Шпунтовое ограждение котлованов. Выбор технологии погружения шпунта Все виды шпунта для небольших котлованов

Технология шпунтового ограждения котлована

Шпунтовые ограждения используются для того, чтобы оградить котлованы. Они представляют собой стальные либо деревянные забитые в грунт сваи.

Эти ограды используются лишь в тех случаях, когда нет возможности проводить работы в котлованах, расположенных в откосах. Шпунтовые ограждения надёжно защищают грунт, не позволяя ему обрушиться во время сооружения даже самых серьёзных конструкций.

Виды ограждений данного типа

Обычно их разделяют на несколько видов:

• Шпунт Ларсена можно по праву считать самым применяемым на практике. Этот шпунт выполнен в виде профиля из высококачественного металла. Он имеет желобообразную форму, а концы его закруглены. Их ещё называют «замками» из-за того, что соединяясь, они надёжно защищают грунт в котловане от оползней и похожих явлений во время проведения строительства.
  Эти профили образуют своеобразную стену, которая послужит надёжной защитой во время постройки мостов, дамб, причалов и других видов работ, нуждающихся в ограждении.
• Обыкновенные железные шпунты . Так как шпунт Ларсена подразумевает собой сложную конструкцию и является несколько затратным, для ограждения котлованов используются более дешёвые аналоги.
  Железные шпунты универсальны по своей натуре. После окончания стройки они извлекаются из земли и могут быть использованы при проведении другой работы. В этом и заключается дешевизна этого метода: такие шпунты не являются одноразовыми, в отличие от первого вида.
• Бетонные шпунты обходятся несколько дороже железных. Их не извлекают по окончании работы, и они становятся единым целым с фундаментом будущей постройки. Такой вид практически постоянно используется во время стройки многоэтажных домов.
• Деревянные шпунты хоть и экономичные, но не раз подтверждали свою бесполезность: повторное использование их невозможно.

Шпунт Ларсена

• ударный способ (применяется вне зависимости от типа грунтов, самый универсальный, выполняется за счёт забивания свай в грунт молотами);
• вибрационный способ (сваи погружаются в грунт с помощью вибропогружателя). Этот способ является незаменимым при работе с сухим, песчаным грунтом;
• вдавливание свай в землю (используется при погружении свай в почву преимущественно глинистого и жидкого типа);
• способ комбинированного вибровдавливания (осуществляется за счёт смеси вибрационного способа с добавлением веса от машины, которая будет выполнять работу). Подходит для мягких и пластичных видов почвы.

Погружение шпунта в грунт

Устройство шпунтового ограждения

Устройство такого ограждения будет зависеть от материала, из которого оно сооружено.

Деревянное шпунтовое ограждение используется только при уверенности, что в грунте нет камней, остатков деревьев и прочего подобного. Глубина, на которую будет забиваться ограждение, не может быть больше 6 метров. В противном случае оно может быть малоэффективным. Шпунты погружают в грунт вплотную друг к другу на всю длину. Очень важно исключить наличие даже мелких щелей. При использовании двойного ограждения ширина между шпунтами не должна превышать 1 метра.

Если шпунт погружают на дно реки, то глубина не должна быть менее чем 2 метра. Для того чтобы свести к минимуму или совсем исключить случаи вымывания засыпки, нужно позаботиться о наружном ряде шпунта, который должен быть обязательно плотным. Если глубина колышется в пределах 3-5 метров, то выемки между стенками шпунтового ограждения заполняются смесью с содержанием глины минимум в 15%.


Стальные шпунты используются для ограждения только в прочном грунте. Забивать их желательно на глубину не менее 7 метров. Стальной шпунт годится для повторного использования, если его использовать строго по назначению и извлечь сразу же по окончанию строительных работ. Забивая шпунты, нужно не забывать о плотности прилегания по всему периметру ограды. Обычно подобные ограждения размещают таким образом, чтобы уровень грунтовых вод был ниже на половину метра, а по отношению к горизонту воды – на 0,7 метров.

Шпунтовые ограждения разбираются достаточно просто: при помощи поясов-обвязок, которые размещают по периметру котлована, и распорок, расположенных на углах.

Процесс крепления происходит строго в зависимости от метода разработки грунта, а устанавливаются крепления в зависимости от глубины котлована. Для того чтобы облегчить процесс крепления, целесообразно использовать ограждения в форме цилиндра, а не прямоугольника. Они изготавливаются из стали и не имеют поперечных распорок.

С помощью математических расчётов можно легко определить, сколько поясов нужно использовать, спроектировать их конструкцию. Также необходимо определить места установки в зависимости от высоты котлована.

При установке шпунтовых ограждений нельзя забывать и о том, что они должны быть устойчивыми и прочными не только во время удаления земли и жидкости из котлована, но и во время обратной засыпки земли. Важна также устойчивость во время снятия крепления.

Ограждения, которые вбиваются в песок, должны быть устойчивы к возможности наплыва воды или грунта в котлован, потому нужно проверить, насколько глубоко забивается шпунт.

Для ограждения котлованов используют также сборные и разборные перемычки из дерева, металла или деревянно-металлические, которые располагаются по периметру крепления и указывают направление, в котором стоит погружать сваи. Такие перемычки являются одноразовыми, а потому их дно содержит деревянные или металлические отверстия для свай диаметром большим, чем диаметр свай, на 5 сантиметров. Щиты опираются на консоли дна, которое прикрепляется к перемычке так, чтобы вследствие не возникло трудностей с отсоединением перемычки, а после её можно было оставить на месте в конце всех работ. Рекомендуется полностью изолировать нижнюю часть перемычки, чтобы слой бетона и щиты имели меньшее сцепление между собой.

Фото шпунтового ограждения из труб

Что нам говорит СНиП

Основные требования СНиПа к шпунтовым ограждениям следующие:

1. Оснащение выбирается в соответствии с длиной свайных составляющих. Если они достигают длины в 26 метров, то необходимо обеспечить фундамент специальными отметками для шпунтов. Оснащение, используемое для забивания шпунтов, можно выбрать с помощью компьютерных программ, которые выдают результат в зависимости от теории удара волн.
2. Такие меры, как подмыв или лидерные скважины, не рекомендуется использовать самовольно. Они помогают облегчить погружение свай и шпунта, но их следует согласовать с организацией проектов, если скорость вибропогружения составляет менее чем 5 сантиметров в минуту или если происходит отказ элементов, менее чем 0,2 сантиметра.
3. Подмыв, используемый для удобного погружения шпунтов, возможен только на участках, которые располагаются вдалеке от зданий. Минимальное расстояние – 20 метров. Глубина погружения должна быть как минимум удвоенная. После того, как сваи будут погружены, подмыв нужно устранить, а шпунт погружают с помощью молотка или вибропогружателя до нужной глубины.
4. Если расстояние составляет менее 5 метров, то погружение сваи, достоинством 40 на 40 сантиметров, категорически запрещено. Шпунты с сечением в 1 метр и пустые круглые сваи с диаметром менее 0,7 м не допускаются до стальных трубопроводов с давлением не больше 2 МПа. Если давление выше, то сваи и шпунты стоит погружать на меньшие расстояния только при проведении обследования.
   Важным этапом является и оценка опасности динамического воздействия на здания от применения вибропогружателя, необходимого для установки свай. Оценка происходит в зависимости от искажения почвы, качества технологических инструментов и приемлемости колебаний по санитарным требованиям.
5. Обследованию подлежат такие виды свай: длиной до 8 м, недогруженные больше, чем на 10% запланированного погружения. Выясняются причины, по которым происходит процесс затруднения спуска, и выносится вердикт об использовании иных шпунтов или использования дополнительных.
6. Работы, касающиеся устройства свайных оснований и свайных оград обязаны быть строго проконтролированы в соответствии с необходимыми нормами.

Технология монтажа ограждения

Монтаж в скважины труб может совершаться разными способами, но в любом из них первым этапом будет бурение литерных скважин .

Самый распространённый способ бурения – шнековый и шарочный . В этих видах стенки скважин закрепляются с помощью глинистого раствора под определённым уровнем давления. Большая плотность посадки трубы будет обеспечена благодаря глине. Цена за такой вид работы будет зависеть от глубины, на которую будут опускаться трубы, качества грунта и трудоёмкости. Качество монтажа напрямую зависит от способа погружения шпунтов.

Существуют следующие способы погружения шпунтов:

• Шпунт забивают с помощью коперов. Например, маятникового копера. Но он не используется в городе из-за плотного расположения зданий.
• Шпунт погружают в заранее пробуренные скважины.
• Шпунтина завинчивается и вдавливается. В данном случае она представляет собой стальную трубу.
• Шпунтина опускается в заранее пробуренную скважину, которую одновременно заполняют цементом.

На видео — процесс вибропогружения шпунта в грунт:

Пример расчета шпунтового ограждения

Расчёты проводятся на всех стадиях работы, чтобы достоверно убедиться в надёжности сырья и конструкции в целом.

Прочность ограды на предмет опрокидывания находят следующим образом: расчётный момент опрокидывания сил должен быть меньше, чем отношение коэффициента данных работы, делённое на коэффициент надёжности по назначению и умноженное на расчётное мгновение удерживающих сил.

Для того чтобы проверить шпунт на твёрдость, нужно проверить стену, брёвна и обвязки .

Насколько прочна шпунтовая стенка, можно узнать таким образом: отношение момента в сечении шпунтовой стенки от расчётных нагрузок к моменту сопротивления должно быть меньше или равно расчётному сопротивлению материала обвязки, умноженному на коэффициент условий работы.

После нужно проверить прочность обвязки: отношение сжимающего усилия в обвязке к площади сечения обвязки, плюс отношение мгновения в разрезе к моменту сопротивления обвязки, должно быть меньше или равно расчётному сопротивлению материала обвязки, умноженному на коэффициент условий работы.

Далее необходимо проверить шпунт цилиндрического ограждения на разрыв замков: расчётное горизонтальное радиальное усилие в контуре ограждения обязано быть менее или равным отношению коэффициента условий работы, умноженного на расчётное сопротивление разрыву к коэффициенту надёжности.

Необходимо помнить, что количество горизонтального давления на стенку котлована можно определить только исходя из данных о грунте. Давление у песчаного и грунта из глины несколько иное.

Совершенно другая ситуация расчётов в случае погружения шпунта в песок. Нельзя забывать, что шпунтовая стенка будет воспринимать всё воздействие воды снаружи. Для проверки на прочность шпунтовую стену обсчитывают, чтобы найти изгибающие моменты и поперечные силы в балках или опорах. Если необходимо найти изгибающие моменты в опорах, то используется метод сил.


Если шпунт погружается в глину, то считается, что давление на его стенку вызвано лишь давлением воды, которая проникает на определённую глубину, которую также можно рассчитать: нужно 0,7 умножить на глубину погружения шпунта.

Глубина забивки определяется точно таким же образом, как и устойчивость стенки. Уравнение будет решаться до тех пор, пока не будет подобрана подходящая глубина погрузки.

Насколько прочна стенка ограждения, и сможет ли она выдержать давление, проверяется способом рассмотрения стенки как балки с двумя опорами или большим их количеством. Можно рассчитать давление воды и земли, если умножить их нормативные давления на коэффициенты надёжности при действующей нагрузке. Они являются неизменными величинами: 1,2 – если давление грунта активное, 0,8 – если пассивное.

Какой бы ни был результат расчётов, но глубина забивки для глинистого и песочного грунта должна приниматься не менее 2 метров, а в ограждении со слоем бетона – не менее 1 метра. Устойчивость должна проверяться предварительно, во время откачивания воды из котлована.

Известно, что каждый вид грунта имеет свои характерные особенности, которые влияют на его свойства. Это обязательно нужно учитывать при строительстве, чтобы возведенная конструкция характеризовалась прочностью, надежностью и долговечностью, могла прослужить долгое время, была устойчива к деформациям. Часто случается, что новые сооружения начинают рушиться вскоре после окончания строительства, это говорит о допущенных ошибках, безответственном отношении строителей и проектировщиков к своим обязанностям, недостаточной их квалификации.

Перед началом любого крупномасштабного строительства обязательно нужно произвести тщательное исследование грунта, не только на территории выполнения работ, но и в близь лежащих окрестностях. Особенно, если речь идет о строительстве в городской зоне, которое может негативно отразиться на соседних зданиях и конструкциях. Также данные действия должны выполняться при подземном строительстве.

Для того чтобы избежать серьезных последствий, рабочими используется специальная технология шпунтового ограждения котлованов . Это позволяет локализировать проседание грунта и другие характерные изменения только в области ведения строительных работ, оградив другие здания от деформации и повреждений. Данная процедура должна выполняться с соблюдением определенных требований, от этого зависит надежность и эффективность ограждения.

Технология шпунтового ограждения котлованов заключается в установке специальных свай, которые могут быть изготовлены из разных материалов, характеризуются различными размерами, но обязательно находятся рядом друг с другом. Существует несколько методов соединения свай, они применяются зависимо от вида шпунтов, типа их установки - постоянная или временная.

Если в процессе монтажа ограждения будут допущены ошибки, оно потеряет свою значимость и не сможет выполнять прямые функции. Поэтому очень важно, чтобы соблюдалась шпунтовое ограждение котлованов технология . Первое, что нужно сделать, выбрать оптимальные шпунты, которые будут актуальны в данном случае.

Виды свай и технология шпунтового ограждения котлованов

Сваи могут быть изготовлены из древесины, представлены в виде досок или брусков определенной величины. Они скрепляются между собой гвоздями или по другой технологии. Такие шпунты используются только для временного ограждения, а при демонтаже теряют свою целостность. Поэтому, применяются деревянные сваи достаточно редко, учитывая низкие рабочие показатели и достаточно высокую стоимость.

Поэтому, строители чаще отдают предпочтение металлическим шпунтам, которые изготовлены из прочной стали, подлежат многоразовому использованию. Единственное, что требуется сделать, проверить шпунт после его извлечения из грунта на соответствие всем нормам, подтвердить его целостность. Такие сваи имеют разные размеры, которые подбираются в соответствии с особенностями использования.

Иногда становятся востребованными железобетонные шпунты, они вбиваются в грунт, провоцируя его существенную усадку, поэтому характеризуются трудоемким монтажом. Обычно, железобетонные сваи устанавливаются на постоянной основе, например, при строительстве мостов, других крупномасштабных работах. Использовать более широко данный материал нецелесообразно, работы с ним очень трудоемкие и дорогостоящие.

После выбора оптимального вида свай, технология остается почти неизменной.

Процедура и технология шпунтового ограждения котлованов

Для начала строители делают скважины в грунте, используя при этом специальную технику. После этого начинается процесс монтажа шпунтов. Здесь имеются небольшие отличия, зависимо от особенностей грунта и материала изготовления свай.

Наиболее распространено завинчивание и одновременное вдавливание шпунтов. Оно применяется для стальных свай, которые имеют спиральную навивку. Процедура требует минимальных усилий, занимает немного времени и постоянный контроль за ней совершенно не обязателен. Благодаря сочетанию высокой эффективности с минимальными требованиями к процессу установки, завинчивание и вдавливание достаточно часто используется строителями для монтажа металлических свай. Кроме того, стоит отметить, что данные работы совершенно не оказывают негативного влияния на конструкции и здания, расположенные поблизости строительного котлована.

Не менее часто используется вибропогружение, которое заключается в заполнении скважины цементным раствором, последующем погружении в него шпунта. Для работ используется специальная техника, которая имеет соответствующее название - вибропогружатель. Такой вид погружения наиболее часто применяется на песчаной местности, где дает прекрасные результаты.

С использованием специальных ударных установок также не получил большого распространения в городской зоне. Но, он характеризуется высокой производительностью, поэтому применяется по возможности.

Вот и рассмотрены основные этапы создания шпунтового ограждения:

1. бурение скважин;
2. погружение шпунтов одним из выбранных методов.

Каждый из перечисленных этапов нуждается в особом внимании, ведь только ответственное отношение, соответствующие навыки и знания помогут легко и результативно справиться с работой, обеспечить надежную защиту котлована. Если при установке шпунтового ограждения будут допущены ошибки, оно потеряет все свои функции, может спровоцировать аварийную ситуацию на объекте, допустить повреждение соседних конструкций в результате проседания грунта.

Поэтому, для выполнения подобных работ очень важно воспользоваться услугами профессиональных строителей, которые благодаря многолетнему опыту смогут эффективно справиться с задачей. Ведь в установке важен каждый этап, на котором необходимо делать определенный выбор. И главное, предпочесть подходящие сваи, отдать предпочтение самому оптимальному методу их установки.

Наша компания долгое время работает на рынке строительных услуг, и наши сотрудники прекрасно справляются со шпунтовым ограждением любых видов. Поэтому, мы гарантируем высокое качество и точность выполненных работ.

*У нас никогда не бывает некачественных проектов свайных фундаментов. Мы полностью отслеживаем и исполняем все проектные решения. Наша работа полностью соответствует требованиям свода правил проектирования и строительства, а также правилам проектирования фундаментов.

Стоимость работ

Метод забивки шпунта Ларсена

Забивка шпунтов. Производится при работах за городом или в городе на достаточном удалении от жилых домов.

Для работ используются копровые, обычно, самоходные установки с любым видом ударных механизмов: дизель-молоты, гидравлические, механические, паровоздушные, электро-ударные, виброударные и т. п.

Данный способ самый дешевый, быстрый, но при этом самый шумный. Ударные волны в земле не позволяют использовать его вблизи ценных зданий, непосредственно возле жилых домов и подземных сооружений – коммуникационных каналов, канализационных трубопроводов и т. п.

У нас вы можете взять в аренду любую нашу копровую установку. Ценуее эксплуатации на вашей стройплощадке мы с вами согласуем.

Погружение шпунта Ларсена видео

Другие способы погружения шпунта Ларсена

Из нескольких методов погружения шпунтов Ларсена , используемых достаточно часто, наиболее современные способы – это вибропогружение, вдавливание и забивание.

1. Вибропогружение – наиболее продуктивный, быстрый и иногда безальтернативный способ.

Единственным он будет только на песчаных грунтах насыщенных и перенасыщенных водой.

Для него используются: погружные вибрационные установки, которые или навешиваются на обычный подъемный кран или экскаватор, или являются частью специальной самоходной вибропогружающей машины. Чаще всего это одна из разновидностей копровых установок .

В этом способе шпунтовую сваю подъемным краном устанавливают вертикально, закрепив стропы за специальные монтажные отверстия, которые изготавливают на заводе на расстоянии 0,5 м от каждого торца шпунта. По специальному заказу потребителя на торцах могут быть для крепления вибратора изготовлены отверстия специальной формы.

Установив вибратор и, контролируя вертикальность шпунта, производят погружение первой шпунтовой сваи до глубины, заданной проектом шпунтового сооружения. Вторую шпунтовую сваю вводят в замок первой и включают вибратор. Аналогично погружают остальные элементы шпунтовой стенки.

