Шпунт, забивка, демонтаж, устройство шпунтового ограждения

Устройство шпунтового ограждения: этапы работ

Монтаж шпунтового ограждения начинается не с первого забитого профиля, а с разбивки осей и проверки подземных коммуникаций. Геодезическая разбивка контура фиксируется в исполнительской схеме — отклонение оси шпунта от проектной более 50 мм потребует исправления до погружения.

Последовательность работ:

• Разбивка и выноска осей ограждения в натуру.
• Устройство направляющих рельсов или шпунтового кондуктора — обязательно при вертикальности требования лучше 1:100.
• Погружение первых двух маячных шпунтов с промером вертикали на каждом метре глубины.
• Последовательное замковое наращивание: каждый следующий профиль входит замком в паз предыдущего. Замок смазывается — без смазки на глубоких профилях замки заклинивают.
• Монтаж распорных систем (струбцины, трубчатые распорки, анкеры Тяжина) по мере разработки котлована ярусами.
• Контроль деформаций ограждения геодезическими марками — норматив устанавливается проектом, типично ≤ 30 мм горизонтального смещения.

Критический момент — углы ограждения. На угловых участках шпунты подрезают под 45° или используют угловые элементы; самодельные угловые соединения без расчёта — типичная причина потери водонепроницаемости ограждения. В котлованах под подземные стоянки и глубокие фундаменты применяем анкерные тяги с плитами-упорами вне контура котлована.

Демонтаж и извлечение шпунтов

Демонтаж шпунта — экономически значимый этап: правильно извлечённый профиль Ларсена пригоден для повторного применения и возвращает до 60–70% стоимости материала. Поспешное извлечение без соблюдения технологии ломает замки и деформирует полки — профиль идёт в металлолом.

Основной метод — виброизвлечение тем же вибропогружателем, что и при монтаже, с реверсом направления вибрации. Шпунт вибрирует вверх на скорости 0,5–2 м/мин. Перед началом извлечения котлован полностью засыпан или грунт за ограждением восстановлен до проектных отметок — вытаскивать шпунт из незасыпанного котлована запрещено: давление с одной стороны ноль, с другой — полное, профиль изгибается.

Сложности извлечения:

• Грунт за время работ котлована консолидировался — возникает «присос». Решение: предварительная инъекция воды вдоль профиля за сутки до извлечения.
• Замки с коррозией или заполненные цементным молоком — придётся разъединять механически и извлекать по одному.
• Шпунты, прорезавшие плотный несвязный слой глубже 12 м, нередко не извлекаются вибрацией — остаются в грунте и обрезаются ниже подошвы фундамента.

При невозможности извлечения фиксируем факт в акте и согласовываем с заказчиком оставление шпунта в грунте — нередко это проектное решение с самого начала (постоянное ограждение). В таких случаях коррозионная стойкость стали и наличие антикоррозионного покрытия должны быть заложены в проект с запасом на расчётный срок службы.

Виды шпунтов: материалы и профили

В инженерной практике выбор типа шпунта определяется тремя параметрами: расчётной нагрузкой, глубиной погружения и условиями эксплуатации — временная конструкция или постоянная. Ни один материал не является универсальным.

Стальной шпунт Ларсена — наиболее распространённый тип. Выпускается в U- и Z-профилях. U-профили (Л4, Л5, Л6 и импортные аналоги HZ, AZ) обеспечивают высокий момент инерции сечения при минимальной ширине стенки. Z-профили дают большую жёсткость при боковых нагрузках. Сталь — как правило, С255 или С345 по ГОСТ 27772-2015; для агрессивных сред — с защитным покрытием или нержавеющий сплав.

Трубчатые шпунты и сваи-оболочки применяют при очень высоких боковых нагрузках и необходимости передачи вертикальных нагрузок на конструкцию (комбинированный шпунт). Диаметр 530–1420 мм, монтаж вибропогружением или бурением с последующим вибропогружением.

Деревянный шпунт — только для временных ограждений неглубоких траншей (до 3 м) в мягких грунтах. Срок службы ограничен, несущая способность на порядок ниже стального. Применяется там, где стоимость материала критична, а геология несложная.

Полимерный (ПВХ или стеклопластиковый) шпунт — специализированный материал для берегоукрепления и экологически чувствительных объектов. Не корродирует, химически инертен. Расчётный срок службы 50+ лет в морской воде. Не применяется при ударных нагрузках — хрупок.

Области применения шпунтовых ограждений

Шпунтовое ограждение — это не только котлованы. За 30 лет практики в Ленинградской области чаще всего встречаем следующие сценарии:

Котлованы в городской застройке. Строительство подземных паркингов, торговых центров, жилых домов с подвальными этажами — везде, где откос невозможен из-за стеснённости. Глубина ограждения — от 6 до 18 м в зависимости от глубины котлована и гидрогеологии. В Санкт-Петербурге условия осложняются близким уровнем грунтовых вод и насыпными грунтами верхних горизонтов.

Берегоукрепление и набережные. Защита береговой линии рек и каналов от эрозии. Шпунт погружают вдоль берега, замковая система создаёт водонепроницаемый экран. Нередко совмещается с устройством шпал и пешеходных дорожек поверх шпунтовой стенки.

Дамбы и гидротехнические сооружения. Противофильтрационные завесы на объектах гидроэнергетики и водоснабжения — шпунт создаёт барьер для грунтовых вод.

Промышленные объекты. Ограждение резервуаров, насосных станций, шахтных стволов. Временные ограждения при ремонте теплотрасс и водопроводов в условиях высокого горизонта грунтовых вод.

Подпорные стенки. Постоянные конструкции на перепадах рельефа, набережных, в портах и логистических терминалах. В этих случаях проектируется постоянная анкерная система и обязательная антикоррозионная защита.

Как выбрать тип шпунтового ограждения под проект

Типичная ошибка при заказе шпунтового ограждения — задавать вопрос «какой шпунт взять» без предоставления геологии. Без геологического разреза невозможно рассчитать ни глубину погружения, ни момент инерции профиля, ни необходимость анкеровки. Если геологии нет — нужно заложить её в смету как первый этап.

Параметры выбора, которые инженер должен установить до назначения типа:

• Глубина котлована (или перепад рельефа для подпорной стенки).
• Уровень грунтовых вод и их агрессивность (сульфаты, хлориды).
• Тип грунта по геологической колонке: ИГЭ, показатели прочности и деформируемости.
• Расстояние до существующих зданий и коммуникаций — определяет метод погружения.
• Срок эксплуатации: временное (один строительный сезон) или постоянное.
• Возможность повторного извлечения — влияет на экономику проекта.

При котловане глубиной до 5 м в песчаных грунтах и без ограничений по вибрации — вибропогружение шпунта Ларсена Л4 с одним ярусом распорок. При глубине 8+ м в стеснённых условиях — расчёт на несколько ярусов анкеровки или комбинированный шпунт с трубчатыми элементами. При слабых водонасыщенных грунтах (ил, торф) рассматривается jet-grouting или замена слоя перед погружением шпунта.

Консультируем по выбору конструктивного решения на основе геологии заказчика — обращайтесь до разработки ППР.

Производство, поставка и монтаж шпунтовых конструкций

ЗМК Континенталь выполняет полный цикл работ по шпунтовому ограждению в Санкт-Петербурге и Ленинградской области: от консультации по геологии заказчика и подбора конструктивного решения до монтажа, анкерования и финального демонтажа с извлечением профилей.

Поставляем стальной шпунт Ларсена и трубчатые сваи под заказ. Наличие на складе и сроки изготовления уточняются при запросе — сообщите марку, сечение и погонаж. Работаем и с давальческим материалом заказчика: принимаем шпунт на хранение, контролируем состояние замков перед погружением.

Техника: вибропогружатели серии ВПГ и аналоги, копровые установки для работы молотом, машины статического вдавливания — выбор определяется условиями объекта, не наличием конкретной машины.

Документация: договор подряда или поставки, смета по ГЭСН/ФЕР или по согласованным расценкам, акты КС-2/КС-3, исполнительные схемы геодезической разбивки, сертификаты на металл. Работаем с НДС; для муниципальных и госзаказчиков — через 44-ФЗ/223-ФЗ при наличии тендерной площадки.

Доставка профилей — по Ленинградской области собственным транспортом и через транспортные компании. По объектам за пределами Ленинградской области — по согласованию; работали на объектах Ленинградской, Новгородской, Псковской областей.