Что такое шпунтовые сваи: виды и способы установки

Для строительства придуманы множество видов свай. Чаще всего их можно встретить при работах на слабых почвах, движение которых может разрушить классический ленточный фундамент. Тогда используется свайное основание. Но есть и такие сваи, которые призваны не удерживать вес каких-либо конструкций на себе, а укреплять собой стены котлованов, чтобы грунт не заполнял собой вырытые пространства. Они называются шпунтовыми. В этом материале подробно рассказывается о том, что такое шпунтовые сваи, для чего они нужны, как выбираются и устанавливаются.

Шпунтовые сваи

Назначение и область применения

Шпунтовые сваи представляют собой особые столбы, из которых собираются шпунтовые ограждения. Элементы погружаются глубоко в землю, вплотную друг к другу, а потом крепко скрепляются, и нужны в таком виде, прежде всего для укрепления стен крупных котлованов. Особенно это важно, когда почвы имеют очень высокий уровень грунтовых вод или по большей части состоят из песка.

Подобные ограждения встречаются при:

  • Добыче полезных ископаемых.
  • Строительстве автодорог, железнодорожных путей.
  • Создании причалов, пристаней, набережных.
  • Строительстве мостов.
  • Рытье каналов.

Такие укрепления могут быть как постоянным, так и временным сооружением.

Шпунтовые сваи предназначены для укрепления котлованов, берегов водоемов, насыпей
Шпунтовые сваи предназначены для укрепления котлованов, берегов водоемов, насыпей

Разновидности шпунтовых свай

Здесь сваи делятся на виды по разным признакам. Например, по принципу установки есть:

  • Свободностоящие, которые держатся только благодаря глубокому погружению в землю.
  • Подкосные, имеющие дополнительные опоры.
  • Анкерные, которые крепятся друг к другу по верху за специальные крепежи.

Но также существует несколько видов шпунтовых свай, разделенных по материалам, и материалы гораздо больше влияют на выбор подходящих свайных элементов и особенности монтажа, поэтому их стоит рассмотреть подробнее.

Металлические

Чаще встречаются шпунтовые сваи из металла, они называются трубчатыми сварными. Делаются они из стали и имеют особую, отличную от других форму, из-за чего качество монтажа, а также долговечность конструкции, увеличивается.

Можно сказать, что они представляют собой усиленную копию шпунтов Ларсена. Они выглядят как металлические профили с корытообразной формой, то есть это угловатые желоба с крепежами по бокам. Крепежи называются замками, так как за них шпунты Ларсена цепляются друг за друга.

Схема соединения шпунтов Ларсена
Схема соединения шпунтов Ларсена

Монтируются такие детали вибрационными устройствами, а используются на объектах с особенно сложными грунтами, например, на болотистой местности.

Современные шпунтовые сваи из стали — это аналоги шпунтов Ларсена, которые используются в идентичных ситуациях, но могут иметь другую конструкцию замков, форму и т. д.

Читайте также:  Как сделать гидроизоляцию свайного фундамента

В числе преимуществ шпунтовых стержней из стали:

  • Конструкция получается очень прочной, прочнее, чем из шпунтов Ларсена.
  • Можно собирать целые секции не прямо на месте установки, а еще раньше, что увеличит скорость сборки всей конструкции ограждения.
  • Допускается многократное использование. Но в этом случае придется постоянно обрезать верхнюю часть шпунтового стержня, так как она будет деформироваться при забивном методе установки.
  • Подойдут любые грунты.

Среди недостатков:

  • Низкая пластичность.
  • Малая устойчивость к агрессивной среде, что требует регулярной обработки антикоррозийными составами.
  • Большой вес, из-за чего расходы на складирование и транспортировку увеличиваются.

Дополнительно нужно отметить, что для установки таких шпунтовых элементов потребуется не только оборудование, но и специалист с большим опытом.

