Откос от шпунтового ограждения

Шпунтовое ограждение из труб

В процессе строительства используют всего два вида ограждений для котлована — одним из них является трубное шпунтовое ограждение. Другим же является шпунт корытообразный, однако сегодня речь пойдёт именно о трубном. Подобные материалы позволяют создавать конструкцию, которая гарантирует устойчивость грунта при строительстве и после его завершения — заграждения выполняют укрепляющую роль.

Шпунтовые работы
Разработка котлована
Лидерное бурение
Забивка шпунта
Вибропогружение свай
Вдавливание шпунта
Проектирование шпунтовых ограждений
Берегоукрепление
Дополнительное крепление шпунтового ограждения
Забивка и погружение свай
Шпунтовое ограждение котлована
Вибропогружение шпунта
Погружение труб
Извлечение обсадной трубы
Извлечение шпунта
Шпунтовое ограждение из труб
Металлический шпунт
Трубошпунт
Шпунт Zizhu

Зачем устанавливать шпунтовое ограждение из труб?

Трубный шпунт предохраняет грунт от размытия и просадки— особенно это важно вблизи водоёмов. Трубошпунт помогает не допустить размыва, разрушения берегового откоса, заиливания местности. Для безопасности как рабочих, так и соседних зданий используют шпунтовые стены из труб.

Преимущества шпунтового заграждения из труб

Трубошпунт обладает несколькими важными преимуществами:

Устойчивость — укрепления трубой обладают наиболее высоким сопротивлением среди прочих ограждений. Благодаря этому, ограждения из труб может использоваться в качестве постоянной опалубки.
Надёжность — трубную конструкцию можно усилить при помощи частичной заливки бетоном.
Универсальность — монтаж конструкции можно осуществить практически на любой категории грунта.
Оборачиваемость — после завершения работ, трубы можно извлечь из грунта и реализовать на других строительных работах.

Используемая техника

При установке шпунтового ограждения применяют копровые установки — чаще всего самоходные. В грунт шпунты загоняются при помощи молота или вибрационного погружателя — погружатель является предпочтительным вариантом из-за бережного отношения к конструкциям.

Как рассчитать количество трубошпунтов / шпунтов Ларсена для котлована?

Для расчёта шпунтового ограждения следует руководствоваться СНиП — соответствующие положения приведены в №2.09-03. Перед проектировщиком ставится задача: необходимо определить как размер элемента, так и глубину погружения. После этого по формулам рассчитывается устойчивость к опрокидыванию и прочность стены — конечный результат отображается в технологической карте и содержит рекомендации по монтажу конструкций. Для расчета прочности и устойчивости шпунтового ограждения достаточно иметь геологии грунтов и генплан строительства.

Цена шпунтового ограждения из труб

Компании предоставляют различные расценки на трубошпунт — для каждой площадки цена монтажа рассчитывается отдельно. Однако стоит помнить, что самым дорогим аспектом будет мобилизация техники — за неё придётся заплатить от 60 000 рублей. Возможность сэкономить предоставится уже после завершения строительства — использованный трубошпунт продаётся по цене примерно в 80% от совершенно новой конструкции.

Шпунтовое ограждение котлованов из железобетона, дерева или металла

Обустраивая котлованы, следует позаботиться о наличии откосов, которые предотвратят обвал краев. В случае, если нет возможности оборудовать откосы, применяют другой способ – установка шпунтового ограждения, которое представляет собой сплошную стену из свай, которая проходит вдоль края котлована. burinzhstroy.ru очень важно при строительных работах, и более подробная информация об этом доступна на сайте компании «Буринжстрой».

В каких случаях требуется установка шпунтового ограждения:

• при строительстве котлованов в условиях стесненного пространства;
• с той целью, чтобы усилить фундамент здания, которое уже построено;
• при строительных работах на грунте влажного типа, плывунах или землях, где в большом количество содержится песок;
• если требуется построить подземные этажи под зданием, которое не оснащено подвалом;
• если велика вероятность, что откосы котлована осыпятся.

Виды шпунтов

На данный момент используются железобетонные, деревянные и металлические сваи. Отличия железобетонного шпунта в прямоугольном сечении, полукруглом или трапецеидальном гребне и пазе.

Для изготовления деревянных шпунтов применяются обрезанные доски, толщина которых должна быть более 4 см. Используются подобные сваи в тех случаях, когда их требуется забивать на глубину не более 3 метров.

Металлические шпунтовые ограждения пользуются прокатом: двутавр или труба. Прокат изготавливается из углеродистой стали. Если применяются трубы, то зачастую те, которые уже были использованы ранее, диаметр которых варьируется от 219 до 630 мм.

Отдельным видом свай является шпунт Ларсена, который представляет собой пластину из стали. По форме они бывают плоскими, корытообразными или зетовыми (по краям оснащаются замками). Их длина варьируется от 12 до 34 метров. С их помощью создается герметичная ограда, которая способна не только укрепить стенку котлована, но и блокировать проникновение воды.

Читать еще: Как крепить направляющие для откосов

Какими способами монтируются шпунты

• вдавливание. Для этого применяются буровые машины, с помощью которых делаются скважины, которые заполняются раствором цементно-песчаного типа. На данный момент в подобные скважины вставляется двутавр или труба, которая вдавливается механизмом. Подобное ограждение способно выдерживать значительные нагрузки;

• вибропогружение. Эта ситуация также предусматривает использование буровой техники с той целью, чтобы сделать скважины. Установка свай предусматривается благодаря применению вибропогружателей. В случае неустойчивых грунтов вместо бурения применяется рыхление, что осуществляется бурами шнекового типа. За процесс вибропогружения отвечает механизм, базирующийся на экскаваторе. Свая захватывается, перемещается, погружается или извлекается;

• завинчивание. Обычно применяется для обустройства труб из стали, которые оснащены наконечником. Их погружают в скважину посредством вращения и вдавливания;

• забивка. Данный способ актуален для различных типов грунта. Процесс забивки осуществляется копровыми установками. Если застройка плотная, то не стоит пользоваться ударным методом, который отличается динамическим воздействием.

Оценка причин деформации откоса при реконструкции набережной Обводного канала в Санк-Петербурге

П — Пт: с 09:00 до 20:00
Сб — Вс: с 10:00 до 18:00

«Основание, фундаменты и механика грунтов» — 2001, №6
© В.М. Улицкий, В.Н. Парамонов, А.Г. Шашкин

С 1918 г. по настоящее время в Петербурге ведутся работы по возведению набережной Обводного канала со стороны Литовского проспекта в направлении Предтеченского моста.
Вдоль набережной проложен трубопровод с высоковольтным электрокабелем. Согласно контрольным замерам в сентябре 1997 г. абсолютная отметка заложения трубопровода составляла 5,3. 5,9 м БС.
К концу марта 1999 г. вдоль набережной было построено двурядное шпунтовое ограждение и возведена часть набережной со стороны Литовского проспекта. За шпунтовым ограждением выполнена экскавация грунта до отметки + 1,0 БС, погружены металлические сваи-оболочки для опор мостового крана (рис. 1). По сведениям строителей, в процессе производства работ наблюдались отклонения шпунта и набережной в целом от вертикали, достигшие 13 см к концу мaрта 1999 г. В конце марта — начале апреля 1999 г. техническим надзором ЛенЭнерго выполнялось контрольное шурфование по длине трубопровода. В результате вскрытия шурфов было установлено общее его оседание, причем максимальная осадка достигла 1 м. В целях предотвращения развитии дальнейших опасных деформаций реконструкция набережной была приостановлена до выяснения причин осадок и разработки защитных мероприятий.

Остановимся на анализе данной геотехнической ситуации.
Абсолютная отметка дневной поверхности участка реконструкции набережной составляла 7. 8 м БС В пределах выполненных изысканий в разрезе выявлены поздне- и послеледниковые отложения различного состава лужской морены. Сверху залегает слежавшийся техногенный слой, представленный насыпными грунтами, образованными в результате отсыпки пологих берегов обводного канала. Он распространен до абсолютной отметки +0,3 м БС.

Под техногенным грунтом залегает четырехметровая толща морских и озерных песков и супесей, невыдержанных по глубине и простиранию, различных по диалогическому составу — пески пылеватые средней плотности мощностью до 1,4 м, полутораметровый (в среднем) слой слабозаторфованных супесей текучей консистенции. На значительной части трассы в интервале абсолютных отметок +2,4. -1,8 м БС пески и супеси сменяются по простиранию на тиксотропные суглинки текучей консистенции мощностью 0,5. 3 м.

Аналитические исследования выполнены на основании визуального осмотра, определения фактической длины погруженного шпунта, анализа технической документации и серии геотехнических расчетов. Исходя из геотехнических условии рассматриваемого участка, проанализированы следующие возможные причины оседания трубопровода.
1. Осадка грунтов основания в результате развития суффозионных процессом, вызванных действующими градиентами напора и связанных с резкостью уровня грунтовых вод и уровня воды в Обводном канале.
Абсолютная отметка грунтовых вод составляет около 4,6 м, абсолютная отметка воды в канале — 0,23 . .0,3 м. Таким образом, разность напоров около 4,3 м. Расстояние от трубопровода до естественной береговой линии около 15. 20 м. Таким образом, максимальный действующий градиент напора 0,22…0,29. Эта величина близка к расчетному критическому градиенту напора для пылеватых песков. Однако при таком градиенте напора не может происходить интенсивного выноса пылеватых частиц из грунта.

2. Осадка грунтов основания в результате развития суффозионных процессов, вызванных протечками воды в канализационный коллектор.
Канализационный коллектор диаметром 3200 мм расположен практически под трубопроводом электрокабеля. Коллектор выполнен щитовой про ходкой, имеет тюбинговую обделку с внутреннем гидроизоляцией из листовой стали. Абсолютная отметка наложения верха коллектора около -5,0 м БС. Таким образом, коллектор располагается в слое моренных суглинков, местами захватывая озерно-ледниковые ленточные тиксотропные суглинки текучей консистенции. Суффозионные процессы с выносом мелких фракций грунта маловероятны, поскольку коллектор располагается в глинистых грунтах, имеющих низкую проницаемость. Просадка трубопровода электрокабеля возможна в случае нарушения герметичности коллектора и прямого выноса грунта в коллектор.

Читать еще: Сколько нужно пены для откосов

3. Оседание массива грунта в результате потери устойчивости природного откоса и откоса за шпунтовым ограждением.
Для оценки возможности оседания трубопровода электрокабеля вследствие потери устойчивости массива грунта проведены расчетно-аналитические исследования. Существующие методы расчета откосов заключаются в нахождении коэффициента запаса, определяемого как отношение удержичающих сил к сдвигающим. Однако такие методы оперируют только прочностными свойствами грунта и не используют деформационных характеристик, что не позволяет прогнозировать перемещения массива грунта.
В связи со сложными геометрией напластования грунтов на площадке и конфигурацией существующей дневкой поверхности, необходимостью учета работы грунта т пределами линейной стадии и поэтапного изменения статических условий нагружевия основания, расчеты выполнялись с использованием метода конечных элементов.
На первом этапе формировалось природное напряженное состояние с исходной геометрией откоса.
Как показывают расчеты, природный откос находится в предельном состоянии (рис. 2), поэтому оползневые явлении не исключены. Однако такие явления происходят длительное время и не могут быть причиной относительно быстрых просадок.
На втором этапе в расчетную схему вводились элементы шпунтовых ограждений и проводилась выборка элементов грунта за пределами ограждения до отметки +1,0 м БС.
Расчетное горизонтальное смещение верха шпунта составило 27 см, а низа — 16 см. При этом горизонтальное смещение трубопровода злектрокабеля составило 20 см, а его осадка 2 см (рис. 3). Таким образом, расчетное оседание трубопровода оказывается на порядок (!) ниже его горизонтального смещения. Можно отметить, что в окрестности шпунтового ограждения движение массива грунта имеет преимущественно горизонтальное направление. Следовательно, исходя из рассмотрения статических условий работы массива грунта, ни горизонтальные подвижки шпунта, ни потеря устойчивости массива в откосе не могут быть непосредственной причиной оседания трубопровода электрокабеля на 1 м.

Таким образом, рассмотренные факторы, хотя и не объясняют метрового оседания трубопровода, могли способствовать переходу пылеватых песков в рыхлое состояние и нарушению природной структуры слабых глинистых грунтов. Очевидно, деформации откоса могут быть также связаны с динамическими воздействиями при производстве работ.

4. Уплотнение рыхлых водонасыщенных песков основания при динамических воздействиях.
Как известно, рыхлые водонасыщенные пески обладают способностью уплотняться при приложении динамических воздействий. Согласно результатам статического зондирования, мощность рыхлых грунтов под кабелем составляет около 1,5м. Учитывая, что оседание трубопровода составило около 1 м, первоначальная мощность этого слоя должна быть около 2.5 м.

Таким образом, относительная вертикальная деформация рыхлого слоя при уплотнении должна составить 0,4, что невозможно даже для рыхлых песков.

5. Погружение трубопровода относительно массива грунта в результате разжижения грунтов, вызванного динамическими воздействиями.
Рыхлые грунты, особенно водонасьщенные, обладают способностью разжижаться при динамических воздействиях, приобретая свойства вязкой жидкости. Плотность рыхлого грунта составляет около 1,4. 1,6 т/м 3 . а средняя плотность трубопровода вместе с кабелем и заполняющей масляной жидкостью — около 2,4 т/м 3 . Тела, имеющие плотность, большую плотности жидкости, погружаются в нее со скоростью, пропорциональной коэффициенту вязкости этой жидкости. Учитывая, что общего оседания территории на 1 м не наблюдалось, с высокой степенью вероятности можно предположить, что произошла не осадка трубопровода вместе с массивом грунта, а его оседание относительно массива.

Для оценки влияния динамических воздействий на подземные коммуникации при погружении шпунта вибропогружателем В-402 и за бивке свай выполнен расчет в соответствии с ВСН 490-87 и «Методическими рекомендациями по забивке свай вблизи зданий и подземных коммуникаций» (1970 г.). Заметим, что уровень динамических воздействий на грунты в основании трубопровода при вибропогружении шпунта мог превысить нормативное значение в 1,2. 3 раза, а при забивке металлических труб — в 2,2. 4 раза.

ВЫВОДЫ
1. Непосредственно причиной оседания трубопровода электрокабеля не могут быть суффозионные процессы и процессы, связанные с разуплотнением грунтов основания. Метровое оседание трубопровода можно объяснить либо выносом объеков грунта ниже трубопровода в канализационный коллектор, либо погружением трубопровода в грунт при динамическом разжижении грунтов.
2. Приведенный в статье анализ геотехнической ситуации является рядовой задачей, которая должна решаться на каждом объекте сложной реконструкции. Данная ситуация представляет интерес скорее в плане дальнейшею развития событий. В дополнение к исходному проекту (железобетонная монолитная подпорная стенка на забивных сваях длиной 14 м и сечением 35×35 см), который вполне обеспечивал устойчивость откоса вместе с расположенными на нем коммуникациями, были выполнены следующие работы. На участке длиной 90 м были устроены четыре ряда буронабивных свай глубиной погружения 30 м с шагом 1,8 м в каждом ряду. Авторы статьи никоим образом не ставят под сомнение способность этого свайного поля удержать на консолях две нитки кабеля в маслонаполненной трубе массой 100 кг/м. Могучее свайное поле, которое могло бы выдержать вес небоскреба, наверное, так навсегда и останется памятником профессионализму авторов столь оригинальной идеи.

Читать еще: Укрепление откосов дорог щебнем

Технология шпунтового ограждения котлованов

Для защиты котлована от обрушения грунта используют специальные деревянные и стальные сваи, которые забивают в землю. Это шпунтовое ограждение, обеспечивающее надёжную защиту во время строительства серьёзных объектов. Подобные ограды часто используют во время работы, если котлован не расположен в откосе. В чём особенности шпунтовых ограждений и как правильно монтировать конструкцию, далее рассмотрим более подробно.

Разновидности шпунтовых ограждений

На сегодняшний день существует несколько основных видов подобных ограждений, специалисты монтируют:

Шпунт Ларсена – это самый распространённый вариант. Делают ограждение из высококачественного металлического профиля с закругленными концами. Конструкция напоминает замок и надёжно защищает котлован от грунта. После монтажа образуется плотная стена. Используют ограждение во время стройки дамб, мостов и других крупных объектов.
Классический железный шпунт. Шпунт Ларсена имеет сложное устройство и обходится недёшево, поэтому для стройки небольших объектов используют простые, бюджетные железные ограждения. Конструкция легко монтируется и может использоваться много раз, достаточно разобрать и изъять опоры с земли, после окончания работ. Многоразовое использование – главный плюс универсальных железных шпунтов.
Деревянный шпунт. Не самый распространённый вариант, конструкция ненадёжная и одноразовая, поэтому используется редко.
Бетонный шпунт после установки становится неотъемлемой частью конструкции, потому как опоры не извлекаются и остаются в котловане. Стоит такое ограждение дороже железных шпунтов, но увеличивает прочность основания.

Способ монтажа

Отличаются ограждения и способом монтажа опор. Есть несколько основных технологий погружения опор, шпунты устанавливают:

Ударным способом. Это универсальный способ монтажа, который можно использовать на любом грунте.
Вибрационным способом. Технология используется на сухих, песчаных грунтах.
Вдавливанием, если на участке глиняная почва.
Комбинированным способом. Сваи вдавливают под воздействием вибрации и собственной массы. Технология подходит для мягкой и пластичной почвы.

Принцип устройства ограждений

Монтаж конструкции напрямую зависит от материалов, из которых оно изготовлено. Есть несколько популярных конструкций, каждая из которых имеет свои особенности.

Деревянные ограждения используют только тогда, когда в почве нет крупных камней, корней и других опасных фрагментов, которые могут обрушиться. Чтобы ограждение котлована выполняло свои функции шпунты погружают в почву, плотно, без зазоров между собой. Если используется двойное ограждение, то шпунты монтируют на расстоянии не больше метра друг от друга.

При погружении шпунтов на дно рек, глубина должна быть больше двух метров. Чтобы засыпка не вымывалась, важно правильно сделать наружный ряд, он должен быть плотным. При большой глубине необходимо заполнять выемки в стенках между опорами глиняной смесью.

Для сооружения ограждений на прочном грунте можно использовать стальные шпунты, которые забивают минимум на 7 метров. Если опоры правильно монтировать и сразу извлечь после работы, стальные шпунты считаются многоразовыми и могут использоваться дальше.

Выбор материалов и способа монтажа шпунтового ограждения зависит от условий работы, глубины котлована и особенностей грунта на участке. Эти критерии обязательно нужно учитывать, чтобы ограждение справлялось со своей основной, защитной функцией. Если неправильно выбрать тип ограждения работать в котловане небезопасно.

Рекомендуем к прочтению

Установка теплового счетчика — разновидности и особенности работы Разновидности маркиз для открытых террас Преимущества использования керамогранита по сравнению с обычной плиткой В чем преимущества биокаминов?