Действующие нормы проектирования шпунтовых ограждений

Шпунтовое ограждение котлованов

Для многих строительных участков шпунтовое ограждение котлована – жизненно необходимое условие нормального проведения цикла нулевых работ.

Наша компания осуществляет забивку шпунта любого типа (в том числе шпунт Ларсена), обеспечивая тем самым, надежную защиту котлована от осыпания грунта и оползней.

Наша мобильная и высоко проходимая техника способна работать даже в стесненных условиях плотной застройки, где без устройства шпунтовых ограждений вообще невозможно проведение работ.

Зачем необходимо шпунтовое ограждение котлованов

Необходимость в обустройстве шпунтового ограждения котлована диктуется несколькими факторами, ключевой из которых — требования техники безопасности при проведении строительных работ ниже нулевого уровня грунта.

Действующие строительные нормы определяют максимально возможную глубину котлованов и траншей, в которых можно работать без дополнительного укрепления стенок:

• В условиях песчаной почвы, не обладающей жесткими структурными связями, глубина котлована без шпунтового ограждения не должна превышать 1 м;
• Котлованы в супесях — до 1.25 м;
• Котлованы в глинистой почве и суглинках — 1.5 м;
• Котлованы в высокоплотных грунтах — 2 м.

Главное преимущество использования шпунтового ограждения при вертикальной разработке грунта — защита стенок котлована от оползней и осыпаний почвы, являющихся причиной вынужденной остановки строительных работ с целью очистки завалов.
Рис: Корытообразный шпунт Ларсена для ограждения котлованов

Важно: особенно важным является применение шпунтовых ограждений при разработке котлованов с наклонным стенками, поскольку вероятность осыпания почвы на откосах максимальна.

Также шпунтовые стенки рационально применять в качестве альтернативы водопонижающим работам, поскольку обустройство ограждения из стального шпунта, подлежащего повторному использованию, является более эффективным и экономически рентабельным методом. Замкнутая шпунтовая стенка является полностью герметичной конструкцией — ограждение не пропускает воду в котлован, тем самым препятствуя его затоплению.

Рис: Зетовый шпунт

Шпунтовые работы относятся к одним из самых важных строительных процессов, поэтому выполнять их должны исключительно профессионалы.

Укрепление котлована шпунтом требует строгой последовательности действий и привлечения специального оборудования и техники.

Уплотнение грунта будет надежным лишь при условии соблюдения всех технологий — это необходимое условие для целостности и надежности постройки. При необходимости крепление траншеи шпунтом может быть выполнено на временной основе.

Рис: Ограждение территории стройки шпунтовым ограждением

При выборе технологии и типа ограждения котлованов на строительной площадке учитываются:

• габариты котлована
• ксплуатационные условия
• свойства грунта, на котором осуществляется строительство.

Для успешного последующего проведения строительных работ очень важно, чтобы созданием шпунтового ограждения котлована занимались специалисты, способные произвести точные расчеты. Аналогичные требования применяются и при выполнении работ по укреплению берега пластиковым шпунтом.

Полезная для Вас информация:

1. Виды технологий погружения шпунта
2. Технические характеристики шпунта Ларсена

Шпунтовое ограждения, в зависимости от особенностей работы в грунте и применения дополнительных фиксирующих элементов, классифицируются на следующие группы:

• Независимые стенки, устойчивость которых в грунте достигается исключительно за счет сопротивления почвы. Независимые стенки не укрепляются дополнительными элементами, такой вариант ограждений применяется при обустройстве котлованов в высокоплотных грунтах;

Рис: Независимое шпунтовое ограждение

• Шпунтовые стенки, укрепленные поперечными распорками, в качестве которых используются стальные трубы. Данный способ укрепления реализуется при ограждении глубоких, но узких котлованов. Трубы фиксируются за счет давления противоположных стенок, вертикальные подпорки не применяются;

Рис: Шпунтовое ограждение с поперечными распорками

• Шпунтовые стенки, укрепленные с помощью анкерных свай. Используются для ограждения глубоких котлованов (свыше 7 м), разрабатываемых в условиях низкоплотного грунта, несущей способности которого недостаточно для получения требуемой устойчивости шпунтовой стенки. В качестве анкеров применяются винтовые сваи, которые погружаются с шагом 3-4 м.на расстоянии 5 м. от стенок котлована по его периметру. После завинчивания ограждение привязывается к сваям с помощью стальных тросов.

Рис: Схема укрепления шпунта анкерами

Важно: в почве, обладающей высокой плотностью, для ограждение котлована используется плоский, зетовый либо корытообразный шпунт. В низкоплотной почве чаще применяются шпунтовые трубообразные сваи, которые, за счет большего диаметра, имеют лучшую устойчивость в грунте. 

Погружение шпунта может осуществляться с применением нескольких технологий, для реализации которых используются разные виды спецтехники.

• Ударная забивка;
• Вибрационное погружение;
• Статическое вдавливание.

Для статического погружения шпунта привлекаются мобильные вдавливающие установки, оборудованные гидравлическим узлом, который обжимает шпунтину и перемещается в низ по направляющим рамам, тем самым погружая ее в почву.
Рис: Статическое вдавливание шпунта
Для ударного и вибрационного погружения применяются копровые машины — установки на колесной либо гусеничной самоходной базе. При реализации технологии ударной забивки копры комплектуются навесными дизельными или гидравлическими молотами, при осуществлении вибрационного метода -вибропогружателями.

Важно: наиболее экономически выгодным и быстрым в реализации способом погружения шпунта является забивка, однако данный метод не может быть реализован в условиях плотной городской застройки, поскольку в процессе работы ударных молотов возникают сильные динамические воздействия на фундаменты близстоящих зданий, которые могут стать причиной их деформации.

Молоты для забивки шпунта представляют собой конструкции трубчатого либо штангового типа, по направляющим элементам которых перемещается наносящий удары по шпунтине боек.

Дизельные молоты приводятся в действие детонацией топливной смеси в камере сгорания, под воздействием энергии которой боек подлетает в верхнюю часть корпуса и в свободном падении опускается на погружаемую конструкцию. 

Рис: Забивка шпунта трубчатым молотом

Монтаж шпунта вибропогружателем осуществляется за счет прикладывания к нему высокочастотных колебаний, под воздействием которых почва под шпунтиной разуплотняется и конструкция опускается в грунт под своим весом и массой погружающего механизма. Низкоамплитудные колебания вибропогружатель вырабатывает за счет разнонаправленного вращения неотцентрированных дебалансов, которые приводятся в движение электрическим двигателем, закрепленным на корпусе вибропогружателя.

Рис: Вибропогружение шпунта

Шпунтовое ограждение представляет собой стенку из забитых шпунтовых свай. Сваи для ограждения котлованов бывают:

• деревянные;
• металлические;
• железобетонные;
• кроме этого могут забиваться с промежутками (с дальнейшей забиркой) или сплошной стеной (впритык друг к другу);
• ограждение котлована так же может быть заанкерованным или незаанкерованным, с распорками или без.

Наиболее востребованным является ограждение котлованов металлическим шпунтом. В отличие от железобетонных и деревянных конструкций, стальной шпунт после проведения цикла нулевых работ может извлекаться из грунта и применяться повторно либо продаваться на вторичном рынке, что значительно сокращает финансовые затраты на реализацию проекта.

Важно: работам по обустройству шпунтового ограждения должны предшествовать расчеты, направленные на определение требуемой устойчивости стенки к давлению грунтовых масс. На основании расчетов подбираются размеры используемого шпунта, глубина его погружения и необходимость применения фиксации стенки анкерами.

Рис: Схема соединения шпунтовой стенки

Монтаж шпунтового ограждения выполняется в следующей последовательности:

• Доставленный на объект шпунт разгружается стреловым краном и складируется по расходным складам по периметру котлована;
• Производится разметка шпунтовой стенки;
• Копровая установка перемещается на место монтажа, вспомогательный персонал фиксирует на шпунтине захватный механизм и копр подтягивает шпунт к точке погружения;

Рис: Захватный механизм для стального шпунта

• Осуществляется строповка шпунта крановой лебедкой копра, после чего конструкция устанавливается в забивочное положение;
• Шпунт сопрягается с наголовником молота, затем проверяется вертикальность его положения и молот начинает наносить по шпунтине удары, под воздействием которых конструкция погружается в почву на проектную глубину.

Далее копр перемещает к месту монтажа следующую шпунтину, производится ее строповка и установка в забивочное положение. Пазовые замки шпунта соединяются с замками уже забитой конструкции, после чего осуществляется процесс погружения. Аналогичным образом создается вся шпунтовая стенка пока ограждение не сомкнется вокруг котлована.

