Шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена — металлический профиль, представляющий собой жёлоб c закруглёнными краями боковых стенок (пазами) или замками. Используется как анкерная тяга в строительстве.

История

Мысль взять металлическую полосу, загнуть её кромки буквой U, чтобы потом такие полосы можно было бы соединять краями и забивать в землю для получения сплошной стены, разделяющей воду и грунт (или разные типы грунтов или вод), пришла в 1902 году в голову главному инженеру немецкого города Бремен Тригви Ларсену (нем. Tryggve Larssen). Он запатентовал своё изобретение в 1910 году. Но массовое производство такого шпунта началось только когда его удалось сделать относительно недорогим в производстве (чтобы не жалко было оставлять в грунте) — в 1912 году прокатно-сталелитейный гигант Thyssen начал горячую прокатку шпунта, который получил название в честь своего изобретателя.

Применение

История применения шпунта Ларсена начинается с 1910 года, и в настоящее время он широко используется при укреплении берегов водоёмов и других искусственных насыпей, а также с целью защиты откосов выемок от обрушения, затопления периметра выемки, перемещения грунтов внутри рабочей зоны строительной площадки.

Описание

Штабеля шпунта Ларсена

Профиль шпунта Ларсена

Шпунтовые работы у Биржевого моста. Готовый кессон

Вибропогружатель, применяемый для погружения шпунтин методом вибрации

Шпунт Ларсена выпускается как отечественными, так и зарубежными производителями. Помимо корытообразного U-профиля, шпунт Ларсена выпускается с различным поперечным профилем, таким как S, Z, L, Ω (Omega) — глубокий корытообразный или Ω — мелкий корытообразный. Наиболее распространёнными профилями в строительстве на сегодняшний день являются шпунт Ларсена Л4 и Л5.

Шпунт Ларсена изготавливают как из стали, так и из полимерных материалов.

Монтаж шпунта Ларсена осуществляется как погружением единичных шпунтин замок в замок, так и секций, состоящих из 3-7 шпунтин (в зависимости от глубины погружения, характеристик грунта, методов погружения). Монтаж секций осуществляется путем их предварительной сборки на поверхности грунта, подъёма при помощи траверсы на грузоподъёмном оборудовании, и последующего погружения шпунтин, начиная от крайних.

Длина шпунтов (глубина погружения) может доходить до 34 метров.

Способы монтажа шпунта Ларсена:

1. погружение шпунтин при помощи вибропогружателя (наиболее распространённый способ);
2. погружение копровой установки методом динамической забивки дизельными (наиболее дешёвый способ) и гидравлическими молотами;
3. статическое вдавливание шпунтин.

При реконструкции

Выбор способа погружения (забивка, вибропогружение или вдавливание) осуществляется с учётом допустимого расстояния между новыми и существующими фундаментами, которое определяется в зависимости от влияния на последние динамических воздействий. Для этой цели производятся пробная забивка свай и инструментальные измерения уровня колебаний грунта.

Перед началом производства работ производится обследование зданий и сооружений, расположенных на расстоянии до 20 м, с составлением акта об их состоянии с привлечением служб эксплуатации. Производство работ рядом с существующими ветхими зданиями ведётся с особой осторожностью, производятся наблюдения за появлением или раскрытием имеющихся трещин. Если расстояние меньше допустимого, обязательно ведётся наблюдение за деформациями и осадками существующих зданий и сооружений, а на расстоянии, равном допустимому, они ведутся, если:

• вблизи них есть или планируются котлованы, отметка дна которых ниже отметок подошвы обычных или низа ростверков свайных фундаментов;
• отсутствует боковая засыпка фундаментов на расстоянии от их края, равном полуторной глубине заложения;
• существующие здания находятся в зоне влияния подземных выработок (метро, тоннели и т. п.).

Для уменьшения деформаций оснований, сложенных песчаными грунтами, забивку и вибропогружение свай начинают с наиболее удалённых от здания рядов, а в основаниях, сложенных глинистыми грунтами, — с ближних рядов.

Если расстояние до существующих зданий и сооружений меньше допустимого и деформация основания и сооружения может достигать предельной величины, предусматриваются в проекте меры по уменьшению динамических воздействий посредством:

• устройства лидерных скважин для погружения свай;
• погружения свай с подмывом;
• снижения высоты падения ударной части молота;
• погружения свай и шпунта вибропогружением взамен забивки;
• уменьшения количества одновременно работающих молотов и вибропогружателей;
• применения метода вдавливания;
• применения при погружении шпунта обмазок для снижения трения по боковой поверхности и в замках.

Забивка свай и шпунта рядом с жилыми зданиями допускается только в дневное время, вблизи административных зданий — в ночное время, а рядом с учебными заведениями, театрами, клубами и т. п. — при отсутствии занятий, спектаклей или в перерывах между ними.

Конструкции шпунтовой стенки

• Без анкерная конструкция шпунтовой стенки без упора сверху с высотой до 6 м. (обычно). При высоте до 5–6 м. без анкерная стенка устоит. Без анкерную стенку можно попробовать со шпунтом Ларсен 5 (самый ходовой шпунт, самый мощный). Если мы хотим консольную стенку нужно смотреть трубошпунт Рурки и Берегсталь (дорогой). Там замки, жёсткость большая.
• Шпунт Анкерная система. Если мы хотим с одним анкером (больше 1 не надо при глубине до 6 м.) Анкер инъекционный устанавливается с отметкой ниже 70 см. от верха дна котлована. При одном анкере окружающие грунты должны быть хорошие. Корень анкера нельзя заделывать в текучепластичные, текучие и слабые грунты. Проанализировав ИГ, мы должны понять можно ли заделывать корень анкера или нет. В Санкт-Петербурге в центре нельзя (грунты слабые), на севере и юге можно. Поверхность обрушения идет под углом фи, корень анкера должен быть за поверхностью обрушения.
• консольная шпунтовая стенка (без анкера). В случае консольной стенки шпунта 2/3 h заглублено, 1/3 h стенки выше дна котлована. Относительный водоупор. Если днище водопроницаемо, то вода будет идти через дно. Поэтому длина стенки должна быть выбрана с учетом водоупора (консольную стенку доводить до водоупора)! Шпунт можно троекратно использовать (сметчики закладывают).

Литература

• ВСН 490-87 «Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки», М.: Минмонтажспецстрой СССР, 1987.
• «Временные указания по устройству фундаментов рядом с существующими зданиями и сооружениями в г. Москве». Моспроект, ГлавАПУ, Москва, 1985.
• РТМ 36.44.12.2-90 «Проектирование и устройство фундаментов из свай, погружаемых способом вдавливания». Министерство архитектуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ, ВНИИГС, Санкт-Петербург, 1992.

Ссылки

• Васенин В. А. Расчётная оценка параметров колебаний грунта при вибропогружении шпунта и свай.