Шпунтовое ограждение котлована реферат

Обновлено: 04.07.2024

Для того чтобы сооружение было надежным, прочным и долговечным, строителям стоит учитывать особенности грунта территории. Неправильный подход к застройке часто влечет за собой обрушение конструкции. Чтобы укрепить стены котлована, во время строительства используются различные технологии. Одним из самых распространенных методов в данном случае является установка шпунтового ограждения.

Что это такое и для чего служит?

Шпунтовое ограждение котлована – это специальная ограждающая конструкция, которая возводится из забитых в грунт свай. Конструкция монолитной стенки уплотняет грунт на территории, которая склонна к деформациям и сдвигам.

Чтобы обустроить опалубку данного вида, не требуется проводить никаких земляных работ. Каждая из составных частей вкапывается в землю и фиксируется в траншее.

Монолитная стена не требует присутствия ленточного фундамента, ее можно разместить на грунте любого типа без учета глубины промерзания. Шпунтовые сваи удерживаются в почве при помощи силы трения, а не прочности фундамента. Отличием данной системы от остальных считается то, что в данном случае выдерживаются значительные нагрузки на сгибание и смещение.

Укреплением стен котлована шпунтами выполняются следующие задачи:

• стены котлована защищаются от обсыпания;
• локализируется строительная площадка;
• укрепляются бортики углублений под основу строения;
• поддерживается береговая линия;
• фундамент становится крепче;
• обустраиваются очистные сооружения;
• укрепляются железнодорожные пути;
• организуются герметичные емкости для отходов промышленности.

Данный вид ограждения котлована необходим для безопасности работников, техники и прохожих. Эта конструкция просто незаменима в случае, когда необходимо укрепить почву, особенно около водных источников для защиты объектов от негативных последствий:

• размыва берега;
• смыва и обвала породы;
• заиливаний, обмелений;
• разрушения прибрежного откоса;
• предотвращения продвижения грунта.

Шпунты считаются эффективными, быстровозводимыми, экономичными ограждениями, которые используются повсеместно. Благодаря данным конструкциям получают герметичные и водонепроницаемые стены.

С помощью данного устройства обустраивают гидротехнические объекты, а также качественно защищают коммуникации. Шпунтовые ограждения нашли свое применение при ограждении свалок, коллекторов сточных вод и многом другом.

Устройство

На устройство шпунтовых оград непосредственное влияние оказывает материал, который используется при их изготовлении. Изделия из дерева могут применяться только в случае отсутствия в грунте камней крупной фракции, древесных отходов и иного мусора. Глубина забивки свай в данном случае не должна быть более 600 см. Обустройство таких конструкций строго регламентируется ГОСТ, в случае игнорирования требований ограждения будут малоэффективными, а также быстро разрушатся.

Шпунты погружают в грунт вплотную, на этом этапе мастерам стоит исключать образование пустот, щелей. В случае использования двойной системы между шпунтами выдерживают дистанцию в 100 см. Монтаж ограды на дно водного источника осуществляется на глубину более 200 см. Чтобы вымывание засыпки было минимальным, рекомендуется использовать шпунты с высокой плотностью. Если глубина котлована составляет от 300 до 500 см, то образованные между стенками выемки стоит закрыть глиняной смесью.

Для прочного грунта необходимо использовать стальные шпунты. Их следует забивать на глубину 700 см.

Такие изделия могут быть использованы неоднократно, но только при условии выполнения правил безопасности. Демонтируются стальные изделия также просто и быстро. Чтобы выполнить процедуру, мастера пользуются поясами-обвязками и угловыми распорками.

В базовых требованиях СНиП относительно монтажа конструкций из шпунта имеются следующие положения.

1. Подбор оснащения стоит осуществлять, учитывая длину составных элементов системы. При достижении ею 26 метров должны предусматриваться отметки для шпунтов. Для расчета оснащения используют специальные калькуляторы, основанные на теории волнового удара.
2. Котлован может быть подмытым, и основан за счет легкой фиксации шпунтов, только если площадка располагается вблизи с жилыми постройками. В этом случае рекомендуется увеличить глубину погружения в 2 раза.
3. Работы по ограждению котлованов обязательно регламентируются ГОСТами и нуждаются в документальном оформлении.

Описание видов

Шпунтовое ограждение имеет вид отдельных элементов, которые собраны в единую конструкцию. В этом случае они могут быть разных видов и отличаться друг от друга не только характеристиками, но и периодом эксплуатации.

Стальной шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена применяют при необходимости защиты котлована от земляного обрушения, грунтовой и дождевой воды. Название данной конструкции произошло от имени ее создателя. Данная ограда имеет вид элемента в пространстве с коробчатым сечением и замками по краям. Составные части соединяют фиксаторами, расположенными в листовых пазах.

Шпунты Ларсена изготавливают из прочных металлов с примесью углерода. Для предотвращения коррозийных процессов при производстве заготовок добавляют медь.

При использовании данного метода формирования ограды котлована можно решить такие задачи:

• построить очистное сооружение;
• защитить строительную площадку от воды;
• укрепить берег водоема;
• построить причал или плотину;
• укрепить грунты, которые склонны к оползням.

Из полимеров

Пластиковые шпунтовые ограды делают из ПВХ и композитов. Это материалы для многократного использования. Зачастую их устанавливают как постоянные элементы ограждений на прибережных территориях. Данный вариант считается экономным, но в то же время не высокопрочным.

Из труб

Помимо профиля, для монтажа ограды котлована используют трубчатый металлический шпунт. Последний представляет собой полые толстостенные трубы с большим сечением. Такие конструкции обладают высокой несущей способностью. Ко всему прочему они довольно устойчивы, поэтому опрокинуть такое сооружение не получится ни у кого.

Сваи из дерева

Деревянное шпунтовое ограждение считается недорогим и практичным вариантом. По прохождении некоторого времени сваи могут испортиться из-за воздействия влаги. Деревянные сваи не рекомендуется использовать в качестве усиливающего каркаса фундамента.

Сваи из железобетона

Железобетонные сваи устанавливают одноразово. Они характеризуются большими энергетическими затратами при монтаже, а также невыгодным демонтажем. Сваи из железобетона могут также применяться как дополнительное укрепление фундамента. Этот вариант считается самым долговечным и в то же время универсальным.

Технология

Для установки шпунтового ограждения используется определенная технология. Строить стену и погружать ее в грунт необходимо в соответствии с проведенными расчетами.

В проекте конструкции всегда прописан метод крепления, глубина ограды, забирка из досок, вариант распорной системы.

Схема установки шпунтового ограждения:

• проведение разметки и фиксация направляющих;
• доставка оборудования, бурение скважин;
• погружение составных в землю и их установка в специально отведенных местах;
• крепеж в соответствии с подготовленным проектом.

Погружать сваи в грунт можно несколькими способами, одним их которых является вдавливание при помощи специальных установок. Как правило, используют вибропогружатели, гидравлический молот, а иногда – комбинированный вариант погружения. Нередко при обустройстве котлована применяют забирку из досок, которая станет опалубкой для дальнейшего строительства. В некоторых случаях оптимальным решением считается применение обвязочного пояса, который представлен горизонтальными балками, закрепленными шпунтами вдоль всего периметра.

Бывают ситуации, когда при формировании шпунтового ограждения необходимо усилить готовую стену. Для выполнения задачи устанавливают диагональный подкос, подпирающий сваи. В иных ситуациях не обойтись без использования распорки.

Расчет

Во время проектирования шпунтового ограждения необходимо проводить расчеты по определению конфигурации конструкции, габаритов стены, а также дополнительного укрепления, которое может понадобиться при влиянии на фундамент дополнительных нагрузок.

При расчетах следует учитывать показатель опрокидывания, силу удерживания стен, коэффициент работы сооружения. Надежность стенки также берут во внимание, однако этот показатель может зависеть от почвы и типа ограды.

При определении прочности учитывают устойчивость метра стены к воздействию нагрузок, сопротивление обвязки, нормативный показатель сопротивления, а также коэффициент функционирования сооружения в почве.

Монтаж

Особых отличий между вибрационным и ударным вариантом монтажа шпунтовой ограды не наблюдается. Единственным отличием считается наличие особенностей в функционировании навесных типов оборудования. В последовательности и строповке никаких различий нет.

Технология формирования ограды котлована:

• поставка материалов на строительный объект;
• распределение шпунта шпунтовым краном вдоль всего строительного периметра;
• осуществление контурной разметки сваебойным агрегатом;
• строповка и перемещение шпунта на участок, где будет происходить монтаж;
• фиксация наголовника и его установка на место забивки;
• вертикальное и направляющее выравнивание шпунта;
• демонтаж строповки, погружение шпунта на глубину, указанную в проекте.

Выполнение вышеперечисленных действий – это формирование каждого из шпунтов. Работу продолжают до тех пор, пока не образуется замкнутая ограда вдоль периметра котлована. Чтобы решить различные задачи во время монтажа ограждения котлована, используют такое оборудование:

• гидравлическую установку СВУ Titan DTZ;
• систему Sunward ZYJ 120;
• автономную установку СВУ-В-6.

Шпунтовым ограждением называют прочную и долговечную конструкцию, с помощью которой обустраивают котлованы и укрепляют берега около водных источников. Благодаря такому усилению конструкции выдерживают значительные нагрузки, а шпунты не портятся от воздействия влаги, температурных перепадов.

В этом видео вы узнаете, как производится монтаж шпунтового ограждения.

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:

1. Укрепление бортов углублений под основания постройки.
2. Защита стенок котлована от осыпания.
3. Локализация строительной площадки.
4. Поддержание береговой линии.
5. Обустройство гидротехнических сооружений.
6. Укрепление фундаментов.
7. Организация герметичных емкостей для промышленных отходов.
8. Обустройство очистных конструкций.
9. Укрепление железнодорожных путей.

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:

1. Древесины.
2. Железобетона.
3. Металла.

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

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:

1. Стойкость к негативным факторам, что позволяет использовать изделия в качестве несъемной опалубки.
2. Возможность удобного дробления валунов и прочих инородных частиц внутри трубы.
3. Возможность монтажа балок и швеллеров внутри трубы.
4. Быстрый и простой демонтаж труб для последующего применения.

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:

1. Тип ограждения.
2. Глубина установки материала.
3. Габариты шпунта.
4. Силы взаимодействия.

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:

1. M1 указывает на устойчивость к опрокидыванию.
2. M2 определяет удерживающий момент.
3. m указывает на коэффициент условий работы.
4. y является условным обозначением коэффициента надежности.

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:

1. Оснащение подбирают с учетом длины составляющих свайной системы. Если она достигает 26 м, следует предусмотреть специальные отметки для шпунтов. Оснащение рассчитывается специальными компьютерными калькуляторами, которые используют теорию удара волн.
2. Подмыв котлована для более легкой фиксации шпунтов разрешен только в тех случаях, если стройплощадка находится далеко от жилых построек. Минимальная дистанция между зданиями должна составлять 20 м. В таком случае глубину погружения увеличивают в 2 раза.
3. Ограждение котлованов относится к тем типам работ, которые регламентируются государственными стандартами и требуют оформления документации.

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:

1. Гидравлическая установка СВУ TITAN DTZ. Обладает допустимым усилием в 320 тс.
2. Система SUNWARD ZY J120. Выделяется отсутствием шума при работе и соблюдением экологических стандартов.
3. СВУ-В-6. Представляет собой автономную установку, которая самостоятельно передвигается по стройплощадке и реализует все этапы шпунтирования.

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:

1. Трубошпунты с любым сечением труб.
2. Двутавровые балки.
3. Шпунты Ларсена.

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:

1. Количество свай и объем работ.
2. Удаленность строительной площадки от населенного пункта.
3. Особенности рельефа и работы.

В зависимости от индивидуальных требований и пожеланий заказчика исполнитель составит подробный расчет расходов, подготовит всю технику для предстоящих работ и займется обустройством шпунтовой системы.

Укрепление стенок шпунтами – надежный способ защиты котлована.

Рассмотрим технологию шпунтового ограждения котлована подробнее.

Что это такое?

Связь отдельных шпунтов позволяет конструкции выдерживать большие нагрузки и оставаться надежным укреплением для стен котлована.

Повышенная прочность и устойчивость позволяют применять шпунтовое ограждение на слабых почвах:

• песчаных,
• болотистых,
• с высоким уровнем грунтовых вод.

Некоторые разновидности шпунтов используются при укреплении береговой линии. Они широко применяются для широких котлованов с глубиной более пяти метров.

Строительные нормы и правила

СП 45.13330.2017 регламентирует обустройство земляных сооружений. В соответствии с требованиями документа при обустройстве шпунтовых ограждений, а также других строительных работах, необходимо учитывать пересечения с действующими коммуникациями. Особенное внимание следует уделять линиям связи, силовым кабелям и магистральным трубопроводам.

• 1 метр, при работе на песчаной почве;
• 1,25 метра, при строительстве в супесях;
• 1,5 метра для глин и суглинков;
• не более 2 метров для плотных грунтов.

Согласно данному документу, рекомендуется заранее проводить предварительную подготовку строительного участка к размещению шпунтов, маркировать отдельные сваи, а также проводить инженерные изыскания для определения необходимости использования шпунтового ограждения.

Разновидности

Для создания ограждений котлованов применяется несколько видов шпунтов. Каждая разновидность имеет свои особенности и назначение, вид шпунта также может ограничивать возможности применения технологий монтажа.

Шпунт Ларсена

Существуют различные модели данного вида шпунта, которые могут отличаться как размерами, так и формой. Одна из моделей – Л5:

1. Прочность – 800 кН/м.
2. Один погонный метр профиля имеет вес 100 кг.
3. В качестве материала используется Ст3 или 16ХГ.

Как правило, шпунт Ларсена монтируется с помощью вибрационного оборудования. Сфера применения – сложные и повышенной сложности объекты. Хорошо показывает себя на неплотных грунтах, болотистой почве, защищает котлованы от грунтовых вод.

К недостаткам изделия можно отнести высокую стоимость и то, что при установке требуется более высокая точность монтажа, чем при работе с другими видами шпунтов.

Все современные стальные шпунты представляют собой различные аналоги шпунта Ларсена. Могут отличаться от него формой и конструкцией замков, которые улучшают прочностные характеристики, а также упрощают забивку свай.

По функциональному же назначению и свойствам стальные шпунты других конфигураций совершенно идентичны шпунту Ларсена.

Металлические трубчатые сварные

Особый вид металлических стальных шпунтов – трубчатые сварные. За счет своей формы они выделяются среди аналогов и отличаются от шпунтов Ларсена повышенной в несколько раз устойчивостью к нагрузкам. Другое достоинство – большие сроки службы. К недостаткам относится высокая цена крепления устройства из стальных труб.

Деревянные

Шпунты, изготовленные из древесины – самая старая разновидность. Допускается делать ограждения из бревен, досок, бруса. Элементы погружают в почву на глубину до 6 метров, монтируют в один или два ряда, вплотную друг к другу.

При обустройстве ограждения из специально обработанного бруса, в каждом элементе имеется выступ и паз, что позволяет связать между собой элементы конструкции.

Основные преимущества:

• доступность материала,
• относительно невысокая его цена,
• возможность установки без использования специальной техники.

К отрицательным качествам стоит отнести трудоемкость монтажа, низкие прочность и устойчивость к воздействию окружающей среды в сравнении с металлическими и пластиковыми шпунтами.

Полимерные

В качестве альтернативы металлическим шпунтам, можно применять элементы из полимерных материалов. Наиболее популярны ограждения из ПВХ.

Они обладают повышенной сопротивляемостью к коррозии, стойки к механическому воздействию. Панели из ПВХ обладают небольшим весом, а потому облегчается их установка, что уменьшает сроки монтажа.

Данный вид шпунтов преимущественно устанавливают в местах, где наблюдается повышенное воздействие агрессивных сред, в первую очередь около водоемов, для укрепления береговой линии, для обустройства объектов рядом с соленой морской водой и в других аналогичных случаях. Метод установки – вдавливание или вибрирование. Не применяются для забивного погружения.

Железобетон

Изготовлены из армированного бетона. По краям имеют пазы, которые позволяют соединять соседние шпунты в ограждении. Максимальная длина – 16 метров. Отличаются большим весом, а также склонностью к растрескиванию, потере целостности при механическом повреждении.

Нет возможности демонтажа, после возведения здания становятся внешним периметром фундамента. Применяются при постройке гидротехнических сооружений.

Применяемые технологии шпунтирования

Основные разновидности методик погружения шпунта, которые могут применяться как по отдельности, так и комбинироваться в различных сочетаниях:

• ударный способ;
• вибрационный способ;
• вдавливание.

Для работы применяются разнообразные машины. Каждая из технологий предъявляет к технике особые требования. Наибольшее распространение имеют следующие установки:

1. Низкочастотные вибромашины (9-10 Гц, усилие до 1700 кН).
2. Среднечастотные (10-30 Гц, усилие 270 кН).
3. Высокочастотные агрегаты с возможностью регулировки дисбаланса.
4. Вибраторы высокой частоты с настройкой дисбаланса и нерезонансными фазами включения-выключения.
5. Вдавливающие системы.
6. Механические молоты.
7. Воздушные молоты.
8. Гидравлические молоты.
9. Дизельные молоты.

Наиболее эффективным являются вибрационные методы, а использование свайного копра позволяет вибраторам достичь превосходной точности при монтаже шпунта на заданную глубину.

Вибропогружатель

Перед началом работы ее соединяют со шпунтом. За счет вызываемых оборудованием частотных колебаний плотность грунта уменьшается, и свая постепенно проникает в землю, уходя на требуемую глубину.

Основные части агрегата:

• вибровозбудитель с двумя или четырьмя электродвигателями;
• гаситель динамического воздействия;
• гидравлический наголовник.

Хоть работа вибромашин и меньше влияет на окружающее пространство, чем действие забивных свайных агрегатов, но вибрация также может оказывать отрицательное действие на окружающие сооружения. Передаваясь через грунт, она хорошо воспринимается фундаментами зданий и передается на несущие конструкции, что может приводить к их разрушению.

Для снижения эффекта, вызываемого вибрациями, используют высокочастотные установки, их негативное воздействие на близлежащие строения оказывается существенно меньше.

Забивка гидравлическим молотом

Вибрационные методы плохо действуют, если требуется устанавливать шпунтовое ограждение в плотный песок, гравий, в случае, если они расположены выше грунтовых вод, а также в связанный грунт. В этом случае более действенными являются ударные способы монтажа свай.

Для работы может использоваться гидравлический молот, который представляет собой вертикально установленную штангу с бойком. Боек перемещается по штанге и ударяет по шпунту, загоняя его в землю.

Это наиболее простой и дешевый способ монтажа шпунта, однако данная методика неприменима в густозаселенных районах, рядом с историческими и архитектурными памятниками.

Через грунт на окружающие сооружения передаются ударные нагрузки, которые приводят к снижению прочности фундаментов, несущих конструкций и может вызывать деформацию сооружений.

Забивка с лидерным бурением

Для этого применяется шнековый бур, который осуществляет локальное разрыхление земли, создавая скважину с низкой плотностью грунта. Процесс бурения осуществляется с помощью специальных агрегатов – мобильных буровых установок.

Данный метод успешно используется при работе на мерзлых и плотных грунтах, где необходимость его применения очевидна. Лидерное бурение востребовано при строительстве на почвах с низкой плотностью – здесь это обусловлено невозможностью применять вибрационные и ударные методы погружения из-за высокого риска обрушения стен котлована.

В местах с высоким уровнем грунтовых вод предварительное бурение помогает обеспечить точность установки сваи, заранее задавая траекторию ее погружения.

Завинчивание и вдавливание, статическое вдавливание

Вибрационные и шумовые воздействия, оказываемые при забивке и вибропогружении могут далеко распространяться и оказывать негативное воздействие на окружающую местность.

Если недалеко находятся строительные конструкции, чувствительные к данным типам воздействий, то они будут повреждаться. Особенно ощутимо воздействие, если здания расположены на песчаных, рыхлых грунтах.

Водонасыщенный песок при вибрации склонен уплотняться, а значит грунт будет проседать, что приведет к разрушению фундамента близлежащих сооружений.

В таком случае безопаснее применять способы завинчивания или вдавливания шпунта. Хорошо подходит для глин, суглинков, песчаных грунтов, а также других почв, обладающих низкой плотностью.

Главные достоинства метода:

1. Отсутствие ударных и вибрационных воздействий на близлежащие здания.
2. Низкий уровень шума при работе.
3. Снижается вероятность повреждения сваи, как, например, при забивном методе установки.

К недостаткам стоит отнести большую массу и размеры оборудования, что затрудняет подготовку его к работе и перевозку. Все элементы агрегата транспортируются несколькими грузовыми автомобилями, что сказывается на стоимости строительства, поэтому данный метод используется исключительно при строительстве крупных объектов или возведении больших массивов зданий.

Погружение с подмывом

Погружение с подмывом, когда вода идет под высоким давлением, является эффективным способом при установке шпунтов в грунты высокой плотности.

Методика предполагает введение небольшого количества воды или специального раствора через форсунки, расположенные около подошвы сваи.

Малый расход жидкости дает возможность хорошо контролировать степень размытия грунта. Поэтому негативное воздействие оказывается лишь на небольшом участке, по ходу движения шпунта, и незначительно влияют на прочность почвы.

При работе на плотном грунте используют воды под низким давлением. В таком случае вода оказывает незначительное действие на свойства грунта и не приводит к его просадке.

Промывку здесь, как правило, используют в качестве вспомогательной функции при вибрационном погружении свай. Особенно эффективна промывка в сочетании с высоковибрационным воздействием.

Расчеты

Шпунтовое ограждение делают перед началом работ по созданию котлована. Элементы, которые примут на себя основную нагрузку, забивают в землю. На начальном этапе система находится в равновесии и на шпунт грунт давит с обеих сторон с одинаковой силой.

После того, как начата разработка выемки, давление с одной стороны – с внутренней стороны котлована – снижается по мере того, как уменьшается количество грунта в этой зоне. Баланс нарушается, грунт с внешней стороны начинает давить на ограждение. Поэтому необходимо заранее произвести расчет шпунта, чтобы понимать какую нагрузку он сможет выдержать.

В ходе вычислений определяют необходимые размеры поперечного сечения и требуемую глубину погружения. Они должны быть такими, чтобы ограждение не просто оставалось устойчивым и сохраняло равновесие грунтов, но и оставался определенный запас прочности.

Расчеты могут производится одним из двух методов: графоаналитическим и аналитическим.

Параметры шпунтового ограждения определяются из условия Mu≤(m/yn)Mz, где:

• Mu – момент вызываемый усилием давления грунта на шпунтовое ограждение и способствующий его опрокидыванию;
• Mz – момент сопротивления опрокидыванию, работающий за счет защемления шпунтового ограждения в грунте;
• m – коэффициент, характеризующий условия работы шпунта в грунте, для слабых грунтов значение принимается равным 0,7;
• yn – показатель надежности, для сухого грунта принимается равным 1,1, для случая высоких грунтовых вод – 1,2.

Для определения момента сопротивления опрокидыванию необходимо вычислить несущую способность шпунта согласно общей формуле для расчета несущей способности свай F= yc(ycrR·d + V·∑ ycri·fi·li), где:

Значения коэффициентов берутся из соответствующих нормативных документов и определяются отдельно для каждой разновидности шпунта. Окончательные расчеты проводятся путем составления эпюр и подбора глубины забивки таким образом, чтобы выполнялось условие (1). В ходе вычислений также необходимо дополнительно проверить стенку, балки и распорки на прочность, а сам шпунт на разрыв замка.

Этапы работ

Установка шпунта может осуществляться несколькими способами:

• забивкой,
• с помощью низкочастотных или высокочастотных вибраций,
• вдавливанием,
• завинчиванием,
• методом размыва.

Технологии отличаются по характеру воздействия и выбираются в зависимости от типа грунта, а также условий строительства. Но принципы установки в основном схожи и представляют собой погружение, тем или иным способом, сваи в почву.

Поэтому общий порядок действий сохраняется, а изменения касаются немногочисленных особенностей применения той или иной технологии:

При многократном использовании шпунта Ларсена верхняя часть профиля может деформироваться. Рекомендуется ее обрезать, чтобы продолжить эксплуатацию элемента.

После завершения установки шпунта, осуществляется контроль глубины его погружения. Разница между фактическим залеганием элементов и проектным значением не должна превышать предельно допустимые отклонения иначе производится выемка шпунта и повторный его монтаж.

Укрепление

В ходе строительных работ, проводимых на слабых грунтах, существует высокая вероятность проседания, деформации и даже обрушения шпунтового ограждения. Поэтому его необходимо дополнительно укреплять. Разработано несколько эффективных технологий, которые повышают устойчивость шпунтов.

Установка анкеров

При обустройстве шпунтового ограждения часто применяется метод, заключающийся в использовании для укрепления конструкции специальных анкеров. Их закладывают в грунт, находящийся за пределами зон активного взаимодействия почвы и шпунта. Один такой анкер способен выдерживать нагрузку до 500 кН.

Монтаж упрочняющих элементов производится по всему периметру котлована, промежутки между соседними анкерами делают 1-3 метра. Для максимизации эффекта элементы устанавливают под углом (от 30° до 60°).

Каждый анкер представляет собой железобетонную конструкцию, заглубленную в грунт. Для его закладки делается скважина, в которой затем размещается металлическая арматура и тяга. Затем скважина заливается бетоном. Когда раствор застынет, тягу крепят к шпунту, проводя её через специально сделанное для данной цели отверстие и фиксируя с помощью крепежных элементов.

Для успешной реализации данного метода необходимо выполнять все работы тщательно, с большой точностью, что требует больших трудозатрат и повышает финансовые расходы на строительство объекта. Поэтому анкеры устанавливают только в тех случаях, когда размеры котлована не позволяют применять распорные элементы.

Распорные крепления

Обычно в этом качестве используют металлические трубы, которые устанавливают в несколько ярусов с промежутками от 4 до 6 метров. Если длина распоров велика, то применяют специальные стойки из двутавровой балки или шпунта.

Такой метод укрепления отличается повышенной металлоемкостью. Чтобы снизить данный параметр, можно применять инвентарные рамы. При этом на шпунты ограждения накладываются инвентарные щиты. Если размеры котлована невелики, а почва плотная, то можно обойтись без распоров, применив консольное закрепление шпунтов.

Ограждения консольного типа

Если глубина котлована составляет менее пяти метров, то допустимо использовать шпунты, закрепленные в грунте. Нижняя часть элемента погружается в почву ниже днища выемки – следует убедиться, что она надежно защемлена и не имеет тенденции к обрушению.

При установке шпунтов в слабых грунтах, их заглубляют более чем на две трети высоты котлована. Для повышения прочности конструкции по верхней части ограждения монтируют обвязочную раму, сделанную из балок различных сечений.

При таком методе укрепления необходимо запретить перемещение тяжелой техники рядом с котлованом. Также вблизи ограждения нельзя размещать и хранить стройматериалы.

Типичные ошибки

Чаще всего при обустройстве крепления котлована появляются сложности, которые трудно устранить. Поэтому следует заранее позаботится о соблюдении требований строительных норм и правил:

Необходимость исправлять ошибки может значительно повысить расходы на строительство, а значит каждый этап работы необходимо тщательно готовить. Также следует ответственно подходить к выполнению всех технологических операций установки шпунтового ограждения котлована.

Стоимость создания

Для расчета стоимости создания шпунтового ограждения необходимо знать тип шпунта, периметр и глубину котлована. Тогда не составит труда вычислить количество элементов, которые понадобятся во время строительства.

Так, например, для обустройства котлована периметром 120 метров, применяя шпунт Ларсена Л5, понадобится порядка 240 элементов общим весом около 657 тонн.

Полученные значения позволят определить затраты на доставку – количество рейсов вычисляется исходя из грузоподъемности автомобиля, километраж, определяется по дальности расположения строящегося объекта. Аналогично определяется стоимость погрузочно-разгрузочных работ.

Цена же монтажа шпунта зависит от количества погонных метров погружаемого шпунта – здесь пригодится знание глубины проектируемого котлована – а также от тарифов строительных организаций, предоставляющих услуги монтажа шпунтового ограждения.

В среднем стоимость работ составляет от 450 рублей за погонный метр.

Все самое важное и полезное о котловане и его разработке найдете в этом разделе.

Заключение

При всем многообразии разновидностей, материалов и технологий укрепления грунта во время строительных работ, обустройство шпунтованного ограждения остается самым эффективным способом упрочнения котлованов.

Для того чтобы сооружение было надежным, прочным и долговечным, строителям стоит учитывать особенности грунта территории. Неправильный подход к застройке часто влечет за собой обрушение конструкции. Чтобы укрепить стены котлована, во время строительства используются различные технологии. Одним из самых распространенных методов в данном случае является установка шпунтового ограждения.

Что это такое и для чего служит?

Шпунтовое ограждение котлована – это специальная ограждающая конструкция, которая возводится из забитых в грунт свай. Конструкция монолитной стенки уплотняет грунт на территории, которая склонна к деформациям и сдвигам.

Чтобы обустроить опалубку данного вида, не требуется проводить никаких земляных работ. Каждая из составных частей вкапывается в землю и фиксируется в траншее.

Монолитная стена не требует присутствия ленточного фундамента, ее можно разместить на грунте любого типа без учета глубины промерзания. Шпунтовые сваи удерживаются в почве при помощи силы трения, а не прочности фундамента. Отличием данной системы от остальных считается то, что в данном случае выдерживаются значительные нагрузки на сгибание и смещение.

Укреплением стен котлована шпунтами выполняются следующие задачи:

• стены котлована защищаются от обсыпания;
• локализируется строительная площадка;
• укрепляются бортики углублений под основу строения;
• поддерживается береговая линия;
• фундамент становится крепче;
• обустраиваются очистные сооружения;
• укрепляются железнодорожные пути;
• организуются герметичные емкости для отходов промышленности.

Данный вид ограждения котлована необходим для безопасности работников, техники и прохожих. Эта конструкция просто незаменима в случае, когда необходимо укрепить почву, особенно около водных источников для защиты объектов от негативных последствий:

• размыва берега;
• смыва и обвала породы;
• заиливаний, обмелений;
• разрушения прибрежного откоса;
• предотвращения продвижения грунта.

Шпунты считаются эффективными, быстровозводимыми, экономичными ограждениями, которые используются повсеместно. Благодаря данным конструкциям получают герметичные и водонепроницаемые стены.

С помощью данного устройства обустраивают гидротехнические объекты, а также качественно защищают коммуникации. Шпунтовые ограждения нашли свое применение при ограждении свалок, коллекторов сточных вод и многом другом.

Устройство

На устройство шпунтовых оград непосредственное влияние оказывает материал, который используется при их изготовлении. Изделия из дерева могут применяться только в случае отсутствия в грунте камней крупной фракции, древесных отходов и иного мусора. Глубина забивки свай в данном случае не должна быть более 600 см. Обустройство таких конструкций строго регламентируется ГОСТ, в случае игнорирования требований ограждения будут малоэффективными, а также быстро разрушатся.

Шпунты погружают в грунт вплотную, на этом этапе мастерам стоит исключать образование пустот, щелей. В случае использования двойной системы между шпунтами выдерживают дистанцию в 100 см. Монтаж ограды на дно водного источника осуществляется на глубину более 200 см. Чтобы вымывание засыпки было минимальным, рекомендуется использовать шпунты с высокой плотностью. Если глубина котлована составляет от 300 до 500 см, то образованные между стенками выемки стоит закрыть глиняной смесью.

Для прочного грунта необходимо использовать стальные шпунты. Их следует забивать на глубину 700 см.

Такие изделия могут быть использованы неоднократно, но только при условии выполнения правил безопасности. Демонтируются стальные изделия также просто и быстро. Чтобы выполнить процедуру, мастера пользуются поясами-обвязками и угловыми распорками.

В базовых требованиях СНиП относительно монтажа конструкций из шпунта имеются следующие положения.

1. Подбор оснащения стоит осуществлять, учитывая длину составных элементов системы. При достижении ею 26 метров должны предусматриваться отметки для шпунтов. Для расчета оснащения используют специальные калькуляторы, основанные на теории волнового удара.
2. Котлован может быть подмытым, и основан за счет легкой фиксации шпунтов, только если площадка располагается вблизи с жилыми постройками. В этом случае рекомендуется увеличить глубину погружения в 2 раза.
3. Работы по ограждению котлованов обязательно регламентируются ГОСТами и нуждаются в документальном оформлении.

Описание видов

Шпунтовое ограждение имеет вид отдельных элементов, которые собраны в единую конструкцию. В этом случае они могут быть разных видов и отличаться друг от друга не только характеристиками, но и периодом эксплуатации.

Стальной шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена применяют при необходимости защиты котлована от земляного обрушения, грунтовой и дождевой воды. Название данной конструкции произошло от имени ее создателя. Данная ограда имеет вид элемента в пространстве с коробчатым сечением и замками по краям. Составные части соединяют фиксаторами, расположенными в листовых пазах.

Шпунты Ларсена изготавливают из прочных металлов с примесью углерода. Для предотвращения коррозийных процессов при производстве заготовок добавляют медь.

При использовании данного метода формирования ограды котлована можно решить такие задачи:

• построить очистное сооружение;
• защитить строительную площадку от воды;
• укрепить берег водоема;
• построить причал или плотину;
• укрепить грунты, которые склонны к оползням.

Из полимеров

Пластиковые шпунтовые ограды делают из ПВХ и композитов. Это материалы для многократного использования. Зачастую их устанавливают как постоянные элементы ограждений на прибережных территориях. Данный вариант считается экономным, но в то же время не высокопрочным.

Из труб

Помимо профиля, для монтажа ограды котлована используют трубчатый металлический шпунт. Последний представляет собой полые толстостенные трубы с большим сечением. Такие конструкции обладают высокой несущей способностью. Ко всему прочему они довольно устойчивы, поэтому опрокинуть такое сооружение не получится ни у кого.

Сваи из дерева

Деревянное шпунтовое ограждение считается недорогим и практичным вариантом. По прохождении некоторого времени сваи могут испортиться из-за воздействия влаги. Деревянные сваи не рекомендуется использовать в качестве усиливающего каркаса фундамента.

Сваи из железобетона

Железобетонные сваи устанавливают одноразово. Они характеризуются большими энергетическими затратами при монтаже, а также невыгодным демонтажем. Сваи из железобетона могут также применяться как дополнительное укрепление фундамента. Этот вариант считается самым долговечным и в то же время универсальным.

Технология

Для установки шпунтового ограждения используется определенная технология. Строить стену и погружать ее в грунт необходимо в соответствии с проведенными расчетами.

В проекте конструкции всегда прописан метод крепления, глубина ограды, забирка из досок, вариант распорной системы.

Схема установки шпунтового ограждения:

• проведение разметки и фиксация направляющих;
• доставка оборудования, бурение скважин;
• погружение составных в землю и их установка в специально отведенных местах;
• крепеж в соответствии с подготовленным проектом.

Погружать сваи в грунт можно несколькими способами, одним их которых является вдавливание при помощи специальных установок. Как правило, используют вибропогружатели, гидравлический молот, а иногда – комбинированный вариант погружения. Нередко при обустройстве котлована применяют забирку из досок, которая станет опалубкой для дальнейшего строительства. В некоторых случаях оптимальным решением считается применение обвязочного пояса, который представлен горизонтальными балками, закрепленными шпунтами вдоль всего периметра.

Бывают ситуации, когда при формировании шпунтового ограждения необходимо усилить готовую стену. Для выполнения задачи устанавливают диагональный подкос, подпирающий сваи. В иных ситуациях не обойтись без использования распорки.

Расчет

Во время проектирования шпунтового ограждения необходимо проводить расчеты по определению конфигурации конструкции, габаритов стены, а также дополнительного укрепления, которое может понадобиться при влиянии на фундамент дополнительных нагрузок.

При расчетах следует учитывать показатель опрокидывания, силу удерживания стен, коэффициент работы сооружения. Надежность стенки также берут во внимание, однако этот показатель может зависеть от почвы и типа ограды.

При определении прочности учитывают устойчивость метра стены к воздействию нагрузок, сопротивление обвязки, нормативный показатель сопротивления, а также коэффициент функционирования сооружения в почве.

Монтаж

Особых отличий между вибрационным и ударным вариантом монтажа шпунтовой ограды не наблюдается. Единственным отличием считается наличие особенностей в функционировании навесных типов оборудования. В последовательности и строповке никаких различий нет.

Технология формирования ограды котлована:

• поставка материалов на строительный объект;
• распределение шпунта шпунтовым краном вдоль всего строительного периметра;
• осуществление контурной разметки сваебойным агрегатом;
• строповка и перемещение шпунта на участок, где будет происходить монтаж;
• фиксация наголовника и его установка на место забивки;
• вертикальное и направляющее выравнивание шпунта;
• демонтаж строповки, погружение шпунта на глубину, указанную в проекте.

Выполнение вышеперечисленных действий – это формирование каждого из шпунтов. Работу продолжают до тех пор, пока не образуется замкнутая ограда вдоль периметра котлована. Чтобы решить различные задачи во время монтажа ограждения котлована, используют такое оборудование:

• гидравлическую установку СВУ Titan DTZ;
• систему Sunward ZYJ 120;
• автономную установку СВУ-В-6.

Шпунтовым ограждением называют прочную и долговечную конструкцию, с помощью которой обустраивают котлованы и укрепляют берега около водных источников. Благодаря такому усилению конструкции выдерживают значительные нагрузки, а шпунты не портятся от воздействия влаги, температурных перепадов.

В этом видео вы узнаете, как производится монтаж шпунтового ограждения.

Читайте также:

  
• Спрос на деньги монетаристская модель реферат
  
• Микроэлементозы у животных реферат
  
• Реферат мамонт в первобытном искусстве
  
• Проблемы развития экотуризма реферат
  
• Правила поведения при чрезвычайных ситуациях на корабле реферат