Погружение шпунта Ларсена Л5-УМ и балочно-шпунтовых систем

Шпунт Л5-УМ, БШС предназначены для строительства гидротехнических сооружений, морских и речных причалов, ограждений искусственных островов, молов и волноломов на морских акваториях, сухих доков и шлюзов, опор мостов, набережных, берегозащитных и струенаправляющих дамб, подпорных и противофильтрационных стен, укреплений оползневых склонов, временных ограждений котлованов и других сооружений.

Обзор существующих технологий погружения шпунтового профиля

Погружение шпунтового профиля в грунт — ответственный процесс, от которого зависит целостность стенок котлована и существующей окружающей застройки.

Существует три способа для погружения шпунтового профиля:

Забивка — самый быстрый и опасный способ погружения. С помощью копра прикладывают динамическую, ударную нагрузку, которая преодолевает сопротивление грунта. Это в свою очередь создает ударную вибрацию, провоцируя подвижки грунта и, тем самым, подвергая существующие фундаменты и инженерные коммуникации дополнительным перемещениям в зоне влияния строительства. В городе такой способ заглубления используют только на пустырях и за городской чертой.

Плюсы:

  • простота и доступность всего необходимого оборудования;
  • дешевизна работ.

Минусы:

  • мощные и энергозатратные установки;
  • сильный шум;
  • высокое ударное воздействие на грунт.

Статическое вдавливание — медленная, точная и безопасная технология сборки шпунтовых ограждений. Установка для статического вдавливания с помощью гидравлического пресса выполняет подконтрольное погружение, не вредит оголовку сваи и позволяет погружать шпунт, практически вплотную к существующим конструкциям окружающей застройки. Вдавливание — основная технология погружения при строительстве в городской черте.

Примеры оборудования: Giken, Liebherr, Still Worker, Tomen Piler, Silent Piler, Титан СВУ-360, SUNWARD, СВУ-В-6 на базе крана РДК-250 и др.

Фото погружения шпунта Л5-УМ с помощью статического вдавливания Рисунок 1 — Погружение шпунта Л5-УМ с помощью статического вдавливания

Плюсы:

  • нет дополнительного технологического воздействия на окружающую застройку;
  • несущая способность свай по грунту выше чем у других методов примерно на 10%.

Минусы:

  • самая медленная технология;
  • самая дорогая;
  • тяжело продавливает шпунт в песчаные грунты.

Вибрационное погружение — относительно безопасная, малошумная и недорогая технология устройства шпунтовых свай на грунтах малой и средней плотности. Компактный вибрационный погружатель крепят на оголовке шпунтовой сваи перед погружением, который в свою очередь подвешивается на кран.

Суть технологии заключается в приложении к оголовку разнонаправленной нагрузки, которая создает вибрацию погружаемой опоры. Вследствие вибрации нивелируются силы трения и сцепления на контакте "конструкция - грунтовый массив", в результате чего шпунтовая свая начинает погружаться под собственным весом.

Вибрационный погружатель бывают: низкочастотные (до 700 колебаний/мин), среднечастотные (от 700 до 1500 колебаний/мин), высокочастотные (свыше 1500 колебаний/мин).

Фото погружения БШС с помощью вибрационного погружения Рисунок 2 — Погружение БШС с помощью вибрационного погружения

Примеры оборудования: ICE, Muller, PTC, PVE, Movax, Junttan, MKT и др.

Плюсы:

  • экономичный вариант в плане энергозатрат;
  • универсальность – с помощью вибропогружателя монтируют отдельно стоящие опоры и шпунтовые стенки.

Минусы:

  • невозможность использовании технологии рядом с тоннелями метрополитена и крупных трубопроводных и иных магистралях;
  • снижение скорости погружения в вязких, глинистых грунтах;
  • не стоит использовать на заболоченных берегах рек и озер, а также на неустойчивых почвах.

В Нидерладской фирме Dieseko имеется патент на вибрационные установки с резонансной технологией. Благодаря сверхвысокой частоте профили шпунта приводятся в состояние резонанса до их собственной частоты. Это заставляет профиль вести себя подобно спиральной пружине, которая сама под собственным весом опускается в грунт.

Благодаря отсутствию эксцентриковой массы эта технология полностью исключает вибрацию. Резонатор позволяет устанавливать сваи, трубы и шпунтовые сваи и может использоваться с помощью свободно подвешиваемого, управляемого направляющей или мобильного крана.
Подобного оборудования на территории РФ нет.

Дополнительные меры для облегчения погружения шпунтовых свай

Существует два основных вида для облегчения погружения шпунта:

Гидроподмыв — способ, при котором действие струи воды, нагнетаемой под сильным давлением и вытекающей у острия шпунтовой сваи, окружающий сваю грунт разрыхляется.

Подмыв струей воды эффективен в основном в несвязных и малосвязных грунтах, которые хорошо поддаются размыву водой. В макропористых почвенных условиях, таких как лессовые грунты, этот метод может быть неэффективным.

Применение подмыва струей воды имеет свои особенности и ограничения. Технически сложный и трудоемкий процесс, он также требует значительного количества воды. Поэтому его применение ограничено и наиболее целесообразно в случаях, когда строительство происходит вблизи водоемов, где доступ к воде обеспечен.

Лидерное бурение — предварительное создание скважин.

Метод применяется в следующих случаях:

  • погружение в плотные грунты, когда сопротивление при погружении свай очень высокое. Чтобы довести шпунты до проектной глубины, приходится многократно увеличивать ударную или вибрационную нагрузку;
  • погружение в крупнообломочные грунты с содержанием более 30% гальки или щебня;
  • погружение в мерзлые грунты;
  • при достижении отказа при погружении.

Глубина бурения и сечение скважины зависят от размеров самих шпунтов (несколько меньше):

  • диаметр лидерной скважины на 3-5 см меньше сечения шпунта. На каменистой почве и на мерзлоте диаметры скважин и свай могут быть одинаковыми;
  • глубина лидерных скважин — максимум 90 % высоты сваи (обычно скважина короче сваи на 2-2,5 метра).

В соответствии с п. 12.1.4 СП 45.13330.2017 дополнительные меры, облегчающие погружение свай и шпунта (подмыв, лидерные скважины и др.), следует применять в случае возможного отказа забиваемых элементов менее 0,2 см или скорости вибропогружения менее 5 см/мин. Также допускается применять лидерное бурение в случае погружения шпунтовых свай на расстоянии меньше 15 м до существующих зданий и сооружений для уменьшения динамических воздействий.

Применение подмыва допускается на участках, удаленных не менее чем на 20 м от существующих зданий и сооружений, и не менее удвоенной глубины погружения свай.

Какими способами возможно погрузить шпунта Л5-УМ и БШС?

Погружение шпунта Л5-УМ осуществляется всеми, описанными выше, способами, а БШС за исключением статического вдавливания, в виду отсутствия подходящего оборудования на отечественном рынке.

Демонтаж шпунта

Ограждающие конструкции из шпунта и БШС могут быть временными и постоянными. В последнем случае профили погружают в грунт навсегда. Обычно это делают при сборке фильтрационных завес, укреплений для дорожных насыпей, стенок котлованов вблизи существующей застройки, причальные стенки (причалы типа «больверк») в морских и речных портах и другие. Временные ограждающие конструкции усиливают стенки котлованов и траншей во время строительства подземной части здания или прокладке инженерных коммуникаций, ограждения котлованов мостовых опор, временных причалов и пирсов. После завершения строительства их разбирают, раскачивая вибрационной головкой или оборудованием для статического вдавливания и выдергивают краном.

Связанные документы

Скрыть навигацию
Не нашли ответ на свой вопрос?
Напишите нам. Наши инженеры готовы обсудить задачу и дать профессиональную консультацию
На сайте используются cookie-файлы, которые помогают показывать Вам самую актуальную информацию. Продолжая пользоваться сайтом, Вы даете согласие на использование ваших метаданных и Cookie-файлов.