Металлические шпунтовые сваи самые распространенные, так как являются самыми надежными и долговечными
Металлические шпунтовые сваи самые распространенные, так как являются самыми надежными и долговечными

Композитные

Шпунтовые сваи композитного вида делаются на основе полимерных смол, например, часто встречается армированная полиуретановая смола. Благодаря составу, преимуществ у таких шпунтовых элементов много:

  • Легкость, но при этом высокая прочность.
  • Низкая цена (по сравнению с металлическими).
  • Устойчивость к коррозии, механическим повреждениям.
  • Внешний вид, сохраняющийся даже без защитного окрашивания.
  • Простота монтажа, обработки.
  • Неуязвимость к резким перепадам температур.
  • Полная экологическая безопасность.

ПВХ и композитные сваи нельзя устанавливать ударным методом, здесь подойдет только вибропогружение.

Главными преимуществами композитных шпунтовых свай являются легкий вес и простота монтажа
Главными преимуществами композитных шпунтовых свай являются легкий вес и простота монтажа

Деревянные

Самыми первыми появились шпунты из дерева, поэтому этот вид можно считать классическим и в некотором смысле устаревшим.

Дерево — материал доступный, недорогой и не требует особого оборудования для своего использования. Однако, монтировать шпунтовые стержни из дерева лишь немного проще, чем другие, поэтому простоту установки трудно назвать заметным преимуществом. Но большим недостатком будет невысокая прочность и устойчивость к окружающей среде по сравнению со шпунтами из пластика и металла.

Деревянные шпунтовые элементы погружаются в почву на глубину не более 5–6 метров, а устанавливаются они вплотную друг к другу в один или сразу два ряда.

Деревянные шпунтовые сваи себя практически изжили, поэтому встречаются редко
Деревянные шпунтовые сваи себя практически изжили, поэтому встречаются редко

Железобетонные

Эти сваи собираются из бетона и арматуры, сетка из которой укрепляет шпунтовой элемент изнутри. По краям такие шпунтовые стержни имеют пазы, чтобы можно было соединять при сборке ограждения.

Железобетонные шпунты тяжелее всех других, но при этом они склонны трескаться при механических повреждениях. Поэтому им нужно обеспечить хорошую гидроизоляцию, так как возможности демонтировать их после установки уже не будет, они станут основой внешнего периметра фундамента.

Наибольшая длина железобетонного шпунтового элемента — 16 метров.

Железобетонные шпунтовые сваи самые тяжелые и перед установкой обязательно делается гидроизоляция
Железобетонные шпунтовые сваи самые тяжелые и перед установкой обязательно делается гидроизоляция

Способы погружения свай

В зависимости от материала, шпунтовые сваи погружаются в землю разными методами. Среди них:

  • Ударный. Этот способ наиболее распространен, и для него есть много разных молотов — механических, дизельных, даже паровоздушных.
  • Вибропогружение. Здесь с помощью специальных вибропогружателей шпунты помещаются в специальные скважины с цементным раствором. Особенно часто этот способ применяется на слабых грунтах, поэтому для его применения на обычных почвах их сначала размывают.
  • Ввинчивание. Для реализации этого метода нужно сразу взять особые шпунты с арматурной спиральной навивкой. Здесь шпунтовые элементы нужно одновременно ввинчивать и немного вдавливать.
  • Вдавливание. Сваи будут вдавливаться в землю специальной техникой. Она работает очень тихо, но очень медленно, при этом требует много энергии и много денег на эксплуатацию.

Иногда способы комбинируются, например, сначала вибропогружение, а потом легкое добивание молотом для закрепления.

Технология монтажа

После того как шпунтовые сваи были выбраны, а метод установки определен, останется собрать ограждение:

  1. Провести геолого-разведывательные исследования, выполнить расчеты расположения шпунтов, величины и т. д.
  2. Подготовить площадку, выкопать отверстия для свай, подвезти необходимую технику.
  3. Разместить строительные материалы так, чтобы процесс шпунтирования занял меньше времени.
  4. Подвезти шпунтовые элементы к местам установки.
  5. Выровнять сваи строго по вертикали. Здесь выполняется пробное погружение, чтобы определить, все ли подготовлено правильно.
  6. Выполнить монтаж установленным ранее методом. Будьте внимательны к замкам при использовании металлических свай, они должны плотно прилегать друг к другу. На этом же этапе выполняется подмыв, когда под шпунтовой элемент заливается небольшое количество воды при установке.
  7. Использовать анкеры или другие детали для скрепления элементов между собой.
  8. Установить укрепления, если это предусмотрено проектом.
Читайте также:  Установка теплицы на фундамент из свай

Композитные шпунты и ПВХ обычно устанавливают вибропогружением, а вот с металлическими будет сложнее, так как здесь предполагается только ударный метод.

После установки всех частей, нужно проверить, не были ли допущены ошибки. Например, если глубина не соответствует заявленной в проекте, это значит, что устойчивость конструкции уже нарушена и неправильно стоящий шпунт нужно переустанавливать заново.

Важно!

Между элементами ограждения не должно быть никаких зазоров, иначе замки закрепятся непрочно.

Контроль глубины погружения и проверка плотности ограждения — обязательная процедура, которая проводится вне зависимости от способа установки, а также почв. Ошибки можно исправить сразу, тем более что делать это нужно как можно быстрее, чтобы не задерживать использование котлована.

Укрепление шпунтов

Если работы проходят на сложных, неустойчивых грунтах, есть риск их проседания. Это приводит к тому, что шпунты деформируются или вовсе разрушаются, из-за чего все ограждение теряет свой смысл. Поэтому были выведены методы укрепления шпунтовых конструкций — анкерный, распорочный, а также консольный.

Часто используются анкеры, которые устанавливаются так:

  1. Выбирается место подальше от шпунтов.
  2. Определяются места установки анкеров по периметру котлована, с шагом в среднем 2 метра.
  3. Делаются скважины, в которые помещается арматура и тяга.
  4. Скважина заливается бетоном, но так, чтобы тяга выходила наружу.
  5. Тяга крепится к шпунту, заглубленному в почву под углом от 30 до 60°.

Установить анкеры — хорошая идея, но обычно сначала пробуют сделать распорки, а если это невозможно, переходят к анкерам, так как их устанавливать сложнее.

Если котлован большой, лучше установить распорки. В их качестве используются трубы из металла, которые устанавливаются по ярусам с шагом 4–6 метров. Для распорок можно установить стойки, если те слишком длинные.

Читайте также:  Как сделать гидроизоляцию свайного фундамента

Если покажется, что металла слишком много, вместо него можно использовать инвентарные рамы, с дополнительной установкой инвентарных щитов на шпунты.

Для небольших котлованов (менее 5 м), вырытых на плотных почвах, можно использовать консольное укрепление. Это предполагает закрепление шпунтов в грунте, иногда даже более, чем на две трети от всей высоты котлована, в зависимости от грунта. Здесь же монтируется обвязочная рама из балок с разными сечениями.

При использовании консольного метода рядом с котлованом не стоит ездить большой технике и устанавливать склад стройматериалов, так как это будет создавать нагрузку.

Требования СНиП по установке

Все земляные работы со сваями должны отвечать требованиям из СНиП № 3.02.01–87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты». Особое внимание нужно обратить на необходимость оформления проекта работ, без которого нельзя приступать к работам.

Также в СНиП отражены:

  • Особенности процесса выемки грунта.
  • Правила составления плана свайного участка.
  • Требования к водопонижающим мероприятиям.
  • Правила для погружения шпунтовых элементов и их засыпке в зависимости от разновидности.
  • Обстоятельства, указывающие на необходимость укрепления грунта.
  • Требования к обвязке ростверком.
  • Принципы контроля качества работы в итоге.

Шпунтовые сваи были и остаются наиболее надежным методом укрепления котлованов разной глубины и сложности. Главное — подобрать материал для шпунтового ограждения, чтобы он подходил под особенности грунта, а также установить конструкцию по всем правилам и СНиП.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector