Когда выбирают шпунтовое ограждение
Шпунтовая стенка оправдана, если ограждение временное, котлован средней глубины, а грунты позволяют погрузить шпунт без чрезмерных усилий. Её преимущества — скорость устройства, отсутствие мокрых процессов и возможность извлечь и повторно использовать металл.
Для ограждения применяют:
- шпунт Ларсена — горячекатаный профиль корытного сечения, основной вариант для котлованов;
- трубошпунт — стальные трубы с приваренными замками, когда нагрузки выше, чем может воспринять шпунт Ларсена;
- комбинированные стенки — трубы или двутавры, между которыми ставят листы шпунта.
Характеристики профилей мы собрали в справочнике «Шпунт Ларсена: профили, характеристики и где применяется».
Расчёт шпунтового ограждения
Расчёт выполняет проектировщик в составе проекта ограждения котлована. Нормативная база — СП 381.1325800.2018 «Сооружения подземные. Правила проектирования» и СП 22.13330 «Основания зданий и сооружений». Подрядчику важно понимать, от каких данных зависит результат, потому что любое изменение условий на площадке меняет и расчёт.
Исходные данные
Для расчёта нужны отчёт об инженерно-геологических изысканиях, глубина котлована, уровень грунтовых вод, нагрузки на бровке (краны, техника, складирование, соседние фундаменты), расположение подземных сетей и допустимые деформации соседних зданий.
Что проверяет расчёт
- прочность шпунта на изгиб — по моменту сопротивления профиля;
- глубину заделки ниже дна котлована, достаточную для устойчивости стенки;
- устойчивость дна против выпора грунта и прорыва воды;
- усилия в распорках, анкерах и обвязочном поясе;
- горизонтальные перемещения стенки и осадки поверхности за ней.
Схемы крепления
При небольшой глубине стенка может работать консольно, без распорок: её удерживает только заделка в грунт. С увеличением глубины консольная схема требует слишком мощного профиля и большой длины шпунта, поэтому вводят один или несколько ярусов распорок или анкеров. Чем ближе соседние здания, тем меньше допустимые перемещения стенки и тем жёстче должна быть система крепления.
Погружение шпунта
Способ погружения выбирают по грунтам и окружению. От него зависит влияние работ на соседние здания.
Вибропогружение. Вибропогружатель, подвешенный на кран или экскаватор, захватывает лист и вибрацией снижает трение грунта. Самый быстрый и распространённый способ. Современные вибропогружатели с регулируемым моментом эксцентриков запускаются и останавливаются без прохождения резонансных частот, что снижает воздействие на соседние постройки.
Статическое вдавливание. Установка опирается на уже погружённые листы и вдавливает следующий без вибрации и ударов. Применяется вплотную к чувствительным зданиям, сетям и объектам культурного наследия.
Забивка. Дизель-молотом или гидромолотом. В городской застройке используется редко из-за шума и динамического воздействия.
В плотных глинах, песках высокой плотности и при прохождении прослоек выполняют лидерное бурение: по оси шпунтовой стенки бурят скважины, разрыхляя грунт. Это снижает сопротивление погружению и вибрацию, помогает не повредить листы и замки.
Точность погружения
Шпунт погружают по направляющей раме или кондуктору, контролируя вертикальность каждого листа. Отклонение накапливается: если первые листы пошли с наклоном, через десяток метров стенка уйдёт от проектной линии, а замки начнут расходиться. Расхождение замков — главный источник притоков воды в котлован.
Крепление ограждения и разработка котлована
Котлован разрабатывают ярусами. Грунт вынимают до отметки чуть ниже первого яруса крепления, монтируют обвязочный пояс и распорки, затем переходят к следующему ярусу. Разрабатывать котлован сразу на полную глубину, а потом ставить распорки нельзя: стенка получит перемещения, которые расчёт не допускает.
Обвязочный пояс — горизонтальная балка из спаренных двутавров или швеллеров вдоль стенки. Он собирает нагрузку со шпунта и передаёт её на распорки или анкеры.
Распорки — стальные трубы или балки, упирающиеся в противоположную стенку котлована. В широких котлованах применяют подкосы с опорой на фундаментную плиту или временные опоры.
Грунтовые анкеры — тяги, заделанные в грунт за стенкой. Они освобождают котлован от распорок и упрощают работу техники внутри, но требуют места за пределами ограждения и согласования с владельцами соседних участков и сетей.
Мониторинг во время работ
На время разработки котлована и строительства подземной части организуют геотехнический мониторинг: отслеживают горизонтальные смещения стенки, осадки поверхности и соседних зданий, усилия в распорках, уровень грунтовых вод. Если перемещения приближаются к допустимым, работы корректируют до того, как появятся повреждения.
Демонтаж распорок и извлечение шпунта
После того как подземная часть набрала прочность и воспринимает давление грунта, распорки демонтируют в обратном порядке, ярус за ярусом, с одновременной обратной засыпкой пазух. Затем шпунт извлекают вибропогружателем. Пустоты, остающиеся после извлечения, при необходимости заполняют, чтобы исключить осадки поверхности. Извлечённые листы проверяют и отправляют на следующий объект.
Типичные проблемы и как их избежать
- Притоки воды через замки — герметизация замков, контроль вертикальности при погружении, заглубление шпунта в водоупор.
- Недопогружение листов — лидерное бурение, подбор мощности вибропогружателя под грунты.
- Деформации стенки — строгая ярусная разработка, своевременный монтаж распорок, мониторинг.
- Повреждение соседних зданий — выбор способа погружения с минимальной вибрацией, обследование зданий до начала работ.
Когда шпунт не подходит по нагрузкам или по воде, рассматривают другие типы ограждения. Их сравнение — в статье «Ограждение котлована: какие бывают типы и как выбрать под объект».
Шпунтовое ограждение от «ДМ Констракшн»
Компания выполняет полный цикл шпунтовых работ собственной техникой: погружение шпунта Ларсена и трубошпунта вибропогружателями и вдавливанием, лидерное бурение, извлечение шпунта после обратной засыпки. Работаем в плотной застройке Москвы и в регионах. Выезд на объект — от 24 часов при наличии свободной техники, смета — за сутки. Подробнее — на странице буровых и свайных работ, реализованные объекты — в разделе «Проекты».
