Многоканальный номер
+7 (967) 282-70-79
e-mail: info@bkdelta.ru

Шпунтовые ограждения

Р.А. Мангушев, В.А. Ильичев, Н.С. Никифорова, Д.А. Сапин

С целью безопасного ведения работ в открытых котлованах необходимо обеспечить устойчивость его откосов. Для этого откосам котлованов придаются соответствующие уклоны или применяются специальные ограждения и раскрепления. Выбор тех или иных мероприятий зависит от глубины котлована, особенностей напластования грунтов, уровня подземных вод, технологических схем производства работ, расстояния до фундаментов зданий и сооружений, попадающих в зону влияния от нового строительства. Для определения устойчивости откосов применяются аналитические, графические, графоаналитические и численные методы расчетов.

При разработке котлованов глубиной до 5 м в маловлажных грунтах с Sr <0,5, а также при строительстве на свободных площадках, удаленных от соседних зданий и сооружений, допускается ведение земляных работ с устройством его бортов в виде свободных откосов без специальных креплений.

Иногда разработку котлована можно вести путем поэтапного закрепления откосов с помощью механизированного нанесения цементного раствора на поверхность грунта с закрепленной металлической арматурной сеткой и анкерным креплением.
В случае невозможности вскрытия котлованов с устройством свободных откосов применяются специальные ограждения различного рода.

Основные типы шпунтовых ограждений
Шпунтовые ограждения представляют собой тонкие подпорные стенки, устойчивость которых обеспечивается глубокой заделкой в грунт. В сравнительно неглубоких котлованах (до 4 м) устойчивость шпунтового ряда обеспечивается за счет его защемления ниже дна котлована. В глубоких котлованах шпунтовую стенку необходимо раскрепить с помощью анкеров, распорок или другими способами (рис. 13.2)

Рис. 13.2. Схемы крепления шпунтовых стенок:
а - анкерное крепление; б - распорное крепление; 1 - тяга анкера; 2 - корень анкера; 3 - шпунтовая стенка; 4 - стойка для промежуточного опирания распорок; 5 - распорки

 

В настоящее время шпунтовые ограждения устраиваются из деревянных, металлических, железобетонных и пластиковых элементов как плоской, так и сложной формы из различных профилей, которые погружаются в грунт забивкой, вибропогружением, статическим вдавливанием и т.д. 

Деревянный шпунт применяется для крепления малых котлованов или траншей глубиной и шириной в плане до 2.. .3 м (рис. 13.3). Деревянные шпунтины изготовляют из брусков или досок, выбирая паз и гребень. Реже делают составными, сбитыми из досок на гвоздях. Забитые деревянные шпунтовые ограждения достаточно сложно извлечь обратно из грунта без значительных повреждений, т.е. повторное использование деревянных шпунтин практически исключено.

Рис. 13.3. Шпунтовый ряд из деревянных досок

Металлический шпунт состоит из стальных шпунтовых профилей которые можно многократно забивать и извлекать из грунта. Он удобен для транспортировки и более рентабелен, чем деревянный шпунт. Важным достоинством стального шпунта является не только способность воспринимать боковое давление грунта, но и являться водопроницаемой конструкцией, препятствующей фильтрации воды через сечение ограждения. Благодаря качественно выполненным замковым соединениям у шпунтовых профилей, а также эффекту заиливания замков шпунтовые ограждения при устройстве становятся практически водонепроницаемыми. В сложных гидрогеологических условиях или при устройстве ограждений в водоемах замки шпунтовых профилей обрабатываются специальными герметиками, обеспечивающими водонепроницаемость ограждений. На рис. 13.4 приведены схемы замков шпунтовых профилей, обработанных специальными герметиками (СТО«КАРСТ» 48937526-001-2012). Отечественная промышленность выпускает стальной шпунт четырех различных профилей со специальными гермети- (типа <<Ларсен>>) и П0Лукруглый. Из них могут составляться самые различные профили ограждающих конструкций котлована. Тип шпунта выбирают в основном в зависимости от глубины ограждаемого котлована: чем глубже он, тем больше должен быть момент сопротивления сечения шпунта.

Плоские шпунтовые элементы (рис. 13.5, а) как правило, используют для котлованов глубиной до 4 м. Для больших глубин в инженерной практике наибольшее распространение получили стальные профили U-, Z-, Н-образного поперечного сечения. В некоторых случаях используются шпунтовые сваи сложной формы, шпунт в виде половинки и целой трубы. Стальные профили снабжены замковыми захватами по краям, что позволяет фиксировать один элемент относительно другого в вертикальном положении. Основными марками шпунта, представленными на рынке, являются «Ларсен», «Арселор» (Люксембург) и др.

Рис. 13.4. Схема замков шпунтовых личных профилей: плоский, корытный

Рис. 13.5. Варианты поперечного сечения стального шпунта:
а - Z-образный; 6 - U-образный; в - плоский

 

 

шпунтовые сваи «Арселор» (Люксембург) Z-тового типа, шпунтовые сваи "Арселор" коробчатого типа

В отечественной практике при глубине котлованов до 4 м применение шпунта корытного профиля, заглубленного ниже дна котлована, может обеспечить устойчивость стены без ее дополнительного раскрепления (консольная стенка). Все профили плоского шпунта связаны друг с другом замковыми соединениями. Прочность замкового соединения - до 5500 кН/м. 

Использование шпунта полукруглого профиля с замками позволяет создавать большой набор конструкций с необходимым высоким моментом сопротивления (рис. 13.6).


Рис. 13.6. Конструкции шпунтового ограждения из шпунта полукруглого профиля:
а — арочные; б - комбинированные; в - синусоидальные; г - трубные


Дуговой профиль позволяет получить наибольший момент сопротивления погонного метра шпунтового ряда на единицу массы по сравнению с корытообразным и зетовым профилем. Технические характеристики сварных шпунтовых свай из элементов полукруглого профиля (тип 01) приведены на рис. 13.7.

Рис. 13.7. Схема шпунтовой сваи полукруглого профиля


Благодаря применению пазово-гребневых замков можно создавать конструкции, закругленные по требуемому радиусу, а также замкнутые контуры. За счет применения сварных работ шпунтовые сваи можно изготавливать практически любого сечения, в том числе и переменного по длине. Это позволяет также уменьшать металлоемкость конструкции до 50% с сохранением требуемого момента сопротивления. 

Конструкции из железобетонных шпунтин применяют главным образом в сооружениях по укреплению берегов водоемов и при строительстве мостов. В плане железобетонные шпунтовые сваи имеют прямоугольную форму с трапециевидными пазом и гребнем. Длина таких свай обычно не превышает 15 м. При большей длине во время их транспортирования и монтажа могут образоваться трещины.

Оборудование для вибропогружения шпунта:

ри вибрационном погружении элементов в грунт с помощью введения дополнительных знакопеременных сил и крутящих моментов можно существенно снизить необходимую для эффективного погружения постоянную состав­ляющую силы, что дает возможность с помощью вибрационных машин относительно небольшой массы погружать в грунт эле­менты, сопротивление внедрению которых во много раз превос­ходит силу тяжести вибрирующей системы. При вибрационном погружении или извлечении, когда дина­мическое воздействие на сваю осуществляется жестко соединен­ным с ней вибровозбудителем, эффективность процесса опреде­ляется главным образом приложением к свае значительных пе­риодических сил, которые совместно с постоянными силами (сила тяжести системы, безынерционное нажатие, усилие извле­чения) обеспечивают   перемещение сваи   в грунте.
 
Для устройства буронабивных свай вибрационным способом на ОАО «Буровая компания «Дельта» используют вибрационные машины следующих марок:

  • BAUER RTG RG16T с безрезонансным вибратором MR 105V
  • BAUER RTG RG19T с безрезонансным вибратором MR 125V 
  • BAUER RTG RG21T с безрезонансным вибратором MR 150V
  • BAUER RTG RG25S с безрезонансным вибратором MR 150V
  • ABI 12/14 с вибратором VRZ 700GL
  • ABI 12/15 с вибратором MRZV 600
  • ABI 14/17L с вибратором MRZV 925/18VS
  • ABI 10000 с вибратором VRZ 400

Безрезонансные вибропогружатели, имеющие частоту колебаний 40-50 Гц, превышающую собственную частоту колебания зданий и сооружений, позволяют успешно работать в стесненной застройке рядом со зданиями и сооружениями, поскольку обеспечивают безрезонансные режимы работы, пониженную передачу вибрации в окружающую среду и пониженным шумом.
 














Яндекс.Метрика