Что такое шпунт, каких он бывает видов и где применяется

Содержание:

1. Виды шпунтовых ограждений
2. Применение шпунта
3. Способы погружения в грунт

 

Шпунт – востребованный строительный материал, виды и применение которого известны не всем. В статье мы разберем различные типы шпунта: мет включая ВДСП, шпунт с ПШС маркировкой и композитный шпунт.

В строительстве шпунт представляет собой отдельные продолговатые элементы ограждения, оснащенные с обеих сторон замками типа «паз-гребень» для простоты соединения. Материал изготовления шпунта выбирается в зависимости от условий эксплуатации и назначения конструкции. Хотя существует множество вариантов, основное требование к шпунту – высокая надежность. Масштабное производство шпунта, особенно стального, обусловлено его многократным использованием, что обеспечивает экономию средств в долгосрочной перспективе по сравнению с другими материалами.

Виды шпунтовых ограждений

Шпунтовые ограждения изготавливаются из различных материалов:

Металлические шпунты: Стальные конструкции, наиболее распространен шпунт Ларсена Л, длиной до 35 м и шириной до 1 м. Для повышения коррозионной стойкости используется сталь с добавлением меди (особенно эффективно в модификации Л5), например, марки СТ3Кп или 16ХГ. Прочность достигает 800 кН/м.

Железобетонные шпунты: Длина до 16 м, отличаются большой массой, что усложняет монтаж. Устанавливаются с помощью забивных или буронабивных свай. Не подлежат повторному использованию.

Деревянные шпунты: Традиционный, но постепенно вытесняемый материал. Из-за низкой долговечности используется реже, чем металл или бетон. Как и железобетонные, не извлекаются из грунта. Лиственница наиболее предпочтительна благодаря высокой прочности и устойчивости к нагрузкам.

Композитные шпунты: Изготовленные из пластика с композитными добавками, они сочетают в себе легкость, простоту монтажа, высокую коррозионную стойкость и относительно низкую стоимость по сравнению с металлическими аналогами. Удобны в транспортировке.

Дополнительные типы:

• ВДСП: Маркировка обозначает влагостойкую древесно-стружечную плиту и не относится к шпунтам для грунта.
• ПШС: Сварные стальные конструкции с петлями для удобства подъема краном.

Применение шпунта

Шпунт находит широкое применение в различных областях строительной индустрии, играя важную роль в обеспечении безопасности и эффективности работ. Его использование особенно актуально при выполнении задач, связанных с земляными работами и гидротехническим строительством. Рассмотрим подробнее:

1. Ограждение котлованов и выемок:

• Составные элементы сборных конструкций: Шпунтовые ограждения представляют собой систему взаимосвязанных элементов, образующих прочную и устойчивую стенку котлована или выемки. Они часто используются при строительстве фундаментов зданий, сооружений различного назначения, подземных коммуникаций и других объектов.
• Предотвращение обвалов грунта: Шпунт предотвращает обрушение стенок котлована, обеспечивая безопасные условия для проведения земляных работ. Это особенно важно в неустойчивых грунтах, подверженных обвалам.
• Снижение фильтрации воды: Герметичность шпунтового ограждения препятствует проникновению грунтовых вод в котлован, что необходимо для предотвращения подтопления и обеспечения стабильности конструкции. Это также уменьшает необходимость в дополнительных мерах по водоотведению.
• Защита соседних сооружений: Шпунтовые ограждения обеспечивают дополнительную защиту расположенных рядом зданий и сооружений от возможных деформаций и повреждений, которые могут возникнуть в результате земляных работ.
• Регламентация нормативной документацией: Проектирование и монтаж шпунтовых ограждений котлованов регламентируется строительными нормами и правилами, которые определяют требования к материалам, конструкции и методам установки в зависимости от типа грунта и глубины котлована.

2. Гидротехническое строительство:

Шпунт незаменим в различных аспектах гидротехнического строительства:

• Строительство набережных и портовых сооружений: Шпунтовые стенки обеспечивают надежную защиту береговой линии от размыва, укрепляют грунт и служат основой для различных причальных и берегоукрепительных конструкций.
• Строительство плотин и дамб: Шпунт используется для создания водонепроницаемых затворов, укрепления фундаментов и защиты конструкций от воздействия воды.
• Создание искусственных водоемов: Шпунтовые ограждения применяются для формирования берегов искусственных водоемов, таких как бассейны, пруды, каналы и т.д., предотвращая размыв и утечку воды.
• Устройство насыпей: В сочетании с другими материалами, шпунт может использоваться для создания устойчивых насыпей, которые служат основой для дорог, железнодорожных путей и других сооружений.
• Строительство шлюзов: Шпунт обеспечивает герметичность и устойчивость шлюзовых камер, защищая их от повреждений и обеспечивая безопасную эксплуатацию.
• Строительство причалов и пристаней: Шпунтовые стенки служат основой для причальных конструкций, обеспечивая их устойчивость и защиту от воздействия воды.

Шпунт применяется гораздо шире, чем кажется: от укрепления тоннельных стен (обеспечивая безопасность подземных сооружений, таких как метро и парковки) и очистных сооружений до ограждения свалок. Он также используется в надземном строительстве для укрепления лестничных ступеней, соединения блоков в опорах и создании надежных соединений (специальные пазы для крепления обеспечивают долговечность конструкции). В особых случаях, например, при строительстве потолков, шпунт с выступом-пазом гарантирует прочное соединение, но монтаж требует высокой квалификации специалистов.

Способы погружения в грунт

Погружение шпунта в грунт – сложный процесс, выбор метода которого зависит от множества факторов, включая тип грунта, глубину погружения, близость к существующим зданиям и коммуникациям, а также экологические требования. Плюс ко всему это требует недешевого оборудования. Но всегда можно воспользоваться, например, услугой аренда вибропогружателя. Существует несколько основных способов погружения:

1. Забивка:

• Сущность метода: Шпунт забивается в грунт с помощью специального оборудования – ударных молотов (паровоздушных, дизельных, гидравлических). Молот наносит мощные удары по головке шпунта, постепенно погружая его в грунт.
• Преимущества: Относительно высокая скорость погружения, относительно невысокая стоимость оборудования (по сравнению с некоторыми другими методами).
• Недостатки: Высокий уровень шума и вибрации, которые могут негативно влиять на окружающую среду и соседние здания. Уплотнение грунта вокруг шпунта может затруднять дальнейшее погружение. Не подходит для рыхлых или сильно заиленных грунтов. Может повредить шпунт при неправильном применении.
• Оборудование: Дизельные молоты, паровоздушные молоты, гидравлические молоты, различные виды наголовников (лепестковые, конические и др.) для оптимизации процесса забивки.
• Подготовка: Необходима предварительная планировка места работ, возможно, усиление головки шпунта защитными элементами, контроль за вертикальностью погружения.

2. Вибрационное погружение:

• Сущность метода: Шпунт погружается в грунт под действием вибрации, создаваемой вибропогружателем. Вибрация разрыхляет грунт, позволяя шпунту легче проникать в землю.
• Преимущества: Снижение уровня шума и вибрации по сравнению с забивкой, более щадящее воздействие на грунт, возможность работы вблизи существующих сооружений.
• Недостатки: Более низкая скорость погружения, чем при забивке, не подходит для очень плотных или скалистых грунтов, может приводить к уплотнению грунта рядом со шпунтом.
• Оборудование: Вибропогружатели различных типов (с низкой или высокой частотой колебаний), возможно использование специальных приспособлений для увеличения эффективности погружения.
• Подготовка: Выбор оптимальной частоты вибрации, контроль за вертикальностью погружения, возможность применения специальных жидкостей для уменьшения трения.

3. Статическое вдавливание:

• Сущность метода: Шпунт вдавливается в грунт с помощью специальной установки, которая создает статическое усилие. Этот метод исключает ударные нагрузки и вибрации.
• Преимущества: Минимальный уровень шума и вибрации, возможность работы в условиях плотной городской застройки, щадящее воздействие на грунт.
• Недостатки: Низкая скорость погружения, высокая стоимость оборудования, не подходит для очень плотных или скалистых грунтов.
• Оборудование: Статические вдавливающие установки, система контроля усилия вдавливания.
• Подготовка: Точный расчет требуемого усилия, контроль за вертикальностью погружения, возможно использование гидроразмыва для снижения сопротивления грунта.

4. Гидроразмыв:

• Сущность метода: Грунт размывается струей воды под высоким давлением, что облегчает погружение шпунта. Часто используется в сочетании со статическим вдавливанием.
• Преимущества: Уменьшение сопротивления грунта, повышение скорости погружения.
• Недостатки: Возможны экологические проблемы, связанные с использованием большого количества воды, не подходит для всех типов грунтов.
• Оборудование: Насосы высокого давления, специальные насадки для создания струи воды.
• Подготовка: Определение оптимального давления воды, контроль за процессом размыва грунта.

Выбор оптимального метода погружения шпунта требует тщательного анализа геологических условий и окружающих условий, а также оценки технических возможностей и экономических факторов. Часто используется комбинированный подход, сочетающий несколько методов для достижения максимальной эффективности и безопасности работ.