Шпунт ларсена способы монтажа

Перед началом работ производится обследование местности: в частности, изучается состояние грунта, и осматриваются все здания, находящиеся на расстоянии 20 м и менее от места погружения свай. Монтаж шпунта производится с особой осторожностью, если в районе предстоящих работ есть ветхие сооружения. При этом в ходе установки свай осуществляется постоянный мониторинг строений: фиксируется появление дефектов в виде трещин. Также под контролем находится возможное перемещение грунта. Монтаж шпунта осуществляется одним из нижеописанных способов.

Что такое шпунт Ларсена и для чего он нужен читайте здесь: Шпунт Ларсена – зачем он нужен?

Основные способы установки шпунта Ларсена

Вибропогружение – использование этой технологии подразумевает применение специального оборудования. Именно оно формирует нужную частоту погружения сваи, а также задает направление амплитуды. Все работы выполняются посредством вибропогружателя – специального механизма, в состав которого входят электродвигатель, возбудитель и наголовник. Последний оснащается механическим либо гидравлическим захватом, что гарантирует надежное соединение шпунта с оборудованием. Существует несколько разновидностей вибропогружателей.
- Низкочастотные – данная модель специально разработана для монтажа шпунта Ларсена в однородные неплотные грунты. Этот вибропогружатель характеризуется крупными габаритами, большой массой, малой частотой колебаний (обычно не более 9,17 Гц) и приличной центробежной силой. Динамическое усилие агрегата достигает 1700 кН.
- Среднечастотные – большинство вибропогружателей, представленных сегодня на рынке, относятся именно к этому типу. Рабочая частота таких агрегатов составляет 10-30 Гц, наибольшее динамическое усилие – 270 кН. Это оборудование хорошо подходит для погружения не только шпунта, но и труб.
- Высокочастотные – это агрегаты, относящиеся к новому поколению оборудования. Их рабочая частота превышает 30 Гц. В конструкцию этой техники входят двух- или четырехвальный вибровозбудитель (здесь тип элемента связан с количеством электродвигателей), гидравлический наголовник и гаситель динамических нагрузок. Данные системы могут работать самостоятельно или со стреловым краном, способным поднять до 25 т груза.Также можно отметить безрезонансный высокочастотный метод погружения (его иногда называют щадящим). Он активно используется в местах плотной застройки: например, в центре города или в непосредственной близости к жилым домам.
Забивание – это наиболее быстрая и недорогая технология погружения шпунта Ларсена. Процесс осуществляется посредством гидравлического либо дизельного молота. Перед началом работ также обследуется грунт. Если геологические условия тяжелые, то проводится предварительное бурение т. н. лидерной скважины. Стоит заметить, что ее наличие делает процесс забивки практически бесшумным. Далее в металлической свае проделывают отверстие для того, чтобы ее зацепить крюком и зафиксировать в наголовнике с лепестковым захватом, который надевается на молот. Забивку необходимо проводить осторожно: даже небольшая ошибка может вырвать шпунт из замка, что уже не исправить. Данный метод погружения не рекомендуется применять на обводненном песке, т. к. он затягивает скважину.
Вдавливание – самый тихий метод, зачастую используемый при погружении свай в густонаселенных спальных микрорайонах. Однако у технологии есть и минусы. В первую очередь это громоздкость оборудования, что требует специальной подготовки стройплощадки. Большая масса агрегата вызывает сложности с его транспортировкой. Достаточно сказать, что для перевозки оборудования в разобранном виде понадобится 5-6 грузовиков, при этом демонтированная платформа весит 60-80 т (т. е. является негабаритным грузом). Поэтому стоимость транспортировки иногда соизмерима с оплатой самой работы, что особенно важно при заказе небольшого объема работ. Также нужен соответствующий мощный источник энергии: 380 вольт на 50 кВт.Тем не менее, статическое вдавливание применяется, и не так уж редко. Это связано с тем, что данная технология исключает вибрацию, лишний шум, а также чрезмерное динамическое воздействие на грунт. Есть и другие плюсы, среди которых можно отметить отсутствие повреждений на свае, что характерно, например, для метода забивки (остаются следы от молота). И еще: вдавливание можно использовать на песчаных и влагонасыщенных почвах.
Технология размыва – этот метод обычно используют совместно с одним из способов, описанных выше. Суть технологии заключается в установке на шпунте специальных трубок, по которым под давлением (не менее 0,5 МПа) подается вода. Она и размывает грунт прямо под нижним наконечником сваи. Трубки могут располагаться по бокам шпунта или по его центру. При использовании этого метода необходимо строго контролировать равномерность размыва: в противном случае сваи могут отклониться от вертикали. Данную технологию нельзя применять, если существует риск просадки сооружений, находящихся поблизости.

Примеры использования шпунта Ларсена

*фотографии из свободных источников интернета, использование ознакомительного характера

Источник

Шпунтовые ограждения: разновидности, способы погружения, установка

Шпунтовое ограждение ‒ это закрепленные в грунте сваи, формирующие искусственную стену. Устанавливаются при строительстве сложных объектов по периметру котлованов, на склонах, вблизи акваторий. Основная функция ‒ защита от обрушения почвы. Такой барьер выдерживает высокие нагрузки, устойчив к воздействию влаги, перепадов температур.

Технология устройства шпунтовых креплений

Такие ограды нужны в следующих случаях:

При застройке участка на нестабильном грунте.
Для укрепления стен котлована.
Предотвратить попадание грунтовых вод на строительную площадку.
Для защиты от размыва берегов, обвала горных пород.
Повысить устойчивость конструкции при подвижной почве.
Для защиты сооружений при обмелении, заиливании водоема.
Не допустить обвала берегового откоса.
При прокладке коммуникаций, защиты коллектора сточных вод.

Для устройства надежного шпунтового ограждения используется набор отдельных свай, которые соединяются между собой вплотную, входя в пазы. Стенки собираются быстро и легко.

Среди других преимуществ шпунтования:

Устойчивость к растяжениям, изгибам, статической нагрузке.
Возможность многоразового применения. При правильном демонтаже шпунты используют повторно, существенно экономя на материалах.
Крепление шпунтов в разы дешевле установки буронабивных свай.
Прочность стенки и долговечность.

Много способов применения и доступная цена делают шпунтирование популярным вариантом ограждения при строительстве в местности со сложным рельефом.

Пользователи часто ищут:

Виды шпунтов и их назначение

В зависимости от используемого сырья, технических характеристик выпускаются нескольких типов.

Ларсена

Получили такое название в честь разработчика данной технологии. Это отличная защита объектов от дождевых, подземных вод, обрушения почвы.

На вид ‒ это профиль корытообразной формы. Длина достигает 35 м, ширина ‒ до 80 см, толщина – от 15 до 23 мм. По краям находятся замочные элементы.

В зависимости от размеров выпускают модели:

Шпунты Ларсена производят из высококачественной стали с добавлением углерода. В качестве антикоррозийного покрытия в составе есть медь.

Чаще других используют модель Л5.

Она обладает такими рабочими свойствами:

материал ‒ сталь марки СТЗКП либо 16 ХГ;
ширина профиля ‒ 42 см;
вес 1 п. м ‒ 100 кг, вес 1 кв. м ‒ 217 кг;
нормативная прочность ‒ 800 кНм/м.

возведение гидросооружений;
фиксация береговой линии водоемов от сдвигов;
установка защитных стенок на свалках;
строительство мостов, причалов;
предотвращение оползня;
защита стройплощадок от грунтовых вод.

Главное преимущество ‒ использование на объектах повышенной сложности. Помимо этого прочность и удобство монтажа.

Устанавливать элементы Ларсена придется со спецтехникой. Делают этого вибропогружателем или ударной технологией.

Порядок работ напоминает монтаж свайного фундамента под забор.

Вибрационный монтаж выполняется навесным модулем, который передает нагрузку к оголовку механизма.

В дополнение применяют осевую технологию, так что свая фиксируется уже в разжиженной почве (получена за счет действия вибрации).

Установка проводится на глубину в соответствии с ранее разработанным проектом.

Если в процессе строительства возникают осложнения с монтажом, нет возможности четко соблюдать задокументированные показатели, то такие моменты необходимо согласовывать с вышестоящим руководством.

После погружения первой сваи по очереди вводятся остальные. Замки каждого последующего элемента фиксируются в пазы предыдущего. Чтобы замки легче скользили, их обрабатывают густой смазкой.

На участках с высоким содержанием грунтовых вод особ следят за герметичностью стыков, соединений.

При многоразовом применении (более 20 раз) верхняя кромка профиля деформируется, поэтому ее рекомендуется аккуратно срезать.

Если в процессе установки погруженные сваи искривились, то лучше отрезать часть изделия и продолжить установку рабочих элементов.

Из ПВХ

Отличная альтернатива металлическим сваям. Пластиковые, композитные элементы не нуждаются в смазке, меньше стираются.

Глубина погружения меньше, поэтому их быстрее и удобнее монтировать. По прочности, сроку службы они не уступают металлу и железобетону, но при этом дешевле. Однако подходят не для любого состава почвы.

Стальные

Общепринятый тип. Применяются многократно, просты в крепеже, транспортировке.

Среди других преимуществ стальных опор:

Прочность и устойчивость к механическим повреждениям.
Удобство демонтажа.
Выбор моделей с разными техническими характеристиками в широком ценовом диапазоне.
Установка вибрационным, ударным способом.

Особенность стальных элементов ‒ применение только на прочном, устойчивом грунте с глубиной погружения от 7 м. Фиксация возможна, когда уровень грунтовых вод находится ниже минимум на 0,5 м.

Трубчатые сварные

Установка и эксплуатация осуществляются согласно национальным стандартам ГОСТ Р 52664-2010.

Ограждение из сварных труб возводится на начальном этапе строительства гидротехнических сооружений, жилых зданий. Это надежная защита от непредвиденного обвала грунта, которая обезопасит работников и спецтехнику от повреждений.

Диаметр труб подбирается в зависимости от назначения. Процесс фиксации аналогичен шпунтам Ларсена ‒ соединение замками в пазы.

Возможность использования в качестве несъемной опалубки.
Внутрь трубы можно монтировать швеллера, дополнительные балки.
Удобство установки. Инородные частицы, камни, попадающие внутрь, дробятся.
Многоразовое применение.
Долгий срок службы.
Устойчивость к внешним воздействиям, нагрузкам в разы превышает шпунты Ларсена.

Единственный минус ‒ трубчатые сварные элементы с большим весом обойдутся очень дорого.

Железобетонные

Каждая свая входит замками в пазы предыдущей. Устанавливаются забивным методом оборудованием высокой точности.

Особенность ‒ не подлежат демонтажу для повторного использования. Становятся внешним поясом для фундамента.

Монтируются при возведении мостов, причалов, плотин.

Длина железобетонных свай ‒ до 16 м.

Процесс транспортировки осложняется большим весом и риском повреждения ‒ образованием на поверхности трещин.

Деревянные

В качестве материала для защитных ограждений используется давно. Но с каждым годом теряет популярность, уступая по техническим характеристикам металлу, ПВХ.

На вид ‒ деревянный частокол из бревен, бруса. Допускается делать сборные стенки из доски большой толщины.

Деревянные элементы забиваются в почву. Могут служить временной или постоянной защитой. Не извлекаются из грунта для повторного монтажа в другом месте.

Монтаж возможен лишь при отсутствии в грунте камней, корней деревьев, ракушняка, которые могут стать препятствием для установки элементов или повредить их.

Максимальная глубина забивания ‒ до 6 м. Устанавливаются в 1 или 2 ряда вплотную друг к другу. Ширина между рядами ‒ до 1 м. Минимальная глубина погружения на дно водоема ‒ от 2 м. При погружении на 3‒5 м выполняется заделка зазоров в стенках раствором с концентрацией глины от 15%.

Способы погружения и необходимое оборудование

Выделяют несколько вариантов установки ограждения. Выбор зависит от типа грунта, назначения.

Забивание (ударный метод)

Наиболее быстрый и бюджетный способ монтажа шпунта Ларсена. Выполняется копровой установкой, укомплектованной навесными дизельными или гидравлическими молотами.

Копр ‒ это самоходная машина с колесами или гусеницей. Оснастка состоит из:

Копровой мачты . Это направляющая балка опалубки. Изготовлена из стали. На ней крепится шпунт и погружающее оборудование.
Лебедочные блоки . Необходимы для поднятия, установки шпунта.
Погружающий механизм . Молот или вибропогружатель.

Молот сделан в виде штанги или трубы, по направляющим которой передвигается боек. Он и наносит удары по шпунту.

В дизельных молотах боек приводится в действие за счет сгорания топлива.

Перед установкой проводится обследование почвы. На тяжелых каменистых, скалистых грунтах сначала бурится лидерная скважина. За счет этого забивка получается бесшумной.

После этого в металлической свае сверлится отверстие, чтобы зацепить сваю крючком, закрепить в наголовнике, надетом на молот.

Установку нужно выполнять аккуратно, чтобы не вырвать шпунт из замка ‒ это не подлежит исправлению.

Забивание не рекомендуется применять на плотно застроенной местности, возле промышленных предприятий. Повышается риск деформации зданий.

Вибрационный

Вибропогружение ‒ способ установки с помощью копровой машины с навесным оборудованием. По технологии практически не отличается от ударного метода, за исключением функционирования навесного механизма.

При этом методе сваи придется шпунтовать вибропогружателем. За счет частотных колебаний плотность почвы снижается, и свая постепенно опускается в грунт на нужную глубину.

Это хороший способ строительства на сухих, песчаных почвах.

В зависимости от уровня частотности колебаний выпускаются вибропогружатели трех видов.

Низкочастотные

Оборудование предназначено для монтажа шпунта Ларсена на грунтах с низкой плотностью. Отличается большими размерами и весом. Частота колебаний не превышает 9,17 Гц. Динамическое усилие составляет до 1700 кН.

Среднечастотные

Универсальный вибропогружатель. Им удобно монтировать как шпунты, так и трубы. Рабочая частота колеблется от 10 до 30 Гц. Предельное динамическое усилие достигает 270 кН.

Высокочастотные

Усовершенствованный тип вибропогружателя, что позволяет вести строительство в черте города, вблизи жилых массивов.

Механизм состоит из:

2- или 4-вального вибровозбудителя (в зависимости от количества электродвигателей);
гасителя динамических нагрузок;
гидравлического наголовника.

Показатель рабочей частоты превышает 30 Гц. Оборудование может функционировать самостоятельно, но чаще используется в сочетании со стрелковым краном.

Завинчивание или вдавливание

Самый аккуратный способ установки свай, поэтому применяется на местностях с высокой плотностью застройки. Не создает шума, вибраций.

Рекомендуемый грунт ‒ глина, суглинок, песок и другие типы с низкой плотностью.

Исключается риск повреждения сваи при установке, как в случае забивки.

Вдавливание в почву выполняется специальной мобильной установкой с гидравлическим узлом, который прочно обжимает сваю, двигается вниз, постепенно погружая ее в землю.

Основной минус вдавливания ‒ большие размеры и вес оборудования, что существенно усложняет транспортировку и процесс подготовки к монтажу. Источник электроэнергии должен быть очень мощным.

Для перевозки всех необходимых деталей потребуется минимум 5‒6 грузовых машин, что скажется на общей стоимости проекта. Поэтому этот метод используется при застройке больших массивов.

Комбинированный (вибровдавливание)

Сочетание способа вдавливания и воздействия частотных колебаний. Хорошо подходит для мягкой почвы. Сфера, место применения не ограничены.

Для упрощения установки рекомендуется провести разметку по периметру стенок сваи.

При помощи технологии размыва

Этот метод используется как вспомогательный с одним из вышеперечисленных способов монтажа.

Принцип действия следующий:

На свае крепят по бокам или по центру трубки.
По ним под давлением от 0,5 МПа подается напор воды.
Вода, попадая под наконечник шпунта, который находится внизу, размывает грунт.
Важно четко следить, чтобы почва размывалась равномерно, иначе вертикальность установки будет нарушена.

Фото. 1 – молот; 2 – трос; 3 – напорный шланг; 4 – подмывная труба; 5 – свая; 6 – наконечник трубы; 7 – нагнетательный трубопровод: 8 – насос; 9 – всасывающий трубопровод.

Технологию размыва запрещено применять, когда есть риск просадки зданий поблизости.

Как проходит установка шпунта для котлована

Строительство искусственной стены выполняется в строгом соответствии с разработанной проектной документацией, чертежами. В проекте указываются глубина ограды, высота, диаметр, тип шпунта и фиксации.

Перед работами проводится гидротехнический анализ почвы, составляется технологическая карта.

Порядок установки следующий:

Доставляют материалы, инструменты на место застройки.
Краном шпунты распределяют по периметру объекта.
Выполняют разметку места установки каждой сваи.
Проводится стропирование. Элементы доставляют к размеченному участку монтажа.
На шпунт крепят наголовник погружателя.
Сваю выравнивают строго по вертикали. Постепенно погружают ее в грунт.
Распорки убирают. Сваю опускают до требуемой глубины.

Установка элементов выполняется до тех пор, пока не будет получено герметичное ограждение по периметру котлована.

СНиП 3.02.01-87

Ограды, возводимые шпунтовым способом, регулируются нормами, описанными в технологической карте.

Основы пожарной, экологической безопасности.
Показатели качественного выполнения работ.
Требования к размерам, типам используемого сырья.

Это лишь малая часть описания. Нормы учитываются инженерами, бригадирами и другими людьми, которые отвечают за техническую сторону строительства.

Качество строительства оценивается СНиП. Полный перечень требований к установке таких оград приведен тут:

Формула и пример расчета

Для точности подсчетов ключевых показателей потребуется вооружиться специальными формулами.

Расчетная схема устойчивости шпунтового ограждения

Чтобы воспользоваться ими, необходимо учесть такие параметры:

надежность и толщину стенок сваи;
сопротивление обвязки;
коэффициент работы конструкции в почве;
устойчивость замков к разрыву;
величину горизонтальных нагрузок;
радиальное усилие;
силу опрокидывающего действия.

Это лишь основные показатели, но есть и другие, которые учитываются индивидуально в зависимости от типа грунта и климатических условий региона.

Важно понимать, что при разрытии почвы нарушается равновесие сил. Так, при извлечении грунта увеличивается давление со стороны охлажденных стенок.

Техническая информация, которая понадобится при расчетах, для правильной установки шпунтов, приведена в СНиП 3.02.01-87.

Формула прочности стенок, которая поможет избежать их преждевременного разрушения, учитывает такие величины:

глубину котлована;
вертикальную силу давления грунта;
давление почвы при опрокидывании;
сила противодействия вращающемуся механизму.

Вычисление выглядит так:

М1 ≤ m/γ * M2 , где

М1 ‒ опрокидывающий момент;

М2 ‒ момент удержания или противодействие силе опрокидывания;

m — показатель условий работ (для большинства регионов ‒ 0,95, в местностях со слабой почвой ‒ 0,7);

γ ‒ коэффициент надежности.

Чтобы получить М1, необходимо Еа (эпюрное равнодействующее активное давление) умножить на Са (равнодействующее плечо по отношению к нулевой отметке).

Для вычисления М2 потребуется En (эпюрное равнодействующее пассивное давление) умножить на Cn (равнодействующее плечо по отношению к нулю).

Расчеты выполняются из нижней точки сваи, поскольку на высоте шпунт подвергается действию дополнительных сил.

Чтобы не выполнять все действия вручную, рекомендуем воспользоваться специальными программами или строительными калькуляторами. А еще лучше поручить разработку технической документации мастерам.

Правильно рассчитанные показатели ‒ гарантия устойчивости шпунтовой конструкции, ее долговечности и прочности.

Раскрепление ограждения

Назначение такой ограды ‒ укрепить стенки котлована от оползня. Но когда установка фундамента завершена, шпунты в грунте уже не нужны и их можно демонтировать.

Исключение ‒ железобетонные сваи, которые монтируют единоразово и больше не вытаскивают из почвы.

Качественный демонтаж шпунтов позволяет применять их повторно в строительстве, снижая траты на стройматериалы.

Работы по раскреплению проводятся несколькими способами:

Вибропогружателем . Наиболее эффектный и популярный метод. Позволяет снижать трение, риск повреждения свай при доставании из почвы. Шпунт фиксируется за трос. Вибропогружатель включается до натягивания троса.
Краном . Свая крепится к тросу. Трос натягивается и тогда включается оборудование. Есть риск порчи элементов при демонтаже.
Молотом . Крепится в перевернутом виде к автокрану. Ударами выбивает сваи из грунта. Оказывает большое динамическое действие на грунт. Создает много шума. Высокий риск повреждения свай. Метод применяется очень редко.

Этапы демонтажа ограды вибропогружателем:

Выемка почвы со всех сторон конструкции.
Прикрепление шпунта к оборудованию.
Подъем, доставание из грунта.
Засыпка пустот, образовавшихся на месте шпунтов, почвой.
Оценка состояния элементов на предмет повторного использования.

Если извлеченный шпунт признан непригодным для эксплуатации, то на нем ставят отметку «брак».

Все пригодные элементы перевозят на отдельный участок и готовят к дальнейшей транспортировке.

Использование шпунтовых стенок позволяет проводить строительные работы даже в условиях сложных рельефов, вблизи водоемов или посреди жилых массивов. Это отличная защита сооружений от обвала грунта, продление срока эксплуатации конструкций без риска для человеческой жизни.

Источник