки погруженные сваи искривились, то лучше отрезать часть изделия и продолжить установку рабочих элементов.

Из ПВХ

Отличная альтернатива металлическим сваям. Пластиковые, композитные элементы не нуждаются в смазке, меньше стираются.

Барьер из ПВХ шпунтов

Глубина погружения меньше, поэтому их быстрее и удобнее монтировать. По прочности, сроку службы они не уступают металлу и железобетону, но при этом дешевле. Однако подходят не для любого состава почвы.

Стальные

Общепринятый тип. Применяются многократно, просты в крепеже, транспортировке.

Среди других преимуществ стальных опор:

  1. Прочность и устойчивость к механическим повреждениям.
  2. Удобство демонтажа.
  3. Выбор моделей с разными техническими характеристиками в широком ценовом диапазоне.
  4. Установка вибрационным, ударным способом.

Фиксация склона металлическим шпунтованным ограждением

Особенность стальных элементов ‒ применение только на прочном, устойчивом грунте с глубиной погружения от 7 м. Фиксация возможна, когда уровень грунтовых вод находится ниже минимум на 0,5 м.

Трубчатые сварные

Установка и эксплуатация осуществляются согласно национальным стандартам ГОСТ Р 52664-2010.

Ограждение из сварных труб возводится на начальном этапе строительства гидротехнических сооружений, жилых зданий. Это надежная защита от непредвиденного обвала грунта, которая обезопасит работников и спецтехнику от повреждений.

Диаметр труб подбирается в зависимости от назначения. Процесс фиксации аналогичен шпунтам Ларсена ‒ соединение замками в пазы.

Ограждение из трубошпунта

Среди плюсов:

  1. Возможность использования в качестве несъемной опалубки.
  2. Внутрь трубы можно монтировать швеллера, дополнительные балки.
  3. Удобство установки. Инородные частицы, камни, попадающие внутрь, дробятся.
  4. Многоразовое применение.
  5. Долгий срок службы.
  6. Устойчивость к внешним воздействиям, нагрузкам в разы превышает шпунты Ларсена.

Единственный минус ‒ трубчатые сварные элементы с большим весом обойдутся очень дорого.

Железобетонные

Каждая свая входит замками в пазы предыдущей. Устанавливаются забивным методом оборудованием высокой точности.

Особенность ‒ не подлежат демонтажу для повторного использования. Становятся внешним поясом для фундамента.

Железобетонные шпунтовые сваи

Монтируются при возведении мостов, причалов, плотин.

Длина железобетонных свай ‒ до 16 м.

Процесс транспортировки осложняется большим весом и риском повреждения ‒ образованием на поверхности трещин.

Деревянные

В качестве материала для защитных ограждений используется давно. Но с каждым годом теряет популярность, уступая по техническим характеристикам металлу, ПВХ.

На вид ‒ деревянный частокол из бревен, бруса. Допускается делать сборные стенки из доски большой толщины.

Деревянные элементы забиваются в почву. Могут служить временной или постоянной защитой. Не извлекаются из грунта для повторного монтажа в другом месте.

Укрепление стенок котлована бревнами

Монтаж возможен лишь при отсутствии в грунте камней, корней деревьев, ракушняка, которые могут стать препятствием для установки элементов или повредить их.

Максимальная глубина забивания ‒ до 6 м. Устанавливаются в 1 или 2 ряда вплотную друг к другу. Ширина между рядами ‒ до 1 м. Минимальная глубина погружения на дно водоема ‒ от 2 м. При погружении на 3‒5 м выполняется заделка зазоров в стенках раствором с концентрацией глины от 15%.

Способы погружения и необходимое оборудование

Выделяют несколько вариантов установки ограждения. Выбор зависит от типа грунта, назначения.

Забивание (ударный метод)

Наиболее быстрый и бюджетный способ монтажа шпунта Ларсена. Выполняется копровой установкой, укомплектованной навесными дизельными или гидравлическими молотами.

Копровая установка с гидравлическим молотом

Копр ‒ это самоходная машина с колесами или гусеницей. Оснастка состоит из:

  1. Копровой мачты. Это направляющая балка опалубки. Изготовлена из стали. На ней крепится шпунт и погружающее оборудование.
  2. Лебедочные блоки. Необходимы для поднятия, установки шпунта.
  3. Погружающий механизм. Молот или вибропогружатель.

Молот сделан в виде штанги или трубы, по направляющим которой передвигается боек. Он и наносит удары по шпунту.

В дизельных молотах боек приводится в действие за счет сгорания топлива.

Перед установкой проводится обследование почвы. На тяжелых каменистых, скалистых грунтах сначала бурится лидерная скважина. За счет этого забивка получается бесшумной.

После этого в металлической свае сверлится отверстие, чтобы зацепить сваю крючком, закрепить в наголовнике, надетом на молот.

Установку нужно выполнять аккуратно, чтобы не вырвать шпунт из замка ‒ это не подлежит исправлению.

Забивание не рекомендуется применять на плотно застроенной местности, возле промышленных предприятий. Повышается риск деформации зданий.

Вибрационный

Вибропогружение ‒ способ установки с помощью копровой машины с навесным оборудованием. По технологии практически не отличается от ударного метода, за исключением функционирования навесного механизма.

Установка шпунтованного ограждения вибропогружателем

При этом методе сваи придется шпунтовать вибропогружателем. За счет частотных колебаний плотность почвы снижается, и свая постепенно опускается в грунт на нужную глубину.

Это хороший способ строительства на сухих, песчаных почвах.

В зависимости от уровня частотности колебаний выпускаются вибропогружатели трех видов.

Низкочастотные

Оборудование предназначено для монтажа шпунта Ларсена на грунтах с низкой плотностью. Отличается большими размерами и весом. Частота колебаний не превышает 9,17 Гц. Динамическое усилие составляет до 1700 кН.

Среднечастотные

Универсальный вибропогружатель. Им удобно монтировать как шпунты, так и трубы. Рабочая частота колеблется от 10 до 30 Гц. Предельное динамическое усилие достигает 270 кН.

Высокочастотные

Высокочастотный вибропогружатель

Усовершенствованный тип вибропогружателя, что позволяет вести строительство в черте города, вблизи жилых массивов.

Механизм состоит из:

  • 2- или 4-вального вибровозбудителя (в зависимости от количества электродвигателей);
  • гасителя динамических нагрузок;
  • гидравлического наголовника.

Показатель рабочей частоты превышает 30 Гц. Оборудование может функционировать самостоятельно, но чаще используется в сочетании со стрелковым краном.

Завинчивание или вдавливание

Самый аккуратный способ установки свай, поэтому применяется на местностях с высокой плотностью застройки. Не создает шума, вибраций.

Рекомендуемый грунт ‒ глина, суглинок, песок и другие типы с низкой плотностью.

Исключается риск повреждения сваи при установке, как в случае забивки.

Вдавливание шпунта Ларсена

Вдавливание в почву выполняется специальной мобильной установкой с гидравлическим узлом, который прочно обжимает сваю, двигается вниз, постепенно погружая ее в землю.

Основной минус вдавливания ‒ большие размеры и вес оборудования, что существенно усложняет транспортировку и процесс подготовки к монтажу. Источник электроэнергии должен быть очень мощным.

Для перевозки всех необходимых деталей потребуется минимум 5‒6 грузовых машин, что скажется на общей стоимости проекта. Поэтому этот метод используется при застройке больших массивов.

Комбинированный (вибровдавливание)

Сочетание способа вдавливания и воздействия частотных колебаний. Хорошо подходит для мягкой почвы. Сфера, место применения не ограничены.

Для упрощения установки рекомендуется провести разметку по периметру стенок сваи.

При помощи технологии размыва

Этот метод используется как вспомогательный с одним из вышеперечисленных способов монтажа.

Принцип действия следующий:

  1. На свае крепят по бокам или по центру трубки.
  2. По ним под давлением от 0,5 МПа подается напор воды.
  3. Вода, попадая под наконечник шпунта, который находится внизу, размывает грунт.
  4. Важно четко следить, чтобы почва размывалась равномерно, иначе вертикальность установки будет нарушена.
Схема погружения сваи с подмывом
Фото. 1 – молот; 2 – трос; 3 – напорный шланг; 4 – подмывная труба; 5 – свая; 6 – наконечник трубы; 7 – нагнетательный трубопровод: 8 – насос; 9 – всасывающий трубопровод.

Технологию размыва запрещено применять, когда есть риск просадки зданий поблизости.

Как проходит установка шпунта для котлована

Строительство искусственной стены выполняется в строгом соответствии с разработанной проектной документацией, чертежами. В проекте указываются глубина ограды, высота, диаметр, тип шпунта и фиксации.

Перед работами проводится гидротехнический анализ почвы, составляется технологическая карта.

Порядок установки следующий:

  1. Доставляют материалы, инструменты на место застройки.
  2. Краном шпунты распределяют по периметру объекта.
  3. Выполняют разметку места установки каждой сваи.
  4. Проводится стропирование. Элементы доставляют к размеченному участку монтажа.
  5. На шпунт крепят наголовник погружателя.
  6. Сваю выравнивают строго по вертикали. Постепенно погружают ее в грунт.
  7. Распорки убирают. Сваю опускают до требуемой глубины.

Установка элементов выполняется до тех пор, пока не будет получено герметичное ограждение по периметру котлована.

