Обзор шпунта Ларсена

Шпунт Л5-УМ

Шпунт – это понятие, получившее распространение в строительной практике, обобщенное название - шпунтовые сваи, применяемые при устройстве ограждений котлованов, траншей, гидротехнических сооружений.
Шпунты Ларсена представляют собой профилированные металлические изделия U-образной формы. На его боковых поверхностях (гранях) расположены замки для соединения нескольких элементов в единую герметичную стену.

Шпунт Ларсена различается:

по типу фиксирующего замка:

• U-образный (корытообразный)
• S-профиль
• L-профиль
• Z-профиль и Omega;

по материалу изготовления:

• металлический
• железобетонный
• композитный и деревянный;

по способу производства:

• горячекатаные стальные профили
• холоднокатаные стальные профили
• сварные.

Наиболее востребованным и распространённым профилем является корытообразный U-профиль.

Рис. 1 Схема шпунтовой стенки из сваи Л5-УМ:

Единственным в России производителем горячекатаных шпунтовых свай корытного типа с замком типа Ларсена Л5-УМ является ЕВРАЗ НТМК.

Шпунтовые сваи производятся на одном из крупнейших в Европе универсально-балочном стане. Мощность стана — 1600 тыс. тонн металлопродукции в год.

Шпунт производится на комбинате ЕВРАЗ НТМК с 1993 года. Горячекатаный способ производства позволяет получить из заготовки металла необходимую форму шпунта и замков.
Производится шпунта Ларсена Л5-УМ из высокоуглеродистой стали или стали, легированной медью.

Шпунт изготавливают длиной от 6м до 24 м.
Предельные отклонения длины шпунта ± 200 мм.
Длина согласовывается при размещении заказа

Пример условного обозначения шпунта Л5-УМ из стали класса прочности С255 по ГОСТ 27772-2015 с техническими требованиями по ТУ 24107-008-00186269-2021:
Шпунт Л5-УМ С255 ГОСТ 27778-2015 ТУ 24107-008-00186269-2021.

Характеристики профиля:

Рис. 2 Профиль шпунта

Шпунт при испытании, хранении, транспортировании и эксплуатации вредного воздействия на окружающую среду не оказывает.

• прочностные характеристики (упругий момент сопротивления шпунтовой стены длиной 1 метр – 3555 см³, что обеспечивает высокие прочностные свойства профилей);
• универсальность (устанавливается в любой тип грунта);
• доступность (ежемесячное производство и регулярные поставки в РФ и СНГ);
• ускоренный темп строительных работ относительно прочих технических решений;
• оборачиваемость – возможность повторного применения (производителем не регламентируется).

Шпунт ЕВРАЗ НТМК используется практически во всех крупных инфраструктурных объектах РФ и СНГ как постоянная или временная конструкция.

• Берегозащитные стены
• Причальные сооружения
• Доковые сооружения

Гидротехнические сооружения

Порты

• Укрепление берегов

Строительство водных путей

• Шлюзы
• Плотины
• Опоры мостов
• Фундаменты для опор

Строительные сооружения на водных путях и водоемах

Инфраструктурное строительство

• Защитные стены
• Опоры мостов
• Звукоизоляционные стены
• Резервуары для грунтовых вод
• Тоннели

Автомобильные и железнодорожные пути

Гражданское строительство

• Котлованы
• Фундаменты
• Крепление траншей
• Подземные гаражи

Инженерное и подземное строительство

• Герметичные коллекторы
• Звукоизоляционные стенки
• Насосные станции
• Очистные сооружения

Прочее

Способы погружения шпунта подбираются индивидуально на стадии проектирования в зависимости от особенностей объекта и инженерно-геологических условий.

Существует три основных способа погружения шпунтовых свай:

• Вибропогружение
• Статическое вдавливание
• Динамическая забивка

Считается наиболее распространённым методом погружения.
При данном способе погружения используются вибропогружатели, которые создают вертикальные колебания сваи. Эти колебания уменьшают трение грунта на боковых поверхностях шпунта, а также прочность грунта под нижним торцом шпунта, вследствие чего под влиянием сил тяжести и сил инерции шпунт погружается в грунт.
Ключевой недостаток данного способа погружения – вибрации и шум, которые могут быть ограничивающим фактором в условиях стесненной застройки.


Погружение шпунтовых свай методом статического вдавливания заключается в погружении в грунт специальными машинами, имеющими возможность самостоятельного передвижения. Установки способны статически, с использованием собственного веса и дополнительных тарированных грузов, передавать вдавливающую нагрузку, необходимую для прохождения сваей плотных слоев грунта и достижения требуемой несущей способности, непосредственно на тело сваи.

Преимущества технологии статического вдавливания

1. Во время проведения всех мероприятий практически нет шума. Обусловлено это тем, что выполняется постепенное вдавливание заранее выбранных конструкций. Допускается проведение данной процедуры в черте города, а также в вечернее время. Это очень важно для строителей, которые хотят реализовать проект в ограниченные сроки.
2. Процедура вдавливания осуществляется при минимальных нагрузках, а также без вибрации. Проводить его можно в непосредственной близости от разнообразных объектов, гидротехнических сооружений. Такие действия не приведут к образованию микротрещин, определенных дефектов. Да и вероятность разрушения здания снижается.
3. Оперативное выполнение наиболее сложных задач. Благодаря тому, что есть возможность проведения всех строительных мероприятий в течение суток, существенно увеличивается производительность. Кстати, технология может реализовываться зимой, а также при любой влажности.

При данном способе, основным агрегатом, использующимся для погружения шпунта, является молот, характеризующийся массой, высотой сброса и частотой ударов.
При забивке шпунта происходит превращение потенциальной энергии молота в кинетическую энергию удара, приводящую к упругопластическим деформациям грунта и перемещению шпунта в нем. При этом энергия удара молота частично теряется при соударении, колебаниях окружающего грунта, деформации шпунта, и только часть вызывает перемещение шпунта.

• работа дизель-молотов сопровождается сильным шумом
• от ударов почва уплотняется, поэтому без лидерного бурения не получится погрузить шпунт на большую глубину
• требуется усиленный контроль за качеством работ, так как используется стыковка «в замок», которую легко разрушить неправильным центрированием или слишком мощным ударным воздействием

Данная технология имеет ряд ограничений в применении:

В зависимости от типов грунта могут применяться комбинированные технологии погружения шпунтовых свай.

Тип транспорта

Длина, м

Тоннаж

Авто

6,0-14

18,5-20,0

Полувагон

7,0-12,5

60-68

Тошиба

Трубовоз

12,6-18,5

18,6-24,0

58-60

53-55

Погрузка шпунта разной длины в один вагон/тошибу/трубовоз невозможна

Доставка в течение 30 календарных дней с момента заключения договора.

Шпунт отгружается железнодорожным и авто- транспортом.

Тип

Тип

Тип

Тип

Длина, м

Длина, м

Длина, м

Тоннаж

Тоннаж

Тоннаж

Длина, м

Тоннаж

Для жд:

• Железнодорожная накладная
• Сертификат качества

Для авто:

• Транспортная накладная
• Сертификат качества
• Накладная М-15