Что такое шпунт Ларсена
Профиль назван по имени инженера, предложившего форму корытного сечения с замками на концах полок. Лист имеет U-образную форму: широкая стенка посередине и две наклонные полки с замками. Соседние листы ставят с поворотом — один «корытом» внутрь, следующий наружу. Замки при этом оказываются на нейтральной оси стенки, и ряд листов работает на изгиб как единая конструкция.
Горячекатаный шпунт в России выпускают по ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай» и по техническим условиям производителей. Помимо горячекатаного существует гнутый (холодногнутый) шпунт — он легче и дешевле, но имеет меньшую жёсткость и менее плотные замки, поэтому для котлованов с большими нагрузками применяется реже.
Характеристики профилей Л4, Л5 и Л5-УМ
Главная расчётная характеристика шпунта — момент сопротивления стенки на погонный метр. Он показывает, какой изгибающий момент может воспринять стенка. Чем больше это значение, тем глубже котлован или больше шаг распорок при той же толщине металла.
| Профиль | Масса 1 м шпунта, кг | Масса 1 м² стенки, кг | Момент сопротивления стенки, см³/м | Момент инерции стенки, см⁴/м |
|---|---|---|---|---|
| Л4 | 74 | 185 | 2200 | 37 837 |
| Л5 | 100 | 238 | 2962 | 50 943 |
| Л5-УМ | 113,8 | 228 | 3555 | 76 430 |
Прокрутите таблицу →
Значения приведены по данным технических условий производителей и могут незначительно отличаться в зависимости от партии и нормативного документа. Для расчёта ограждения используют характеристики из сертификата на конкретную поставку.
Шпунт Л4
Наиболее лёгкий из распространённых профилей. Подходит для неглубоких котлованов, траншей под сети, временных перемычек. Хорошо погружается в песчаные и супесчаные грунты, легче извлекается.
Шпунт Л5
Более мощный профиль с увеличенной толщиной стенки. Применяется в котлованах средней глубины, на берегоукреплении, в конструкциях с большими боковыми нагрузками.
Шпунт Л5-УМ
Усовершенствованный профиль с увеличенной шириной листа и самым высоким моментом сопротивления из трёх. За счёт ширины на квадратный метр стенки уходит меньше металла, чем у Л5, при большей жёсткости. Длина поставки — от 6 до 24 метров. Сталь — С255, С345 и её разновидности, для агрессивных сред используют стали с добавлением меди.
Как выбирают профиль и длину шпунта
Профиль и длину подбирают расчётом, а не по опыту соседнего объекта. На выбор влияют:
- глубина котлована — от неё зависит изгибающий момент в стенке;
- грунты — их прочность, наличие воды, плывунов, включений;
- схема крепления — консольная стенка без распорок, с одним или несколькими ярусами распорок или анкеров;
- нагрузки на бровке — техника, складирование, соседние фундаменты, дорога;
- допустимые деформации — рядом с существующими зданиями требования к перемещениям стенки жёстче.
Длина шпунта складывается из глубины котлована и заделки ниже дна. Заделка обеспечивает устойчивость стенки и защищает от выпора грунта со дна. В водонасыщенных грунтах шпунт стараются завести в водоупорный слой, чтобы вода не поступала в котлован снизу. Обычно длина шпунта заметно больше глубины котлована.
Пример: сколько шпунта нужно на котлован
Возьмём котлован с периметром 200 метров, для которого расчёт дал профиль Л5-УМ длиной 16 метров. Площадь стенки — 200 × 16 = 3 200 м². При массе квадратного метра стенки около 228 кг потребуется примерно 730 тонн шпунта. Ширина одного листа Л5-УМ — около полуметра, значит по периметру встанет порядка 400 листов. К этому добавляют угловые элементы, металл обвязочного пояса и распорок. Такой расчёт помогает оценить объём поставки и логистику ещё до получения точной спецификации из проекта.
Если расчётный момент выше возможностей самого мощного профиля Ларсена, переходят на трубошпунт или на ограждение из буронабивных свай.
Где применяют шпунт Ларсена
Ограждение котлованов. Основная область применения в городском строительстве. Стенка удерживает грунт и частично воду, пока строится подземная часть здания. Подробно технология описана в статье «Шпунтовое ограждение котлована: расчёт, погружение и крепление».
Траншеи под инженерные сети. Для прокладки коллекторов и магистральных трубопроводов на глубине.
Берегоукрепление и причальные стенки. Шпунт защищает берег от размыва, а в постоянных конструкциях используется как основа набережной.
Перемычки. Временные ограждения для работ в воде: строительство опор мостов, водозаборных сооружений.
Подпорные стенки. Удержание перепада рельефа на дорогах и площадках.
Водонепроницаемость шпунтовой стенки
Замки Ларсена достаточно плотные, но полностью воду не держат: через них идёт фильтрация, особенно при большом напоре. Для снижения фильтрации замки перед погружением заполняют специальными герметиками или битумными составами. Если требуется полностью сухой котлован при высоком уровне грунтовых вод и отсутствии водоупора на доступной глубине, рассматривают ограждение из буросекущихся свай.
Погружение и извлечение шпунта
Шпунт погружают вибропогружателем, статическим вдавливанием или забивкой. Возле существующих зданий предпочтительны методы с минимальной вибрацией. В плотных грунтах и при прохождении твёрдых прослоек перед погружением выполняют лидерное бурение: скважина разрыхляет грунт, снижает сопротивление и вибрацию.
После устройства подземной части и обратной засыпки пазух шпунт извлекают тем же вибропогружателем. Если листы не деформированы, их используют повторно. Высокая оборачиваемость — одна из причин, почему шпунт Ларсена выгоден для временных ограждений.
Шпунтовые работы в «ДМ Констракшн»
Компания выполняет шпунтовые ограждения собственной техникой: погружает шпунт Ларсена и трубошпунт вибропогружателями и вдавливанием, выполняет лидерное бурение в плотных грунтах, извлекает шпунт после обратной засыпки. В парке — больше 20 единиц техники, включая вибропогружатели, автокраны грузоподъёмностью 32–50 тонн, буровые установки и экскаваторы. Работаем в Москве, Подмосковье и регионах. Подробнее о направлении — на странице буровых и свайных работ.
