Ограждение котлована из труб
Устройство и установка шпунтового ограждения котлована из труб и досок
Шпунтовые ограждения представляют собой забитые в грунт по всему периметру котлована сваи, выполненные из дерева или металла.
Установка таких конструкций проводится в тех местах, где невозможно проводить работы по откосам.
Назначение сооружений – это защита котлована и жизни рабочих от обрушения грунта. Грунт надежно удерживается и не рушится при строительстве даже самых сложных объектов.
Защита от ливневых и грунтовых вод, а также от обрушения грунта осуществляется специальными сваями – шпунтом Ларсена. Они носят имя своего основателя и разработчика такой технологии.
Шпунт Ларсена представляет особо пространственный элемент с коробчатым сечением и замочными элементами по краям изделия.
При погружении в грунт фиксатор, стоящий на одном элементе устанавливается в специальный паз другого. Такое выполнение конструкции гарантирует надежную стыковку.
Строительные шпунты изготавливают из прочного металла с примесями углерода. Для защиты от коррозии производители добавляют в изделие металла частицы меди.
При необходимости сэкономить можно воспользоваться пластиковыми шпунтами, выполненными из поливинилхлорида, которые не уступают в прочности и надежности металлическим и железобетонным конструкциям.
Среди главных достоинств шпунта Ларсена можно выделить удобство монтажа при установке материала на объекте.
Обладая высокой прочностью и устойчивостью к внешним факторам, шпунт Ларсена, в отличие от обычных шпунтовых свай, применяется при возведении сложных объектов. Среди примеров применения можно отметить следующие:
- строительство сооружений для очистки;
- защита площадок для строительных работ от воды;
- укрепление береговой линии рек и водоемов;
- ограждение мест стенками с производственными отходами;
- строительство плотин, мостов и причалов;
- укрепление грунта с угрозой оползня.
Надежность достигается благодаря изготовлению шпунта из легированной стали, обладающей повышенной прочностью. Производители по-разному устанавливают толщину шпунта при изготовлении. У известных брендов она варьируется от 15 до 23 мм.
Изготовители рекомендуют срезать верхнюю кромку после последовательных двадцати установок, потому что она деформируется после длительного использования в строительных работах.
Иногда при эксплуатации случаются непредвиденные ситуации, и изделие, погруженное в тяжелый грунт, начинает давать сбои: соединения в замковых элементах деформируются, а сама конструкция искривляется.
Мастерам остается лишь один выход – отрезать часть конструкции автогеновой установкой и оставить на месте проведения работ.
Погружение шпунта Ларсена проводится с применением спецтехники путем ударных и вибрационных воздействий. Технология установки во многом напоминает установку свай забора.
Погружение с использованием вибрационного элемента производится за счет навесного модуля, через который передается нагрузка к месту оголовка навесного элемента.
Дополнительной техникой для установки служит осевая технология, позволяющая вставлять сваю в грунт, разжиженный под воздействием вибрационной машины.
Установку начинают с первой сваи, установленной в проектное положение, но ровное введение в землю усложняется каменистым и слишком плотным грунтом на объекте.
Если происходит такая непредвиденная ситуация, перенесение свай в другое место или уменьшение глубины погружения должно согласовываться с высшим руководством. Вторая и последующие сваи заводятся замками в пазы предыдущей.
Облегчение в скольжении замков и установке конструкции достигается путем смазывания изделия густой смазкой.
Установка шпунта Ларсена на объектах с повышенным содержанием грунтовых вод производится с дополнительной герметизацией замочных соединений.
Сваи из пластмассы или композита обладают меньшим трением, и смазывание отдельных элементов в такой установке не требуется.
В пластиковой конструкции уровень погружения гораздо меньше, чем в металлической, что обеспечивает удобное вхождение в грунт. В почве с примесями инородного состава рекомендуется возводить только металлические шпунты.
Применение шпунтовых свай различно: ограждение гидрологических объектов, предохранение от поступления вод в зону проведения строительных работ и обеспечение сохранности сооружений и зданий.
В зависимости от сложности проведения работ подбирают подходящий материал для шпунтирования: дерево, металл или железобетон.