Вибрационным способом погружают не только шпунты Ларсена, но и стальные трубы практически любого диаметра, двутавровые балки, рельсы, жб сваи и пр. изделия металлопроката.

Из перечисленных в статье самая высокая стоимость у вибрационного способа.

2. Погружение вдавливанием . Используется на строительных площадках в черте города или другого населенного пункта. Безусловное использование этого способа необходимо в условиях плотной или ценной в историческом плане застройки, когда даже вибрации, не говоря об ударах, могут нанести невосполнимый ущерб историческим зданиям или сооружениям.

Иногда термин «вдавливание» заменяется на «задавливание».

Для вдавливания используют статическое усилие, создающееся сваевдавливающей установкой (СВУ). Она состоит из пресса на основе гидравлического механизма, который зажимает верхний конец шпунтовой сваи и погружает его в толщу грунта. Перемещение СВУ по территории будущего свайного поля осуществляется на гусеницах или широких колесах. Установки с большим усилием вдавливания имеют большую собственную массу, поэтому их перемещение обеспечивается «шагающим» механизмом.

СВУ используются без создания лидерных скважин, т. е. без бурения скважины под шпунт.

Шпунтовую стену устраивают одиночными шпунтами или сблокированными по несколько штук.

Какие шпунты бывают?

При строительстве фундаментов в котлованах, отрытых на сыпучих, а особенно на обводненных грунтах, или для укрепления берегов морей, рек, каналов и т. п., строят защитные стенки из специального металлического профиля, который называется «шпунт Ларсена». Свойства защитной стенки из шпунтовых свай при определенных условиях такие, что из любых разновидностей шпунтов Ларсена возводятся противофильтрационные стенки, не пропускающие воду.

Шпунтовые профили изготавливаются из углеродистой стали методом горячей прокатки. Основной нормативный документ для производства – ГОСТ 4781-85, в котором оговорены главные технические требования к горячекатаным стальным профилям, используемым как шпунтовые сваи. Кроме защитных стенок эти изделия могут быть использованы для сооружения ячеистых конструкций, например, опалубки для сооружения бетонной опоры автомобильного или железнодорожного моста, опоры под мачты и т. п.

Шпунт имеет корытообразную, Z-образную и/или плоскую формы. Свое название – «шпунт Ларсена» получил в начале ХХ века в Германии по фамилии его изобретателя – Бременского (Германия) главного городского государственного инженера Трюггве Ларсена. Он в 1902 г предложил шпунтовые сваи U-образного профиля соединять в стенку с помощью заклепок. Позднее – в 1914 г. он усовершенствовал соединение – на боковых сторонах начал изготавливать замки, с помощью которых шпунтовые профили и до сих пор соединяются между собой. Соединение можно осуществить до погружения шпунтов или забиваемый шпунт соединять с уже погруженным.

Марикируются шпунты Ларсена следующим образом:

Шпунт Ларсена Л5-УМ.

Кроме ГОСТа шпунты Ларсена выпускаются по ТУ (техническим условиям заводов-производителей):

ТУ 12-2-879-89 – сваи типа Ларсен;

ТУ 14-102-147-93 – шпунт Ларсена Л2-У, сечение корытного типа;

ТУ 14-102-8-2010.

За более чем 100 лет конструкция замков (шпунтов) была значительно усовершенствована.

Сейчас производятся шпунтовые сваи самых разных сечений: плоские, S- , L- , U-, Z- , Ʊ-образные и т. д. Эти шпунты имеют достаточно разные технические характеристики, которые позволят реализовать ваши задачи.

В нашей компании вы можете заказать проектирование свайного фундамента или шпунтового заграждения по СНиП 2.02.03-85, а так же

Цена

Цена шпунтового ограждения котлована составляет от 550 руб. за 1 п.м . С учётом оборачиваемости шпунта. Готовы работать по ФЕР.

Закажите для вашего объекта!

Итоговая смета может быть оптимизирована при выполнении компанией полного цикла работ по устройству фундамента .

Виды шпунтовых ограждений

Трубошпунт

Отрывка котлована после его крепления трубами

Применение трубошпунта оправдано по экономическим соображениям при отсутствии необходимости в водопонижении , т.к. данный профиль не обеспечивает герметичности. Металлический трубчатый шпунт диаметром 300-500 мм представляют собой доступный по стоимости материал с высокой оборачиваемостью. Он неприхотлив в хранении, транспортировке и в применяемых методах погружения.

За счёт отсутствия сцепки шпунтовые трубы обеспечивают достаточную прочность стенки ограждения при дополнительных условиях (неглубокая выемка, слабая нагрузка, либо монтаж укрепляющих поясов, распорок, грунтовых анкеров, распорных систем), необходимость применения которых определяется по результатам расчётов. Ограждение стен котлована из труб отличается относительной простотой и экономичностью. Шпунтовые элементы, как правило, при неглубоких выемках в прочных грунтах погружаются со значительными промежутками. При этом просыпка грунта незначительна, а скорость работ высока при обеспечении достаточной прочности ограждения.

