Шпунтовые работы что это такое
Что такое шпунтовые работы и для чего они?
Шпунтовыми работами называют комплекс действий по монтажу или демонтажу шпунта. Их выполняют при возведении гидротехнических сооружений, строительстве трубопроводов и дорог, укрепление береговой линии, укрепление стенок траншей и котлованов и т.д. Шпунтом называют стальную сваю, используемые для возведения ограждений или для обеспечения защиты строительной площадки от подтопления грунтовыми водами.
Шпунты отличаются высокой степенью прочности и надежности. Их довольно просто устанавливать в грунт и извлекать из него. Применение шпунта для создания ограждений позволяет рационально использовать территорию. В ходе шпунтовых работ создаются прочные и надежные ограждения. Существуют следующие способы монтажа с пунктом: забивка молотом, вибропогружение, статическое вдавливание. Технологические особенности каждого из этих вариантов подробно рассмотрены в соответствующих статьях.
В зависимости от индивидуальной специфики запланированных работ используются различные разновидности шпунта. Чаще всего применяют шпунт ларсена. Он представляет собой разновидность горячекатаного металлического профиля с замками по краям. Стыковка замок в замок позволяет создать прочную и надежную стенку.
Протяженность ограждение может быть различным. Если монтаж выполнен без нарушений, то она прослужит не один десяток лет.
Шпунт бывает металлическим, деревянным, пластиковым, железобетонным, стеклопластиковые. Каждый вариант имеет свои особенности. Например, деревянный шпунт стоит дешевле всего, но использовать его можно только однократно.
Шпунтовые сваи продаются готовыми к сборке ограждений. Материал может различаться по прочностным характеристикам, длиннее, цветовой гамме и другим параметрам. Специалисты помогут подобрать наиболее подходящее изделие в соответствии с проектом. В целом, шпунтовые ограждения занимают относительно небольшое пространство. Чаще всего их используют именно для защиты котлована от подтопления.
Полезная информация об ограждении котлована шпунтом
Во время строительства «на целине» нагрузка на грунт возрастает, и он может поплыть. Это приводит к риску повреждений расположенных рядом построек. При проведении работ в условиях плотной застройки производится укрепление котлованов шпунтом. По действующим СНиП его в обязательном порядке нужно выполнять во всех котлованах, глубина которых превышает два метра. Это упрощает процесс работы на объекте, исключает риск обвала стенок котлована и обрушения грунта.
Содержание статьи
Что такое шпунтовое ограждение котлованов?
Шпунтовое ограждение – это стенка, несущая часть которой состоит из погруженных в грунт шпунтовых свай. Оно способствует уплотнению почвы и локализации участка, на котором могут произойти деформации.
Шпунтовые ограждения бывают постоянными и временными. Во втором случае они используются, как несъемная опалубка для стен фундаментов, подвалов, цоколей. Они применяются в качестве не пропускающего влагу барьера для грунтовых вод. Шпунтовые ограждения используют для:
Глубина котлована зависит от вида почвы и составляет:
Какие виды свай используются для создания шпунтового ограждения котлованов?
Для того, чтобы обустроить ограждения котлована используются сделанные из дерева, железобетона или металла сваи. В современном строительстве для этих целей чаще всего применяют трубошпунт или шпунт Ларсена.
Деревянные сваи сколачиваются из досок, толщина которых составляет от четырех метров или соединяют пазогребневым способом из брусков. Обратите внимание, что такие сваи нельзя использовать многократно, так как их невозможно извлечь из грунта без повреждений. Их применяют, если глубина погружения составляет не более трех метров.
Железобетонные сваи очень сложно погружать в грунт, поэтому их используют преимущественно для сооружения постоянных ограждений, которые потом включают в состав фундамента. Их делают из квадратного сечения.
Металлические сваи делают из труб, металлопроката или двутавра. Их можно использовать до 20 раз. Шпунт Ларсена в профиль напоминает букву Л с закругленными концами. Трубчатый шпунт чаще всего используют на нестабильных грунтах, где возникают горизонтальные сдвиги и степени устойчивости шпунта Ларсена оказывается недостаточно. Трубы имеют большее сечение и толстую стенку, что делает их прочнее и устойчивее. Трубошпунт тоже оснащен замками на боковых стенках, что позволяет соединять его в единую конструкцию. В процессе выполнения монтажа используют поворотные элементы, чтобы сделать стенку с необходимой пространственной конфигурацией.
Марка стали, ширина, сечение, толщина, масса зависят от марки изделия:
Л4 (Ларсена) – сталь CTЗKП, полезная ширина 40,5 см, вес 74 кг на метр погонный;
Л5 – сталь 16 XГ, 42 сантиметра, 100 килограммов;
Л5-УМ – CTЗKП, 50 см, 114 кг;
LP (облегченный) – S270GP, 75, 60 кг максимум;
Омега (шпунт Ларсена) – 75 см, до 88 килограммов;
трубчатый шпунт со стенкой 0,9-1,6 см – длина 6-24 метра, сечение 53-122 см и т.д.
О различных технологиях шпунтового ограждения котлованов
Погружение шпунта производится следующими методами:
Использование установок статического вдавливания – самый безопасный вариант. Полностью отсутствует риск повредить находящиеся рядом постройки. Этот метод используется, когда нужно выполнить работу в условиях плотной застройки, на заболоченных и рыхлых почвах. Недостаток этого метода в том, что оборудование занимает очень много места в собранном виде.
Вибропогружение –универсальный способ, подходящий для любого типа шпунта. Применение такой технологии стоит недешево, но, например, на водонасыщенных песчаных грунтах никакие другие методы применять нельзя.
Забивка – способ погружения шпунта, при котором применяется копровая установка, снабженная навесным молотом. Этот метод используют на плотных грунтах, предварительно пробурив лидерную скважину. На участках с плотной застройкой забивку не применяют, чтобы не нанести вред соседним строениям.
На легких грунтах нередко применяют комбинированный метод погружения. Например, сваю начинают погружать виброметодом, а потом добивают до нужной отметки молотом.
О нюансах расчетов шпунтовых ограждений котлованов
Во время выемки грунта давление на ограждение со стороны стенок. При этом нужно учитывать расчетные характеристики, от которых зависит устойчивость ограждения: размер шпунта, глубина погружения, величина сил воздействия, способа ограждения.
Расчеты осуществляются по формуле или профаналитическим методом. Для этих целей разработаны специальные программы. Все необходимые нормативы и коэффициенты приведены в соответствующих СНиП.
В формуле обязательно учитываются:
Формула расчета прочности в общем виде – М1
Особенности шпунтового ограждения котлована
Шпунтовое ограждение котлована представляет собой специальную ограждающую конструкцию, которая возводится из стальных или деревянных свай, забитых в почву. Ее используют в тех случаях, если углубление расположено в откосах и возможность проводить внутренние работы отсутствует. Шпунтовая система обеспечивает надежную защиту почвы и препятствует ее обрушению при подвижках или больших нагрузках.
Что такое ограждение котлована шпунтом
Шпунтовая ограждающая система — это монолитная стенка, которая состоит из шпунтовых свай, уплотняющих почву и локализующих участок, где могут происходить деформации или сдвиги. В зависимости от назначения конструкции бывают временными или постоянными. Второй тип выполняет функции несъемной опалубки для оснований построек, цоколей, стен и подвалов. Еще он создает водонепроницаемый барьер для поверхностных вод.
Для обустройства шпунтовой стенки не нужно проводить земляные работы. Все составляющие предварительно вкапываются в почву и фиксируются там. После этого почву достают на поверхность.
Стенка не нуждается в ленточном фундаменте и может размещаться на любых грунтах без учета глубины промерзания. Она не оказывает большого воздействия на грунт и устанавливается глубже линии промерзания. Удерживание шпунтовых свай обеспечивается силой трения почвы, а не прочностью фундамента.
В отличие от традиционных систем, шпунтовая ограда выдерживает большие смещающие и изгибающие нагрузки, причем без внедрения армированных бетонных опор.
Когда и зачем оно необходимо
Укрепление котлована шпунтом применяется для следующих целей:
В отдельных случаях шпунтовую стенку возводят на нулевом этапе работ с целью соблюдения требований СнИП, когда нужно работать ниже нулевого уровня почвы. При вертикальной разработке грунта подобное ограждение обеспечивает усиленную защиту стенок от осыпаний и оползней. Углубления с наклонными стенками чаще подвергаются осыпанию, поэтому они укрепляются в первую очередь.
Отличительной особенностью шпунта является возможность повторного применения, поэтому выбор таких систем предпочтительнее, чем организация водопоглощающей системы.
Виды шпунтовых ограждений их преимущества и недостатки
Для организации ограждений из шпунтов используют сваи из следующих материалов:
Деревянные изделия сооружаются из досок толщиной от 4 см или из брусков, которые соединяются пазами. Такой тип востребован при глубине погружения до 3 м и является одноразовым, т.к. демонтаж конструкций из дерева невозможен без поломок.
Железобетонные модели требуют сложного монтажа и предназначаются для постоянной опалубки. Металлические шпунты отличаются многократной эксплуатацией (до 20 циклов). Для их изготовления используется профильный металлопрокат или трубы.
Стальной шпунт Ларсена
Считается наиболее популярным типом, который создается на основе металлических профилей высокого качества. Система обладает желообразным исполнением и закругленными концами. Такие шпунты еще называются «замками», поскольку после соединения они обеспечивают максимальную защиту почвы от оползней и прочих негативных воздействий на этапе строительства. С помощью профилей можно сформировать прочную стену, которая станет востребованной при возведении мостов, причалов, дамб и других гидротехнических сооружений, подвергающихся негативному воздействию.
Для изготовления шпунтов используют прочный металл с углеродистыми примесями. С целью защиты конструкций от коррозийных процессов, в состав исходного сырья добавляют медные частицы. Чтобы снизить расходы на материалы, можно применить пластиковые шпунты на основе поливинилхлорида. Они не уступают металлическим изделиям по прочностным свойствам.
Ключевым достоинством стального шпунта является удобный монтаж на стройплощадке и устойчивость к негативным факторам.
Трубошпунт
Шпунтовое ограждение котлована из труб устанавливается на первых этапах строительных работ. Его широко применяют в жилищной, гидротехнической или транспортной отрасли с целью защиты траншеи от осыпания стенок.
Такая система включает в себя плотную стену, основные элементы которой закрепляются пазами. К преимуществам трубошпунтов относят:
Единственным недостатком является высокая стоимость изделий.
Шпунт из полимеров
С целью снижения расходов на укрепление котлованов многие строители используют шпунты из полимерных материалов. В их качестве применяется композит или поливинилхлорид. Кроме небольшого веса и доступности, такие конструкции обладают уменьшенным коэффициентом трения, что упрощает их забивку и последующее изъятие.
Из-за небольшой прочности монтаж полимерных шпунтов выполняется со строгими ограничениями по допустимым нагрузкам. Но существует большое количество условий, в которых такие ограждения котлованов становятся незаменимыми.
Сваи из дерева
Деревянные конструкции использовались для укрепления котлованов раньше всех остальных типов. По внешнему виду система напоминает частокол, выполненный из бруса и бревен. Нередко строители используют толстые доски в сборной конструкции.
Установка деревянного ограждения выполняется посредством забивки досок в почву. Недостатком этой разновидности является невозможность демонтажа конструкций из земли без повреждения.
Сваи из железобетона
Железобетонные сваи закрепляются с помощью замков, которые герметизируют всю конструкцию. Их ключевыми составляющими являются трапециевидные шпунты и пазы. При выполнении монтажных работ сваи устанавливаются по принципу одна в другую. Действие выполняется забивным оборудованием с высокой производительностью. Шпунтовые ограждения из железобетона не подходят для изъятия и повторной эксплуатации, поскольку они применяются для наружной оболочки основания.
Как рассчитать ограждение
Чтобы исключить деформацию стенок ограждающей конструкции после разрытия грунта, необходимо провести несколько расчетов. Они основываются на следующих характеристиках:
С помощью математических расчетов шпунтового ограждения можно определить требуемый диаметр шпунта в месте забивки ниже основания и в подборке распорной системы. Строители используют проверенные формулы или онлайн-калькуляторы, позволяющие получить точный результат за несколько секунд.
Формула расчета выглядит следующим образом: М1 ≤ m/γ * M2, где:
Устройство шпунтового ограждения котлована
Устройство шпунтованной ограды зависит от используемых материалов. Деревянные изделия могут использоваться только в тех случаях, если почва не содержит крупных камней, древесных отходов и другого мусора. Допустимая глубина забивки свай не может превышать 6 метров. Если не соблюдать это требование, ограждение станет малоэффективным или будет повреждено. Шпунты погружаются в почву вплотную на всю длину. На данном этапе следует исключить любые щели и пустоты. Если применяется двойная система, то между шпунтами выдерживается ширина до 1 м.
При монтаже конструкции на дно водоема глубина не должна составлять меньше 2 м. Чтобы минимизировать или предотвратить вероятность вымывания засыпки, следует предусмотреть наружный ряд шпунта с повышенной плотности. При глубине котлована в 3-5 м выемки между стенками закрывают смесью, которая на 15% состоит из глины.
Стальные шпунты подходят исключительно для прочных грунтов. Они забиваются на глубину от 7 м и подходят для многократного использования, при соблюдении правил эксплуатации. При шпунтировании молотом либо вибропогружателем следует учитывать плотность прилегания изделий по периметру ограждения. В большинстве случаев подобные системы устанавливают по такому принципу, что уровень поверхностных вод становится ниже на 50 см, а по отношению к водоносному горизонту — на 0,7 м.
Демонтаж изделий из стали производится быстро и просто. Для этого используют пояса-обвязки, размещенные по периметру траншеи, и распорки — по углам.
Способ крепления стального шпунта определяется технологией разработки грунта и глубиной котлована. Чтобы упростить процесс монтажа, лучше использовать цилиндровые сваи, а не прямоугольные. Они создаются из листовой стали и не оснащаются поперечными распорками.
Нормы в технологической карте и СНИП
Базовые требования СНИП к монтажу шпунтовых конструкций выглядят следующим образом:
Технология шпунтового ограждения
Для монтажа шпунтовых оград используют разные технологии и оборудование. В большинстве случаев бурение под трубы производится шнековым или шарочным методом, который предусматривает монтаж стенок глинистым раствором. Повышенная плотность посадки трубы обеспечивается глиной.
Используемая техника и оборудование
Для монтажа свай методом вдавливания необходимо использовать специализированную технику, которая создает постоянную статическую нагрузку. Это делается с помощью мощного строительного оборудования, сконструированного по принципу клинового захвата свай с последующим погружением в углубление.
Применение электронных систем на разных этапах шпунтирования позволяет вовремя внести корректировки в угол погружения и сформировать ровный ряд свай. Кроме того, электроника помогает создать ограждение котлованов с круглой или угольной конфигурацией.
Для решения большинства задач по организации шпунтовых оград подходит следующая техника:
Вдавливание
Технология отличается универсальностью и подходит для проведения работ возле зданий в густонаселенных районах или на рыхлой и заболоченной почве. При вдавливании свай не нужно постоянно следить за их состоянием. Недостатком метода является внедрение крупногабаритной спецтехники, которая доставляется на объект в демонтированном состоянии.
Вибропогружение
Вибропогружение относится к эффективным способам установки шпунтов и может использоваться с любыми типами таких конструкций, включая:
Если работы ведутся на почве с высоким уровнем грунтовых вод, то вибропогружение станет единственным вариантом, позволяющим установить шпунтовое ограждение. Однако использование технологии сопровождается большими затратами, т.к. техника для решения задач продается достаточно дорого.
Забивка
Производится посредством молота — специального навесного оборудования, который забивает сваи в лидерные скважины. Ударный метод не подходит для забивки конструкций в районах с уплотненной застройкой.
Стоимость ограждения шпунтом
Цена на ограждение котлована шпунтом зависит от нескольких факторов. В их числе:
В зависимости от индивидуальных требований и пожеланий заказчика исполнитель составит подробный расчет расходов, подготовит всю технику для предстоящих работ и займется обустройством шпунтовой системы.
Что такое шпунтовые работы и зачем они нужны?
Шпунтовые процедуры в современных строительных работах дают возможность возводить крепкие ограждения в независимости от их протяженности.
По теме
Шпунтовые работы – комплекс технологических мероприятий, осуществляемый шпунтовыми сваями во время строительства шпунтовой стены. Выполняются при прокладывании дорог, трубопроводов, гидротехнических сооружений, застройке домов, производственных помещений, заводов, укреплении береговой части. Стальная свая для устройства ограждения или защиты от проникновения грунтовых вод называется шпунтом.
Для чего нужны шпунтовые работы
Шпунтовые процедуры в современных строительных работах дают возможность возводить крепкие ограждения в независимости от их протяженности. Существует несколько методов погружения свай для закрепления стенок котлованов, береговых рядов, траншей.
В соответствии с проблемами в земельных работах и глубинами оседания используют всевозможные разновидности шпунтов. Во многих случаях применяют шпунт Ларсена. Во время завершения работ он извлекается и вводится вторично на следующих объектах. Такая разновидность свай имеет вид стального желоба с отверстиями по бокам, длина которых около двенадцати метров.
Во время вхождения в почву очередной шпунт врезается в отверстия соседнего. Воздвигается стена, которая блокирует обвал и прохождение воды.
На строительных площадках шпунтовое ограждение имеет разную длину. В закрытом контуре осуществляются следующие задания: углубление почвы, откачивание вод для последующих мероприятий. Такое сооружение прослужит не один десяток лет.
Шпунты есть металлические, деревянные (изготавливаются из ели, кедра, сосны, пихты, лиственницы), пластиковые, бетонные, стеклопластиковые.
При выборе таких свай следует принимать во внимание их прочность, надежность и долговременную эксплуатацию. Металлические изделия стоят по 100 лет.
Данные сваи обладают разнообразием цветовой гаммы. Сразу готовы к сборке, сокращают сроки строительных работ, что имеет важное значение. Изделия не занимают много пространства.
Главным качеством предназначения шпунтовых свай выступает исключение проникновения влажности в котлован.
Зачем и когда необходимо шпунтовое ограждение?
В ряде случаев шпунтовое ограждение в обязательном порядке сооружается на нулевом цикле работ. Это необходимо в целях соблюдения техники безопасности, когда требуется произвести работы ниже нулевого уровня грунта. Действующие СНиП устанавливают, что без установки ограждений можно выполнять работы:
Если выполняется вертикальная разработка грунта, то шпунтовое ограждение надежно защищает стенки котлована от оползней и осыпаний почвы. Котлованы с наклонной стенкой имеют повышенный риск осыпания, поэтому их укрепляют в обязательном порядке.
Шпунт можно впоследствии использовать повторно, поэтому сооружение стенок из этого материала является более рентабельным, чем выполнение работ по водопонижению. Замкнутая стенка из шпунта не пропустит воду в котлован и предотвратит его затопление.
Некоторые особенности установки шпунтовых ограждений
Шпунтовые работы относят к важнейшим строительным процессам. Выполнять их следует в строгой и последовательности и только тем, кто имеет соответствующий опыт и документально подтвержденную квалификацию. Только соблюдение всех технологических нюансов позволяет гарантировать прочность и надежность ограждения. В некоторых случаях укрепление траншеи шпунтом может быть не постоянным, а временным.
На выбор технологии сооружения котлована влияют:
Перед началом укрепления котлованов необходимо произвести предварительные расчеты. Аналогично требование действует для работ по берегоукреплению.
В зависимости от особенностей грунта и необходимости использовать дополнительные фиксирующие элементы шпунтовые ограждения делят на:
При работе в грунтах высокой плотности используют плоский, корытообразный или Z-образный шпунт. В почвах с низкой плотностью чаще делают ограждения из трубошпунта, имеющего больший диаметр и более устойчивого в грунте.
Различные технологии погружения шпунта
В современном строительстве применяют три основных технологии погружения шпунта в грунт:
Статическое погружение предусматривает применение специальных мобильных вдавливающих установок. Они снабжены особым гидравлическим узлом, обжимающим шпунтину и перемещающимся вниз по направляющим рамам, что приводит к ее погружению.
При вибропогружении и при забивке используют копровые установки. Они работают на самоходной базе. При вибропогружении установка комплектуется вибропогружателем, при забивке – навесными молотами гидравлического или дизельного типа.
Используемые для забивки молоты относятся к конструкциям штангового или трубчатого типа. По их направляющим элементам перемещается боек, производящий удары по шпунтине. Дизельные молоты работают под воздействием детонации находящейся в камере сгорания топливной смеси. В результате боек подлетает в верхнюю часть корпуса и в свободном падении опускается на погружаемый в грунт шпунт.
Вибропогружение подразумевает воздействие на шпунт колебаний высокой частотности. Под их воздействием почва делается менее плотной. Погружение конструкции в грунт происходит под тяжестью механизма и под ее собственным весом. Колебания низкой амплитуды вырабатываются вибропогружателем за счет разнонаправленного вращения неотцентрированных дебалансов. Их приводит в движение закрепленный на корпусе вибропогружателя электрический двигатель.
Об устройстве шпунтовых ограждений
Шпунтовые ограждения делают из деревянных, металлических или железобетонных свай. Их можно забивать с определенными промежутками (тогда потребуется забирка) или вплотную друг к другу. Ограждение может иметь дополнительное анкерное крепление или распорки или сооружаться без них. Чаще всего шпунтовая стенка делается из металлического шпунта, который после окончания работ извлекается и повторно используется на другом объекте. Это значительно снижает расходы заказчика, так как строительные компании выкупают использованный шпунт обратно.
Перед выполнением запланированных работ очень важно произвести точные расчеты, чтобы определить степень устойчивости стенки к давлению грунта. Полученные данные позволяют определить необходимую глубину погружения, подобрать оптимальный размер шпунта, выяснить необходимость выполнения анкерных креплений.
Монтаж шпунтовых ограждений состоит из следующих стадий:
Затем производится перемещение копром следующей шпунтины к месту монтажа. Ее стропуют и ставят в забивочное положение. Пазовые замки соединяют с замками уже забитой в грунт шпунтины. Далее выполняется погружение вышеописанным способом. Аналогично создают и всю шпунтовую стенку, пока она не сомкнется вокруг котлована.
Сплошная шпунтовая стенка не только предохраняет от оползней и осыпаний, но и не дает грунтовым водам проникнуть на участок.
Если условия работ не допускают вибраций, то предварительно пробуриваются лидерные скважины под шпунт.
Шпунтовые ограждения имеют следующие преимущества: