Шпунт что это такое в строительстве

Шпунт применяется для устройства временных и постоянных ограждающих конструкций в условиях нестабильных грунтов, при высоком уровне грунтовых вод и при необходимости исключить размыв основания. Он используется в котлованах, набережных, опорных стенках, а также при укреплении береговой линии.

Основных разновидностей шпунта три: металлический, железобетонный и пластиковый. Металлический шпунт (чаще всего стальной, горячекатаный типа Ларсена) наиболее универсален: выдерживает значительные нагрузки, допускает многократное использование, монтируется вибропогружателями или гидравлическими молотами. Применяется в глубоких котлованах и при высоком давлении со стороны грунта.

Железобетонный шпунт используется реже. Он подходит для постоянных конструкций, где требуется высокая устойчивость к агрессивной среде. Основной способ монтажа – забивка сваебойной техникой, в ряде случаев используется предварительное бурение.

Пластиковый (ПВХ) шпунт – облегчённая альтернатива для участков с небольшими нагрузками. Не корродирует, устойчив к химии, удобен в транспортировке. Часто применяется в дренажных системах, ограждениях малых котлованов и при благоустройстве территорий.

Выбор типа шпунта определяется расчетом на устойчивость, глубину погружения, характер нагрузок, геологию участка и срок службы конструкции. Для временных работ предпочтительнее сталь, для капитальных сооружений – железобетон, для вспомогательных задач – ПВХ.

Шпунт в строительстве: виды и применение

Шпунт используется для устройства ограждающих конструкций в котлованах, укрепления берегов, противофильтрационных завес и ограждений наводнений. Основная задача – временное или постоянное удержание грунта и воды.

Существуют следующие виды шпунтов:

• Стальной шпунт Ларсена – применяется при высоких нагрузках, повторном использовании и в сложных гидрогеологических условиях. Обеспечивает герметичность благодаря замковым соединениям. Длина достигает 30 м, толщина – до 15 мм.
• ПВХ-шпунт – используется для лёгких ограждений, защиты от фильтрации воды, временных оград. Лёгкий, устойчив к коррозии, пригоден для ручного монтажа. Длина – до 12 м, ширина секций – 0,4–0,6 м.
• Железобетонный шпунт – монтируется в несъёмных конструкциях, подходит для постоянных ограждений и дамб. Устойчив к агрессивной среде, но требует подъёмной техники. Масса одной секции – от 500 кг до 3 т.
• Деревянный шпунт – используется в малоэтажном строительстве, укреплении берегов, для временных работ. Недорог, легко обрабатывается, но ограничен по сроку службы и несущей способности.

При выборе шпунта учитываются:

1. Глубина и влажность котлована.
2. Наличие подземных вод и их уровень.
3. Требуемая жёсткость конструкции.
4. Продолжительность эксплуатации.
5. Условия повторного использования.

Монтаж выполняется методами вибропогружения, статического вдавливания или забивки ударными установками. Демонтаж возможен без потерь при использовании металлических шпунтов с надлежащей смазкой замков.

Рекомендуется предварительное обследование грунтов и гидрогеологических условий для выбора типа шпунта и способа установки. Ошибки при проектировании могут привести к деформациям, потере устойчивости ограждения и авариям на строительной площадке.

Чем отличается деревянный, стальной и пластиковый шпунт по назначению

Выбор материала шпунта определяется нагрузкой, типом грунта, сроком эксплуатации и требованиями к герметичности.

• Деревянный шпунт применяется при временных работах: мелкие котлованы, укрепление берегов на участках с низким напором воды. Подходит для слабых и среднесвязных грунтов. Чаще всего используется сосна или лиственница. Главные плюсы – низкая стоимость и простота обработки. Не выдерживает значительного давления и подвержен гниению, если не обработан антисептиками. Срок службы без пропитки – не более 5–7 лет.
• Стальной шпунт рассчитан на высокие нагрузки, подходит для глубокой забивки в плотные и скальные грунты. Используется в строительстве мостов, портов, гидросооружений, при глубоком котлована. Имеет точные замковые соединения, хорошо работает на изгиб и обеспечивает герметичность. Возможна повторная установка. Требует тяжелой техники для монтажа. Основные профили – типа Ларсена, Швейцарский и Z-профиль. Срок службы – до 50 лет и более при антикоррозийной защите.
• Пластиковый шпунт (ПВХ или стеклокомпозит) применяется при необходимости изоляции от воды, например, для отсечки фильтрации в дамбах, коллекторах, водоемах. Не ржавеет, не требует покраски, лёгкий, что удобно при транспортировке и монтаже в труднодоступных местах. Не предназначен для восприятия значительных нагрузок. Используется в слабонагруженных зонах и как дополнение к металлическому шпунту. Срок службы – до 100 лет, если соблюдены условия эксплуатации.

В каких случаях применяют шпунт Ларсена

Шпунт Ларсена применяют при необходимости устройства временных или постоянных ограждающих конструкций в условиях повышенной влажности, нестабильных грунтов и ограниченного пространства. Наиболее типичная сфера – котлованы глубиной от 4 до 20 метров, особенно вблизи зданий, дорог и коммуникаций.

При реконструкции на застроенных участках шпунт позволяет избежать подвижек соседних фундаментов за счёт плотного замыкания секций. В гидротехническом строительстве он используется для создания временных перемычек, стенок водоудерживающих сооружений и укрепления берегов. Сталь сохраняет геометрию при длительном контакте с водой, что исключает деформации под нагрузкой.

Также Ларсен применяют при прокладке подземных коммуникаций под проезжей частью. За счёт высокой скорости монтажа методом вибропогружения или вдавливания минимизируются сроки перекрытия улиц. В сейсмоопасных районах шпунтовые стены компенсируют динамические нагрузки, снижая риск обрушения траншей.

При строительстве метрополитена шпунт используют для формирования стен станционных котлованов. Особо актуален в слабовязких глинах и водонасыщенных песках, где применение свайно-ростверковых ограждений затруднено. Толщина и профиль подбираются исходя из глубины, давления грунта и уровня грунтовых вод.

Как выбрать шпунт для берегоукрепления

Для временных конструкций в мягких грунтах подходят шпунты из винила или стеклопластика. Они устойчивы к коррозии, но не выдерживают значительных нагрузок. Для постоянных сооружений в зонах с интенсивным течением и перепадами уровня воды применяются металлические шпунты – преимущественно стальные Z-образные и U-образные профили.

Монолитные берега с высоким давлением грунта требуют шпунтов толщиной от 8 мм и выше. Длина подбирается из расчёта: не менее 1/3 элемента должно находиться ниже дна для устойчивости. При глубине реки 3–4 метра используются элементы длиной от 6 до 9 м, с запасом прочности по изгибу и сдвигу.

При высоком содержании ила и нестабильных откосах применяют шпунты с замками повышенной герметичности. Для участков с навигацией и ледовой нагрузкой выбираются усиленные профили с антикоррозийной защитой по ГОСТ 9.032 и допускается использование катодной защиты.

Ниже приведены основные характеристики шпунтов, применяемых при берегоукреплении:

Выбор также зависит от метода погружения: вибропогружение подходит для лёгких и средних профилей, тогда как забивка требует высокой жёсткости и усиленных соединений. При проектировании необходимо учитывать климатическую зону, сезонные колебания уровня воды и риски оползней.

Какие требования предъявляются к шпунту при ограждении котлованов

Шпунт, применяемый для ограждения котлованов, должен обеспечивать устойчивость откосов и исключать поступление грунтовых вод. Основное требование – достаточная несущая способность. Для расчёта учитываются глубина котлована, характеристики грунта, наличие водонасыщенных слоёв, а также внешние нагрузки, включая транспортные и строительные вибрации.

Применяют стальные, железобетонные и пластиковые шпунты, но для глубоких котлованов с высоким уровнем грунтовых вод предпочтителен горячекатаный стальной профиль. Минимальная толщина стенки – 8 мм. Геометрия замка должна обеспечивать плотное соединение без утечек, допустимый зазор – не более 0,5 мм.

При проектировании учитывается предельное боковое давление грунта. Расчёт проводится по предельному состоянию второй группы с коэффициентом запаса не менее 1,25. Шпунт должен воспринимать не только горизонтальные, но и вертикальные усилия, возникающие при неравномерной осадке и смещениях.

Монтаж допускается только по заранее разработанному технологическому регламенту. Запрещено погружение в мерзлый или сильно обводнённый грунт без предварительной подготовки. Глубина заделки шпунта – не менее 1/3 высоты конструкции ниже дна котлована. Отклонения по вертикали – не более 1 см на метр длины.

Обязательна гидроизоляция стыков при наличии напора воды. Применяются герметики на битумной или полиуретановой основе. В условиях агрессивной среды требуется антикоррозионная защита: горячее цинкование, эпоксидные покрытия или катодная защита.

Для участков, подверженных динамическим нагрузкам, допускается установка распорок или анкеров. Расчёт производится по методике SP 45.13330.2017. Контроль качества включает проверку прочности замков, глубины погружения и вертикальности каждой секции.

Какие методы используются для установки шпунта в плотные грунты

Вибрационный метод применяется при наличии плотных глинистых и песчаных грунтов. Шпунт оснащают вибропогружателем, который создаёт высокочастотные колебания, уменьшающие сопротивление грунта. Вибрация облегчает погружение шпунта за счёт разжижения частиц и снижения трения.

Гидравлический способ эффективен при плотных и каменистых грунтах. Для снижения усилий используется гидравлический молот с регулируемой энергией удара. Молот точно контролирует глубину погружения, минимизируя повреждение шпунта и грунта.

Пневматический молот подходит для плотных песчаных и гравийных оснований. Высокая частота ударов и мощность позволяет преодолевать сопротивление грунта без необходимости предварительного рыхления.

Предварительное рыхление грунта проводят при значительной плотности, используя бурение или гидромолот для создания канала. После этого шпунт погружается с меньшим сопротивлением, что снижает нагрузку на оборудование.

Ударно-вибрационный метод сочетает преимущества двух методов: молот наносит удары, а вибратор снижает трение. Применяется на грунтах с неоднородной структурой, что позволяет контролировать процесс и ускорить монтаж.

Рекомендуется подбирать метод исходя из характеристик грунта, длины и типа шпунта, а также условий окружающей среды, чтобы обеспечить точное и экономичное выполнение работ.

Что учитывать при демонтаже шпунтового ограждения

Перед началом демонтажа необходимо оценить текущее состояние шпунтовых листов и креплений. Особое внимание уделяется коррозии, деформациям и наличию трещин, которые могут привести к неожиданным повреждениям при извлечении.

Последовательность извлечения определяется типом шпунта и глубиной погружения. Листы следует вынимать поэтапно, начиная с крайних секций, чтобы минимизировать деформацию грунта и сохранить устойчивость смежных конструкций.

Использование техники требует подбора оборудования с достаточной мощностью и контролем усилия. Применение гидравлических вибраторов или кранов с регулируемым усилием позволит избежать повреждений шпунтов и смещений грунта.

Особое значение имеет контроль за состоянием грунта вокруг шпунтового ограждения. Важно предотвращать просадки и обрушения, что достигается мониторингом деформаций и своевременным проведением укрепительных мероприятий.

При демонтаже в зонах с высокой плотностью коммуникаций следует заранее обозначить все подземные сети и обеспечить защиту от механических повреждений. Неправильное обращение может привести к авариям и сбоям в работе инженерных систем.

Вывоз и утилизация шпунтовых листов должны соответствовать нормативам по охране окружающей среды. При наличии загрязнений или химической обработки металла требуется особый порядок обращения с отходами.

В условиях ограниченного пространства или сложных геологических условий рекомендуется применять поэтапный демонтаж с одновременной стабилизацией котлована и поддержанием дренажа для исключения накопления воды.

Вопрос-ответ:

Что такое шпунт и для каких целей его применяют в строительстве?

Шпунт — это специальный элемент в виде доски или листа с выступами и пазами, которые позволяют плотно соединять части между собой. Его используют для укрепления берегов водоёмов, создания временных или постоянных ограждений котлованов, защиты строительных площадок от осыпания грунта и предотвращения подтоплений. Благодаря шпунту можно создать устойчивую стену в местах с рыхлыми или влажными грунтами.

Какие виды шпунта существуют и чем они отличаются друг от друга?

Основные виды шпунта — это деревянный, металлический и пластиковый. Деревянный изготавливают из досок с вырезами для соединения, он дешевле, но менее долговечен и подходит для небольших работ. Металлический шпунт — чаще всего стальной с замковым соединением, более прочный и устойчивый к нагрузкам, используется в масштабных строительных проектах. Пластиковый шпунт применяется реже, но отличается стойкостью к коррозии и лёгкостью монтажа, часто используют для временных ограждений в условиях влажного климата.

Какие факторы влияют на выбор шпунта для конкретного строительного объекта?

Выбор шпунта зависит от характеристик грунта, глубины залегания грунтовых вод, нагрузок на конструкцию и условий эксплуатации. Для плотных и сухих грунтов может подойти деревянный шпунт, а для влажных и нестабильных грунтов — металлический, так как он выдерживает большие давления. Также учитывают бюджет и срок службы: металлический шпунт служит дольше, но стоит дороже. Кроме того, решают, нужен ли временный или постоянный барьер, что влияет на материал и способ установки.

Как происходит монтаж шпунта на стройплощадке?

Установка шпунта начинается с разметки и подготовки участка. Затем с помощью специальных вибропогружателей или гидравлических молотов шпунт погружают в грунт на необходимую глубину, чтобы обеспечить устойчивость стены. Пазы и замки шпунтовых элементов соединяют между собой для плотного сцепления. После монтажа может выполняться уплотнение грунта и закрепление верхней части конструкции для предотвращения смещения. Важна правильная последовательность работ и использование подходящего оборудования.

Какие недостатки и ограничения есть у использования шпунта в строительстве?

Среди минусов — высокая стоимость металлического шпунта и трудоемкость его установки. Деревянный быстро подвержен гниению и не выдерживает больших нагрузок. Иногда монтаж затрудняется на скальных или очень плотных грунтах. Также шпунтовые стены могут требовать дополнительных мер защиты от коррозии или обработки для увеличения срока службы. В некоторых случаях возможно нарушение водообмена в почве, что требует учета в проектировании.

Какие существуют основные типы шпунта и чем они отличаются друг от друга?

Шпунт бывает нескольких видов, которые различаются по материалу и конструкции. Чаще всего применяются металлический, деревянный и пластиковый шпунт. Металлический, например, из стали, отличается высокой прочностью и долговечностью, его используют при больших нагрузках и для устойчивости грунта. Деревянный шпунт легче и проще в установке, но служит меньше по времени, чаще используется для временных конструкций. Пластиковый шпунт обладает хорошей устойчивостью к влаге и коррозии, но менее прочен по сравнению с металлом. Кроме того, различают шпунт с замковым соединением — он позволяет создавать сплошные стенки, препятствующие просачиванию грунта и воды.

В каких случаях применяется шпунт и какие задачи он решает на строительной площадке?

Шпунт используют для укрепления откосов, создания ограждений котлованов и защиты от подтопления. Он позволяет временно или постоянно удерживать грунт на месте, что особенно важно при строительстве рядом с водоемами или в местах с нестабильными почвами. Например, при рытье глубоких котлованов для фундаментов шпунт предотвращает осыпание стенок и защищает строительные работы от обрушений. Также шпунт применяется для создания набережных и причалов, где нужно надежно удерживать береговую линию. В зависимости от условий подбирают подходящий вид и материал шпунта, чтобы обеспечить нужную степень устойчивости и безопасность.