Практично будь-які будівельні роботи, що проводяться нижче рівня рельєфу, змушують вирішувати питання стійкості стінок котловану і захисту від води. У деяких специфічних напрямках, що відносяться до гідротехнічного будівництва, створення непроникного бар'єру між місцем проведення роботи і водним середовищем є відправною точкою. У більшості випадків ці проблеми вирішуються через пристрій шпунтового огородження.
В чому різниця Чудово відомо, що для захисту від води і осипання грунту, будуються стіни. У чому тоді полягає особливість шпунтової стінки, і чим вона відрізняється від інших? Перш за все, тим, що для її пристрою немає необхідності проводити земляні роботи. Шпунтові елементи попередньо занурюються в грунт, надійно закріплюються в ньому, і лише потім грунт виймається. Як бачите, шпунтові роботи абсолютно протилежні звичайному будівництву. Готова стіна з'являється з грунту, а не зводиться на ньому.
Шпунтова стінка не потребує фундаменті і не вимагає врахування глибини промерзання. Вона заглиблюється на величину, що перевищує рівень промерзання грунту, і має дуже незначний тиск на грунт. Шпунтові палі утримувати не міцністю підстави, а силою тертя грунту, що діє на поверхню. Відмінностей шпунтової стіни від звичайної досить багато. Варто до цього додати і те, що елемент в основному працює як затиснена консоль. Він здатний витримувати колосальні згинальні і зміщують навантаження, доступні тільки грунтовно армованої бетонній стіні. При необхідності проводиться розрахунок шпунтових огорож, наприклад, на стійкість і зрушення.
Де і коли застосовують Хоча шпунтовим огорожею можна назвати і частокіл з колод, труб або бетонних паль, важливим якістю справжнього інвентарного виробу є можливість створення герметичній мембрани, отсекающей захищається майданчик від надходження води ззовні. Ця властивість робить затребуваними шпунтові роботи у всіх випадках, коли потрібна ізоляція території від грунтових, поверхневих вод або відкритої води водойм. Таким способом будуються опори мостів на дні річки, зводяться набережні, проводяться роботи на заболочених територіях і при високому рівні грунтових вод.
Другою причиною застосування шпунта зазвичай служить необхідність утримання грунтових стінок котлованів або укосів. Стіна котловану завжди робиться пологої, щоб уникнути обвалення грунту під власною вагою. Але при значній глибині виїмки або при обмежених умовах, забезпечити необхідний кут укосу не завжди вдається. Огорожа котловану шпунтом дає можливість уникнути пристрою будь-яких укосів і створювати котлован з вертикальними стінками. Іноді це є єдиним способом уберегти розташовані поряд з котлованом фундаменти існуючих будівель від разуплотнения і зміщення грунту, який став наслідком проведених робіт.
Види шпунтових елементів Спочатку шпунтові стіни виконувалися з колод або дерев'яних пластин. Такі шпунтові огорожі досі широко застосовуються в меліорації, благоустрої територій та інших видах робіт, не пов'язаних з високою складністю та вимогами. Відрізняє цей матеріал дешевизна і доступність. Оборотність і довговічність його, природно, невисокі. Найбільш універсальними і поширеними є металеві елементи коробчатого перетину, звані «шпунт Ларсена». З їх допомогою можна виконати будь-який комплекс робіт, пов'язаних з пристроєм шпунтової стінки. Сталеві елементи дозволяють занурювати його навіть у важку і кам'янистий ґрунт. Цей вид шпунта можна застосовувати багаторазово. Після завершення робіт елементи видаляються з проектного положення і можуть використовуватися знову.
Однак металевий шпунт Ларсена має високий вагу і значну вартість. Не завжди є можливість зберегти елементи без підрізування або деформацій. При цьому дорогі вироби після застосування перетворюються в металобрухт. У будівельну практику впроваджується шпунт з полімерів - полівінілхлориду та композиту. Крім малої ваги, ці вироби відрізняються меншим коефіцієнтом тертя поверхні, що полегшує їх занурення і виїмку. Менша міцність призводить до обмежень по витримує навантаження і проходженню важких ґрунтів. У той же час існує безліч ситуацій, коли їх застосування виправдане, а властивості повністю задовольняють вимогам.
Сталевий шпунт Ларсена Являє собою просторовий елемент коробчатого перетину з лінійними замками по краях. Здійснюючи занурення, фіксатор одного елемента вставляється в паз іншого, що створює нерозривне з'єднання по всій довжині. Елемент виготовляється з високоміцної легованої сталі, що гарантує високі характеристики.
Залежно від витримує навантажень товщина шпунта може змінюватися від 15 міліметрів до 23 міліметрів в поширених марках. Оборотність, притаманна шпунт Ларсена, добре характеризує рекомендація виробника, що пропонує після двадцяти установок зрізати верхню кромку, яка деформується в процесі занурення, в довжину до двадцяти сантиметрів. Хоча найчастіше все виглядає не настільки райдужно. При зануренні у важкі грунти може відбуватися деформація замкових стиків і викривлення виробів. Окремі шпунтові елементи можуть заклініваться між собою, що призводить до необхідності обрізати частину стійки автогеном і «ховати» на місці установки.
Шпунт Ларсена випускається декількох конфігурацій профілю і замкових з'єднань: • Тип Z; • Тип S; • Тип LP; • Тип OMEG. Це дозволяє точніше підбирати тип вироби до особливостей ґрунтових і експлуатаційних умов, роду навантажень і вживаному устаткуванню.
Шпунт з полімерів Матеріали з полімерної сировини проникають в області, здавалося б, монопольно зайняті в будівництві металами. Найвищі вимоги до шпунтовим огорожам виявилося можливим реалізувати у виробах з полівінілхлориду та склопластикових композицій. Незважаючи на меншу жорсткість і велику крихкість, для них доступний значний сегмент ринку. У багатьох випадках шпунтові огородження застосовуються як стаціонарне споруда, без вилучення з грунту після установки. Таким чином, зміцнюють укоси, створюють тераси, захищають берегову лінію від розмиву і виконують інші шпунтові роботи. Затребуваним властивістю при цьому виявляється довговічність конструкції, несприйнятливість до корозії. Саме їм полімерні матеріали володіють повною мірою.
Там, де метал з часом втрачає свою несучу здатність або вимагає додаткового захисту, відмінно служать полімерні шпунти. Привабливою стороною пластикових шпунтів є їх вагу. Один метр такого огородження важить приблизно в десять разів менше, ніж металевого. У малому будівництві, обмеженому в застосуванні великовантажної і потужної техніки, це виявляється неоціненним гідністю.
Палі з труб В якості не витягувати елементів для пристрою шпунтової стінки іноді використовуються труби. Таке рішення дозволяє утилізувати ті, які були у вжитку. Окрім відносної дешевизни, у них немає позитивних якостей. Труби не дозволяють створити щільну непроникну для ґрунтових вод поверхню. Зазвичай їх застосовують для зміцнення укосів або в якості не извлекаемой опалубки для подальшого бетонування. Палі з труб не мають замків, тому витримувати геометричне становище в ряді дуже складно. Забезпечення вертикальності занурення також представляє велику проблему. Площа контакту перерізу труби з грунтом на один метр споруди істотно вище, ніж у інвентарного шпунта. Це вимагає використання потужної техніки, здатної забезпечити необхідне зусилля.
Слід врахувати, що стінки труб тонше і набагато гірше протистоять деформацій, ніж шпунт Ларсена. Тому при проходженні труби через кам'янистий ґрунт, нижнє перетин може повністю зім'яти, зробивши неможливим досягнення проектної відмітки. Звертатися до такого методу пристрою шпунтового огородження варто тільки в крайньому випадку. Техніка для занурення Шпунт Ларсена також іменують палею. Занурення елементів здійснюється зі спеціальним обладнанням, із застосуванням ударних або вібраційних навантажень. Технологія, за якою виробляється забивання шпунта, і вживане обладнання в якійсь мірі відповідають пальових. Більш архаїчним, але ефективним способом занурення є ударний спосіб: за допомогою копра.
Вібраційне занурення проводиться з використанням спеціального навісного модуля, передавального навантаження на оголовок шпунтового елемента. Крім вібраційного навантаження, зазвичай прикладається і осьова, що дозволяє вдавлювати палю в розріджений вібрацією грунт. Занурення полімерних паль дозволяє застосовувати набагато більш легке і зручне вібраційне обладнання, яке випускається навіть в ручному варіанті.
Як це робиться Забивання шпунта починається з першої палі, установлюваної в проектне положення. Бажано, щоб глибина закладення відповідала заданій. Це не завжди можливо через підвищеної щільності грунту або кам'янистих включень. У такому випадку зменшення глибини занурення узгоджується із зацікавленими сторонами, або паля перебивається в інше місце. Наступна паля заводиться замком в паз встановленої, і процес повторюється. При виникненні відмови у меншій глибині, ніж потрібно, необхідно прийняти рішення по ситуації. Таким же чином виконується забивання шпунта на необхідну довжину. Для полегшення установки і поліпшення ковзання замку в пазі елемента металеві шпунтові палі змащуються густим мастилом. Влаштовуючи шпунтові огородження, що запобігають проникнення грунтових вод або надходження води з відкритих джерел, замкові з'єднання додатково герметизують. У таких випадках застосовують клоччя або герметики на основі силікону або інших композицій.
Пластмасові та композитні шпунтові палі - з набагато меншим тертям ковзання, і мастило для поліпшення процесу не потрібно. Зважаючи кращого прилягання граней елементів полімерні шпунти зазвичай не вимагають додаткової гідроізоляції.
Завдяки тим же властивостям рівень опору пластикової палі при зануренні набагато менше, ніж у сталевий. Це дає можливість застосовувати менш потужне і більш легке обладнання. Але шпунти такого виду рекомендується встановлювати в грунти помірної щільності, без значних твердих сторонніх включень.