СНиП 3.02.01-87

Ограды, возводимые шпунтовым способом, регулируются нормами, описанными в технологической карте.

Здесь указываются:

  1. Основы пожарной, экологической безопасности.
  2. Показатели качественного выполнения работ.
  3. Требования к размерам, типам используемого сырья.

Это лишь малая часть описания. Нормы учитываются инженерами, бригадирами и другими людьми, которые отвечают за техническую сторону строительства.

Качество строительства оценивается СНиП. Полный перечень требований к установке таких оград приведен тут:

http://docs.cntd.ru/document/5200242.

Формула и пример расчета

Для точности подсчетов ключевых показателей потребуется вооружиться специальными формулами.

Расчетная схема устойчивости шпунтового ограждения
Расчетная схема устойчивости шпунтового ограждения

Чтобы воспользоваться ими, необходимо учесть такие параметры:

  • надежность и толщину стенок сваи;
  • сопротивление обвязки;
  • коэффициент работы конструкции в почве;
  • устойчивость замков к разрыву;
  • величину горизонтальных нагрузок;
  • радиальное усилие;
  • силу опрокидывающего действия.

Это лишь основные показатели, но есть и другие, которые учитываются индивидуально в зависимости от типа грунта и климатических условий региона.

Важно понимать, что при разрытии почвы нарушается равновесие сил. Так, при извлечении грунта увеличивается давление со стороны охлажденных стенок.

Техническая информация, которая понадобится при расчетах, для правильной установки шпунтов, приведена в СНиП 3.02.01-87.

Формула прочности стенок, которая поможет избежать их преждевременного разрушения, учитывает такие величины:

  • глубину котлована;
  • вертикальную силу давления грунта;
  • давление почвы при опрокидывании;
  • сила противодействия вращающемуся механизму.

Расчет прочности шпунтового ограждения

Вычисление выглядит так:

М1 ≤ m/γ * M2, где

М1 ‒ опрокидывающий момент;

М2 ‒ момент удержания или противодействие силе опрокидывания;

m — показатель условий работ (для большинства регионов ‒ 0,95, в местностях со слабой почвой ‒ 0,7);

γ ‒ коэффициент надежности.

Чтобы получить М1, необходимо Еа (эпюрное равнодействующее активное давление) умножить на Са (равнодействующее плечо по отношению к нулевой отметке).

Для вычисления М2 потребуется En (эпюрное равнодействующее пассивное давление) умножить на Cn (равнодействующее плечо по отношению к нулю).

Расчеты выполняются из нижней точки сваи, поскольку на высоте шпунт подвергается действию дополнительных сил.

Чтобы не выполнять все действия вручную, рекомендуем воспользоваться специальными программами или строительными калькуляторами. А еще лучше поручить разработку технической документации мастерам.

Программа для расчета шпунтового ограждения

Правильно рассчитанные показатели ‒ гарантия устойчивости шпунтовой конструкции, ее долговечности и прочности.

Раскрепление ограждения

Назначение такой ограды ‒ укрепить стенки котлована от оползня. Но когда установка фундамента завершена, шпунты в грунте уже не нужны и их можно демонтировать.

Исключение ‒ железобетонные сваи, которые монтируют единоразово и больше не вытаскивают из почвы.

Качественный демонтаж шпунтов позволяет применять их повторно в строительстве, снижая траты на стройматериалы.

Работы по раскреплению проводятся несколькими способами:

  1. Вибропогружателем. Наиболее эффектный и популярный метод. Позволяет снижать трение, риск повреждения свай при доставании из почвы. Шпунт фиксируется за трос. Вибропогружатель включается до натягивания троса.
  2. Краном. Свая крепится к тросу. Трос натягивается и тогда включается оборудование. Есть риск порчи элементов при демонтаже.
  3. Молотом. Крепится в перевернутом виде к автокрану. Ударами выбивает сваи из грунта. Оказывает большое динамическое действие на грунт. Создает много шума. Высокий риск повреждения свай. Метод применяется очень редко.

Демонтаж шпунтов

Этапы демонтажа ограды вибропогружателем:

  1. Выемка почвы со всех сторон конструкции.
  2. Прикрепление шпунта к оборудованию.
  3. Подъем, доставание из грунта.
  4. Засыпка пустот, образовавшихся на месте шпунтов, почвой.
  5. Оценка состояния элементов на предмет повторного использования.

Если извлеченный шпунт признан непригодным для эксплуатации, то на нем ставят отметку «брак».

Все пригодные элементы перевозят на отдельный участок и готовят к дальнейшей транспортировке.

Использование шпунтовых стенок позволяет проводить строительные работы даже в условиях сложных рельефов, вблизи водоемов или посреди жилых массивов. Это отличная защита сооружений от обвала грунта, продление срока эксплуатации конструкций без риска для человеческой жизни.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector