Применение шпунтового ограждения из труб
Для укрепления стенок котлована во время строительных работ применяют разные технологии, среди которых самой распространенной является шпунтовое ограждение из труб. Использование материалов, бывших в употреблении, делает сооружение защитной конструкции намного дешевле, чем применение для этих целей специальных шпунтовых профилей.
Шпунтами принято называть в строительстве забиваемые сваи, которые могут быть деревянными, железобетонными или металлическими.
Суть такого укрепления заключается в том, что сначала по периметру будущего котлована на нужную глубину вбиваются шпунты (сваи), и только после этого производят выемку грунта. Благодаря этому предотвращается обрушение стен по мере его углубления, сама яма получается строго заданной правильной формы, удается избежать смещения конструкций соседних объектов.
Свойства шпунтового ограждения из труб в сравнении с другими типами конструкций
Специалисты единогласно считают единственным преимуществом такого укрепления его низкую стоимость. В отличие от более дорогих материалов, таких как шпунт Ларсена, применение труб имеет существенные недостатки:
- Их применение не позволяет получить монолитную водонепроницаемую поверхность, поэтому в строительстве гидротехнических объектов и в условиях высокого горизонта грунтовых вод ограждение не применяют.
- Из-за тонкого сечения стенок материала и большой площади вхождения в грунт при ее забивании края значительно деформируются.
- Так как элементы устройства не имеют замкового сцепления, трудно добиться их ровного вхождения в грунт, поэтому с увеличением глубины элементы ограждения будут значительно отклоняться от заданной плоскости.
Как правило, шпунтовое ограждение котлована из труб, технология которого предполагает их одноразовое, невыемное использование, одновременно служит в качестве опорных стоек для формирования опалубки для проведения бетонных работ. В этом случае применяется буро-инъекционный способ погружения свай, когда их полость заполняется водно-цементным раствором. При вытаскивании трубы освобождается большая полость, которая будет служить причиной многолетнего проседания придомных дорожек.
Самый распространенный способ монтажа шпунта – вибропогружение. Сначала бурится скважина, в нее погружается труба. Для более прочного закрепления скважину предварительно заливают песчано-цементой или глиняной смесью. Устройство шпунтового ограждения котлована из труб, преследующее цель максимальной экономии, предполагает использования метода вибропогружения как самого экономичного из существующих способов. При этом труба испытывает минимальную нагрузку при погружении, что предотвращает ее деформацию на начальном этапе.
Погружение сваи может выполняться методом завинчивания. Для этого на одном конце ее приваривают наконечник, обеспечивающий спиральное движение.
Забивка при использовании труб может применяться на завершающем этапе погружения для достижения нужной глубины или при отказе прохождения при вибропогружении меньше 1,5 см/мин.
Глубина забивания шпунтов должна быть выше уровня грунтовых вод. При выполнении котлованов большой глубины, шпунтовое ограждение выполняют в два яруса. При этом верхний ярус забивают на несколько метров шире проектных размеров, и когда углубление достигает 2/3 длины забитых свай, вбивают второй ярус, по нужному размеру.
Для ограждения котлована используем трубы различного диаметра:
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 219мм
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 325мм
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 377мм
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 426мм
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 530мм
Шпунтовое ограждение котлована из трубы 630мм
Шпунтовое ограждение является наиболее выгодным, долговечным и практичным для большинства объектов
Быстрый и простой монтаж:
- Лидерное бурение
- Погружение трубы в пробуренную скважину
- В случае если труба не заходит используем вибропогружатель
- Элементы конструкции легко состыковать между собой.
Сборное сооружение – обеспечивает защиту грунта от осыпания
Благодаря современным технологиям ограждение котлована шпунтом допустимо проводить в городской черте в непосредственной близости от строений, дорог, насыпей.
Продаем, закупаем шпунт из б/у трубы 219, 325, 377, 426, 530, 630мм
голоса
Рейтинг статьи
Шпунтовое ограждение котлована в Москве: виды и особенности используемых конструкций
Шпунтовое ограждение — это сплошная стена, представляющая собой надежно соединенные между собой одинаковые элементы или шпунты. Такая конструкция способна выдерживать значительные нагрузки, поэтому используется для обустройства котлована как гражданских зданий, так и промышленных объектов, а также для поддержания береговой линии и защиты крутых склонов от оползней, организации гидротехнических сооружений, очистных конструкций и емкостей для утилизации отходов.
Для организации шпунтового ограждения используются различные материалы, каждый из которых имеет собственные особенности:
Стальные шпунты Ларсена. Один из наиболее популярных и надежных типов шпунтового ограждения. В качестве основы используются специальные металлические профили, которые имеют желообразную форму с закругленными концами — это упрощает соединение шпунтов и повышает устойчивость к нагрузкам любой силы.
- Трубошпунт. Часто применяются на начальном этапе строительных работ. Это специальные трубы, которые способны образовывать плотную стену и соединяются при помощи специальных пазов. Высокая прочность позволяет использовать трубошпунт в качестве несъемной опалубки, особенно при ведении строительных работ на грунте с большим вкраплением валунов и камней.
- Шпунт из полимерных материалов. Позволяет снизить расход на проведение буровых работ, поскольку шпунтовое ограждение из композита или поливинилхлорида отличается хорошей прочностью, небольшим весом и доступной ценой. Однако при этом необходимо строго соблюдать ограничения по допустимым нагрузкам, чтобы не нарушить цельность ограждения.
- Сваи из железобетона. Скрепляются при помощи замков, что не только повышает прочность всего ограждения, но и позволяет добиться его герметичности и водонепроницаемости. Такое ограждение не подходит для повторного использования, но позволяет укрепить стенки котлована и обустроить наружные стенки фундамента.
Еще одним материалов, который продолжает использоваться для обустройства котлована, является дерево. Деревянная ограда из бруса или бревен прекрасно подходит для быстрого укрепления стенок или проблемного участка, однако срок эксплуатации такого ограждения значительно ниже, чем при использовании других материалов.
Шпунт Ларсена
Чтобы защитить котлован от обрушений почвы, грунтовых или дождевых вод, используют специальные сваи под названием шпунт Ларсена. Конструкция именуется в честь своего создателя и разработчика технологического процесса.
Ограждение представлено в виде пространственного элемента, имеющего коробчатое сечение и замки по краям изделий. Части соединяются с помощью специальных фиксаторов, которые располагаются в пазах каждого листа. Стыковка конструкций производится на этапе погружения в землю. Такая процедура обеспечивает надежное скрепление шпунта.
Если бюджет не позволяет купить металлоконструкции, можно использовать пластмассовые шпунты. Они производятся из поливинилхлорида, который по прочности ничем не уступает металлу или железобетону.
Преимущества и суть способа
Одна из главных особенностей шпунта Ларсена — удобный монтаж во время установки конструкции на объекте. Благодаря прочности и устойчивости к воздействию извне шпунт Ларсена очень часто используют при строительстве сложных объектов. Область применения следующая:
- строительство очистных сооружений;
- защита стройплощадок от воды;
- укрепление берегов водоемов;
- ограждение стенами производственных площадок;
- строительство причалов или плотин;
- укрепление почвы в местах, где есть угроза оползней.
Надежность конструкции достигается из-за легированной стали, которая используется при производстве шпунта и обладает высокой прочностью. Толщина металла варьируется в зависимости от изготовителя. Популярные фирмы производят материал с толщиной от 15 до 23 мм.
Производители советуют удалять кромку сверху после установки 20 шпунтов. Это объясняется тем, что после долгого использования в строительстве кромка подвергается деформации.
Иногда бывают форс-мажорные ситуации, когда ограждения начинают функционировать неправильно при погружении в тяжелую почву: замочные соединения подвергаются деформации, вследствие чего конструкция искривляется. Исправить ситуацию мастера могут только одним способом — при помощи автогенной установки удалить деформированную часть материала, а затем на этом месте снова провести монтажные работы.
Установка ограды
Погружение в землю шпунта производится с помощью специализированной техники ударного и вибрационного действия. Технологии устройства шпунтовой стенки во многом похожи с установкой свай для заборов.
Углубление с использованием вибрационных элементов осуществляется с помощью модуля, через который подается нагрузка на навесной элемент. В качестве вспомогательной техники используется осевая технология, с помощью которой сваи вставляются в почву, разряженную под действием вибрационных установок. Монтаж стены начинают с первой сваи, которая фиксируется в проектном положении. Ровному размещению в грунте может препятствовать плотная или каменистая земля на строительном объекте.
Если случается такая ситуация, нужно переносить сваи или изменить глубину погружения в меньшую сторону. Каждая последующая свая фиксируется в пазах предыдущей.
Чтобы облегчить установку конструкций и улучшить скольжение замков, специалисты рекомендуют смазывать изделия специальной густой смазкой. Пластмассовые и композитные сваи характеризуются меньшим трением, вследствие чего в дополнительной смазке они не нуждаются. Если на объекте большое количество грунтовых вод, рекомендуется проводить установку шпунта с осуществлением дополнительной герметизации замков.
Пластмассовые конструкции характеризуются значительно меньшим уровнем погружения по сравнению с металлическими. Это свойство способствует удобному вхождению в землю. Если в грунте присутствуют инородные примеси, мастера советуют в качестве ограждения использовать только металлический шпунт.
Нормативные требования к обустройству
Упрочнение стен при создании котлованов регулируется строительными нормами и правилами. Так СП 381.1325800.2018 регламентирует правила расчета и проектирования подпорных сооружений в число которых входят и приспособления для укрепления котлованов.
СНиП 12-04-2002 определяет общие требования безопасности при производстве земляных работ, в частности устанавливает необходимую крутизну откосов и максимальную допустимую глубину котлованов, для которыхне требуется обустройство системы укрепления:
- один метр – максимальная допустимая глубина котлована для песчаных грунтов;
- 1,25 м для супесей;
- полтора метра для глин и суглинков;
- до двух метров для почв высокой плотности.
Для котлованов глубиной менее трех метров система упрочнения должна быть сделана в соответствии с типовым проектом. При большей глубине и в сложных гидрогеологических условиях укрепление делается в соответствии с индивидуальным проектом. Состояние креплений, откосов, стен должно регулярно проверяться.
Обустройство откосов также является одним из методов, который позволяет предотвратить осыпание стенок котлована. Однако, это требует большого объема земляных работ, что может значительно увеличить расходы на стройку.
В тех же местах, где расположено много зданий и сооружений, например, в городах, сделать откосы невозможно и поэтому стенки котлована делают вертикальными, а чтобы не произошло обрушения, применяют различные методы их укрепления.
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.
В зависимости от размеров выпускают модели:
- Л4;
- Л5;
- Л-5УМ;
- «Омега».
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;
- 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.
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.
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.
Стальные
Общепринятый тип. Применяются многократно, просты в крепеже, транспортировке.
Среди других преимуществ стальных опор:
- Прочность и устойчивость к механическим повреждениям.
- Удобство демонтажа.
- Выбор моделей с разными техническими характеристиками в широком ценовом диапазоне.
- Установка вибрационным, ударным способом.
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.
Среди плюсов:
- Возможность использования в качестве несъемной опалубки.
- Внутрь трубы можно монтировать швеллера, дополнительные балки.
- Удобство установки. Инородные частицы, камни, попадающие внутрь, дробятся.
- Многоразовое применение.
- Долгий срок службы.
- 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.
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.
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%.
Устройство шпунтовых конструкций способом вибрационного погружения: общее описание
Вибрационный способ погружения шпунта является наиболее распространенным. Он отличается наибольшей производительностью в сравнении с другими методами: методом вдавливания и методом забивки.
Его суть заключается в применении вибропогружателя, сообщающего вертикальные колебания определенной частоты жестко соединенному с ним шпунту. Колебания возникают в результате синхронного вращения в противоположном направлении двух или более эксцентриков вибропогружателя.
Колебания погружаемого шпунта передаются окружающему его грунтовому массиву, вследствие чего в нем происходят механические изменения, способствующие погружению шпунта под действием вертикальных составляющих центробежных сил вращающихся эксцентриков, а также собственного веса вибропогружателя, опирающегося на шпунт (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема работы вибропогружателя: 1. Шпунт 2. Зажимы вибропогружателя 3. Эксцентрики вибратора
Суть этих изменений заключается в снижении сопротивления грунта погружению под действием колебаний внедряемого в него шпунта. В свою очередь, сопротивление грунта снижается вследствие ослабления и разрушения связей, существующих в грунтовом массиве, сжатия имеющихся пор, возникновения так называемых плоскостей скольжения, уплотнения и вдавливания грунта в стороны от погружаемого шпунта и выдавливания его вверх.
При этом в разных по своему составу грунтах происходят различные механические процессы с разной степенью интенсивности, поэтому для каждого грунта требуется подбирать соответствующее оборудование, имеющее определенные весовые и технические характеристики, в том числе, частоту колебаний.
Колебания грунтового массива, вызванные погружением шпунта, могут вызвать осадки расположенных поблизости от места производства работ зданий и сооружений, что также накладывает свои ограничения при выборе оборудования и разработке технологических процессов.
Как правило, в подобных случаях запрещается применение низкочастотных вибропогружателей. Конкретные рекомендации по выбору характеристик вибрационного оборудования можно получить в ВСН 490 – 87.
Многообразие представленных на российском рынке технических средств вибропогружения позволяет сегодня обеспечить необходимый подбор оборудования для самой разной градостроительной обстановки.
Применение вибрационного способа безопасно для находящихся вблизи зданий и сооружений, если расстояние от ближайшего погружаемого шпунта до них составляет не менее 20 метров.
При наличии подземных коммуникаций ограничения зависят от их вида и технических характеристик (например, запрещается вибропогружение шпунта на расстоянии менее 1 метра от подземных стальных трубопроводов, рабочее давление в которых не превышает 2 МПа).
В ходе работ по вибропогружению шпунта целесообразно проводить мониторинг состояния близлежащих сооружений. Для этого на фундамент сооружения или на грунт устанавливаются специальные датчики, регистрирующие различные характеристики колебаний. Мониторинг обычно ведут независимые организации, привлекаемые для этих целей заказчиком работ. В случае возникновения недопустимых отклонений от предельных значений составляющих колебаний работы по погружению необходимо немедленно остановить для замены оборудования, внесения корректировок в проектно – технологическую документацию или изменения проектных решений.
Какие бывают виды шпунтового ограждения?
Стоит отметить, что шпунтовое ограждение котлована бывает разных видов. В зависимости от того, какой прочности и характеристик нужно ограждение, выбирают оптимальный вариант. Итак, шпунтовые ограждения бывают:
- Шпунт Ларсена. Такие шпунты имеют множество преимуществ благодаря своей форме и способу монтажа. Шпунты Ларсена изготовлены из качественного и прочного металла. Изготовлен он по форме желоба с закругленными краями, что позволяет при монтаже таких свай создавать закрытую цепочку. Из-за формы этого материала его часто называют замком. После установки этих шпунт, они будут надежно защищать котлован от оползней и других неудобств во время проведения строительных работ. Лучшим вариантом шпунт Ларенса станет при строительстве дамб, мостов, каналов и других, нуждающихся в ограде конструкций.
- Шпунты из железа. Шпунты Ларенса несмотря на свои преимущества являются достаточно дорогостоящими. Именно поэтому, в некоторых случаях, используют более дешевый вид ограждений, а именно, железные конструкции. Шпунты из железа, несмотря на то, что они немного хуже защищают поверхности от размывания и оползней, являются отличным вариантом для строительства. Железные сваи имеют множество преимуществ. Во-первых, они достаточно экономичны, а также использовать их можно несколько раз в отличии от шпунтов Ларенса. Во-вторых, использовать железные шпунты можно не только в целях защиты котлована. На следующем этапе строительства их можно применить в других видах деятельности.
- Шпунты из бетона. Ограждение из бетона – это конструкция, которая после определенного этапа строительства не убирается из котлована, а остается на месте. Бетонные шпунты обойдутся намного дороже, нежели железные. Кроме того, они подойдут не для всех видов строительства, что усложняет их использование. Несмотря на это, такая защита для котлована отлично подойдет при строительстве домов и многоэтажных конструкций.
- Шпунты из дерева. На дешевизне преимущества таких конструкций заканчиваются. При строительстве деревянные конструкции не раз подводили строителей. Кроме того, повторно использовать деревянные шпунты практически невозможно. Такие ограждения подойдут для небольших котлованов, где работы будут проводиться за короткое время.
Выбирать шпунтовые материалы необходимо исходя из характеристик работ, которые будут проводиться после их установки. В зависимости от вида шпунтового ограждения и типа грунта, погружать сваи в грунт необходимо определенным способом. На строительных площадках используются такие способы погружения:
- вбивание шпунтовых конструкций в землю с помощью молотов. Этот способ можно использовать независимо от вида конструкций или типа грунтов;
- вдавливание шпунтов в землю. Такой метод погружения шпунтов применяется для глинистых и водянистых грунтов, где не понадобится много сил для выполнения таких работ;
- погружение с помощью вибрации. В этом случае, погружение конструкций происходит с помощью специальных устройств – вибропогружателей. Использовать подобную технику для монтажа шпунтов рекомендуется на песчаных и сухих типах грунтов;
- вибродавление. Этот способ включает в себя вдавливание конструкций и вибрации. Специальная установка постепенно погружает конструкцию в землю. Этот метод часто используют при строительстве многоэтажных зданий и помещений на мягких и пластичных видах грунтов.
Таким образом, ограждение котлована – это длительный процесс, который требует задействования техники и человеческих сил. Стоит отметить, что устройство шпунтового ограждения будет зависеть от вида конструкций, которые будут выбраны вами для строительства.
Сферы применения шпунтового ограждения
Ограждающие конструкции из шпунта, трубного или сортового металлопроката применяют в таких случаях:
Для укрепления стенок котлованов и траншей. Их них делают временные ограждения на период выполнения строительных работ. Благодаря шпунтам при выемке грунтов сохраняется форма котлована, исключается обрушение его стенок на людей и технику. Ограждение устанавливается при копке на глубину более 5 метров или выполнении работ в сыпучем грунте. Также благодаря плотному зацеплению замков шпунты защищают котлован от подтоплений.
Для ведения строительства подземных и частично заглубленных сооружений. Шпунт применяется для укрепления несвязанных и мягких грунтов. Благодаря ему упрощается процесс строительства тоннелей, парковок для автомобилей, подземных ангаров и складов, переходов.
Для укрепления насыпей. Шпунтовое ограждение используется при строительстве насыпей во время прокладки автомобильных и железнодорожных дорог, строительства мостов и эстакад. Наличие дополнительных ограждающих конструкций гарантирует, что естественные склоны и искусственные насыпи не будут осыпаться под действием возросших нагрузок.
Для укрепления береговой линии. Одним из распространенных способов использования шпунтовых ограждений является укрепление берега реки, озера, искусственного водоема. Так как шпунты Ларсена входят в зацепление друг с другом, исключается просачивание воды в грунт и постепенное осыпание его в воду. Кроме того, шпунтовая стенка позволяет задать или изменить границы водоема, скорректировать берег реки или озера.
Для строительства коллекторов, свалок. Шпунты позволяют построить прочную и герметичную стенку, которая препятствует просачиванию канализационных стоков в землю, а также отходов, которые образуются при гниении мусора.
