Организация и технология выполнения работ по устройству шпунтового ограждения из шпунта ларсен. Вдавливание шпунта Схема на крепление шпунтом ларсена dwg

Шпунт Ларсена используется в промышленном строительстве на протяжении более сотни лет. Компактный профиль с округлыми кромками в форме желоба представляет собой металлическую сваю для укрепления разнообразных строительных конструкций, превышающих ее во много раз. Шпунты надежно соединяются замками, обеспечивая герметичность, а устойчивость к коррозии и прочность делает их незаменимым элементом в строительстве.

Для забивки шпунтов используются различные технологии , такие как:

Выбор конкретной технологии определяется геофизическими особенностями и местоположением стройплощадки.

Технологии забивки шпунтов

Вибрационный и виброударный способы

Шпунтовое ограждение такими способами производят на песчаных и мягких грунтах при помощи вибропогружателей (электромеханических машин вибрационного действия).

Ограждение котлована вибрационными методами забивки наиболее эффективно на водонасыщенных несвязных грунтах. Более универсальный виброударный метод погружения осуществляется при помощи вибромолотов, в зависимости от вида привода они бывают с двигателем внутреннего сгорания, пневматические, электрические, гидравлические.

Вдавливание и вибровдавливание

Установки, воздействующие на сваю массой или одновременно и массой, и вибрацией, обычно состоят из двух механизмов, которые оборудованы опорной плитой, наголовником, направляющей рамой, передающими давление и вдавливающим полиспастом. Плюсом такого способа является легкость монтажа на стройплощадке, а минусом – малая маневренность и, следовательно, низкая производительность.

Более эффективным оказывается метод вибрационного вдавливания шпунтов. Воздействие вибропогружателя и лебедки агрегата приводит к погружению шпунта Ларсена за счет массы вибропогружателя, собственной массы, массы трактора, которая передается на сваю вдавливающим канатом. Одновременно с этим на шпунт воздействует вибрация от низкочастотного погружателя с подрессорной плитой.

Смотрите так же:

Погружение шпунтов завинчиванием

Этот метод наиболее эффективен для создания фундаментов для мачт линий электропередач, он осуществляется при помощи механизмов, оснащенных четырьмя выносными опорами (аутригерами), приводом вращения и наклона, гидросистемой, пультом управления и вспомогательным оборудованием.

Эти машины втягивают винтовую сваю вместе с инвентарной металлической оболочкой внутрь и погружают ее в грунт под заданным углом. Вращение во время погружения комбинируется с осевым усилием.

Технология погружения подмывом

Перед началом погружения грунт взрыхляется и отчасти вымывается струями воды из укрепленных на шпунте трубок. В этом случае у острия сваи уменьшается сопротивление грунта, стальной шпунт размывается водой. При необходимости подмывные трубки располагаются сбоку или по центру, при боковом расположении они могут быть деформированы или заполнены грунтом.

При этой технологии важно контролировать равномерность размыва, чтобы шпунты не отклонялись от проектного положения. Вода в трубки подается под давлением от 0,5 МПа. Эта технология неприменима при угрозе просадки построек, находящихся поблизости.

Нормативные документы

Как и все остальные строительные процессы, забивка шпунтов выполняется в полном соответствии с нормативными документами, в которых описаны основные правила по проведению и приемке работ. Организация процесса погружения шпунтов в обязательном порядке должна быть описана в технологической карте и ППР – проекте на производство работ, который детально изложен в СНиП 3.01.01 - 85 и вспомогательном пособии к этому документу.

Значительное количество справочников, нормативов и законов представлено на портале «Помощь по ГОСТам » (сайт гостхелп ру).

Наиболее востребованными при составлении сметы , проектной документации, ведения журналов являются:

• СНиП 3.02.01 - 87 и СП 45.13 330-2012 «Земляные сооружения, фундаменты и основания»
• СП 50.101-2004 «Проектирование и устройство фундаментов и оснований зданий и сооружений» и другие документы

Необходимо отметить, что производство шпунта Ларсена и шпунтовых ограждений должно выполняться в полном соответствии с ГОСТом Р 53 629-2009 , в котором указаны все стандарты, параметры материалов, оборачиваемость изделия.

В самом начале строительства грунт находится в мягком неуплотненном состоянии. Чтобы при нарушении целостности грунта не пострадали окружающие постройки или ландшафт, котлован упрочняется шпунтовым ограждением. Чаще всего шпунтовое ограждение устанавливается на больших котлованах.

При возведении частного коттеджа или дома необходимость в ограждении котлована возникает нечасто: если на участке сыпучие неустойчивые грунты или строительные работы начинаются в сезон дождей. Тогда в котлован может начать смываться под осадками грунт. Качественное шпунтовое ограждение не просто поможет удержать грунт, но и задержит воду.

Что такое шпунтовое ограждение

Это ряд свай, забитых в грунт и образующих ограждение. Использование таких конструкций позволяет создать безопасную зону для проведения дальнейших работ. Часто шпунтовое ограждение остается в земле для защиты, например, фундамента от воздействия грунтовых вод.

Шпунты вбиваются в землю плотно друг к другу. Благодаря плотности размещения и заливке раствором стыков шпунтовое ограждение становится полностью влагонепроницаемым.

Виды шпунтовых ограждений

Есть несколько технологий для устройства шпунтовых ограждений.

Какой шпунт выбрать?

Выбор свай для шпунтования зависит от будущей нагрузки на ограждение. Поэтому сначала нужно рассчитать нагрузку, а уже потом выбрать подходящие сваи. Затем методом выбора подходящего варианта: по цене, удобству транспортировки выбирается окончательный вариант.

Сваи выбираются по следующим параметрам:

• Долговечность ─ период эксплуатации металлических свай зависит от условий эксплуатации, сваи ПВХ практически вечны.
• Быстрота монтажа — пластиковые сваи гладкие, у них низкий коэффициент трения, поэтому монтаж производится в 2 раза быстрее, чем у других свай.
• Вес — сваи ПВХ не тяжелые, поэтому удешевляется их погрузка/разгрузка и транспортировка.

Как установить шпунтовое ограждение

Для устройства шпунтового ограждения при строительстве на своем участке, можно в аренду взять очень удобные для монтажа шпунты Ларсена. Они легко вгоняются в землю и не менее просто демонтируются. Однако для того, чтобы установить шпунты Ларсена, потребуется спецтехника — вибропогружатель и бригада из 3-4 специально подготовленных профессионалов. По окончанию работ, связанных с укреплением грунтов, шпунтовые сваи извлекаются из грунта.

Вибропогружатель можно заменить ручным вибромолотом. Ручной вибромолот не самое дешевое оборудование, но если в хозяйстве планируется достаточно много работ, связанных с забивкой свай — установка забора, свайный фундамент для хозяйственных построек, укрепление берегов пруда и пр., то его можно и приобрести. В противном случае, как и шпунты Ларсена, можно взять в аренду.

С помощью такого отбойного молотка с ударной головкой шпунты погружаются на нужную глубину. Благодаря значительной силе удара молота сокращается время на монтаж шпунтованного ограждения, пропадает необходимость в тяжелой технике.

Шпунты Ларсена забиваются в грунт последовательно: вторая секция вставляется сверху в паз-замок первой секции. При этом она должна быть развернута на 180 градусов относительно предыдущей, образуя непрерывную конструкцию.

Как установить деревянное шпунтовое ограждение своими руками

Можно приспособить для укрепления стенок котлована на грунте-плывуне необрезную доску толщиной не менее 4 см. Такая опалубка при установке плотно подгоняется друг к другу. Доски скрепляются поперечными брусками. Если во время установки шпунтового деревянного ограждения работам мешает постоянно поступающий мокрый грунт, нужно использовать дренажный насос. После установки шпунтового ограждения, грунт будет оставаться за стенками, а вода стекать вниз на дно котлована.

Для соединения и укрепления досок устанавливают балки и углы. Для обеспечения жесткости ограждения изнутри его укрепляют распорками из бруса 10 см на 10 см. Ширина доски для шпунта должна быть не меньше 15 см. Длина досок зависит от размеров котлована. Нижние заостренные концы шпунта-досок вбивают в грунт на глубину котлована кувалдой.

Несмотря на кажущуюся простоту установки, лучше рыть котлован, выбирать тип шпунтов, монтировать шпунтовые сваи с бригадой квалифицированных профессионалов и спецтехникой.

На начальном этапе строительства грунт находится в своем естественном состоянии - не уплотненном. После увеличения нагрузки на грунт, которое обеспечивается новым сооружением, грунт уплотняется, причем не только под возводимым объектом, но и в его ближайшем окружении. Такие физические процессы грозят близко распложенным постройкам деформацией и нарушением целостности. Для того чтобы предотвратить нежелательные последствия, применяется или "шпунтовая стенка ".

Формируется такое ограждение путем погружения в грунт специальных шпунтовых свай. Шпунтовый ряд, удерживая уплотнение грунта, локализует его в своих границах и полностью устраняет влияние на грунт оснований близлежащих зданий.

Такое ограждение иногда делают временным, но нередко оно используется и постоянно. Например, в том случае, когда шпунтовые ограждения используются в качестве несъемной опалубки при возведении стен подвальных помещений и ленточных фундаментов, а также как водонепроницаемая преграда после понижения уровня грунтовых вод.

Виды шпунтовых сооружений

В зависимости от условий работы, их назначений, размеров котлована и свойств грунта используют различные схемы шпунтовых рядов. Сооружают их из деревянных, металлических и железобетонных . Каждый из видов шпунтового ограждения имеет свои плюсы и минусы.

Шпунты из дерева делают либо составными, сбитыми гвоздями из досок, либо изготовляют из брусков, используя соединение паз-гребень. Деревянные шпунтовые ограждения можно эксплуатировать лишь однократно, так как извлечь их из грунта без повреждений невозможно. Такое однократное использование удорожает строительство. Поэтому наиболее эффективно использование металлических шпунтов.

Металлические шпунты выпускают различных профилей из углеродистой стали - двутавров, труб. Обычно шпунтовое ограждение выполняется из труб диаметром от 219 до 530 мм. Тип шпунта зависит от глубины котлована, чем он глубже, тем больше подбирается момент инерции сечения. Металлические шпунты можно использовать неоднократно, проверяя после извлечения из грунта на соответствие эксплуатационных норм. После устранения дефектов сваи готовы к дальнейшей эксплуатации.

Железобетонные сваи погружают в грунт при помощи молота с большой энергией удара. При погружении вокруг шпунта грунт уплотняется, что является препятствием для погружения соседних свай. Так как железобетонные шпунты надо погружать вплотную друг к другу, процесс отличается повышенной трудоемкостью. Поэтому применяют их только в тех случаях, когда ограждение делают постоянным, используя железобетонные изделия в качестве составной части фундамента. Чаще всего такие ограждения используются при проведении работ по укреплению берегов или возведении мостов.

Монтаж шпунтовых ограждений

Для сооружения шпунтовых ограждений применяется несколько способов погружения шпунтов в грунт. Это погружение свай вдавливанием, ударный способ, вибропогружение и комбинированные способы. Перед погружением необходимо выполнить бурение под шпунты - литерные скважины. Затем уже, в зависимости от различных требований и плотности посадки свай в скважины, выбирается метод погружения.

Погружение шпунта методом завинчивания или вдавливания.

Для этого способа применяются шпунты, выполненные из стальной трубы со спиральной навивкой из арматурной стали. Погружение осуществляется путем вращения и одновременного вдавливания. Большой плюс данного метода - обеспечение сохранности близлежащих зданий и отсутствие необходимости постоянного контроля за ними. Поэтому способ завинчивания рекомендован для районов с плотной городской застройкой.

Погружение шпунта в скважины, наполненные раствором цемента - вибропогружение.

При этом методе вначале осуществляется бурение под шпунты скважин до проектной разметки. Затем под давлением через полые буровые шнеки подается цементный раствор, и одновременно осуществляется подъем шнеков. На следующем этапе в скважину, при помощи вибропогружателей, помещается шпунт. Данный метод хорош при строительстве на песчаных грунтах. Кроме того, он отличается повышенной рентабельностью.

Погружение шпунта ударным методом.

После предварительного , к примеру, шпунтовые сваи забиваются копровыми установками. Этот метод характеризуется высокой производительностью труда. Однако из-за значительных динамических воздействий не рекомендуется применять его в условиях городской плотной застройки.

При «легких» грунтах применяются комбинированные способы, когда сваи, после вибропогружения добивают молотом.

По мере разработки котлована его стенки крепятся так называемой забиркой. В качестве забирки выступает либо металлический лист, либо обрезная доска. В дальнейшем эти материалы могут использоваться как опалубка при бетонировании подземных конструкций. Такая ограждающая конструкция водопроницаемая, поэтому если уровень грунтовых вод выше котлована, следует применить водопонижение.

При высоких современных темпах строительства, плотности застройки и стесненности, сооружение шпунтовых ограждений помогает ускорить процесс строительства и обеспечить безопасность на строительной площадке. Ограждения из шпунта позволяют эффективно решить в непростых условиях строительства технически сложные задачи

В условиях слабых грунтов, склонных к потере устойчивости при приложении динамических воздействий при погружении свай, движении строительной техники, разгрузке строительных материалов и т. п., могут происходить как деформации ограждений котлованов, так и распорных конструкций, проседание и выпор грунта внутрь подземного сооружения, сопровождающиеся просадками грунта и деформациями конструкций фундаментов зданий, прилегающих к разрабатываемому котловану.

В этой связи с учетом схем, представленных на рис. 3.3-3.12, рассмотрим наиболее распространенные технические решения обеспечения устойчивости шпунтовых ограждений.

Рис. 3.3.

a - консольное; б - с горизонтальными креплениями стальными балками; в - с анкерными стенками из шпунта; г - с горизонтальными анкерными плитами; 1 - шпунтовое ограждение; 2 3 4 - анкерная стенка из шпунта; 5 - стальные анкерные тяги; 6 - анкерные плиты, уложенные по грунту

А. Открытый котлован

• 1. Консольные ограждения, в том числе с поясами жесткости из стальных балок различного сечения применяют для котлованов глубиной до 4-5 м с ограничением динамических воздействий при перемещении строительной техники и запретом складирования материалов вблизи ограждения (рис. 3.3, а). При этом в условиях слабых грунтов необходимо обеспечить заглубление шпунта ниже дна котлована не менее 2/3 его глубины. Для обеспечения совместной работы шпунта по верху ограждения обязательно устраивается обвязочная балка из стального проката, в основном двутавров, спаренных швеллеров, или шпунта (рис. 3.3, 2).
• 2. Временные распорные горизонтальные крепления из металлических банок различною сечения (в основном труб диаметром 450-720 мм, двутавров или соединенных сваркой шпунтин) при ширине котлована до 15-20 м (рис. 3.3, б). Для котлованов с большими размерами применяют промежуточные сваи стойки из шпунта или колонных двутавров, а также конструктивные элементы стен здания, выполняемые до разработки грунта при поэтапной откопке котлована по захваткам (рис. 3.4,3). Распорки устраиваются в один или несколько ярусов с определяемых расчетом шагом, который обычно составляет 4-6 м.

Рис. 3.4.

I - шпунтовые ограждения; 2 - распределительный пояс (обвязочная балка); 3 - горизонтальные стальные балки; 4 - промежуточные опоры (сваи-стойки) из шпунта

Рис. 3.5.

а, в - обвязочными балками из двутавра; б -узел крепления анкерного стержня к обвязочной балке из швеллеров; в - обвязочные балки из двух двутавров; д,е -обвязочные балки из двух и одной шпунтины соответственно; / - шпунт; 2 - двутавр; 3 - стальная шпилька; 4 - стальная труба или деревянный брус; 5 - швеллер; б - стальная поддерживающая косынка; 7 - анкерный стрежень; 8 - упорная стальная пластина; 9 - стальная шайба; 10 - гайка; 11 - фиксирующий стальной клин

Конструктивные решения устройства крепления шпунтовых ограждений котлованов шириной до 10-15 м представлены на рис. 3.5, а, для котлованов шириной до 20-30 м на рис. 3.6 .

3. Для снижения металлоемкости в качестве распорных систем крепления шпунтовых ограждений можно использовать инвентарные стальные рамные элементы с заменяемыми концевыми частями

Рис. 3.6.

(рис. 3.7, а). В крайние стержни, примыкающие к шпунту, включают домкраты, позволяющие рейдировать перемещения ограждения котлована и контролировать усилия в распорках.

Рис. 3.7.

а - стальными инвентарными рамами с домкратами; б - железобетонными фермами; I - шпунт; 2 - обвязочные балки; 3 - стальные инвентарные рамные элементы;

4 - домкраты; 5 - железобетонные фермы (промежуточные опоры условно не показаны)

Рамные конструкции в некоторых случаях изготавливают из горизонтальных железобетонных ферм, имеющих промежуточные стойки

• (см. рис. 3.7). После разработки котлована такие конструкции могут быть включены в состав ребристых перекрытий подземных этажей сооружения. На фермах, перекрывающих котлованы больших пролетов, можно располагать строительное и технологическое оборудование, а также скла- дировагь материалы в процессе возведения подземной части здания.
• 4. Крепление ограждения к вертикальным анкерным стенкам или горизонтальным плитам стальными тягами на расстоянии не менее величины S = Н к tg(45° - Н к - глубина котлована, в, г). Такое конструктивное решение ограждения требует дополнительных площадей за границами котлована. Оно не обеспечивает горизонтальной устойчивости ниже дна котлована. Узел крепления анкерной тяги к ограждению показан на рис. 3.5, б. Анкерные стенки могут также устраиваться из групп шпун- тин (2-3 гит.), погружаемых через 2-5 м вдоль контура ограждения. Анкерные тяги выполняют из арматурных стержней, что позволяет регулировать их натяжение в зависимости от горизонтальных перемещений шпунтового ограждения. При глубине котлована свыше 6 м анкерные тяги устраивают в траншеях с заложением на 2-3 м ниже уровня поверхности земли.
• 5. «Островной» способ с грунтовыми бермами и подкосными креплениями из стальных балок или ферм, упираемых в участки фундаментной плиты или во временные сваи-колонны из шпунта или двутавров, погружаемых в дно котлована (рис. 3.8, a-е). Котлован разрабатывают по этапам: сначала грунт откапывают на полную глубину, за исключением зон (грунтовых призм или берм), прилегающих к шпунтовому ограждению, затем устраивают угловые горизонтальные распорки из труб, в котловане выполняют участки фундаментных плит, в которые упирают подкосиые крепления, на втором этапе выполняют окончательную доработку котлована и возводят подземные конструкции здания. Крепление шпунтового ограждения при необходимом расчет ном обосновании возможно выполнять опиранием горизонтальных распорок в конструкции строящегося здания (перекрытия или стены) (рис. 3.8, в). Распорные конструкции последовательно демонтируют по мере возведения конструкций здания и обратной засыпки котлована.
• 6. Крепление шпунтовых ограждений грунтовыми инъекционными анкерами, заглубляемыми в плотные грунты за пределы зон активного давления грунта на ограждения и воспринимающими выдергивающие усилия (рис. 3.8, г). Величина усилий, воспринимаемых одиноч-

ным анкером для глинистых грунтов находится в диапазоне от 0,1 до 0,5 мН. Анкеры устраивают по периметру котлована с шагом 0,8-3,0 м с углом наклона горизонтали до 30-60°. Анкерные тяги устраивают из буровых труб, арматурных стрежней, канатов или труб, которые используются при бурении и промывке скважины цементным, глинистым или полимерным раствором. Для крепления со шпунтовой стеной в ней устраивают отверстия, а анкерные тяги крепят на стальной обвязочной балке из швеллера или двутавра. В условиях слабых грунтов такое решение имеет ограниченное применение, так как требует заглубления на значительные по величине глубины (свыше 25-30 м), а при устройстве анкеров под существующими инженерными коммуникациями, дорогами или зданиями в конструкциях последних могут возникать дополнительные деформации из-за изменения напряженно-деформированного состояния грунта вследствие его взаимодействия с заделкой анкера. Такое конструктивное решение, несмотря на повышенные требования к качеству работ и квалификации подрядчика, большую стоимость и трудозатраты, эффективно для котлованов больших объемов, когда нет возможности использовать распорные конструкции, устанавливаемые внутри котлована.

7. Укрепление грунта по всей глубине шпунта, а также создание грунтоцементных диафрагм по всей площади ниже заложения котлована по технологии струйной цементации (рис. 3.8, д). Для создания сплошных диафрагм толщиной до 1500 мм грунтоцементные сваи устраивают но сетке 600х 520 мм, проектная прочность материала грунтоцемен- та принимается порядка 1,0 МПа, а модуль деформации 400 МПа . Расход материалов на 1 м бурения составляет: воды 200-350 л, цемента 300-650 кг; комплексных добавок 7-12 кг.

Рис. 3.8.

а, б, в - с грунтовыми бермами и подкосами в фундаментную плиту; г -с грунтовыми анкерами; д - с грунтоцементными диафрагмами, выполненными по струйной технологии; 1 - шпунтовое ограждение; 2 - распределительный пояс (обвязочная балка); 3 - временная, грунтовая берма; 4 - стальной подкос или ферма; 5 - фундаментная плита или сваи; 6 - временная анкерная стенка (сплошная или прерывистая); 7 - несущие конструкции подземного этажа; 8 - горизонтальные стальные балки; 9 - грунтовый анкер;

10,11 -вертикальный и горизонтальный грунтоцементный массив

Б. Закрытый котлован, в котором шпунтовые ограждения постоянные конструкции, воспринимающие нагрузки от конструкций здания

I. Крепление ограждения с помощью горизонтальных дисков перекрытий, бетонируемых по технологии «сверху - вниз» (top-down). При такой технологии шпунтовые ограждения могут комбинироваться с траншейными бетонными стенами в грунте. Разработка грунта ведется через технологические проемы в поэтапно устраиваемых перекрытиях, бетонируемых непосредственно по опалубке, уложенной на грунт. Дня опор перекрытий используют постоянные сваи - колонны, устраиваемые до выполнения основного контура ограждения котлована.

Дтя повышения производительности при извлечении грунта и бетонирования перекрытий применяют так называемый « полузакрытый » способ (semi top-down), когда по контуру шпунтового ограждения устраивают консольные участки перекрытий шириной 3-6 м и большими проемами в центре, которые бетонируют после полного извлечения грунта и устройства гидроизоляции нижнего уровня (рис. 3.9, а). Перекрытия по периметру котлована выполняются способом «сверху вниз», а в центральной части после извлечения грунт а по классической схеме - «снизу вверх». Крепление ограждения котлована происходит за счет пространственной работы участков перекрытий по периметру.

При такой схеме возможны два варианта выполнения работ .

Вариант 1. Устройство участков дисков перекрытий по периметру осуществляется в процессе поэтапной экскавации грунта из котлована в следующей последовательности (рис. 3.10):

• погружение шпунта по периметру сооружения (рис. 3.10, а);
• погружение свай-колони (рис. 3.10, б);
• бетонирование плиты перекрытия первого подземного этажа по грунту;
• в пределах контура плиты устраивают технологические проемы через которые будет извлекаться грунт и спускаться необходимое оборудование и рабочие (рис. 3.10, в);
• извлечение на поверхность грунта в пределах первого подземного этажа и устройство нижележащего монолитного перекрытия с технологическими отверстиями (рис. 3.10, г);
• указанные операции последовательного извлечения грунта и уст ройства монолитных перекрытий повторяют до достижения уров-

Рис. 3.9. Способы устройства подземных конструкций по технологии «сверху - вниз»: a - полузакрытый способ; б - с инвентарными стальными фермами; 1 - шпунт; 2 - монолитное перекрытие; 3 - промежуточные сваи-колонны; 4 - технологическое отверстие для извлечения грунта; 5 - инвентарные фермы

ия последнего подземного этажа е устройством монолитной плиты по грунту с горизонтальной гидроизоляцией (рис. 3.10, д). На последнем этапе с последнего подземного уровня извлекают землеройную технику и опалубку через технологические отверстия, которые затем бетонируют.

Вариант 2. Сохранение грунтовых берм, препятствующих перемещениям шпунтового ограждения до устройства перекрытий. Работы ведутся в следующей последовательности (рис. 3.11):

• погружают шпунт по периметру сооружения (рис. 3.11, о);
• с уровня дневной поверхности грунта выполняют крайние сваи-колонны (рис. 3.11,5) для дальнейшего опирания перекрытий по периметру шпунтового ограждения (рис. 3.11, б);
• разрабатывают котлован на проектную отметку с сохранением грунтовых берм по периметру ограждения (рис. 3.11, 7). С уровня дна котлована выполняют сваи (рис. 3.11,9), по которым устраивают гидроизоляцию и фундаментную плиту центральной части здания (рис. 3.10, в);
• возводят конструкции каркаса центральной части здания. Параллельно на уровне дневной поверхности грунта бетонируют участки перекрытий по периметру шпунтового ограждения. Для извлечения грунта оставляют технологические отверстия (рис. 3.11, 7);
• на участках, примыкающих к шпунту, через технологические отверстия извлекают грунт в пределах первого подземного этажа. Устраивают монолитное перекрытие, которое также соединяю! с конструкцией каркаса центральной части здание (рис. 3.11,6);

Указанные операции последовательного извлечения грунта и устройства участков монолитных перекрытий повторяют до достижения уровня последнего подземного этажа, с устройством монолитной плиты. На последнем этапе с последнего подземного уровня извлекают землеройную технику и опалубку через технологические отверстия, которые затем бетонируют (рис. 3.11, е).

Рис. 3.10. Этапы технологии устройства подземных конструкций по технологии «сверху - вниз» с несущими ограждающими конструкциями из шпунта: а д - этапы устройства подземных конструкций; 1 шпунт; 2 - стреловой кран; 3 - вибрационный погружатель; 4 - промежуточные сваи-колонны; 3 - буровая установка; б - грейфер; 7-технологическое отверстие для извлечения грунта; 8 - монолитное перекрытие; 9 - экскаватор; 10 - опорные столики; 11 -автобетоносмеситель; 12 - автобетононасос; 13 - надземные несущие конструкции; 14 - монолитная плита с горизонтальной гидроизоляцией, устраиваемые по грунту основания 69

Рис. 3.11.

/ - шпунт; 2 - стреловой кран; 3 - вибратор; 4 - буровая установка; 5 - сваи-колонны по периметру ограждения; 6 - грейфер; 7 - грунтовые бермы; 8 - фундаментная плита центральной части здания; 9 - буронабивные сваи, устраиваемые со дна котлована; 10 - монолитные перекрытия по периметру шпунтового ограждения; // - технологическое отверстие для извлечения грунта; 12 - монолитные перекрытия центральной части здания;

13,14 - бетононасос и автобеносмеситель, соответсвенно; 15 - экскаватор

Существуют решения, разработанные МИИОСП им. Герсеванова, при которых в верхнем ярусе котлована монтируют инвентарные металлические конструкции ферм (см. рис. 3.9, 5). Фермы опирают на шпунтовое ограждение, а бетонируемые поэтапно по мере разработки грунта подземные перекрытия подвешивают к конструкциям ферм . После бетонирования элементов каркаса здания временные конструкции подвески и ферм демонтируют.

Способ позволяет минимизировать влияние строительных процессов и разработки грунта подземного объема на напряженно-деформированное состояние фунтового массива и конструкции, расположенных рядом зданий и сооружений. Вместе с тем эта технология является наиболее затратной и требуют высокой квалификации со стороны специализированной строительной организации.

Состав машин, позволяющий реализовать указанные технологии комплексно-механизированным способом, представлен в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Перечень машин и оборудования, применяемых при технологии устройства подземных конструкций по технологии «сверху - вниз» с несущими ограждающими конструкциями из шпунта

Технологический этап	Применяемое оборудование
Погружение шпунта	Вибрационный погружатель на кране, буровой установке или экскаваторе
Устройство промежуточных свай-колонн	Буровая установка, пневмоколесный кран, бетононасос, автобеновоз
Устройство монолитных перекрытий	Пневмоколесный кран, сварочный агрегат, бетононасос, автобетоновоз
Извлечение грунта из- под перекрытий	Мини-экскаватор на пневмоколесном ходу, грейфер на кране. Возможно извлечение грунта на поверхность через технологические отверстия по ленточным транспортерам, устанавливаемым на перекрытиях подземных этажей

Возможные конструктивные решения крепления монолитных перекрытий к шпунтовому офаждения показаны на рис. 3.12 .

На основании представленных технологических схем с учетом анализа опыта работ в сложных грунтовых условиях по устройству шпунтовых офаждений и их креплений авторами выполнен расчет технологичное™ нескольких вариантов крепления офаждений условного КОТлована глубиной 6 м с размерами в плане 40x30 м. Длина шпунта 18 м. Рассматривались следующие технологические варианты:

• вариант 1 - устройство временных распорных горизонтальных балок из стальных труб диаметром 630 мм, монтируемых с шагом 6 м, с промежуточным опиранием на сваи-стойки из шпунта; по периметру ограждения для всех вариантов устраивается обвязочный пояс из стального двутавра высотой 400 мм;
• вариант II - «островной» способ с грунтовыми бермами и подкосными креплениями из стальных труб длиной 12 м диаметром 426 мм, устанавливаемыми с шагом 6 м и закрепляемыми к участкам фундаментной плиты в котловане;
• вариант III - крепление шпунтовых ограждений грунтовыми инъекционными анкерами из штанг диаметром 73 мм длиной 30 м, выполняемыми в один ряд с шагом 2 м; анкера предусмотрены по технологии Титан (Ishebeck GMBH) ;
• вариант IV - крепление ограждения стальными тягами к прерывной анкерной стене из шпунта (по три шпунтины марки 4Z-36-700 Арселор на сваю) длиной 9,5 м. Тяги диаметром 75 мм, длиной 15 м укладываются с шагом 5 м в траншеи глубиной 2,0 м;

Рис. 3.12.

a - на стальных опорных столиках; б, в - на монолитных железобетонных поясах; 1 - шпунт; 2 - балка или плита перекрытия, 3 - горизонтальная стальная балка, 4 - опорный столик, привариваемый к шпунту, 5-монолитный

железобетонный пояс

вариант V - цементация грунта по всей глубине погружения шпунта, а также создание грунтоцементных диафрагм мощностью 2 м под дном котлована с шагом 600х 520 мм (вплотную к шпунтовому ограждению с шагом 500x440 мм).

Показатели стоимости были приняты на основании территориальных действующих единичных расценок и данных поставщиков строительных материалов. Сроки работ рассчитывались по нормам ЕНиР с учетом производительности современного оборудования. Критерии технологичности рассчитывались по формулам (2.1)-(2.3).

Дифференциальные (простые) критерии технологичности устройства креплений шпунтовых ограждений представлены в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Простые критерии технологичности устройства укреплений шпунтовых ограждений

Варианты		Простые критерии технологичности х.
		Стоимость, тыс. р.	Металлоемкость, т	Стоимость материалов, тыс. р.	Трудозатраты,	Коэффициент увеличения площади	Продолжительность, дн
	С горизонтальными распорками
	С грунтовыми бермами
	Грунтовыми анкерами
	С анкерной стеной
	Струйной цементацией

Примечание : в таблице выделены наилучшие значения по рассматриваемому показателю технологичности; коэффициент увеличения площади рассчитывался как отношение площади занимаемой конструкциями ограждения к площади котлована; при расчете производительности для варианта 3 учитывались работы по разработке котлована и устройству участков фундаментной плиты.

Результаты приведения простых критериев х в безразмерные величины приведены в табл. 3.6

Таблица 3.6

Простые критерии в безразмерном виде

Варианты		Простые критерии в безразмерном виде: т„ = х„ /хГ % , т„ = хГ/х«
		Стоимость	Металлоемкость	Стоимость материалов	Трудозатраты	Увеличение	Продолжительность
	С горизонтальными распорками
	С грунтовыми бермами
	Г рунтовыми анкерами
	С анкерной стеной
	Струйной цементацией

Для расчета обобщенных и интегральных критериев технологичности коэффициенты весомости /-х, /^.определялись в зависимости от значимости каждого критерия по методике Гмошинского В. Г., принятой в инженерном прогнозировании .

Например, для опытного котлована при строительстве второй сцены Мариинского театра с раскреплением шпунтового ограждения стальными труба величина/^ составила 1,3 %, что потребовало дополнительного усиления шпунтового ограждения в виде закрепления грунтов методами струйной цементации .

Следует отметить, что при устройстве шпунтовых ограждений котлованов, устраиваемых вблизи исторической застройки в слабых грунтах, величин}" эквивалентной жесткости следует принимать^

С учетом вышеизложенного в табл. 3.10 представлен современный опыт устройства шпунтовых ограждений котлованов глубиной свыше 6 м в Санкт-Петербурге, показывающий, что применение специальных, преимущественно вибрационных, технологий погружения шпунта в комплексе с дополнительными мероприятиями по устройству разнообразных удерживающих систем, обеспечивает надлежащее качество и устойчивость ограждений котлованов.

Выбор технолог ических параметров устройства ш пунтовых ограждений и систем обеспечения их устойчивости в условиях слабых динамически неустойчивых грунтов является важной технической задачей, требующей в первую очередь грамотного расчетного обоснования на основании современных методик и программных комплексов. Основные принципы и методики расчета шпунтовых ог раждений рассмотре- ны в следующем разделе.

Примеры устройства шпунтовых ог раждений котлованов в Санкт-Петербурге

Таблица 3.10

		Технология погружения
ТРК Галерея, Литовский пр.		Вибрационная		Грунтовые анкера и грунтовые бермы и подкосы, опертые на фундаментную плиту
ТЦ Стокман, Невский пр.				Г рунтоцементная диафрагма на глубине 17-20 м. Стена в грунте, перекрытия, устраиваемые по технологии «сверху-вниз»
Административное здание банка, Малоохтинский пр.
Вторая сцена Мариинского театра, Крюков канал				Перекрытия по технологии «сверху-вниз», струйная технология
Гостиничный комплекс Парк Инн, Гончарная ул.				Стена в грунте. Горизонтальные распорные балки
Офисный центр, Почтамтская ул.				Грунтоцементная i диафрагма на глубине 7-10 м. Горизонтальные распорные балки
Реконструкция здания под гостиничный комплекс, наб. р. Мойки, д. 73, 75, 77, 79		Вдавливание		Перекрытия по технологии «сверху-вниз»
Жилой дом, Депутатская ул., д. 34А		Вибрационная		Грунтовые бермы и горизонтальные распорные балки

Окончание табл. 3.10

		Технология погружения		Технология устройства крепления шпунтового ограждения
Офисный центр, Невская ратуша, Дегтярный нер.		Вибрационная		Грунтовые анкера длиной 30 м
Жилой комплекс, пр. Медиков, д. 10				Горизонтальные распорные балки
Жилой дом, Рыбацкий пр.,			12-20	Г рунтовые бермы и подкосы, опертые на фундаментную плиту
Жилой дом, ул. Победы у дома 18 ГГ по Московскому пр.		Вдавливание Вибрационная		Г оризонтальные распорные балки в два яруса на промежуточных колоннах
Жилой дом, ул. Смольного, д. 4, корп. Б-2, Б-5, Б-6		Вибрационная		Горизонтальные распорные балки на промежуточных колоннах
Автомобильный завод «Магна» в пос. Шушары, Московское ш.				Горизонтальные распорные балки

Примечание : //.. L - глубина котлована и длина шпунта соответственно.

Производственное предприятие «Арктик Гидро Строй» специализирующееся на свайных работах, выполнит шпунтовое ограждение котлована в Москве и центральных областях РФ.

В процессе строительства на «целине» увеличивается . Он деформируется, может «поплыть». Это приводит к повреждениям и даже иногда к полному разрушению построек, находящихся рядом.

Поэтому в черте города или в застроенной зоне при возведении новых объектов осуществляется ограждение котлованов шпунтом.

В соответствии с 3.02.01 СНиП («Земляные сооружения») шпунтовые ограждения должны устанавливаться во всех котлованах от двух метров глубиной.

Ограждение также упрощает работу на самом объекте: предотвращает осыпание грунта и обвал стенок котлована.

Почему нам доверяют?

• Гарантируем строго индивидуальный подход. Работаем более 10 лет.
• Предложим наиболее подходящее для вас решение. Более 200 реализованных проектов
• У нас адекватные цены на все виды работ. Вы будете знать, на что тратите деньги.
• Бесплатный расчёт стоимости и проектирование шпунтового ограждения .
• Все работы выполняются нашими сотрудниками. У нас есть допуск СРО .
• Имеем все необходимое оборудование для проведения работ. Свой парк необходимой техники .
• Гарантируем высокое качество используемых материалов.

Опытные специалисты компании «АрктикГидроСтрой» качественно возведут шпунтовые ограждения любого уровня сложности! В короткий срок и по приемлемой стоимости.

Что такое ограждение котлована шпунтом?

Шпунтовое ограждение котлована (или « ») – это стенка, несущая часть которой – погруженные в землю шпунтовые сваи. Она уплотняет грунт, локализует участок ожидающихся деформаций, ограничивает их воздействие на соседние постройки.

Шпунтовые ограждения котлованов могут быть временными и постоянными – во втором случае они выполняют функцию несъемной опалубки для стен подвалов, фундаментов, цоколей. Используются в качестве для грунтовых вод.

Возможные способы применения:

• укрепление бортов котлованов под фундаменты, предотвращение осыпания стенок;
• ограничение строительной площадки;
• монтаж гидротехнических объектов – плотин, набережных, дамб, мостов и др.;
• усиление фундаментов;
• создание герметичных резервуаров для промышленных отходов;
• ограждение свалок;
• укрепление железнодорожных путей;
• защита подземных коммуникаций от грунтовых вод и т.д.

К сведению

Глубина котлована, при которой необходимо шпунтованное ограждение, зависит от состава грунта:

• песок – от 1 м;
• супеси – от 1,25;
• глина, суглинок – от 1,5;
• плотный грунт – от 2 м.

Виды свай для шпунтового ограждения котлованов

В процессе устройства шпунтового ограждения котлована применяются сваи:

• деревянные;
• железобетонные;

Деревянные сколачивают из досок толщиной от 4 сантиметров или соединяют из брусков пазогребневым способом. Применяются при глубине погружения в пределах трех метров. Это одноразовый вариант, поскольку деревянные сваи невозможно демонтировать без повреждений.

Сложнее всего погружать сваи из железобетона. Из-за энергоемкости процесса этот вид используется только в качестве постоянного ограждения, впоследствии ж/б сваи входят в состав фундамента. Изготавливаются квадратного сечения.

Металлические можно использовать многократно (до 20 циклов). Их изготавливают из профильного металлопроката, труб, двутавров.

Шпунт Ларсена выглядит в профиль как русская Л с закругленными нижними краями (пазогребневыми замками).

Использование трубчатых шпунтов предпочтительно на нестабильных грунтах, для которых характерны горизонтальные подвижки. В таких ситуациях устойчивости шпунта Ларсена может не хватать.

Прочность и устойчивость труб выше за счет большого сечения и толщины стенки. Как и шпунты Ларсена, трубчатые оснащаются пазогребневым замками на боковых стенках и могут соединяться в единую конструкцию.

Монтаж выполняется с помощью стальных поворотных элементов (они позволяют выполнить стенку с нужной пространственной конфигурацией).

Технология шпунтового ограждения котлованов

Техники погружения шпунтов:

• ударный метод;
• комбинации из первых трех.

Вдавливание

Вдавливание – способ, самый безопасный для расположенных рядом построек: постоянный контроль их состояния в процессе работ не требуется. Применяется в плотно застроенных районах, в т.ч. на рыхлых и заболоченных почвах.

Недостаток метода – громоздкое оборудование, которое транспортируется в демонтированном виде и собирается уже на месте.

Вибропогружение

Вибропогружение – достаточно универсальный способ.

Наше вибропогружное борудование справляется практически со всеми видами шпунтов: трубы любого диаметра, двутавровые балки, шпунты Ларсена.

На песчаном водонасыщенном грунте вибрационный метод часто единственно возможный.

Но к числу самых дешевых эта технология не относится из-за использования дорогостоящей техники.

Забивка

Осуществляется молотом (навесное оборудование для копровой установки), на плотных грунтах – в предварительно выполненные лидерные скважины. Ограничения для использования ударного метода – работы в районах уплотненной застройки.

При использовании шпунтового ограждения котлована цена самая демократичная.

К сведению

На, так называемых, легких грунтах могут использоваться комбинации вышеописанных способов. Например, изначально свая погружается виброметодом, а до нужной глубинной отметки добивается молотом.

Расчет шпунтового ограждения котлована

В процессе рытья котлована равновесие сил взаимодействия в грунте нарушается: при выемке грунта увеличивается давление на ограждение со стороны стенок. Чтобы стенки не разрушались, ограждение должно обладать определенными расчетными характеристиками. Устойчивость зависит от величин сил воздействия, размеров шпунта, глубины погружения, способа ограждения.

Расчет может выполняться графоаналитическим методом и числовым (по формуле). Для этого существуют специальные программы. Необходимая техническая информация (нормативы погружения, поправочные коэффициенты и др.) приведена в 3.02.01-87 СНИП.

В формуле учитываются особенности работы:

• глубина котлована;
• опрокидывающее давление грунта;
• противодействие крутящему моменту;
• давление грунта по вертикали.

Формула расчета прочности в общем виде – М1 < m/γ * M2, где

М1 – момент силы опрокидывания;

M2 – противодействие опрокидыванию;

m – коэффициент условий работы (из таблиц СНиП, для слабых грунтов – 0,7);

γ – коэффициент надежности (СНиП: 1,1 для сухого грунта, 1,2 – при высоких грунтовых водах).

Расчет выполняется по нижней точке шпунта, поскольку при давлении он будет поворачиваться (опрокидываться) относительно этой точки.

Особенности устройства ограждения

В процессе обустройства котлована его стенки крепят . Последняя состоит из металлических листов либо из обрезных досок. Впоследствии материалы забирки можно использовать в качестве опалубки при заливке подземных конструкций. Забирка водопроницаема, поэтому при высоких грунтовых водах применяется водопонижение. Для создания водонепроницаемой забирки используются шпунты Ларсена. Соединенные между собой пазогребневыми замками, они образуют цельную герметичную стенку.

Часто перед началом возведения стенки применяется . Оно снижает ударную нагрузку, необходимую для заглубления шпунта на расчетную глубину, уменьшает тем самым деформации грунта и риск разрушения других сооружений из-за ударной вибрации.

Используется в следующих случаях:

• на грунтах с высокой плотностью, если существует риск разрушения свай из-за повышенных ударных/вибрационных нагрузок при погружении;
• если в разрезе грунта есть песчаные слои большой толщины (от 2,5 метра), которые могут спровоцировать смещение грунта;
• для снижения вибрационных и ударных нагрузок, чтобы минимизировать риск для расположенных поблизости построек;
• если без предварительного бурения невозможно погрузить сваи до проектной отметки.

Технология распределительного пояса при ограждении котлована

(иначе обвязка) применяется для укрепления установленной стенки. Функция обвязки – равномерное распределение нагрузок между соседними сваями. Она выполняется из швеллеров или металлических балок. Устанавливается горизонтально на глубине не больше двух метров от поверхности.

Система с анкерным креплением может быть опущена до середины глубины котлована. В случае большой глубины поясов может быть несколько на разных уровнях.

Кроме распредпоясов для ограждения конструкции используются распорки и подкосы.

Распорки располагаются горизонтально с шагом около 5 метров, распирают противоположные стенки ограждения. Их должно быть не менее четырех (в углах котлована). Подкосы устанавливают наклонно, с опорой на плиту фундамента. В отсутствие фундаментной плиты монтаж упоров может осуществляться на сваи.

В процессе укрепления стенки первой монтируют обвязку, остальное позже.

Стоимость Шпунтового ограждения котлованов

Заказать шпунтованное ограждение котлована по низким ценам можно в нашей компании «Арктик Гидро Строй».

Конечная сумма заказа зависит::

• от числа свай, объема работы;
• удаленности объекта;
• сложности рельефа и условий работы.

В зависимости от ваших производственных нужд и особенностей объекта мы подберем копровую установку необходимой мощности, на колесном или гусеничном шасси. Предоставляем услуги строительным фирмам и частным застройщикам, погружаем сваи в любом количестве в рекордно быстрые сроки.

Шпунтовое ограждение котлована в Шереметево, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Шпунтовое ограждение в г. Москва, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Шпунтовое ограждение котлована из шпунта Ларсена с распорами, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Вдавливание шпунта, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Вибропогружение трубы и шпунтовых свай при строительстве временнного моста, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»