Рис: Замки шпунтовой стенки

Устройство шпунтового ограждения сплошной стенкой позволяет не только избежать осыпаний и оползней, но и обеспечить защиту от грунтовых и паводковых вод.

В условиях, когда недопустима вибрация грунта, способная повредить имеющиеся неподалеку здания и сооружения, шпунтовые ограждения устанавливаются методом лидерного бурения скважин под шпунты.

Ограждение котлованов: преимущества

Рассмотрим, чем выгодно отличается шпунтовое ограждение котлованов:

• ограждение котлованов – обязательное условие при строительстве по соседству с эксплуатируемыми зданиями и без применения шпунтовых свай здесь попросту не обойтись
• способность выдерживать намного большие нагрузки,  в сравнении с любыми другими конструкциями
• надежная защита котлована от оползней (особенно актуально на участках со слабыми грунтами и плывунами)
• возможность погружения шпунта различными методами
• возможность многократного использования шпунта (кроме деревянного)

Рис: Шпунтовое ограждение свайного поля

Шпунт Ларсена – это профиль из металла, сформированный в виде жёлоба, имеющего на боковых стенках закруглённые края, выполняющие функцию пазов.

Возведение шпунтового ограждения начинается с проектирования, на этом этапе производится оценка условий строительной площадки и возможность геотехнических рисков

Шпунт Ларсена используется в промышленном строительстве на протяжении более сотни лет.

Работы по устройству шпунтовых ограждений

Наша компания обеспечена мощной техникой для устройства шпунтовых ограждений. Мы можем осуществлять погружение свай, забивая их дизель-молотом, в том числе и с предварительным (лидерным) бурением скважин.

Мы применяем сваебойные установки на автомобильной базе с поворотной платформой. Это обеспечивает высокую производительность бригады и короткие сроки проведения работ при неизменно высоком качестве.

Участки с ограниченным местом для маневра – для нас не помеха, а к выполнению работ мы готовы приступить уже на следующий день после получения заявки. Обращайтесь – и безопасные условия работы в Вашем котловане будут обеспечены!

1. Рассчёт шпунта и шпунтовых ограждений
2. Вибропогружатели шпунта

 
Наша компания предоставляет услуги погружения шпунта — обращайтесь, поможем!

Заказ шпунтового ограждения котлованов

Источник: http://ustanovkasvai.ru/stati/62-shpuntovoe-ograzhdenie-kotlovanov

Расчет шпунтового ограждения котлована

Расчет шпунтового ограждения котлована производится на устойчивость положения шпунтовой стенки и прочность по материалу конструкции на всех стадиях работы ограждения.

Кроме того, шпунтовые ограждения рассчитывают на невымывание грунта основания при откачке воды из котлована, а также на фильтрационный выпор грунта котлована (в песчаных и супесчаных грунтах).

Условие обеспечения устойчивости стенки против опрокидывания:

где Ми – расчетный момент опрокидывающих сил;

Mz – расчетный момент удерживающих сил;

т – коэффициент условий работы, для слабых грунтов принимаемый равным 0,7;

γп – коэффициент надежности по назначению, принимаемый для местности, покрытой водой, равным 1,1.

Для одноярусного (многоярусного) крепления ограждения при проверке устойчивости положения стенки за точку поворота принимают место закрепления распорки (нижней распорки) т. О (т. O1) на рис. 2.11, а.

Глубина забивки шпунта определяется методом попыток из условия обеспечения устойчивости стенки против опрокидывания.

Рис. 2.11 – Схемы расчета шпунтового ограждения опоры в несвязных и малосвязных грунтах: a – эпюры давления грунта на ограждение; б – расчетная схема стенки при двухъярусном ограждении; в – расчетная схема обвязки

В расчете шпунта на прочность проверяют стенку, балки обвязки и распорки. Стенку рассматривают как разрезную (при одноярусном креплении, т. е.

Нагрузку на шпунт ниже условной опоры не учитывают (рис. 2.11, б).

Прочность шпунтовой стенки проверяют по формуле

где Мр – момент в сечении шпунтовой стенки от расчетных нагрузок, отнесенный к 1 пог. м шпунтовой стенки; определяется при расчете стенки в соответствии с расчетной схемой (рис. 2.12, б);

Rу – расчетное сопротивление материала обвязки;

Wcm – момент сопротивления 1 пог. м шпунтовой стенки; определяется по справочникам для конкретного типа шпунта (табл. 2.2);

т – коэффициент условий работы; принимается равным 0,8 для слабых грунтов.

Балки обвязки рассчитывают как сжато-изогнутые (рис. 2.11, в). Обвязка рассчитывается как неразрезная балка, опирающаяся на распорки. Распределенная нагрузка на балку q0 численно равна опорным давлениям R1 и R2, которые передаются шпунтовой стенкой (рис. 2.11, б), примыкающей к обвязке.

Прочность обвязки проверяется по формуле

а устойчивость формы – по формуле

где Ант о6в, Абр о6в – площадь сечения обвязки соответственно нетто и брутто;

Wнт обв – момент сопротивления обвязки относительно ее вертикальной оси;

φ – коэффициент продольного изгиба обвязки, определяемый по нормам проектирования;

S0 – сжимающее усилие в обвязке; определяется по формуле

S0 = q·a/2,

где а – расстояние от оси балки обвязки до соседнего элемента обвязки (до противоположной стенки или до продольной балки в составе распорной рамы, формирующей обвязку);

q0 – погонная горизонтальная нагрузка на обвязку; численно равна погонной опорной реакции R1 (R2) (рис. 2.12, б).

Распорки рассчитывают по выше приведенным формулам.

Изгиб возникает от собственного веса распорок и действия поперечной нагрузки (веса настила, людей, оборудования, предусмотренного технологией производства работ).

Распорка рассматривается как балка с пролетом, равным расстоянию между шпунтовыми стенками.

Сжимающее усилие в распорке одноярусного крепления определяется по формуле

Sp = q0 · b,

где b – расстояние между распорками.

Если распорки являются элементами распорного пространственного каркаса, то их рассчитывают на действие вертикальной поперечной нагрузки как элементы плоских ферм.

Усилия, возникающие при этом в распорках как поясах ферм, суммируются с усилиями, передаваемыми обвязкой.

Шпунт цилиндрического (в плане) ограждения проверяется на разрыв замков по формуле

где рс – расчетное горизонтальное радиальное усилие в контуре ограждения, кН/м (тс/м); определяется по формуле

Здесь т, γп – коэффициент условий работы (равен 0,7 для слабых грунтов) и коэффициент надежности (равен 1,1 для ограждений на местности, покрытой водой) соответственно;

D – диаметр ограждения в плане;

рр – расчетное сопротивление разрыву при растяжении замков шпунтин, принимаемое равным для шпунта ШП-1 (из стали СТ3 равно 1900 кН/м, и 2700 кН/м для шпунта из стали СТ5 и 15ХСНД);

q – интенсивность горизонтального давления грунта на внутреннюю поверхность кольцевого ограждения на уровне дна водоема.

Чаще кольцевое ограждение выполняется из шпунта ШП.

При использовании шпунта ШК и Ларсен растягивающие усилия должны восприниматься объемлющими стальными поясами.

Глубина забивки шпунта цилиндрического ограждения ниже линии размыва должна назначаться из условий исключения выпирания грунта из-под низа шпунта по формуле

γп – удельный вес грунта;

φ – угол внутреннего трения грунта на дне реки.

При расчете шпунта величина горизонтального давления на шпунтовую стенку котлована определяется в зависимости от вида грунта. Эпюры давлений песчаного и глинистого грунта имеют различия.

Шпунт погружается в песок или супесь

В этом случае шпунтовая стенка воспринимает действующее снаружи котлована горизонтальное воздействие воды, а также воздействие грунта, находящегося во взвешенном состоянии.

Для определения min-ой глубины забивки шпунта t используется схема, изображенная на (рис. 2.12, а) при одном ярусе распорок и схема на (рис. 2.13, а) – при многоярусном креплении.

В первом случае в уравнении

точкой О, относительно которой определяются удерживающий Mz и опрокидывающий Ми моменты, является уровень размещения распорок, во втором – уровень нижней распорки крепления.

Рис. 2.12 – Схемы расчета шпунтовой стенки в песчаных и супесчаных грунтах при одном ярусе креплений: a – при определении минимальной глубины забивки шпунта; б – при проверке прочности стенки, внутренней обвязки и распорок

Рис. 2.13 – Схемы расчета шпунтового ограждения в песчаных грунтах с тремя ярусами креплений: a – эпюры давления грунта; б – расчетная схема

Для проверки прочности шпунтовой стенки используются схемы рис. 2.12 б и 2.

13 б, согласно которым определяются изгибающие моменты М и поперечные силы Q, в сечениях по длине стенки как балки на двух или нескольких жестких опорах.

В последнем случае рассматривается статически неопределимая система, усилия в которой определяются методами строительной механики, например, методом сил.

В формулах для определения расчетных давлений на шпунтовую стенку на рис. 2.12 и 2.13:

γвзв – удельный вес грунта во взвешенном состоянии (γвзв = 1тс/м3);

где φ – угол внутреннего трения грунта.

Шпунт погружается в связные грунты

В случае погружения шпунта в водонепроницаемый грунт (глину или суглинок) принимается, что давление на шпунтовую стенку вызывается только гидростатическим давлением воды, проникающим между стенкой и грунтом на глубину hb, величину которой можно принимать равной (рис. 2.14):

а) для ограждений, не имеющих распорок (рис. 2.14 а):

h1b = 0,7·h1

где h1b – глубина погружения шпунта в водонепроницаемый грунт;

б) для ограждений с одним ярусом креплений (рис. 2.14, б):

h1b = h1 – t/2,

где t – глубина погружения шпунта ниже дна котлована;

в) для ограждений с несколькими ярусами креплений (рис. 2.14, в) на 0,5 м ниже уровня грунта в котловане.

Аналогично случаю с песчаными грунтами для определения глубины забивки шпунта t составляется уравнение

Задача решается методом подбора величины t до тех пор, пока не будет выполнено данное условие.

Рис. 2.14 – Схемы к расчету шпунтовых стенок, погруженных в связные грунты: a – при ограждении без распорок; б – с одним ярусом креплений; в – с несколькими ярусами

Прочность стенки ограждения проверяется рассмотрением ее как балки на двух опорах (при одноярусном креплении) или на нескольких (при многоярусном креплении).

Расчетные давления воды и грунта получают путем умножения нормативных давлений на коэффициенты надежности по нагрузке. Их принимают равными для активного давления грунта γf = 1,2, для пассивного γf = 0,8.

В ограждениях с тампонажным слоем бетона глубина забивки не должна быть меньше 1 м ниже нижней поверхности бетона в любых грунтах. Устойчивость положения шпунта в этом случае определяется предварительно, если в котловане есть вода и отсутствует тампонажный слой.

Проверка устойчивости положения и прочности стенки производится при откачанной из котлована воде и уложенном тампонажном слое бетона по расчетным схемам, изображенным на рис. 2.15.

Рис. 2.15 – Расчетные схемы стенки в случае укладки тампонажного слоя бетона: а – до укладного подводного бетона; б – после откачки воды из ограждения

Источник: http://vse-lekcii.ru/mosty-i-tonneli/stroitelstvo-gorodskih-mostovyh-sooruzhenij/raschet-shpuntovogo-ograzhdeniya-kotlovana

Расчет шпунтового ограждения

СК «Богатырь» занимается обустройством шпунтовых ограждений и укреплением откосов котлованов.

Мы готовы в минимальные сроки смонтировать шпунтовую стенку с помощью высокопродуктивных копровых установок — УСА, УГМК-12, БМ-811.

Для сотрудничества с компанией заполните форму «Отправить заявку», расположенную в нижней части сайта.

На странице представлена информация о технологии расчетов шпунтового ограждения. Мы рассмотрим последовательность выполнения расчетов, используемые формулы и требования действующих СНиП к процессу проектирования.

Расчет шпунтового ограждения — это вычисления, посредством которых определяется:

• какого размера должен быть шпунт
• на какую глубину он должен забиваться
• нужны ли дополнительные меры по его укреплению

«ООО Богатырь», кроме погружения свай, производит и устройство шпунтовых ограждений. Главной особенностью нашей работы является высокая оперативность и мобильность, благодаря применению сваебойных установок на колесах.

Виды шпунтовых стенок

• Металлические
• Железобетонные
• Деревянные
• Из напряженного железобетона

Цель расчета шпунтовой стенки в котловане

Обычно в таких условиях рытье котлованов начинается с устройства шпунтового ограждения в грунте, до производства земляных работ. Сила давления грунта на шпунт при этом одинаковая с обеих сторон, т. е. они друг друга уравновешивают.

В ходе выемки грунта сила давления грунта изнутри котлована постепенно снижаются и равновесие нарушается.

Поэтому, прежде чем производить забивку шпунта в грунт, необходимо сделать расчет шпунтового ограждения с целью определения нагрузок, действующих на него снаружи и необходимых характеристик шпунтовой стенки.