Зачастую шпунтовое ограждение котлована и забирка из досок применяются одновременно (на основании технико-экономического сравнения различных вариантов исполнения ограждения), чем обеспечивается снижение издержек. Погружённый шпунт обеспечивает прочность стены котлована, а щиты из досок защищает от просыпания сыпучей или даже глинистой породы.

Шпунтовый профиль Ларсена

Шпунтовый профиль Ларсена на складе

Стремление обеспечить приемлемую прочность котлованов в сложных геологических условиях строительства привело к созданию шпунта с замками, впервые предложенного немецким инженером Ларсеном в начале прошлого века.

Основное преимущество шпунтового ограждения Ларсена в дополнительной прочности за счёт замковой сцепки элементов. Благодаря чему становиться возможным разработка котлованов большой глубины с высокой нагрузкой от осадочных пород, а также в условиях плотной застройки с высокой нагрузкой от соседних сооружений. Ограждение из этого шпунта по простоте работ не отличается от других шпунтовых элементов, но значительно выше по нагрузочной способности.

Устройство шпунтового ограждения из шпунта Ларсена

Дополнительное преимущество этого шпунта - герметичность, благодаря которой становиться возможно проводить водопонижение одновременно с устройством ограждения.

Шпунт Ларсена представляет собой металлический U-образный профиль особой конфигурации сечения с крепкими замковыми пазами, симметричными в разрезе. Каждый последующий шпунт при погружении в грунт поворачивают на 180 градусов относительно вертикальной оси, приводят в сцепление с предыдущим и заглубляют. Таким образом формируется крепкая неразрывная шпунтовая стена.

Наиболее распространённые в массовом строительстве виды элементов шпунт Ларсена Л5 и Л4 изготавливают в ширину до 466 мм и в длину до 24 м, размеры и конструкция которых определены в ТУ 14-2-879-89. Шпунт Л5 и Л4 можно погружать повторно, на основании чего имеют хорошую характеристику оборачиваемости.

Технология погружения шпунта ограждения

Готовая стена выемки, креплённая трубошпунтом

Применяется 5 основных технологий погружения шпунта ограждения котлована:

• вибропогружатель для шпунта - наиболее распространённая технология, за счёт высокой скорости монтажа, а значит и производительности. Установка для вибропогружения представляет собой базовую машину (экскаватор, кран или трактор) с подвесным оснащением (собственно вибропогружатель, состоящий из гидро-двигателей с эксцентриками, смонтированными на станине, и гидравлической станции),
• статическое вдавливание шпунта - самый бесшумный и щадящий к прочностным свойствам грунта и к фундаментам расположенных поблизости построек, погружение шпунта выполняется сваевдавливающей установкой,
• забивка и предварительное лидерное бурение под шпунт , или без бурения - самый доступный способ при использовании сваебойной установки с дизель-молотом,
• и чуть более дорогой, но более контролируемый в процессе - забивка шпунта гидравлическим молотом,
• завинчивание и вдавливание трубчатого шпунта свайной буровой установкой.

Погружение шпунта ограждения в грунт происходит до рытья котлована на выровненной строительной площадке по периметру будущей выемки. В твёрдых грунтах предварительно выполняется бурение под шпунт, чем достигается гарантированное достижение проектной глубины, снижение динамического воздействия через грунт на основания соседних зданий, применение менее мощного (а значит и менее дорогого в эксплуатации) оборудования и ускорения операции погружения.

Погружение шпунта ударным методом без бурения лидеров - это самый простой и недорогой способ устройства ограждений из шпунта. Используется чаще всего, когда нет особых требований к уровню шума и динамическим воздействиям на основания близ расположенных зданий через грунт. Выполняется копровыми установками.

Вибропогружение шпунтового профиля

При повышенном давлении от осадочных пород и, тем более, при нагрузке от грунта под близко расположенными зданиями обычное шпунтовое ограждение может оказаться недостаточным для должного укрепления стены выемки. В этих случаях проводятся дополнительные меры крепления стен котлована . В распоряжении проектировщиков и строителей имеется широкий арсенал методов и технических решений:

• монтаж продольного пояса из металлического профиля (швеллера, двутавра),
• применение укрепляющих распорок из металлопроката, упирающихся одним концом в дно котлована, а другим в стену,
• применение распорных систем из металлического профиля - конструкции их могут быть разнообразны по сложности и исполнению,
• устройство грунтовых анкеров - заглубляемых в толщу грунта железобетонных якорей.

Расчет шпунтового ограждения котлована

Расчет шпунтового ограждения выполняется в соответствии с нормативными документами в строительстве, СНиПами, СП и ГОСТами на основании проектных параметров глубины и конфигурации котлована, данных геологических и гидротехнических изысканий на территории строительной площадки. В расчёт берутся типы и виды грунтов, их прочность, угол естественного откоса, влажность, уровень грунтовых вод, особенности технологий погружения шпунта. Шпунтовое ограждение котлована обязательно в любых грунтовых условиях при глубине более 5 метров. А при песчаных и других типах слабых, осыпающихся грунтов - и при меньшей глубине выемок.

В случае обводнённых грунтов и при уровне водоносных слоёв выше глубины траншей и котлованов - особое внимание уделяется водопонижению. Этого добиваются различными методами, среди которых предпочтение отдаётся погружению шпунта Ларсена в подстилающий слой, обеспечивающему не только превосходную прочность ограждения, но и его герметичность.

Водопонижение в котловане

Повышенная защита от мощной фильтрации подземных вод достигается применением герметизирующих составов, наносимых вручную на замки шпунтин перед их погружением в грунт. Извлечение шпунта, усиленного герметиком, по завершении возведения здания слишком трудоёмко. В таких ситуациях шпунтовая стена выполняется не извлекаемой.

Выходными данными расчётов, руководящими документами строительства становиться ПОС (проект организации работ), ППР (проект производства работ). В них учтены подготовительные работы, применяемые материалы и оборудование, способы и последовательность выполнения шпунтовых работ, погружения шпунта и при необходимости - его извлечение из грунта, техника безопасности.

Оборудование для погруженя шпунта

Ограждение котлована шпунтом выполняется с помощью современной спецтехники. Мы применяем следующее оборудование:

Укрепление шпунтовой стены

Мы знаем, как делать крепкие шпунтовые стены котлованов и при этом вложиться в смету. Если вам необходимо устройство шпунтового ограждения котлована - БЕСТ-СТРОЙ (Москва) выполнит его надёжно и в срок, с соблюдением проекта и СНиПов.

Закажите расчёт стоимости шпунтового ограждения

Заполните данные и отправьте - в ответ вы получите расчёт стоимости шпунтового ограждения в первом приближении. Окончательная стоимость может зависеть от особенностей проекта.

— важный этап нулевого цикла работ в многоэтажном строительстве. В промышленных масштабах рытье котлованов производят при помощи экскаватора. Согласно положениям СНиП № 3.02.01 «Земляные сооружения», все котлованы глубиной более 2 м должны укрепляться шпунтовыми ограждениями, препятствующими их обрушению и затоплению грунтовыми водами.

В данной статье представлена технология ограждения котлованов шпунтом. Вы узнаете, какие виды шпунта используются и как выполняется их монтаж. Также будет рассмотрены особенности проектирования шпунтовых ограждений и приведены примеры расчетов.

Когда и зачем необходимо ограждение котлованов шпунтом?

Потребность укрепления котлованов шпунтовыми ограждениями обуславливается требованиями техники безопасности и нормативами СНиП, согласно положениям которых укреплению шпунтовыми стенками подлежат следующие виды котлованов:

• все котлованы глубиной более 1 м. в песчаной почве;
• котлованы глубиной от 1.25 м в супесях;
• котлованы глубиной от 1.5 м в глинистом грунте и суглинке;
• котлованы глубиной от 2 м. в грунтах высокой плотности.

Функциональное назначение шпунтового ограждения — защита стенок котлована от обрушения, которое может произойти при проведении на строительной площадке работ по забивке свай (на свайных фундаментах стоит свыше 80% многоэтажных зданий).

Технология шпунтового ограждения также может рассматриваться в качестве альтернативы водопонижающим работам. Используемый для монтажа ограждения шпунт имеет пазовые замки, посредством которых отдельные шпунтины соединяются в герметичную, не пропускающую воду стенку, что сводит к минимуму риск затопления котлована грунтовыми водами.

Виды шпунта для ограждения котлованов

В современной строительной практике для ограждения котлованов применяется два вида шпунтового металлопроката — шпунт Ларсена и трубопшунт . Деревянный и железобетонный шпунт практически не используется ввиду финансовой нецелесообразности.

Шпунт Ларсена представляет собой корытообразный профиль, длина которого может доходить до 35 метров, а ширина до 80 см. Существует несколько модификаций шпунта Ларсена, отличающихся в плане габаритных характеристик:

• шпунт Л4;
• шпунт Л5;
• шпунт Л5-УМ;
• шпунт Ларсена «Омега»;
• шпунт Л5.

Чаще всего используется шпунт Л5, изготовленный из сталей марок СТ3КП либо 16 ХГ. Ширина профиля Л5 составляет 42 см, вес 1 п.м. — 100 кг, вес 1 м 2 — 217 кг. Нормативная прочность шпунтового ограждения из профиля Л5 составляет 800 кНм/м.

Ограждения из шпунтовых труб применяются в условиях нестабильных, склонных к горизонтальным сдвигам грунтов, в которых стенки из корытообразного профиля не имеют требуемой устойчивости. За счет большего сечения труб, которое дает увеличенную площадь защемления шпунта грунтовыми массами, момент сопротивления и прочность стенки из труб значительно выше.

Диаметр шпунтовых труб варьируется в пределах 530-1420 мм. Трубы, используемые для ограждения котлованов, имеют унифицированную в соответствии с нормативами СНиП маркировку типа Т1420×12 , в которой:

• Т — трубчатый шпунт;
• 1420 — диаметр (мм);
• 2 — толщина стенки (мм).

Как и шпунт Ларсена, трубошпунт имеет пазовые замки, расположенные на боковых контурах труб, посредством которых конструкции соединяются в сплошную стенку. При монтаже ограждений дополнительно используются стальные поворотные элементы, посредством которых стенке придается требуемая пространственная конфигурация.

Широкое распространение в строительной практике стального шпунта обуславливается возможностью его повторного использования, которому не подлежат железобетонные и деревянные конструкции. Строительная организация получает возможность сделать временное шпунтовое ограждение и по завершению фундаментных работ демонтировать шпунт и реализовать его на вторичном рынке, возместив тем самым часть финансовых затрат. Согласно нормам СНиП, оборачиваемость шпунтовых труб и шпунта Ларсена может доходить до 20 циклов.

Расчет шпунтового ограждения

Расчет шпунтовых ограждений выполняется профильными специалистами в соответствии с требованиями СНиП № 2.09.03 «Проектирование подпорных стен». Целью расчетов ограждения является:

• определения требуемого типоразмера шпунта;
• определение глубины погружения шпунта исходя из соответствия расчетной устойчивости и сопротивлению стенки нормативным данным;
• проектирование дополнительных мер по укреплению шпунтовой стенки.

Расчет сопротивление шпунтовой стенки к опрокидыванию выполняется по формуле: , в которой:

• Оu — нормативное сопротивление;
• Oz — сила защемления шпунта в грунте;
• К — коэфф. условий работы шпунта (зависит от типа грунта);
• Cn — коэфф. запаса надежности (1.2).

Расчет прочности шпунтового ограждения ведется по формуле: , где:

• Lk — величина нагрузки на м2 ограждения;
• Pck — расчетное сопротивление стенки;
• Du — момент сопротивления стенки;
• К — коэфф. работы шпунта в грунте.

Расчет глубины погружения шпунта осуществляется по формуле: T = t0 + ∆t, в которой ∆t = :

• Fn — эпюра распределения нагрузок по шпунтовой стенке;
• qtO — момент максимальной нагрузки на ограждение, исходящей от давления почвы;
• d — коэфф. пассивного давления почвы на стенку (l — активное воздействие).

На погружение шпунта в каждом конкретном случае составляется технологическая карта, в которой указываются сведения и инструкции по реализации работ для персонала, выполняющего шпунтовое ограждение.

Технологическая карта создается на основе ТТК (типовой карты) №4-104-1 «Устройство металлических шпунтовых стенок» (обновленная версия ТТК выпущена в 21.05.2015 г). Технологическая карта на временное шпунтовое ограждение должна утверждаться главным инженером строительной компании подрядчика и лицом, ответственным за технику безопасности.

Вибропогружение трубчатого шпунта (видео)

Технология монтажа шпунтовых стенок

Устройство шпунтового ограждения выполняется с привлечением строительной спецтехники — копровых установок. Копр представляет собой самоходную машину на гусеничной либо колесной базе, которая укомплектована необходимым для погружения шпунта оборудованием.

Функциональная оснастка копра включает:

• копровую мачту — стальная направляющая , на которой фиксируется погружающее оборудование и шпунтовая конструкция;
• погружающий механизм — ударный молот либо вибпропогружатель;
• лебедочные блоки — для понятия и установки шпунта в исходное положение.

Существует три метода монтажа шпунта: ударная забивка, вибропогружение и статическое вдавливание . В строительной практике наиболее распространен метод забивки — это наиболее эффективная и недорогая технология, однако действующие СНиП запрещают забивать шпунт в условиях плотной застройки, поскольку динамические нагрузки, вырабатываемые молотом в процессе забивки, могут стать причиной деформации и разрушений фундаментов близстоящих зданий.

Вибропогружение — метод, при реализации которого шпунт углубляется в землю под воздействием высокочастотных низкоамплитудных колебаний. Вибропогружатель вырабатывает колебания, которые передаются на зафиксированный в нем шпунт, далее вибрация переходит на контактирующие со шпунтиной пласты почвы, которые под воздействием колебаний разуплотняются, что приводит к углублению шпунта под своим весом и массой давящего на него вибопрогружателя.