Шпунтовые ограждения котлованов

Нормы в технологической карте и СНИП

Нормы ограждения шпунтовым методом прописаны в технологической карте.

Карта разработана на основе опыта строительства на подобных объектах с повторяющейся структурой зданий, сооружений с частями, а так же для зданий с унифицированными схемами по габаритам и типовыми конструкциями.

В ней освещаются основы качественного выполнения работы, пожарной и экологической безопасности и других важных моментов и вопросов, возникающих при проведении строительных работ повышенной сложности.

Карта разработана для бригадиров, производителей строительных работ и инженеров, занимающихся техническим аспектом в возведении шпунтовых сооружений.

Качество проводимых работ оценивается по СНИП – «строительным нормам и правилам», по которому можно ориентироваться и говорить о грамотности работ и возведения ограждения в котловане.

В нем отражены требования к пожарной и экологической безопасности работ и материально технической составляющей, которая обязательно должна быть направлена именно на норму, а не на отклонение от нее.

Крепление шпунтовыми ограждениями

Для крепления котлованов в грунтах, насыщенных водой (жижа и плывун), применяется так называемое шпунтовое ограждение. Шпунтовое ограждение состоит из сплошного ряда вертикально установленных шпунтовых труб или досок (в которых, в одной кромке сделан паз-шпунт, а на другой — гребень), прижатых к стенкам траншеи или котлована горизонтальными рамами с распорами (рис. 44). Все, что было сказано о распорах в вертикальном креплении, относится целиком и к шпунтовыми ограждением заключается в том, что при шпунтовом ограждении сначала забивают шпунт, а затем уже производится рытье траншеи с постепенной установкой распорных рам; в вертикальном же креплении сначала выкапывается траншея или котлован, а затем устанавливается крепление, постепенно опускаемое вниз по мере дальнейшей разработки грунта. Доски шпунта забиваются на глубину, несколько большую (на 0,2-0,5 м) глубины траншеи или котлована, для того, чтобы после окончания рытья нижние концы их не могли быть сдвинуты напором грунта.

Деревянный шпунт изготовляется из досок толщиной 6-7 см или из брусьев 10х20 см (рис.45). В каждой шпунтине (свае) устраиваются гребень и паз. При забивке свай гребень одной входит в паз другой. Затеска нижнего конца сваи делается в виде клина с острым углом со стороны паза

При такой затеске сваи при забивке плотно прилегают друг к другу, что очень важно при мокрых грунтах, когда вода под напором просачивается в щели неплотных шпунтов. Шпунтины должны изготовляться из сырого свежевырубленного леса. Если же они изготовлены из леса, уже некоторое время пролежавшего на воздухе, то перед забивкой их надо положить в воду на 10-15 дней для того, чтобы они успели набухнуть

Делается это потом, что шпунтовой ряд, забитый из высохших свай, в мокром грунте набухает и вследствие увеличения объема свай ряд искривляется; отдельные сваи выворачиваются, образуя щели, и ряд приходит в негодность. работа по забивке свай начинается с установки точно по линии будущего ряда так называемых маячных свай через 2 м друг от друга (рис. 43)

Если же они изготовлены из леса, уже некоторое время пролежавшего на воздухе, то перед забивкой их надо положить в воду на 10-15 дней для того, чтобы они успели набухнуть. Делается это потом, что шпунтовой ряд, забитый из высохших свай, в мокром грунте набухает и вследствие увеличения объема свай ряд искривляется; отдельные сваи выворачиваются, образуя щели, и ряд приходит в негодность. работа по забивке свай начинается с установки точно по линии будущего ряда так называемых маячных свай через 2 м друг от друга (рис. 43).

Эти сваи забиваются в первую очередь, и к ним прикрепляются с обеих сторон рамные брусья. В промежутках между маячными сваями и рамными брусьями, служащими направляющими, производится забивка остальных свай шпунтового ряда. Каждая последующая свая должна прилегать к уже забитой пазом, а гребень должен оставаться свободным, в противном случае пазы сильно забиваются землей, и плотного ряда добиться будет трудно. Забивка производится механическим копром, а при небольшой глубине и слабом грунте может производиться и вручную деревянными бабами.

Расчеты и стоимость ограждения

Расчеты требуются для определения конфигурации, размера стены и дополнительного укрепления. Это позволит добиться необходимой прочности и устойчивости всей конструкции. В процессе расчетов учитываются показатели опрокидывающего воздействия, сил удерживающих стен, коэффициент работы конструкции в почве и надежности стенки. Последний может иметь разные отличия в зависимости от типа ограждения и особенностей грунта.

При определении прочности учитывается устойчивость метра стены к нагрузкам, сопротивление обвязки, нормативное сопротивление и коэффициент работы конструкции в грунте. Последним показателем является устойчивость замков к разрыву, где учитывают горизонтальные нагрузки, радиальное усилие, коэффициент условий работы и нормативную устойчивость замков к разрыву (меняется от типа стали).

Видео описание

О правилах монтажа безопасного шпунтового котлована:

Конечная стоимость котлована зависит от ряда важных факторов. В первую очередь учитывается тип применяемого материала, например, доски, трубы, металлические сваи, шпунт «Ларсена». На стоимость также влияет тип применяемого оборудования (сваебоя), которое применяется для забивки шпунта. Основной статьей расходов является объем проводимых работ. При этом общая стоимость может быть увеличена в результате необходимости применения по периметру удерживающих досок, которые выступают в качестве опор для укрепления стенки.

Элементы металлического шпунта сцепляются друг с другом как паззлыИсточник pdoshka.ru

Кратко о главном

Шпунтовое ограждение – это прочное и долговечное решение для обустройства строительных котлованов и укрепления берегов возле водоемов. Такое усиление стен котлованов позволяет им выдерживать большие нагрузки, а сами шпунты не боятся влияния влаги, высоких или низких температур. Считается одним из самых экономных вариантов, поскольку некоторые виды шпунта могут использоваться многоразового. Также существуют шпунты, который устанавливается только один раз. Для производства шпунта используется металл, дерево, пластик или железобетон. В зависимости от применяемого материала меняются характеристики самого ограждения. Перед использованием проводятся расчеты, которые помогут добиться самого лучшего результата.

Способы погружения и необходимое оборудование

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

Забивание (ударный метод)

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

1. Копровой мачты. Это направляющая балка опалубки. Изготовлена из стали. На ней крепится шпунт и погружающее оборудование.
2. Лебедочные блоки. Необходимы для поднятия, установки шпунта.
3. 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.

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.

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

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

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.

Технология монтажа шпунтовых стенок

Устройство шпунтового ограждения выполняется с привлечением строительной спецтехники — копровых установок. Копр представляет собой самоходную машину на гусеничной либо колесной базе, которая укомплектована необходимым для погружения шпунта оборудованием.

Функциональная оснастка копра включает:

• копровую мачту — стальная направляющая балка опалубки, на которой фиксируется погружающее оборудование и шпунтовая конструкция;
• погружающий механизм — ударный молот либо вибпропогружатель;
• лебедочные блоки — для понятия и установки шпунта в исходное положение.

Существует три метода монтажа шпунта: ударная забивка, вибропогружение и статическое вдавливание. В строительной практике наиболее распространен метод забивки — это наиболее эффективная и недорогая технология, однако действующие СНиП запрещают забивать шпунт в условиях плотной застройки, поскольку динамические нагрузки, вырабатываемые молотом в процессе забивки, могут стать причиной деформации и разрушений фундаментов близстоящих зданий.

Вибропогружение — метод, при реализации которого шпунт углубляется в землю под воздействием высокочастотных низкоамплитудных колебаний. Вибропогружатель вырабатывает колебания, которые передаются на зафиксированный в нем шпунт, далее вибрация переходит на контактирующие со шпунтиной пласты почвы, которые под воздействием колебаний разуплотняются, что приводит к углублению шпунта под своим весом и массой давящего на него вибопрогружателя.

Вибропогружение шпунта Ларсена

Устройство шпунтового ограждения котлована выполняется в соответствии с положениями СНиП 3-Б.6-62. Технология выполняется в следующей последовательности:

1. На объект перебазируется копровая техника, доставляется и распределяется по расходным складам шпунт.
2. Выполняется разметка шпунтового ограждения в соответствии с проектными данными.
3. Размещенная на расходном складе шпунтина зацепляется лебедкой копра и подтягивается к точке погружения, производится строповка шпунта, его поднятие и установка в положение для забивки.
4. Шпунт стыкуется с наголовником погружающего механизма, проверяется пространственное положение конструкции.
5. В работу включается погружающий агрегат — молот либо вибопрогружатель, под воздействием которого шпунт углубляется в землю до проектной отметки.
6. По завершению монтажа процесс повторяется. Замок следующей шпунтины стыкуется с пазами погруженной конструкции.

Погружение шпунта выполняется до тех пор, пока вокруг котлована не будет выполнено устройство замкнутого ограждения.

Как установить своими руками шпунтовое ограждение для котлованов

В самом начале строительства грунт находится в мягком неуплотненном состоянии. Чтобы при нарушении целостности грунта не пострадали окружающие постройки или ландшафт, котлован упрочняется шпунтовым ограждением. Чаще всего шпунтовое ограждение устанавливается на больших котлованах.

Укрепление котлована.

При возведении частного коттеджа или дома необходимость в ограждении котлована возникает нечасто: если на участке сыпучие неустойчивые грунты или строительные работы начинаются в сезон дождей. Тогда в котлован может начать смываться под осадками грунт. Качественное шпунтовое ограждение не просто поможет удержать грунт, но и задержит воду.

Что такое шпунтовое ограждение

Это ряд свай, забитых в грунт и образующих ограждение. Использование таких конструкций позволяет создать безопасную зону для проведения дальнейших работ. Часто шпунтовое ограждение остается в земле для защиты, например, фундамента от воздействия грунтовых вод.

Забивка металлического шпунта в грунт.

Шпунты вбиваются в землю плотно друг к другу. Благодаря плотности размещения и заливке раствором стыков шпунтовое ограждение становится полностью влагонепроницаемым.

Какой шпунт выбрать?

Укрепление береговой линии с помощью шпунтовых ПВХ свай.

Сваи выбираются по следующим параметрам:

• Долговечность ─ период эксплуатации металлических свай зависит от условий эксплуатации, сваи ПВХ практически вечны.
• Быстрота монтажа — пластиковые сваи гладкие, у них низкий коэффициент трения, поэтому монтаж производится в 2 раза быстрее, чем у других свай.
• Вес — сваи ПВХ не тяжелые, поэтому удешевляется их погрузка/разгрузка и транспортировка.

Как установить шпунтовое ограждение

Для устройства шпунтового ограждения при строительстве на своем участке, можно в аренду взять очень удобные для монтажа шпунты Ларсена. Они легко вгоняются в землю и не менее просто демонтируются. Однако для того, чтобы установить шпунты Ларсена, потребуется спецтехника — вибропогружатель и бригада из 3-4 специально подготовленных профессионалов. По окончанию работ, связанных с укреплением грунтов, шпунтовые сваи извлекаются из грунта.

https://youtube.com/watch?v=B2xmdpqsg0k

Вибропогружатель можно заменить ручным вибромолотом. Ручной вибромолот не самое дешевое оборудование, но если в хозяйстве планируется достаточно много работ, связанных с забивкой свай — установка забора, свайный фундамент для хозяйственных построек, укрепление берегов пруда и пр., то его можно и приобрести. В противном случае, как и шпунты Ларсена, можно взять в аренду.

Отбойный молоток (вибромолот) электрический Makita.

С помощью такого отбойного молотка с ударной головкой шпунты погружаются на нужную глубину. Благодаря значительной силе удара молота сокращается время на монтаж шпунтованного ограждения, пропадает необходимость в тяжелой технике.

Установка шпунтовых свай с помощью ручного вибромолота.

Шпунты Ларсена забиваются в грунт последовательно: вторая секция вставляется сверху в паз-замок первой секции. При этом она должна быть развернута на 180 градусов относительно предыдущей, образуя непрерывную конструкцию.

Как установить деревянное шпунтовое ограждение своими руками

Можно приспособить для укрепления стенок котлована на грунте-плывуне необрезную доску толщиной не менее 4 см. Такая опалубка при установке плотно подгоняется друг к другу. Доски скрепляются поперечными брусками. Если во время установки шпунтового деревянного ограждения работам мешает постоянно поступающий мокрый грунт, нужно использовать дренажный насос. После установки шпунтового ограждения, грунт будет оставаться за стенками, а вода стекать вниз на дно котлована.

Благодаря установке деревянной опалубки-шпунта песок-плывун остается за ее стенами, а прибывающие грунтовые воды стекают на дно.

Для соединения и укрепления досок устанавливают балки и углы. Для обеспечения жесткости ограждения изнутри его укрепляют распорками из бруса 10 см на 10 см. Ширина доски для шпунта должна быть не меньше 15 см. Длина досок зависит от размеров котлована. Нижние заостренные концы шпунта-досок вбивают в грунт на глубину котлована кувалдой.

Несмотря на кажущуюся простоту установки, лучше рыть котлован, выбирать тип шпунтов, монтировать шпунтовые сваи с бригадой квалифицированных профессионалов и спецтехникой.

Забирка из досок шпунтового ограждения — Шпунтовое ограждение? — 22 ответа



В разделе Работа, Карьера на вопрос Шпунтовое ограждение? заданный автором Александр Еремин лучший ответ это Шпунтовые ограждения могут выполняться из прокатных профилей (двутавров, труб). Профили для шпунтовых свай изготавливают из углеродистой стали марок СтЗсп, СтЗпс по ГОСТ 380. На наружной поверхности профиля, в торцах и в замковой части не должно быть раскатанных пузырей, закатов, прокатных плен.Погружение элементов шпунтового ограждения может выполняться в предварительно пробуренные скважины, заполненные цементно-песчаным раствором; вибропогружением, задавливанием, завинчиванием.Стенки котлованов в процессе разработки крепятся забиркой либо из металлического листа, либо из обрезной доски. Забирка, в свою очередь, может впоследствии использоваться в качестве опалубки для бетонирования подземных конструкций здания. Ограждающие конструкции с забиркой не являются водонепроницаемыми, поэтому при расположении уровня грунтовых вод выше дна котлована требуется выполнение строительного водопонижения.

Сваи из труб

В качестве не извлекаемых элементов для устройства шпунтовой стенки иногда используются металлические трубы. Такое решение позволяет утилизировать те, которые были в употреблении. Кроме относительной дешевизны, у них нет положительных качеств. Трубы не позволяют создать плотную непроницаемую для грунтовых вод поверхность. Обычно их применяют для укрепления откосов или в качестве не извлекаемой опалубки для дальнейшего бетонирования столбов. Сваи из труб не имеют замков, поэтому выдерживать геометрическое положение в ряду очень сложно.

Вариант укрепления грунта шпунтовыми сваями

Следует учесть, что стенки труб тоньше и гораздо хуже противостоят деформациям, чем шпунт Ларсена. Поэтому при прохождении трубы через каменистый грунт, нижнее сечение может полностью смяться, сделав невозможным достижение проектной отметки. Обращаться к такому методу устройства шпунтового ограждения стоит только в крайнем случае.

Расчет шпунтового ограждения

Программа СпИн, с помощью которой можно легко рассчитать шпунтовое ограждение

Итак, расчет заключается в определении необходимого сечения шпунта, в глубине забивки шпунта ниже основания котлована, а также в подборке распорок.

Если вы хотите рассчитать устойчивость и прочность ограждения, то предварительно перед этим необходимо удалить всю воду со дна котлована в процессе установки распорных креплений и разработки котлована.

Существует специальная инструкция для строителей, которая поможет вам рассчитать шпунтовую ограду для различных типов почв (даже на болотистой или затопленной местности).

Способы погружения шпунта для ограждения котлована

В строительной практике используется два способа погружения шпунта — ударная забивка и вибропогружение.

Наиболее распространенным методом является ударная забивка. Данная технология обладает ключевым преимуществом — при ударном погружении шпунта не происходит разуплотнение грунта возле места забивки, которым сопровождается процесс вибропогружения.

Совет эксперта! В результате разуплотнения почвы происходит осыпание стенок котлована, которое может нарушить проектный уклон выемки (стенки котлованов разной глубины, согласно требованиям ГОСТ, должны располагаться под строго определенным углом наклона).

Ударный способ обладает рядом ограничений по применению — из-за деструктивных воздействий на фундаменты близстоящих зданий он не может реализовываться в густо застроенной черте города, вблизи архитектурных памятников и исторических зданий.

Вибрационный метод таких ограничений не имеет, однако данный способ демонстрирует высокую эффективность погружения лишь при работе на несвязных грунтах — песчаной почве, супесях и слабовлажной глине.

Рис. 1.5: Вибрационное погружение шпунта Ларсена

В зависимости от применяемой технологии копровые установки комплектуются навесными дизель молотами либо вибропогружателями. При работе дизель молота шпунтины погружаются в грунт в результате ударных динамических воздействий, которые передаются на закрепленную в наголовнике молота конструкцию. Существует два типа дизель-молотов — трубчатые и штанговые. На сегодняшний день трубчатые молоты, как более совершенные конструкции, практически полностью вытеснили из обихода молоты штангового типа.

Рис. 1.6: Трубчатые и штанговые дизель-молоты

Принцип работы вибропогружателей кардинально отличается. Такие устройства оборудованы неотцентрированными дебалансами, которые в процессе разнонаправленного вращения генерируют высокочастотные вибрационные колебания (от 500 до 1500 к/мин). Колебания передаются на шпунт, жестко закрепленный в наголовнике агрегата, далее вибрация по шпунту переходит на контактирующие с ним слои почвы, которые разуплотняются и под весом конструкции вибропогружателя шпунтина опускается в грунт

Рис. 1.7: Схема электрического вибропогружателя

Монтаж шпунтового ограждения различных видов

Как и говорилось ранее, шпунтовые ограждения – это металлические сваи, установленные согласно проекту по краю котлована (для их сооружения обычно используется уже отработанный материал, бывший в употреблении). Наиболее часто употребляемые диаметры труб – 219, 273, 325, 377, 426, 530 и 630 мм.

Металлическая свая ШК-150

Трубы «Ларсена»

Ограждение котлована по СНиП производится одним из трех вышеуказанных способов: закручиванием, вбиванием или вибропогружением свай (см.также статью Винтовые сваи для забора – простой и надежный фундамент). В любом из вышеперечисленных случаев требуется предварительно пробурить литерные скважины.

Если говорить о ценах, то на территории Москвы и области наиболее доступным и дешевым вариантом является шарошечное и шнековое бурение с дальнейшим укреплением стенок скважины глинистым раствором под высоким давлением.

Небольшое пояснение:

Колебание цен зависит исключительно от глубины бурения, категоричности грунта и условий работ;
При заказе монтажных работ по установке шпунтовых ограждений, обратите внимание на тот факт, что цена указана только на работы, без учета стоимости самих труб. Прежде всего, это связано с тем, что подрядчик не знает, какие трубы вы пожелаете устанавливать в качестве шпунта, и какова их толщина стенок.

Буронабивные сваи

Монтаж буронабивных свай

Буронабивные сваи представляют собой пробуренные скважины, в которые опускаются различные виды металлокаркасов. После установки их заливают: ЦПС (цементно-песчаная смесь), бетоном или цементно-водной основой под высоким давлением.

Что касается ценовой политики на буронабивные сваи, то тут нет однозначного ответа. Подрядчик сможет вам озвучить цену только после личного присутствия на объекте, после оценки сложности работ и типа грунта.

Шпунты в наклонном бурении

Виды бурения

Если вы решили построить дом на возвышенности (холме, горе, косогоре), то вам никак не обойтись без данной строительной операции. Этот вид работ производится при помощи специальной буровой установки, способной бурить  скважины под углом. Расчет шпунтового ограждения котлована производится специалистами на месте (своими руками это делать не рекомендуется, так как небольшая ошибка может привести к фатальным последствиям).