Читайте о преимуществах наших методов шпунтового ограждения котлованов

Производится расчет шпунтовой стенки по предельным состояниям первой группы.

Для этого существуют различные методики, но чаще всего используется метод на основе классической теории предельного равновесия грунтов.

Не вдаваясь в подробности, которые нужны лишь для специалистов, отметим, что главная задача таких расчетов — определить, какие размеры поперечного сечения должен иметь шпунт (геометрические характеристики), на какую глубину нужно его погрузить, чтобы при отрывке котлована на проектную глубину не только сохранялось равновесие грунтов, но и имелся определенный запас прочности шпунтовой стенки.

Смотрите так же: шпунтирование котлованов.

Методы расчета шпунтовых стенок

• Графоаналитический (метод упругой линии).
• По формуле, включающей следующие параметры: давление грунта на шпунтовую стенку, а также давление воды, активное и пассивное. Определяется умножением нормативных величин на коэффициент перегрузки. Для активного давления коэффициент принимают равным 1,2, для пассивного – 0,8;  вертикальная нагрузка от сооружения, предусмотренная проектом; глубина котлована.

Расчет несущей способности шпунтовых свай типа AZ 20-700 производится по формуле:

F = Yc(YaRA + U∑Ysfh)

• Yc – коэффициент работы в грунте (1);
• f – расчетное боковое сопротивление грунта;
• А – площадь сечения сваи;
• R – периметр.

Коэффициенты берутся из нормативов СНИП.

На шпунтовую стенку, работающую в грунте, постоянно воздействуют опрокидывающие силы контактирующих с шпунтом пластов грунта. Расчет сопротивления опрокидыванию — один из важнейших этапов проектирования ограждения.

Для расчета используется формула: , где:

• Ou — величина требуемой устойчивости к опрокидыванию;
• Oz — удерживающая сила защемления стенки в грунте;
• k — нормативный коэффициент условий работы ограждения в почве (в слабом грунте — 0.7);
• Sn — коэфф. запаса надежности (для почвы с высоким уровнем грунтовых вод — 1.2, для сухих грунтов — 1.1).

Совет эксперта! Расчет шпунтового ограждения на прочность ведется комплексно, помимо шпунта рассматривается прочность обвязочных балок и укрепляющих стенку распорок. Для одноярусном креплении ограждение принимается как гибкая конструкция, при двухъярусном — как жесткая.

Удельная прочность шпунтовой стены высчитывается по формуле:  , в которой:

• Lm — момент воздействия расчетной нагрузки на квадратный метр шпунтового ограждения;
• Oy — нормативное сопротивление обвязочного материала;
• Pcm — индивидуальный для каждой конфигурации шпунтового металлопроката момент сопротивления (справочные данные);
• K — коэфф. условий работы (в неустойчивой почве — 0.8).

Расчет устойчивости обвязки ведется по формуле , где:

• Ko — сжимающая нагрузка, передающаяся от ограждения на обвязку;
• М — нормативное сопротивление обвязки;
• S — совокупная площадь сечения обвязочной конструкции;
• Oy — нормативное сопротивление обвязочного материала. 

Рассчитать площадь шпунтового ограждения можно с помощью программы СпИн. Программа позволяет определить:

• ширину или диаметр шпунта;
• шаг;
• необходимую глубину забивки;
• рекомендуемый тип стенки (анкерная, безанкерная).

Пример расчёта ограждения котлована (подробный)

Проектный расчет шпунтов производят по специальной формуле, которая учитывает следующие показатели:

• проектируемую глубину котлована
• силу активного давления грунта на стенки шпунтового ограждения
• силу пассивного давления
• силу вертикального давления грунта на глубине погружения шпунта

Схема работы безанкерного ограждения в грунте выглядит следующим образом:

Рис: а) действующие на стенку нагрузки; б) эпюра давления почвы на стенку; в) эпюра давления почвы состоящая из активных и пассивных воздействий.

Совет эксперта! Эпюра — это схематическое изображение, где указывается распределение воздействующих на шпунтовую стенку нагрузок, посредством которого проектировщики получают возможность высчитать наибольшую допустимую нагрузку на шпунтовую конструкцию.

В процессе расчета безанкреного ограждения определяются следующие факторы:

• глубина погружения шпунта;
• устойчивость стенки к исходящим от почвы нагрузкам;
• требуемое поперечное сечение шпунтовых конструкций.

Глубина погружения определяется по формуле: T = t0 +, в свою очередь  высчитывается по формуле:  ,  где:

• En — нормативная эпюра давления на стенку;
• qt0 — максимальный момент давления почвы на ограждение;
• p, a — коэффициенты пассивного и активного воздействия почвы на шпунт.

Анкерные шпунтовые ограждения классицируются исходя из жескости конструкции на свободно опирающиеся и заделанные в грунт стенки. Схема работы свободно опирающихся ограждений приведена на изображении:

Рис: а) фактическая схема нагрузок на шпунтовое ограждение; б) расчетная эпюра давления почвы на укрепленную анкерами стенку.

В заделанных в грунт ограждениях основная нагрузка от давления грунта приходится на центральную часть конструкции, что можно увидеть на следующей схеме

Рис: а) фактическая схема нагрузок на стеку; б) расчетная эпюра давления почвы.

Конкретный способ крепления шпунтового ограждения анкерами определяется исходя из глубины разрабатываемого котлована: в выемках до 3-ех метров включительно дополнительная фиксация может не использоваться, в котлованах до 8 метров применяется одноанкеркое крепления, в более глубоких выемках применяется несколько ярусов анкеров.

Совет эксперта! Наибольший эффект дает крепление стенки анкерами, размещенными на 0.4 Н ниже верхнего контура ограждения. При таком способе фиксации за счет увеличения натяжения анкерной сваи значительно уменьшается действующий на стенку сгибающий момент.

Особенности расчета для разных типов шпунтовых стенок

Формулы расчета несколько отличаются для различных видов шпунтовых стенок, которые бывают:

• безанкерными
• анкерными (свободно опертыми и заделанными)

Разница расчетов обусловлена тем, что для различных видов шпунтовых ограждений точки оборота шпунта находятся в различных местах: для без анкерной стенки — на дне котлована, а для анкерной — в точке крепления анкерной растяжки. Соответственно, схема действия приложенных сил будет различаться.

Глубина погружения шпунтового ограждения

• Для текучих глин, супесей илов, мелких песков и суглинков не менее 2 метров.
• Для более плотных грунтов не менее 1 метра.
• При сооружении водозащитной подушки – не менее 1 метра для любого грунта.

Важность гидрологических условий при расчете шпунтовых ограждений

В условиях повышенного давления грунтовых вод изменяется характер работы шпунтового ограждения в почве. В таком случае помимо исходящих от почвы нагрузок на стенку воздействует поток воды, уменьшающий устойчивость конструкции.

Перед расчетом шпунтового ограждения проводятся гидрологические изыскания на участке, где будет проводится разработка котлована, в процессе которых определяется уровень расположения и нормативное давление грунтовых вод. На основе полученной информации проектировщики составляют эпюру нагрузок потока на ограждение и при расчете прочности замковых соединений и устойчивости к опрокидыванию учитывают дополнительные воздействия.

Совет эксперта! Характер движения потока грунтовых вод после монтажа шпунтового ограждения спрогнозировать крайне сложно — при установке герметичной стенки из шпунта Ларсена возможна ситуация перелива воды через ограждение в плоскость котлована, либо же подтапливания дна выемки.

Рис: Схема подтопления котлована при разном уровне грунтовых вод

Чтобы избежать дополнительных проблем в насыщенных влагой грунтах разработке котлована предшествуют работы по уменьшению уровня грунтовых воды ниже нулевой отметки котлована. Также защита выемки от влаги может выполнятся в процессе ее разработки посредством тампонирования либо обустройства дренажных систем. 

Услуги нашей компании

Специалисты нашей компании могут произвести расчет шпунта в грунте для любой шпунтовой стенки, исходя из условий участка и проектных данных.

Погружение мы осуществляем только труб с соблюдением требований ГОСТ и СНиП, на основе тщательных расчетов.

Устроенные нами трубы будут надежной защитой от осыпания и обрушения стенок котлована.

Мы рассмотрим применение и назначение данного метода, оборудование, привлекаемое для его реализации и поэтапно разберем последовательность выполнения работ.

Применяемые технологии, примеры работы нашей техники по укреплению откосов, фото, ваша выгода.

На данной странице представлена информация о вибропогружателях, использующихся для монтажа железобетонных свай.

Источник: https://kommtex.ru/raschet-shpuntovogo-ograzhdeniya

Проектирование шпунтового ограждения

Предлагаем услуги проектирования шпунтового ограждения в Москве, Подмосковье и в других регионах Российской федерации.

