Главная » Разное » Расчет шпунта ларсена пример

Расчет шпунта ларсена пример


Расчет шпунта и шпунтовых ограждений

Возведение шпунтового ограждения начинается с проектирования, на этом этапе производится оценка условий строительной площадки и возможность геотехнических рисков, составляется проект на проведение работ. На основе этого проекта выполняются многочисленные математические и аналитические расчеты шпунтов. Поскольку установка шпунтового ограждения является достаточно серьезным строительным процессом, любые нарушения которого могут обернуться неприятными последствиями, то расчет должны производить профессиональные специалисты или компании, имеющие лицензии на такие работы. Следовательно в конце мы порекомендуем обратиться к таким специалистам.

Расчет шпунтового ограждения

Во время расчета шпунтового ограждения, определяются:

  • параметры требуемого сечения шпунта,
  • глубина его забивки 
  • необходимость принятия дополнительных мер по укреплению.
Посмотрите формулы в сводной таблице  - расчетная схема   

В ходе сооружения шпунтового ограждения нагрузка давления грунта на шпунт одинакова с обеих сторон. В процессе выемки грунта это равновесие нарушается, потому что снижается сила давления грунта внутри котлована. Поэтому забивка шпунта в грунт начинается с расчета шпунтового ограждения, в котором учитываются действующие снаружи нагрузки и необходимые характеристики шпунтовой стенки. Чаще всего для этого пользуются методом, основанным на теории предельного равновесия грунтов.

Полезный для Вас материал:

  1. Характеристики шпунта Ларсена Л5
  2. Разновидности шпунта Ларсена

Методики расчета шпунтовых стенок

Для расчета шпунтов пользуются графоаналитическим методом упругой линии, известным также как метод Блюма — Ломейера, или формулой, в которой учтены такие параметры, как глубина котлована, размер вертикальных нагрузок от сооружения, предусмотренный проектом и показатели давления (активного и пассивного) грунта и воды.

При расчете необходимо обратить внимание на вид шпунтовых стенок, которые могут быть безанкерными или анкерными.

Это важный момент, потому что в первом случае точка оборота шпунта находится на дне котлована, а во втором – в месте установки анкерной растяжки.

Для расчета шпунтов берут за основу такие параметры глубины погружения:

  • для водозащитной подушки – от 1 м для любого грунта,
  • для плотных грунтов – от 1 м,
  • для глинистого, песчаного, илистого и суглинистого грунта – от 2 м.

Согласно стандарту СТП 136-99 расчет шпунтовых ограждений определяет параметры устойчивости положения и прочности материала их элементов на различных стадиях разработки котлована, параметры устойчивости днища котлована против выпучивания, минимальная глубина забивки шпунта, расчетное сопротивление элементов и другие показатели.

Так же смотрите - Шпунтовое ограждение котлованов, особенности

Формулы расчета по шпунтам

Для расчета устойчивости стены на опрокидывание

,

в которой Mz и Mu - соответствующие расчетные моменты удерживающих и опрокидывающихся нагрузок, m – коэффициент для вязких грунтов, Yn - коэффициент надежности.

Расчет прочности шпунтовой стены

,

где Мр – расчетный момент в сечении шпунтовой стены, Wcm – момент сопротивления шпунтовой стенки (берется из справочников для данного типа шпунта), Rу – расчетные параметры сопротивления материала обвязки, m – коэффициент условий работы.

Частые вопросы

 - какая допустимая высота шпунта остаётся над поверхностью земли для возможности его перестановки на следующую захватку ?

- Это зависит от модели вибропогружателя,в среднем 30-40см.

 - Какова оборачиваемость шпунта Ларсена при забивке в суглинистых и песчанных грунтах ?

- Если есть опыт, то импортный шпунт до 20 раз,отечественный до 13раз.

Материалы для Вас:
  1. Технология погружения шпунтов
  2. Методы погружения шпунтов

Для расчета шпунтового ограждения можно применять различные программные продукты, в частности большое распространение получила программа СпИн, имеющая дружественный пользовательский интерфейс. С ее помощью можно получить данные о ширине или диаметре шпунта из труб, шаге установки и необходимой глубине забивки, а также информацию о рекомендуемом типе стены (анкерная или безанкерная). На скриншоте продемонстрированы примеры окна программы для детального расчета шпунтовых ограждений.

Рассчитать шпунт Ларсена можно и в СКАДe, а также с помощью программного комплекса «ЛИРА».

Мы занимаемся фундаментными работами

Специалисты нашей компании выполнят расчёт, поставку и погружение шпунтовых свай на Ваши объекты. Мы работаем с разными видами фундаментов, имеем богатый опыт. 
  1. Наши контактные данные
  2. Видео наших работ

 Наша компания занимается фундаментными работами в Москве и регионе - обращайтесь, поможем!

Расчет шпунта

Наша строительная компания специализируется на продаже шпунтов и возведении шпунтовых ограждений разного назначения.

Рассчитайте массу шпунта для своего проекта

На странице прайса можно узнать стоимость шпунта.

Прочность и устойчивость стенки зависит от соответствия ее параметров характеристикам грунта и глубине котлована. На этапе проектирования мы выполняем расчет шпунта.

Задачи расчета шпунтового ограждения

При расчете шпунтового ограждения котлована определяются:

  • размеры и прочностные характеристики шпунта;
  • глубина погружения;
  • необходимые меры по дополнительному укреплению.

Сами шпунты подразделяются по материалу изготовления:

  • железобетон;
  • древесина;
  • металл;
  • полимеры и композитные шпунты.

Железобетонные и деревянные шпунты не предназначены для возведения временных ограждений. Деревянные – самый дешевый вариант, но их невозможно демонтировать без повреждений. Погружение и демонтаж бетонных – слишком энергоемкий и дорогостоящий процесс. И те, и другие используются однократно.

Пластиковые шпунты используются многократно, но проигрывают металлическим по прочности. Поэтому метталошпунты (профильные и трубчатые) мы рекомендуем нашим клиентам в первую очередь. Их достоинства:

  • оптимальное соотношение массы, габаритов и прочностных характеристик;
  • быстрый монтаж, легкий демонтаж;
  • возможность многократного использования и, как следствие, экономичность: хотя металлошпунты стоят дороже деревянных, в итоге стенка обходится дешевле (об этом ниже).

Вы можете заказать работы по погружению шпунта в нашей компании

Цена устройства шпунтового ограждения котлована, переброски сваебойной и бурильной техники – самая низкая в регионе. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Расчет шпунтового ограждения котлована по СНиП

До начала подготовки котлована пласты грунта пребывают в состоянии равновесия. В процессе выемки грунта соотношение нагрузок меняется, образуется разреженная область. Под давлением стенки могу обрушиться. Ограждение используется, чтобы предотвратить их разрушение.

Чтобы определить необходимую несущую способность шпунтовой стенки и выполнить расчет шпунта Ларсена, нужно знать силу воздействия на нее со стороны смежных пластов.

Существует два метода: графоаналитический и формульный. Формула учитывает:

  • давление грунта, боковое и вертикальное;
  • активное и пассивное давление грунтовых вод;
  • проектную вертикальную нагрузку от здания;
  • глубину котлована.

В числе услуг, предоставляемых нашей компанией – первичные испытания грунтов и проектирование. Мы выполняем работы строго в соответствии с принятыми в РФ нормативами.

Примеры  расчета шпунтового ограждения котлована

В соответствии с рекомендациями СНиП маячные шпунты погружают с шагом от двух до четырех метров. Минимум заглубления шпунта (ниже дна траншеи):

  • в текучих глинистых грунтах и тонкодисперсных песках – 2 метра;
  • в грунтах других типов – 1 метр.

Если среди слоев грунта на небольшой глубине есть водоупорный (плотный водонепроницаемый), шпунты погружают до него, т.к. он предотвращает проникновение воды через дно котлована.

Верхний срез шпунтовой стенки располагается в зависимости от уровня вод. В речном русле – выше рабочего уровня на 70 см минимум, учитывая подпор и высоту волн. Высота подпора при скорости потока 2 метра в секунду выводится по формуле V2/g (скорость и ускорение свободного падения).

Пример расчета шпунта из металла по устойчивости против опрокидывающей нагрузки:

М < m/y * Mz ,т.е. момент опрокидывающей силы меньше произведения момента удерживающей силы на справочный коэфф. условий работы, поделенный на коэффициент надежности. Оба коэффициента есть в СНиП. Коэфф. надежности принимают 1,1  – для сухих грунтов, 1,2 – для обводненных. Второй коэффициент для слабого грунта – 0,7.

Сечение шпунта соответствует наибольшему значению величины опрокидывающего момента. Глубина определяется опытным путем исходя из устойчивости против опрокидывающих сил.

Пример расчета металлического шпунта приведен для вычисления опрокидывающей нагрузки на уровне нижней границы шпунта.

Как рассчитать шпунтовое ограждение котлована по прочности:

M/W < R * m, где М – момент в сечении от расчетных нагрузок (на 1 метр погонный ограждения), W – момент сопротивления 1 метра (указан в технических характеристиках данной модели шпунта), R – сопротивление обвязки, m – справочное значение коэфф. условий работы (для слабого грунта – 0,8).

Исходя их этого расчета, выбираются дополнительные меры по укреплению ограждения котлована.

Мы рекомендуем нашим клиентам использовать для ограждения металлические шпунты: это не только надежный и эффективный, но и самый экономичный вариант. Металлошпунт может использоваться до 20 раз.

Деревянные и ж/б сваи используются однократно. Первые мы вообще не рекомендуем (они портятся в грунте), вторые предпочтительны в качестве дополнительного усиления фундамента, т.е. стационарно. Для справки мы приведем данные, на основании которых выполняется расчет шпунтового ограждения котлована для деревянных шпунтов (сам расчет осуществляется аналогично описанному для металлошпунтов).

Деревянные шпунтовые сваи допустимо применять на проектных глубинах до 6 метров, если в грунте нет большого количества камней и других твердых включений (арматуры, остатков прежних фундаментов). Не используются на плотных глинах, галечных и гравелистых грунтах.

Толщина деревянной сваи выбирается исходя из расчета прочности (доска толщиной 8 см, брус – от 10 до 24). Соединение брусков – пазогребневое. Прямоугольный гребень обеспечивает большую плотность соединения, чем треугольный. Деревянные шпунты погружают секциями по две-три штуки, соединяют друг с другом наклонными скобами. Скобы загоняют в древесину заподлицо с поверхностью сваи.

Мы знаем всё о шпунтовом ограждение

Опыт работы - 10 лет. Более 270 законченных проектов. Ни одного отрицательного отзыва. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Наши предложения

Мы предлагаем шпунты и возводим шпунтовые стенки в Москве и повсеместно по РФ. Рекомендуем воспользоваться полным комплексом услуг по устройству ограждения под ключ: это получается экономичнее, чем выполнение операций по отдельности.

Для вас:

  • в наличии любое количество шпунтов разных моделей;
  • в наличии сваебойное и вспомогательное оборудование;
  • квалифицированные проектировщики и монтажники;
  • сертификат СРО, допуск к ответственным работам;
  • по требованию клиента – сертификаты на шпунты;
  • высокое качество, гарантия на работу;
  • низкие цены, ряд возможностей для экономии;
  • быстрые сроки независимо от уровня сложности ограждения.

Смотрите на видео, как устанавливается шпунт в нашей компании:

Чтобы оставить заявку, заполните форму на сайте или позвоните нам. По результатам выезда нашего сотрудника для ознакомления с объектом и его документацией мы составляем договор, где обозначены все виды работ, конечная стоимость и сроки.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

На какую глубину забивают шпунт Ларсена

работаем с любыми типами шпунтов

«Арктик Гидро Строй» занимается созданием шпунтовых стенок для строительных объектов любого назначения. Что представляет собой наш основной материал – шпунт Ларсена, и на какую глубину он погружается?

Что такое металлические шпунты

Шпунт – это металлическое изделие трубчатой или профильной формы с пазогребневыми замками с обеих сторон. Замки предназначены для соединения отдельных шпунтов в монолитную стенку.

Металлопрофильные (шпунты Ларсена) могут иметь разную форму:

  • корытообразные – самые распространенные;
  • плоские (из них обычно создают конструкции, круглые в плане);
  • Z, S, M-образные.

Трубошпунты различаются размерами сечения и прочностными качествами. Ограждение из трубошпунта имеет повышенную устойчивость по сравнению с металлопрофильным. Глубина забуривания шпунта из трубы может быть меньше, поскольку выше сопротивление опрокидыванию.

Шпунты из металла выгодно отличаются от деревянных и железобетонных возможностью многократного использования (до 20 циклов). Это позволяет заказчику удешевить процесс. В «Арктик Гидро Строй» можно:

При монтаже стационарных стенок металлошпунт сохраняет свои рабочие качества несколько десятков лет.

Вы можете заказать шпунтовое ограждение в нашей компании

Цена устройства шпунтового ограждения котлована, переброски сваебойной и бурильной техники – самая низкая в регионе. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Глубина шпунтового ограждения котлована

При какой глубине применяется шпунт Ларсена? В первую очередь это зависит от глубины самого котлована. В ходе предварительных геологических исследований определяют тип грунта и глубину заложения фундамента. В зависимости от этого выбирают способ укрепления стенок котлована.

На практике шпунт такой длины применяется редко. При необходимости оградить глубокий котлован используются изделия меньшей длины, которые в процессе погружения наращиваются сваркой (реже крепятся метизами).

В каких случаях можно обойтись без укрепления стенок котлована, описано в СНиП, ред. 12-03-99 (раздел 9, Земляные работы). Это зависит от типа грунта:

  • крупнообломочный, песчаный, насыпной – в пределах метра;
  • супесь – до 1,25 метра;
  • глины и суглинки – до 1,5;
  • текучие глины, илистые грунты – до 2.

То есть, минимальная глубина вдавливания шпунта начинается с одного метра. На практике котлованы такой глубины готовят только для очень легких домов. При строительстве городских зданий, промышленных корпусов, а также для гидротехнических объектов и подземных сооружений (тоннели т.д.) укрепление стенок котлована необходимо всегда.

При малых глубинах часто используются другие технологии – деревянный шпунт, забирка и др. (в зависимости от типа и обводненности грунта). Глубина погружения шпунта Ларсена Л5 начинается с 6 метров (на плотном гравелистом или глинистом грунте меньше), а в акватории – при глубине воды больше 3 метров.

Глубина установки шпунтового ограждения определяется также исходя из условия достаточного сопротивления стенки опрокидыванию и сопротивления грунта смещению в котлован при водоотливе. На какую глубину забивают шпунт Ларсена ниже дна котлована, зависит от типа грунта:

  • в связных гравелистых и крупнопесчаных – не менее метра;
  • в плывунах, мелкопесчаных – начиная с 2.

Верхний срез шпунта должен превышать уровень залегания грунтовых вод на 20-40 см при устройстве котлована, быть выше зеркала воды на 70 см при монтаже гидротехнических объектов (за уровень подземных вод/зеркала воды в акватории принимают значение, которое повторяется на меньше 9 лет).

В ряде случаев погружение шпунта проблематично без дополнительных мер:

  • если стройка планируется в черте города или на территории промышленного объекта. Вибрации в процессе забивки / вибропогружения могут привести к повреждениям фундаментов уже существующих построек;
  • если грунт очень плотный или содержит крупнообломочные включения. Сопротивление при погружении слишком высокое, возникает потребность в увеличении ударной/вибрационной нагрузки, из-за чего шпунт деформируется.

В таких случаях погружение выполняется не в цельный пласт, а в лидерные скважины. Глубина скважин под шпунты составляет около 90 % проектной (до финишной отметки шпунт доводится молотом либо вибропогружателем).

Наш сотрудник бесплатно проконсультирует вас по вопросам выбора подходящей технологии погружения шпунта в зависимости от условий работы на вашем объекте.

Мы знаем всё о шпунтовом ограждении

Опыт работы - 10 лет. Более 270 законченных проектов. Ни одного отрицательного отзыва. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Пример расчета глубины забивки шпунта

Расчет глубины забуривания шпунта (СНиП) определяет следующие параметры:

  • длина шпунта;
  • сечение (от него зависит допустимая нагрузка при погружении. В процессе работы шпунтины не должны деформироваться);
  • на какую глубину шпунт погружается ниже дна котлована;
  • есть ли необходимость в дополнительном креплении, какое и сколько ярусов. Например, шпунтовое ограждение на глубину 10 м не может быть свободностоящим, потребуется минимум один ярус усиливающих элементов.

Чтобы определить, на какую глубину погружается шпунт Ларсена, сравнивают два показателя: нормативную глубину и глубину, гарантирующую устойчивость стенки. Для несвязного грунта рассматривают еще один показатель: значение глубины, найденное при проверке дна котлована на выпучивание.

Определяющие характеристики при расчете – опрокидывающий (М1) и удерживающий (М2) момент. М1 должен быть не более m* М2, где m – коэффициент условий работы. Для свободностоящей стенки (без дополнительного крепления) его значение варьируется от 0,95 до 1, в зависимости от связности грунта.

Составляющие опрокидывающего момента:

  • гидростатическое давление;
  • момент нагрузки на призме обрушения;
  • активное давление грунта.

Гидростатическое давление зависит от свободного напора. Ниже уровня подземных вод оно постоянно и равно напору. Для связных грунтов его значение равно:

  • 0,8 от поверхности грунта – для свободностоящей стенки;
  • 0,5 – один ярус крепления;
  • 0,5 * b – для многоярусного крепления. b – расстояние от поверхности грунта до первого яруса.

Удерживающий момент определяется пассивным давлением грунта, которое складывается из сопротивления грунта изменению его положения и давления оборудования, размещенного в котловане.

Кроме погружения шпунта и укрепления готовой стенки «Арктик Гидро Строй» выполняет также расчет и проектирование ограждения, а при необходимости и предварительные исследования грунтов на участке работ.

Рассчитайте массу шпунта для своего проекта

На странице прайса можно узнать стоимость шпунта.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

2.2.Е. Расчет шпунтовых ограждений

- Шпунтовые стенки рассчитывают по первой группе предельных состояний;

- Подавляющее большинство методов основано на классической теории предельного равновесия грунтов (Ea, Eп, Eо)

Рис. 14.6. Работа безанкерной шпунтовой стенки:

а – действующие силы; б – фактическая эпюра давления грунта; в – эпюра давления грунта, принятая в расчете; 1 – активное давление; 2 – пассивное давление; 3 – предельное активное давление; 4 – предельное пассивное давление.

→ Безанкерные шпунтовые стенки (рис. 14.6)

Задача состоит в определении глубины ее забивки, усилий, действующих в стенках, и размеров поперечного сечения шпунта.

- Принимается, что под действием Ea, стенка стремится повернуться вокруг т.О, расположенной на некоторой глубине to ниже дна котлована

- Устойчивость стенки обеспечивается вследствие уравновешенного активного и пассивного давления грунта с разных ее сторон.

- За счет перемещений и гибкости стенки получается довольно сложным криволинейная эпюра давлений грунта на стенку (рис. 14.6. б)

- С целью упрощения расчета эта эпюра заменяется на более простую (рис. 14.6. в). После этого задача становится статически определимой с двумя неизвестными to и Eр’, которые находятся из уравнений равновесия.

равновесие момента относительно т. О

∑Мт.о.=0 следовательно приводит к уравнению 3й степени относительно to; to

будучи определена, позволяет найти Eр’ из ∑X=0 – уравнение равновесия горизонтальных сил.

- Поскольку полученная to определена из условия предельного состояния, для обеспечения запаса, ее увеличивают на величину ∆t

полная глубина заделки шпунтовой стенки ;

∆t определяется из условия реализации обратного отпора грунта Eр’

где qto – вертикальное давление грунта на глубине приложенной силы Eр’

λр, λа – коэффициент активного и пассивного давления грунта

- На практике чаще всего составляется только одно уравнение моментов, не содержащее Eр’, и определяется to, а полная заделка шпунтовой стенки в грунт принимается равной

→ Анкерные шпунтовые стенки

- В зависимости от жесткости стенки различают 3 расчетные схемы:

  • свободно опертая стенка (схема Ю.К.Якоби)

  • заделанная стенка (схема Блюма-Ломейера)

Рис. 14.7. Расчет заанкеренной стенки схеме Э.К.Якоби:

а – схема работы стенки; б – расчетная схема

Критерий жесткости шпунтовой стенки определяется отношением:

dav – приведенная высота стенки

J – момент инерции приведенного сечения стенки «М»

D – ширина шпунтины, м;

t – глубина заложения стенки, м.

- При - стенка повышенной жесткости (ж/б стена или стенка из буронабивных свай) ее следует рассчитывать по схеме «свободного опирания».

→ Свободно опертая стенка (схема Э. К. Якоби)

- Расчет исходит из предположений, что в момент потери устойчивости стенка под действием сил активного давления грунта Ea, будет поворачиваться вокруг точки крепления анкера (рис. 14.7 а). При этом на дне котлована возникает выпор грунта и реакция массивного давления

Упрощенная расчетная схема – рис.14.7. б

- Необходимо найти:

- to,- длина заделки стенки;

- R - усилия в стенке и в анкере;

- подобрать сечение стенки и анкера.

  • Приняв т.О (точка крепления анкера) – неподвижной to и R определяют из уравнений равновесия:

За расчетное значение заделки принимают

→ Заделанная стенка (схема Биома-Ломейера) или (метод упругой линии)

  • Расчет ведется в предположении, что нижний участок забитой части стенки полностью защемлен в грунте.

  • Упрощенная диаграмма строится по аналогии т.О расположена на расстоянии 0,2to от нижнего конца стенки (рис. 14.8)

  • Задача статически неопределенна, т.к. содержит три неизвестные:

t ; R; Усилие в анкере; и Eр

Рис. 14.8. Расчет заанкерной стенки по схеме Блюма-Ломейера:

а – схема работы стенки; б – расчетная схема.

Необходимо помимо уравнений равновесия добавочное условии – это равенство …угла поворота защемленного участка в месте заделки стенки, т.е. в т. О

- Решение ведется методом последовательных приближений.

  1. Задаемся to - глубиной заделки, определяем t

  1. Из уравнение равновесия находим R и Eр’

  2. Строим эпюру изгибающих моментов выше т.О

  3. Путем двойного интегрирования составленного уравнения моментов получаем уравнение упругой линии стенки.

(Две постоянные интегрирования определяются из условия, что точка анкеровки и т.О являются неподвижными)

  1. Из уравнения упругой линии стенки определяют угол ее поворота в т.О

Если угол θ≠0, то изменяем глубину to и производим действия п.п 1-5 заново.

  1. Дальнейший расчет заключается в построении эпюры изгибающих моментов и определении Ммах, по которому проверяют сечение шпунта.

- Объем вычислений можно существенно сократить если использовать графоаналитический метод расчета, изложенный в справочнике проектировщика.

Смотрите также