В котлованах, где есть вероятность проникновения грунтовых вод, устанавливают различные виды свай. Раньше строители применяли только деревянные ограждения, но современные технологии установки позволяют надежно держать грунт металлическими и бетонными ограждениями.
Изделия из дерева и стали начали применяться раньше остальных материалов. Внешне конструкция напоминает деревянный частокол из бруса со шпунтовкой, и бревен. Иногда строители применяют толстые доски в сборной конструкции.
Монтаж деревянного ограждения производится путем забивания досок в грунт. Использование шпунтовых сооружений из дерева ложится большой экономической нагрузкой на строительную компанию.
Деревянные конструкции после проведенных работ практически невозможно извлечь из грунта не повредив поверхности.
Повторное использование такого изделия исключается пониженной сохранностью после использования.
Чем руководствоваться при выборе подходящей краски по дереву читайте по ссылке.
Сваи, выполненные из железобетонной конструкции, устанавливаются при помощи замков, герметизирующих всю конструкцию. Трапециевидные шпунты и пазы – составляющие элементов замка. Сваи при проведении установочных работ устанавливаются методом одна в другую.
Монтаж свай проводят с применением забивной техники с повышенной технической мощностью. Сваи из железобетонного материала не извлекают для повторной работы, так как они служат в качестве внешней оболочки фундамента.
Такие сваи чаще применяют при строительстве мостов и плотин. Транспортировка усугубляется появлением трещин на поверхности изделия. Длина таких изделий не превышает шестнадцати метров.
Материал из металла используют многократно, и, к тому же, он прост в перевозке и монтаже на новом объекте. Шпунтовые опоры из стали применяют в современном строительстве, руководствуясь рядом причин:
- Высокая прочность к механическим повреждениям.
- Удобная транспортировка и монтаж, по сравнению с железобетонными конструкциями.
- Многократное применение и удобное извлечение из почвы.
- Широкий выбор материалов из профиля, ориентированный по цене на различные виды объекта по сложности.
- Монтаж профилей проводится техникой с применением вибрационных и ударных технологий.
к содержанию ↑
Устройство шпунтового ограждения котлована из труб
Шпунтовое ограждение котлована из труб производится на начальном этапе строительных работ в транспортном, жилищном или гидротехническом сооружении.
На начальном этапе работы котлован может осыпаться и повредить строителей и технику.
Предотвращение таких ситуаций успешно достигается техникой трубошпунта, состоящей из плотной стены, где скрепляющие элементы соединены между собой замками в пазах.
Проведение работ по ограждению котлована заключается в установке конструкции для опоры, это может быть корытообразный шпунт Ларсена или трубчатый шпунт.
Шпунт из труб имеет единственный недостаток, в котором он уступает шпунту Ларсена, — высокая стоимость на металлические изделия с повышенной массой, а в остальных показателях лучшей защиты котлована не найти.
Основные достоинства установки шпунтов из труб в котловане:
- высокая устойчивость изделия позволяет использовать трубчатый шпунт как несъемную опалубку;
- монтаж становится удобнее благодаря возможности дробить валуны и другие инородные тела внутри трубы;
- устойчивость материала гораздо выше, чем у шпунта Ларсена;
- наличие возможности устанавливать внутри трубы дополнительные балки и швеллеры;
- Использованные трубы можно демонтировать и использовать в других строительных работах или продать на вторичном рынке.
Возможно вас заинтересует статья о том, как построить гараж своими руками.
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.
При разрытии грунта равновесие сил во взаимодействии существенно нарушается. Давление при вынимании грунта увеличивается со стороны охлаждения стенок.
Предотвращение разрушения стенок ограждением должно быть просчитано с помощью специфических расчетных характеристик: способа ограждения, глубины, на которую погружают материал, размеров шпунта и сил взаимодействия.
Расчет производится графоаналитическим путем (пример на фото ниже) или по определенной формуле. Для подсчета используют специальную программу. Техническая информация, необходимая для правильного устройства и погружения инструмента, приведена в пункте 3.02.01-87 СНИП.
Характеристики, учитывающиеся в формуле:
- Давление грунта под опрокидыванием.
- Сила давления грунта по вертикали.
- Противодействие крутящемуся элементу.
- Выбранная глубина котлована.
Формула вычисления прочности выглядит так: М1 ≤ m/γ * M2, где
- М1 — основной момент опрокидывающей силы.
- М2 — противодействие силе опрокидывания (удерживающий момент).
- m — коэффициент условий работы (в общем порядке он равен 0,95, для слабых грунтов 0,7)
- γ — коэффициент надежности (1,1 для территории, покрытой водой).
Основные моменты прочности можно вычислить, исходя из формулы:
- М1 (опрокидывающий момент) = Еа*Са.
- М2 (удерживающий момент) = Еn*Сn.
- Еа и Еn – эпюрные равнодействующие давлений активного и пассивного типов; Са и Сn – равнодействующие плечи в отношении точки 0.
Расчет проводят, исходя из нижней точки шпунта, так как на высоте он может подвергаться повороту или опрокидыванию.
Согласно расчетным данным для ограждений из шпунта с количеством ярусов, равному двум и более «ВСН 136-78», для песчаного грунта коэффициент активного бокового грунтового давления составляет 0,7, пассивного 1,42, расстояние от верха шпунта до низа слоя будет равно 9 м.
Для минимальной глубины шпунта 28,9 м эпюры боковых давлений составляют: активное 16,6 тс/м2, активное 23,8 тс/м2.
Шпунты Ларсена легко устанавливаются и скрепляются, но для монтажа потребуется помощь специальной техники. Перед началом установки нужно пригласить бригаду рабочих из троих, а лучше четырех человек, обученных навыкам проведения подобных работ.
При установке невозможно обойтись без вибропогружателя. Если вибропогружателя нет в наличии, допускается применение вибромолота. Это устройство, без которого не обходится ни одна работа по забиванию свай или укреплению забора.
Если финансовые возможности не позволяют приобрести такое полезное оборудование, можно взять его в аренду.
С помощью такого молотка шпунт погружается в землю. Благодаря резкому удару и технической силе пропадает необходимость пользования тяжелой техникой.
Шпунты устанавливаются последовательно, так, чтобы второй четко входил в паз к первому. При этом разворот нужен в радиусе 180 градусов по отношению к первой с образованием непрерывной конструкции.
Технология качественного вдавливания шпунта наиболее приемлемая техника установки. Она не наносит существенного вреда почве и близлежащим зданиям, чего не избежать с применением работы молотом.
Процесс погружения и выемки трубошпунта показан в видео ниже:
Шпунтовое ограждение котлована из труб
Для укрепления стен котлована во время строительных работ применяют разные технологии, среди которых самой распространенной является шпунтовое ограждение из труб. Использование материалов, бывших в употреблении, делает сооружение защитной конструкции намного дешевле, чем применение для этих целей специальных шпунтовых профилей.Шпунтами принято называть в строительстве забиваемые сваи, которые могут быть деревянными, железобетонными или металлическими.
Суть такого укрепления заключается в том, что сначала по периметру будущего котлована на нужную глубину вбиваются шпунты (сваи), и только после этого производят выемку грунта. Благодаря этому предотвращается обрушение стен по мере его углубления, сама яма получается строго заданной правильной формы, удается избежать смещения конструкций соседних объектов.
Свойства шпунтового ограждения из труб в сравнении с другими типами конструкций
Специалисты единогласно считают единственным преимуществом такого укрепления его низкую стоимость. В отличие от более дорогих материалов, таких как шпунт Ларсена, применение труб имеет существенные недостатки:
- Их применение не позволяет получить монолитную водонепроницаемую поверхность, поэтому в строительстве гидротехнических объектов и в условиях высокого горизонта грунтовых вод ограждение не применяют.
- Из-за тонкого сечения стенок материала и большой площади вхождения в грунт при ее забивании края значительно деформируются.
- Так как элементы устройства не имеют замкового сцепления, трудно добиться их ровного вхождения в грунт, поэтому с увеличением глубины элементы ограждения будут значительно отклоняться от заданной плоскости.
Как правило, шпунтовое ограждение котлована из труб, технология которого предполагает их одноразовое, невыемное использование, одновременно служит в качестве опорных стоек для формирования опалубки для проведения бетонных работ. В этом случае применяется буро-инъекционный способ погружения свай, когда их полость заполняется водно-цементным раствором. При вытаскивании трубы освобождается большая полость, которая будет служить причиной многолетнего проседания придомных дорожек.
