Шпунт в строительстве это: Шпунтовые конструкции — что это, применение, где используют. Шпунтовые конструкции в Москве

Шпунт Ларсена – металлический профиль особой формы, который применяется для создания ограждений, защищающих строительный котлован от оползней, осыпания и затопления. Его изобретателем является немецкий инженер из города Бремен, норвежец по происхождению, по имени Трюггве Ларсен. Он начал использовать металлический профиль, представляющий собой в сечении букву U, еще в 1902 году. Инженер решал с его помощью задачи по укреплению причалов. В 1910 году Ларсен запатентовал свое изобретение, а в 1912 году компания Thyssen начала производство шпунта Ларсена в промышленных масштабах. В настоящее время он широко применяется во многих странах мира.

Как выглядит шпунт Ларсена?

Классический шпунт Ларсена – это металлический профиль, напоминающий корыто. Его боковые стенки загнуты таким образом, чтобы образовывать пазы и замки. За счет этого отдельные элементы легко соединяются в прочную стенку, которую можно использовать для отделения грунта от воды, а также для разделения разных типов грунтов и вод.

Также отечественные и зарубежные производители выпускают другие модификации шпунта Ларсена. Помимо корытообразного профиля, в сечении представляющего собой букву U, в продаже можно встретить S-, Z- и L-образные элементы, а также шпунт в виде греческой буквы «омега». Но между этими разновидностями есть одно важное сходство – система замков и пазов, обеспечивающая быстрое и надежное соединение.

Как правило, шпунт Ларсена является сравнительно узким и в то же время длинным. Его длина может превышать 30 метров – такие элементы используются в особенно глубоких котлованах.

Чаще всего в качестве материала для изготовления применяется сталь. Это позволяет шпунту выдерживать высокие нагрузки, к тому же его можно демонтировать и использовать повторно, чтобы снизить затраты на обустройство ограждения котлована. Также на рынке можно встретить шпунт Ларсена, изготовленный из полимерных материалов. Он тоже подходит для неоднократного использования и хотя уступает металлическим аналогам по прочности, зато не боится коррозии и сравнительно мало весит, что упрощает его транспортировку и установку.

Достоинства шпунта Ларсена

Что делает шпунт этого типа широко востребованным? Это, в первую очередь:

• высокая эффективность – он отлично выполняет свои функции;
• несложная установка – создание ограждения не занимает много времени;
• возможность многократного применения – позволяет уменьшить расходы на обустройство шпунтовой стенки;
• универсальность – шпунт Ларсена подходит для использования на грунтах различного типа.

Где применяется шпунт Ларсена?

Как говорилось выше, шпунт Ларсена применяется, в первую очередь, в строительных котлованах. Он защищает их стенки от осыпания, которое может стать угрозой для безопасности рабочих, вывести из строя технику, а также увеличить время проведения работ. Дополнительно шпунтовое ограждение защищает стенки котлована от размывания грунтовыми или дождевыми водами.

Также шпунтовое ограждение, созданное из таких элементов, применяется для защиты искусственных насыпей, например при строительстве дорог, укреплении береговой линии, а также берегов искусственных водоемов. Оно пригодится при обустройстве причалов, шлюзов, дамб, кессонов и прочих гидротехнических сооружений.

Как устанавливают шпунт Ларсена?

В зависимости от конкретных условий на строительной площадке, шпунты заглубляют в почву как поодиночке, так и целыми секциями, состоящими из трех-семи элементов.

Для монтажа используется несколько технологий. Выбор того или иного способа установки определяется глубиной котлована, характером грунта, плотностью окружающей застройки и другими факторами. Основные способы монтажа – это:

• ударный, при помощи копровой установки;
• вибропогружение – применяется специальная машина-вибропогружатель;
• вдавливание – широко используется в условиях плотной городской застройки, где удары и вибрация оказывают негативное воздействие на фундаменты расположенных поблизости зданий и сооружений.

Также нередко применяется комбинированный способ, при котором вибрационное воздействие сочетается с вдавливанием.

Шпунтовые сваи | Статьи | Знания

При возведении набережных и опор мостов, прокладке траншей и котлованов, строительстве гидротехнических сооружений применяются шпунтовые сваи, которые выполняют функции постоянных или временных ограждений. Их основное предназначение заключается в предотвращении сползания грунта и проникновения влаги в конструкции. Установленные вплотную друг к другу и погруженные в грунт они создают устойчивое ограждение, которое называется шпунтовой стенкой.

Классификация шпунтовых свай

Шпунтовые сваи можно классифицировать по нескольким параметрам: материалу, из которого они изготовлены, профилю самого шпунта, а также по области применения тех или иных видов шпунтовых ограждений.

По материалу изготовления

Шпунтовые сваи могут быть выполнены из дерева, железобетона, стали, ПВХ или композитных материалов. В настоящее время деревянные и железобетонные конструкции практически не используются. Поэтому стоит остановиться на рассмотрении шпунтов, изготовленных из стали, ПВХ и композитных материалов.

Металлические шпунтовые сваи

Металлические шпунты либо шпунтовые сваи представляют собой желоб из металла, используемый для создания противофильтровых завес или защитных конструкций. Плотно без зазоров скрепленные между собой шпунтовые сваи образуют шпунтовое ограждение, каждый элемент которого для крепости всей конструкции, оборудован креплением (замком). Такие ограждения имеют следующие преимущества:

• высокая прочность конструкции,
• возможность предварительной сборки на заводе целых секций арматуры,
• сопротивляемость окислению,
• возможность многократного использования,
• простота монтажа ограждения,
• возможность использования на любых грунтах.

К недостаткам можно отнести:

• сравнительно не высокую устойчивость к агрессивной среде,
• малую пластичность
• большой вес конструкций, а, соответственно, увеличение расходов на складирование, перевозку и т.д.
• необходимость регулярной антикоррозийной обработки.

Сваи из поливинилхлорида

ПВХ сваи легки, прочны и доступны по цене, что делает их использование более выгодным в сравнении с металлической конструкцией. Однако по механической прочности они намного уступают металлу.

Основное преимущество свай из ПВХ заключается в самом материале, который не требует дополнительного обслуживания или консервации. А это значит, что средства, затраченные на установку и обслуживание такой стенки, будут значительно меньше, чем на установку металлической арматуры. Еще из достоинств шпунтов из ПВХ следует отметить:

• отсутствие необходимости выемки и транспортировки грунта,
• возможность многократного использования конструкции,
• возможность использования для монтажа готовых секций,
• неподверженность коррозии.

Основными недостатками ПВХ свай является

• отрицательное восприятие ударных воздействий совместно с низкими температурами (изделие может расколоться),
• невысокая несущая способность.

Композитные сваи

Композитные шпунты изготавливаются на основе полимерных смол, например, таких, как полиуретановая смола, армированная специальными волокнистыми материалами. Композитные шпунтовые сваи крепче, легче и значительно дешевле металлических. Их достоинства:

• устойчивость к ударным воздействиям
• устойчивость к влиянию коррозии,
• устойчивость к резким температурным колебаниям,
• не нуждаются в защитном окрашивании,
• первоначальный цвет и внешний вид сохраняются в течение всего срока эксплуатации,
• в четыре раза легче металлических свай того же размера,
• простота обработки, транспортировки, монтажа,
• экологически безопасны.

Профиль шпунта

U – образный профиль («корытный» профиль). Самый популярный вид профиля.  С боковых сторон такие сваи оборудованы соединениями, т. н. замками Ларсена. А угловые секции обеспечивают возможность поворотных соединений. Данные шпунтовые сваи отличаются высоким уровнем герметизации стыков. Сразу после монтажа замки, соединяющие шпунты, обычно дополнительно заполняются специальными герметиками, которые удерживают грунтовые воды за границами защищаемого объекта. Такие часто конструкции используются для обустройства противофильтрационных завес. В грунт их вдавливают при помощи вибропогружателей или вбивают молотами.

Z – образный профиль шпунта используется при строительстве эстакад, шлюзов, причалов, мостов и др. Такие металлические ограждения представляют собой две параллельные полочки с находящейся между ними наклонной стенкой. Элементы конструкции устанавливаются относительно друг друга зеркально и соединяются замками. Z-образный (зетовый) профиль проще монтировать, чем U- образный, но при этом нет полной гарантии защиты строящегося объекта от проникновения воды. Из U- и Z-образных шпунтов можно создать всевозможные комбинации, например, зубчатые стены, коробчатые сваи и др.

Плоский профиль шпунта обычно используется при строительстве противофильтрационных завес. Он удерживает грунты за счет создания замкнутых ячеек круглой и цилиндрической формы (с диафрагмой или без нее). Подобное ограждение применяется в скальных рельефах или, где отсутствует возможность дополнительного крепления свай (анкеровки). Существуют таблицы по геометрии ячеек или же их расчет можно осуществить, используя специальные компьютерные программы.

По области применения

Шпунтовые сваи широко применяются в строительной отрасли. Выбор материала и профиля арматуры зависит от задач, решаемых на каждом конкретном объекте. Итак, шпунтовые сваи используют при:

Укреплении

• якорных стоянок, швартовых палов;
• плывунов, насыпей, склонов;
• каналов, островов, берегов водоемов;
• причалов, плотин и доков;
• фундаментов
• стенок котлованов и траншей.

Обустройстве

• стволов шахт, котлованов;
• оснований фундаментов;
• очистных сооружений;
• откосов, опор мостов;
• свалок, герметичных влагосборников.

Строительстве

• расширение водных путей;
• подпорных стен и причалов;
• водоотводящих и водоприемных конструкций;
• плотин, рамп, шлюзов, доков, устоев мостов;
• туннелей, подземных сооружений, коллекторов;
• фундаментов для опор;
• гидроизоляционных стен;
• защитных завес и виброизоляционных стен.

Способы погружения свай

При выполнении свайных работ используются молоты, копровые установки, вибропогружатели и вибровдавливающие агрегаты. Погружение шпунтовых свай выполняется следующими основными способами:

• Ударный (забивка шпунта)

Самый распространенный способ забивки свай. В процессе работы таким методом применяются различные виды молотов: механические, дизельные штанговые и трубчатые, а также паровоздушные.

• Вибропогружение

Высокочастотные сравнительно слабые усилия дают возможность погружать шпунтины без пиковых нагрузок, что обеспечивает целостность всех элементов сваи. Вначале под шпунты бурятся скважины, в которые под давлением подается цементный раствор. После чего, с помощью вибропогружателей в скважину помещается шпунт. Данный способ считается оптимальным для работы в водонасыщенных или песчаных грунтах. Также он отличается высокой рентабельностью. На относительно плотных почвах применяется способ вибропогружения с предварительным размывом грунта. Это позволяет значительно снизить нагрузку на монтируемый элемент. Данный способ очень удобно использовать в районах плотной застройки: для работы необходимо только место под кран или экскаватор.

• Вдавливание (задавливание) шпунта

Статичное вдавливание — самая тихая и чистая, из всех существующих, технология. Однако вдавливающие агрегаты очень громоздки, медлительны и потребляют много электроэнергии (напряжением 380В), поэтому для них требуется основательная подготовка стройплощадки. А это, в свою очередь, приводит к удорожанию работ.

• Ввинчивание шпунта

При использовании данной технологии применяются шпунтины из стальных труб, оснащенные спиральной навивкой, выполненной из арматурной стали. Процесс погружения происходит при одновременном вращении и вдавливании шпунта в грунт. Преимущество данного способа состоит в обеспечении сохранности близлежащих сооружений. Поэтому его хорошо использовать в районах городской застройки.

Особенности монтажа

На начальном этапе строительства любого объекта, грунт, изначально находящаяся в неизменном состоянии, начинает уплотняться. Это относится не только к области непосредственных работ, но и к расположенным рядом сооруженияма это может вызвать их деформацию или даже разрушение. Предотвратить негативные явления может оборудование шпунтового ограждения вокруг объекта строительства. Монтаж шпунтовой стены имеет свои особенности и проводится поэтапно:

• Проведение геолого-разведывательных исследований на грунте и выполнение на их основе проектных расчетов. При этом определяется расположение шпунтов, способы их погружения, перемещение шпунтов и т. д.
• Доставка на стройплощадку грузоподъемной техники, необходимого специализированного оборудования и т. д.
• Трассировка осей шпунтовой стенки.
• Пробное погружение шпунта. По его результатам окончательное определение оптимального способа погружения.
• Непосредственное начало работ.

Металлические шпунты обычно устанавливают ударным способом, используя наголовники-уловители для защиты свай от механических повреждений. Лебедка копра подтягивает сваю к сваебойной установке. После чего выполняется ее строповка, а также поднятие и закрепление наголовника-уловителя молота на свае. Шпунт фиксируется на месте забивки, выполняется проверка его вертикальности. Далее молотом осуществляют удары небольшой мощности, задающие направление погружения сваи. И, наконец, выполняется ее забивка до нужной глубины или до отказа грунта. При подъеме шпунта на копер отслеживается возможность прогиба конструкции. И при его возникновении, для удержания арматуры, используется подъемный механизм.

Шпунты композитные и из ПВХ наиболее часто устанавливают при помощи вибропогружения, реже вибропогружением с подмывом грунта и другими способами.

Основные производители оборудования для погружения шпунтовых свай

В настоящее время на рынке бурового оборудования представлено большое количество отечественных и зарубежных компаний. Здесь перечислен ряд компаний, чья продукция пользуется популярностью среди специалистов по бурению.

Российские производители оборудования:

Уралмаш, Челябинский тракторный завод, Геомаш, Геотехника, Кунгур, ИННКОР, Стройдормаш.

Зарубежные производители оборудования:

Atlas Copco, Trive, MAIT, Liebherr, Bauer, EGTECHNOLOGYS.p.A., MDT (Mc Drill Technology), Casagrande, Bayshore systems, CMV, Maschinen GmbH, Klemm, DELMAG, GmbH, Sany, Soilmec, Junttan, IMT, Sany, Wirth и др.

Требования СНиП по установке шпунтовых ограждений

Основным нормативным документом, определяющим требования к проведению свайных работ, является СНиП № 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». Согласно его положениям, погружение свай осуществляется в строго установленном порядке и с обязательным оформлением ППР (Проекта производства работ). В данном стандарте описываются следующие аспекты:

• Особенности выемки грунтов и планирования свайного участка;
• Требования, предъявляемые к выполнению водопонижающих мероприятий на подготовительном этапе обустройства строительной площадки;
• Правила погружения разных видов шпунтовых свай;
• Правила, по которым проводится обратная засыпка траншей и котлованов;
• Обстоятельства, при которых требуется обязательное укрепление грунта, а также технология выполнения такого укрепления;
• Требования, предъявляемые к обвязке любого типа свай ростверком;
• Контроль качества выполняемых работ.

Шпунт — это… Что такое Шпунт?

ШПУНТ — это… Что такое ШПУНТ?

Secant Pile Wall Строительство |

Стены секущих свай формируются путем строительства пересекающихся железобетонных свай. Секущие сваи усилены стальной арматурой или стальными балками и изготавливаются либо путем бурения под грязью, либо с помощью шнека. Первичные сваи устанавливаются первыми, а вторичные (охватываемые) сваи строятся между первичными (охватывающими) сваями, как только последние приобретают достаточную прочность. Перекрытие ворса обычно составляет порядка 3 дюймов (8 см).В касательной стене сваи нет перекрытия сваи, поскольку сваи построены заподлицо друг с другом.

Основными преимуществами Secant Pile Walls являются:

• Увеличенная гибкость выравнивания конструкции.
• Повышенная жесткость стен по сравнению с листовыми сваями.
• Может быть установлен в труднодоступных местах (булыжники / валуны).
• Менее шумная конструкция.

Основными недостатками секущих свайных стен являются:

• Допустимые отклонения от вертикальности могут быть труднодостижимы для глубоких свай.
• Очень сложно получить полную гидроизоляцию в суставах.
• Увеличение стоимости по сравнению со стенами из шпунтовых свай.

Конструкция секущихся свайных стен при использовании стальных балок предполагает использование более слабого, чем обычный бетон. Свая, которая отстает от стены между двумя основными балками, должна быть исследована на сдвиг и сжатие.

Стена касательной сваи
Стены касательной сваи — это разновидность секущихся стен сваи и солдатских свайных стен.Тем не менее, касательные стены сваи строятся без перекрытия, и в идеале одна куча касается другой. По сравнению с секущими ворсовыми стенками, касательные ворсовые стенки имеют следующие преимущества:

• Увеличенная гибкость выравнивания конструкции.
• Легче и быстрее конструкция.

Основным недостатком тангенциальных свайных стен является:
Они не могут быть использованы в высоких грунтовых водах без обезвоживания.

Secant Pile Wall — жесткий / мягкий или жесткий / твердый

Если требуется кратковременное удержание воды, эта система предлагает наиболее экономичное и быстрое решение.Стена состоит из переплетенных буронабивных свай. Первичные сваи строятся сначала с использованием «мягкой» цементно-бентонитовой смеси (обычно 1Н / мм2) или «твердого» бетона (обычно 10Н / мм2). Вторичные сваи, сформированные из конструкционного железобетона, затем устанавливаются между первичными сваями с типичной блокировкой 150 мм. Этим стенам может потребоваться железобетонная облицовка для постоянных работ, в зависимости от конкретных требований проекта.

Secant Wall — Hard / Hard

Конструкция с твердой / твердой стеной очень похожа на жесткую / твердую стену, но в этом случае первичные сваи строятся из более прочного бетона и могут быть усилены.Мощные роторные буровые установки, использующие инструменты, оснащенные специально разработанными режущими головками, необходимы для резки вторичных свай. Поскольку конструкционный бетон используется повсеместно, возможно, нет необходимости создавать облицовочную стену. Конечный продукт обеспечивает полностью бетонированную поверхность и может быть эффективной альтернативой конструкции мембранной стены.

Строительство секущей трубы стены

Видео:

Источники: дипэкспавация.ком, skanska.co.uk; pilingcontractors.com.au