Самый распространенный способ монтажа шпунта – вибропогружение. Сначала бурится скважина, в нее погружается труба. Для более прочного закрепления скважину предварительно заливают песчано-цементой или глиняной смесью. Устройство шпунтового ограждения котлована из труб, преследующее цель максимальной экономии, предполагает использования метода вибропогружения как самого экономичного из существующих способов. При этом труба испытывает минимальную нагрузку при погружении, что предотвращает ее деформацию на начальном этапе.
Погружение сваи может выполняться методом завинчивания. Для этого на одном конце ее приваривают наконечник, обеспечивающий спиральное движение.
Забивка при использовании труб может применяться на завершающем этапе погружения для достижения нужной глубины или при отказе прохождения при вибропогружении меньше 1,5 см/мин.
Глубина забивания шпунтов должна быть выше уровня грунтовых вод. При выполнении котлованов большой глубины, шпунтовое ограждение выполняют в два яруса. При этом верхний ярус забивают на несколько метров шире проектных размеров, и когда углубление достигает 2/3 длины забитых свай, вбивают второй ярус, по нужному размеру.
Устройство и установка шпунтового ограждения котлована из труб и досок
Шпунтовые ограждения представляют собой забитые в грунт по всему периметру котлована сваи, выполненные из дерева или металла.
Установка таких конструкций проводится в тех местах, где невозможно проводить работы по откосам.
Назначение сооружений – это защита котлована и жизни рабочих от обрушения грунта. Грунт надежно удерживается и не рушится при строительстве даже самых сложных объектов.
Защита от ливневых и грунтовых вод, а также от обрушения грунта осуществляется специальными сваями – шпунтом Ларсена. Они носят имя своего основателя и разработчика такой технологии.
Шпунт Ларсена представляет особо пространственный элемент с коробчатым сечением и замочными элементами по краям изделия.
При погружении в грунт фиксатор, стоящий на одном элементе устанавливается в специальный паз другого. Такое выполнение конструкции гарантирует надежную стыковку.
Строительные шпунты изготавливают из прочного металла с примесями углерода. Для защиты от коррозии производители добавляют в изделие металла частицы меди.
При необходимости сэкономить можно воспользоваться пластиковыми шпунтами, выполненными из поливинилхлорида, которые не уступают в прочности и надежности металлическим и железобетонным конструкциям.
Среди главных достоинств шпунта Ларсена можно выделить удобство монтажа при установке материала на объекте.
Обладая высокой прочностью и устойчивостью к внешним факторам, шпунт Ларсена, в отличие от обычных шпунтовых свай, применяется при возведении сложных объектов. Среди примеров применения можно отметить следующие:
- строительство сооружений для очистки;
- защита площадок для строительных работ от воды;
- укрепление береговой линии рек и водоемов;
- ограждение мест стенками с производственными отходами;
- строительство плотин, мостов и причалов;
- укрепление грунта с угрозой оползня.
Надежность достигается благодаря изготовлению шпунта из легированной стали, обладающей повышенной прочностью. Производители по-разному устанавливают толщину шпунта при изготовлении. У известных брендов она варьируется от 15 до 23 мм.
Изготовители рекомендуют срезать верхнюю кромку после последовательных двадцати установок, потому что она деформируется после длительного использования в строительных работах.
Иногда при эксплуатации случаются непредвиденные ситуации, и изделие, погруженное в тяжелый грунт, начинает давать сбои: соединения в замковых элементах деформируются, а сама конструкция искривляется.
Мастерам остается лишь один выход – отрезать часть конструкции автогеновой установкой и оставить на месте проведения работ.
Погружение шпунта Ларсена проводится с применением спецтехники путем ударных и вибрационных воздействий. Технология установки во многом напоминает установку свай забора.
Погружение с использованием вибрационного элемента производится за счет навесного модуля, через который передается нагрузка к месту оголовка навесного элемента.
Дополнительной техникой для установки служит осевая технология, позволяющая вставлять сваю в грунт, разжиженный под воздействием вибрационной машины.
Установку начинают с первой сваи, установленной в проектное положение, но ровное введение в землю усложняется каменистым и слишком плотным грунтом на объекте.
Если происходит такая непредвиденная ситуация, перенесение свай в другое место или уменьшение глубины погружения должно согласовываться с высшим руководством. Вторая и последующие сваи заводятся замками в пазы предыдущей.
Облегчение в скольжении замков и установке конструкции достигается путем смазывания изделия густой смазкой.
Установка шпунта Ларсена на объектах с повышенным содержанием грунтовых вод производится с дополнительной герметизацией замочных соединений.
Сваи из пластмассы или композита обладают меньшим трением, и смазывание отдельных элементов в такой установке не требуется.
В пластиковой конструкции уровень погружения гораздо меньше, чем в металлической, что обеспечивает удобное вхождение в грунт. В почве с примесями инородного состава рекомендуется возводить только металлические шпунты.
Применение шпунтовых свай различно: ограждение гидрологических объектов, предохранение от поступления вод в зону проведения строительных работ и обеспечение сохранности сооружений и зданий.
В зависимости от сложности проведения работ подбирают подходящий материал для шпунтирования: дерево, металл или железобетон.
В котлованах, где есть вероятность проникновения грунтовых вод, устанавливают различные виды свай. Раньше строители применяли только деревянные ограждения, но современные технологии установки позволяют надежно держать грунт металлическими и бетонными ограждениями.
Изделия из дерева и стали начали применяться раньше остальных материалов. Внешне конструкция напоминает деревянный частокол из бруса со шпунтовкой, и бревен. Иногда строители применяют толстые доски в сборной конструкции.
Монтаж деревянного ограждения производится путем забивания досок в грунт. Использование шпунтовых сооружений из дерева ложится большой экономической нагрузкой на строительную компанию.
Деревянные конструкции после проведенных работ практически невозможно извлечь из грунта не повредив поверхности.
Повторное использование такого изделия исключается пониженной сохранностью после использования.
Чем руководствоваться при выборе подходящей краски по дереву читайте по ссылке.
Сваи, выполненные из железобетонной конструкции, устанавливаются при помощи замков, герметизирующих всю конструкцию. Трапециевидные шпунты и пазы – составляющие элементов замка. Сваи при проведении установочных работ устанавливаются методом одна в другую.
Монтаж свай проводят с применением забивной техники с повышенной технической мощностью. Сваи из железобетонного материала не извлекают для повторной работы, так как они служат в качестве внешней оболочки фундамента.
Такие сваи чаще применяют при строительстве мостов и плотин. Транспортировка усугубляется появлением трещин на поверхности изделия. Длина таких изделий не превышает шестнадцати метров.
Материал из металла используют многократно, и, к тому же, он прост в перевозке и монтаже на новом объекте. Шпунтовые опоры из стали применяют в современном строительстве, руководствуясь рядом причин:
- Высокая прочность к механическим повреждениям.
- Удобная транспортировка и монтаж, по сравнению с железобетонными конструкциями.
- Многократное применение и удобное извлечение из почвы.
- Широкий выбор материалов из профиля, ориентированный по цене на различные виды объекта по сложности.
- Монтаж профилей проводится техникой с применением вибрационных и ударных технологий.
к содержанию ↑
Устройство шпунтового ограждения котлована из труб
Шпунтовое ограждение котлована из труб производится на начальном этапе строительных работ в транспортном, жилищном или гидротехническом сооружении.
На начальном этапе работы котлован может осыпаться и повредить строителей и технику.
Предотвращение таких ситуаций успешно достигается техникой трубошпунта, состоящей из плотной стены, где скрепляющие элементы соединены между собой замками в пазах.
Проведение работ по ограждению котлована заключается в установке конструкции для опоры, это может быть корытообразный шпунт Ларсена или трубчатый шпунт.
Шпунт из труб имеет единственный недостаток, в котором он уступает шпунту Ларсена, — высокая стоимость на металлические изделия с повышенной массой, а в остальных показателях лучшей защиты котлована не найти.
Основные достоинства установки шпунтов из труб в котловане:
- высокая устойчивость изделия позволяет использовать трубчатый шпунт как несъемную опалубку;
- монтаж становится удобнее благодаря возможности дробить валуны и другие инородные тела внутри трубы;
- устойчивость материала гораздо выше, чем у шпунта Ларсена;
- наличие возможности устанавливать внутри трубы дополнительные балки и швеллеры;
- Использованные трубы можно демонтировать и использовать в других строительных работах или продать на вторичном рынке.
Возможно вас заинтересует статья о том, как построить гараж своими руками.
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.
При разрытии грунта равновесие сил во взаимодействии существенно нарушается. Давление при вынимании грунта увеличивается со стороны охлаждения стенок.
Предотвращение разрушения стенок ограждением должно быть просчитано с помощью специфических расчетных характеристик: способа ограждения, глубины, на которую погружают материал, размеров шпунта и сил взаимодействия.
Расчет производится графоаналитическим путем (пример на фото ниже) или по определенной формуле. Для подсчета используют специальную программу. Техническая информация, необходимая для правильного устройства и погружения инструмента, приведена в пункте 3.02.01-87 СНИП.
Характеристики, учитывающиеся в формуле:
- Давление грунта под опрокидыванием.
- Сила давления грунта по вертикали.
- Противодействие крутящемуся элементу.
- Выбранная глубина котлована.
Формула вычисления прочности выглядит так: М1 ≤ m/γ * M2, где
- М1 — основной момент опрокидывающей силы.
- М2 — противодействие силе опрокидывания (удерживающий момент).
- m — коэффициент условий работы (в общем порядке он равен 0,95, для слабых грунтов 0,7)
- γ — коэффициент надежности (1,1 для территории, покрытой водой).
Основные моменты прочности можно вычислить, исходя из формулы:
- М1 (опрокидывающий момент) = Еа*Са.
- М2 (удерживающий момент) = Еn*Сn.
- Еа и Еn – эпюрные равнодействующие давлений активного и пассивного типов; Са и Сn – равнодействующие плечи в отношении точки 0.
Расчет проводят, исходя из нижней точки шпунта, так как на высоте он может подвергаться повороту или опрокидыванию.
Согласно расчетным данным для ограждений из шпунта с количеством ярусов, равному двум и более «ВСН 136-78», для песчаного грунта коэффициент активного бокового грунтового давления составляет 0,7, пассивного 1,42, расстояние от верха шпунта до низа слоя будет равно 9 м.
Для минимальной глубины шпунта 28,9 м эпюры боковых давлений составляют: активное 16,6 тс/м2, активное 23,8 тс/м2.
Шпунты Ларсена легко устанавливаются и скрепляются, но для монтажа потребуется помощь специальной техники. Перед началом установки нужно пригласить бригаду рабочих из троих, а лучше четырех человек, обученных навыкам проведения подобных работ.
При установке невозможно обойтись без вибропогружателя. Если вибропогружателя нет в наличии, допускается применение вибромолота. Это устройство, без которого не обходится ни одна работа по забиванию свай или укреплению забора.
Если финансовые возможности не позволяют приобрести такое полезное оборудование, можно взять его в аренду.
С помощью такого молотка шпунт погружается в землю. Благодаря резкому удару и технической силе пропадает необходимость пользования тяжелой техникой.
Шпунты устанавливаются последовательно, так, чтобы второй четко входил в паз к первому. При этом разворот нужен в радиусе 180 градусов по отношению к первой с образованием непрерывной конструкции.
Технология качественного вдавливания шпунта наиболее приемлемая техника установки. Она не наносит существенного вреда почве и близлежащим зданиям, чего не избежать с применением работы молотом.
Процесс погружения и выемки трубошпунта показан в видео ниже:
Ограждение котлованов
При устройстве котлованов с наклонными стенками (рис. 2.1) существенно возрастает объем земляных работ, увеличиваются размеры котлована поверху, что вызывает определенные технологические сложности. Обратная засыпка пазух состоит из грунта нарушенной структуры с пониженной плотностью по сравнению с его естественным состоянием. Это уменьшает защемление фундамента в грунте, которое важно при передаче на опоры горизонтальных сил. Поэтому в мостостроении чаще используют ограждения котлованов с вертикальными стенками.
Если уровень грунтовых вод ниже дна котлована, его ширина не больше 4-х, а глубина – 5 м, применяют закладное крепление. В некоторых случаях его выполняют полностью деревянным. Для другого варианта используют вертикальные стойки из двутавровых балок, за которые с внешней стороны котлована горизонтально закладывают доски (рис. 2.4).
Рис. 2.4 – Закладное крепление стенок котлована с металлическими двутавровыми стойками
Если грунт котлована способен удерживать вертикальные откосы, закладное крепление устраивается сразу после отрывки котлована на полную глубину. Если же грунт недостаточно устойчив, крепление устраивают в несколько приемов. Сначала забивают стойки по периметру, после чего, по мере отрывки котлована, устанавливают горизонтальные доски крепления и распорки. Закладное крепление удаляют снизу вверх по мере возведения фундамента и уплотнения грунта в пазухах.
Шпунтовое ограждение котлована
Шпунтовое ограждение котлованов состоит из стенки, выполненной из деревянных, металлических или железобетонных вертикальных шпунтин (шпунтовых свай), горизонтальных обвязок (наружных и внутренних), распорок (или анкеров, работающих на растяжение) и маячных свай. Применять шпунт целесообразно, когда уровень грунтовых вод расположен выше дна котлована, в не устойчивых и водоносных грунтах. Ограждение не только удерживает стены в вертикальном положении, но и препятствует поступлению грунтовых вод в котлован. Для этого поперечному сечению шпунтины придается форма, которая обеспечивает плотное сопряжение с другими шпунтовыми сваями.
Деревянный шпунт применяют для забивки до 4–6 м, если в грунте нет включений (например, затонувших бревен, камней и пр.). На открытых водотоках с глубиной воды до 4 м возможно двойное ограждение с расстоянием между шпунтовыми стенками не менее 1 м. Пространство между стенками заполняют песчаным, супесчаным и суглинистым грунтом.
Для ускорения работ деревянные шпунтины объединяют в пакеты из 2–3 штук. Шпунт забивают гребнем вперед, что обеспечивает плотность прижатия соседних шпунтин. Шпунтовые стенки располагаются между парными направляющими схватками, где поставлены временные прокладки. Их удаляют по мере забивки шпунта.
В плотных глинистых и гравелистых грунтах для ограждения котлованов глубиной более 4–6 м применяется металлический инвентарный шпунт (рис. 1.7). Характеристики металлического шпунта приведены в табл. 1.2, а устройство ограждения показано на рис. 2.5.
Рис. 2.5 – Ограждение из металлического шпунта: а, б – угловые шпунтины; в – план ограждения; 1 – маячная свая; 2 – направляющие; 3 – коротыши; 4 – шпунт
Погружение каждой шпунтины в плане проверяется по разметке в направляющих, а вертикальность – по отвесу.
Чтобы гарантировать замыкание стенки, шпунтины ограждения выставляют на всю длину стенки, а затем осаживают в несколько приемов.
В случае веерности в месте смыкания забивают клиновидные шпунтины (рис. 2.6). Для ее изготовления продольно разрезается обычная шпунтина. С помощью отвеса и рулетки определяют угол веерности, после чего разрезанные половинки погружают, сваривая внахлестку в соответствии с этим углом.
Рис. 2.6 – Замыкание шпунтовой стенки с помощью клиновидной шпунтины
При «завале» смыкаемых шпунтин не только в плоскости стенки, но и из плоскости, автогеном нарезают клинья из стального листа, после чего изготовляют часть шпунтины ступенчатого (в месте стыка) сечения.
Если шпунтовая стенка примыкает к существующему сооружению, чтобы перекрыть доступ воды внутрь котлована в месте примыкания устраивается так называемый «глиняный замок» из трамбованной глины.
Верх шпунтового ограждения в период производства работ должен быть на 0,2–0,4 м выше максимально возможного уровня грунтовых вод и на 0,7 м выше рабочего уровня воды в акватории. Глубина погружения шпунта ниже дна котлована должна соответствовать проекту. Однако она не должна быть менее 1 м в связных, крупнопесчаных, гравелистых грунтах и менее 2м – в мелкопесчаных и плывунных грунтах. Глубина погружения внешнего ряда двойного шпунтового ограждения во всех случаях принимается не менее 2 м.
Для погружения в грунт металлического шпунта часто применяется навесное оборудование к кранам,– вибромолоты отечественного и зарубежного производства. Принцип их действия заключается в том, что при синхронном вращении эксцентриков молота возникает вынуждающая сила, обеспечивающая периодическое нанесение ударов по шпунтине через наголовник. При извлечении шпунта эксцентрики вращаются в обратном направлении.
Для извлечения металлического шпунта применяют те же вибропогружатели, что и для погружения. Кран для извлечения шпунтин вибрированием подбирают в соответствии с формулой
Р = 1,2*(S+G),
где S – максимальное сопротивление грунта извлечению шпунтины вибрированием;
G – суммарный вес вибратора и шпунтины.
Ориентировочно значения S определяют в зависимости от глубины погружения шпунтины в грунт (табл. 2.2).
Таблица 2.2 – Зависимость максимального сопротивления грунта от глубины погружения шпунтины в грунт
| Глубина погружения, м | 5 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| Сопротивление грунта, кН | 15 | 30 | 70 | -120 | 200 |
Подбирать вибропогружатели также можно в зависимости от глубины погружения шпунтин. Технические характеристики вибропогружателей и вибромолотов приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 – Технические характеристики отечественных вибропогружателей и вибромолотов
Сейчас отечественные мостостроители широко используют зарубежные вибраторы (например, вибропогружатель Vibrofaser).
При сооружении фундаментов мелкого заложения на суше шпунт погружают в грунт также дизель-молотами самоходных копровых установок.
Сооружение ограждения в виде бездонного ящика
Бездонные ящики применяют при строительстве в акватории фундаментов на естественном основании, не заглубляемых в грунт (например, в скальные грунты или твердые глины), а также при возведении высоких свайных ростверков (в любых грунтах).
Бездонный ящик представляет собой конструкцию с водонепроницаемыми стенками, которую изготовляют непосредственно на месте опускания на подмостях (на поверхности льда зимой) или на берегу с последующей транспортировкой на плаву к месту сооружения опоры.
Ограждения в виде бездонных ящиков обычно используют на реках с глубиной до 4–6 м. Они бывают неразборными (чаще деревянными) или разборными (их монтируют из щитов). Неразборные ящики состоят из брусчатого или металлического каркаса с жесткими распорками, с водонепроницаемой дощатой или брусчатой обшивкой.
Бездонный ящик имеет ножевую часть, которую оставляют на месте после разборки ящика. В месте контакта бездонного ящика с дном реки с внешней стороны по периметру присыпают песок либо укладывают подводный бетон, мешки с глиной или бетонной смесью. Дно в месте установки ящика необходимо предварительно спланировать.
Надежное сопряжение ящика (основание которого водонепроницаемо) с дном котлована позволяет произвести водоотлив, после чего кладка фундамента ведется насухо. При фильтрации грунта основания или некачественном примыкании ящика ко дну водоема приходится прибегать к укладке тампонажного слоя подводного бетона. Толщина слоя определяется из условия недопущения всплытия ящика вместе с бетонной подушкой после откачки воды из ограждения под действием гидростатического давления воды (рис. 2.7).
Рис. 2.7 – Ограждение в виде бездонного ящика: 1 – обшивка; 2 – обвязка; 3 – распорки
Минимальная толщина бетонного слоя подушки определяется из условия
по формуле
где hw – глубина погружения ящика;
a, b – размеры ящика в плане;
G – вес ящика;
γб, γw – удельный вес бетона и воды соответственно.
Для обеспечения водонепроницаемости ящика доски стенок зашивают в 2 слоя и прокладывают между ними рубероид. Если стенки брусчатые, стыки между брусьями конопатят. Во время откачки воды из ограждения его можно снаружи обсыпать опилками, перемешанными с песком, чтобы щели в стенке заилились.
Расчет бездонного ящика на боковое давление воды заключается в проверке прочности досок (брусьев) обшивки. Проверяется также прочность и устойчивость обвязок и распорок.
Когда сооружают свайный фундамент в виде высокого ростверка, после установки ящика на дно водоема внутрь него засыпают песок. Далее погружают (забуривают) сваи и методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) укладывают подводный бетон. Затем из котлована откачивают воду, срубают головы свай и насухо сооружают ростверк.
Укладка бетонной смеси под воду методом ВПТ производится:
- в огражденные котлованы опор для создания тампонажного слоя;
- в скважины, пробуренные при устройстве буронабивных свай;
- во внутренние полости свай-оболочек.