Для чего проектируют шпунтовые стенки?

Ограждения из шпунтовых свай используются в строительстве повсеместно:

• укрепление стенок траншей и котлованов;
• монтаж гидротехнических объектов разного назначения: плотины, мосты, дамбы, причалы и др.;
• укрепление береговых склонов;
• противооползневая защита любых нестабильных склонов, а также железнодорожных насыпей и автомагистралей;
• создание водонепроницаемых коллекторов, в том числе для экологически вредного производства;
• защита подземных коммуникаций и сооружений, тоннелей и т.д.

Основная функция шпунтовой стенки – создание барьера между проектируемым объектом и окружающим ландшафтом.

Основное назначение барьера – предотвращение осыпания стенок котлована или склона под давлением соседнего грунта.

Этот процесс не только мешает строительным работам, но и создает серьезный риск для расположенных рядом построек и всего ландшафта. Стенка локализует зону работ, препятствует смещению пластов склона.

Также ограждение препятствует свободному перемещению грунтовых, осадковых, приливных вод между огражденной зоной и окружающей территорией.

Это позволяет избежать затопления котлована, размыва береговой линии, проникновения в окружающий грунт вредных веществ (при устройстве коллектора для производства химических и ядерных отходов).

альтернатива шпунтовым ограждениям – стена в грунте из буросекущих железобетонных свай.

Ее преимущество перед шпунтовым ограждением – щадящее воздействие на грунт: при погружении свай работает главным образом буровая установка, ударных и вибрационных воздействий нет. Поэтому технологию часто используют в районах с плотной застройкой.

Все это минимизирует риск для существующих построек. А выгоды от применения шпунтовых свай остаются:

• высокая скорость монтажа, поскольку не нужно дожидаться созревания бетона;
• оптимальное соотношение прочности и трудозатрат;
• оборачиваемость материала. Стена в грунте возводится стационарно, шпунтовое ограждение может быть использовано и как стационарное, и как временное.

Оборачиваемость зависит от типа шпунта. Многократно использовать можно шпунты Ларсена и трубчатые (до 20 циклов).

Можно ли из запроектировать постоянную подпорную стенку из шпунта Ларсена?

Металлошпунт Ларсена рассчитан на несколько десятков лет непрерывной эксплуатации. То есть, шпунтовую стенку можно использовать в качестве постоянной.

При этом заказчик теряет возможность вернуть назад деньги за использованный материал, но то же самое можно сказать о любом материале для постоянной конструкции.

Доступная цена шпунтового ограждения Ларсена, простота и высокая скорость монтажа полностью окупают затраты.

Вы можете заказать у нас проект на шпунтовое ограждение и работы по погружению шпунта

Цена устройства шпунтового ограждения котлована, переброски сваебойной и бурильной техники – самая низкая в регионе.

По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Описание проекта производства работ на устройство шпунта Ларсена (СНиП)

Устройство шпунтовых ограждений выполняется в соответствии с 3.02.01-87 СНиП (Свайные фундаменты и шпунтовые ограждения). Материал соответствует стандартам ГОСТ и ТУ на металлопрофиль и сталь для его производства.

При расчете и проектировании шпунтовых стенок определяющими являются следующие исходные данные:

• результаты гидрогеологических и инженерно-геологических исследований грунта;
• данные о конструктивных особенностях и состоянии расположенных поблизости сооружений и подземных коммуникационных трасс;
• данные о стабилизации деформаций грунта во время эксплуатации сооружений;
• данные об испытаниях грунтов, информация о параметрах колебаний грунтов при ударном или вибрационном воздействии;
• технико-экономический анализ вариантов устройства ограждения с учетом затрат и сроков строительства.

На основании этой информации принимается решение об использовании для данного объекта шпунтового ограждения, определяется технология погружения шпунта Ларсена. Проект производства работ включает в себя технические характеристики ограждения.

В соответствии с нормами СНиП к исходным данным для проектирования шпунтовых ограждений предъявляются следующие требования:

• проектирование стенки выполняется на основе генерального плана участка вместе с подземными коммуникациями;
• обязательно наличие заключения о геологических и гидрогеологических условиях;
• перечень расположенных поблизости наземных и подземных сооружений/коммуникаций с характеристиками, оценка их состояния;
• при малых расстояниях до соседних сооружений (см. ниже) – данные о колебаниях грунта: физико-механистические свойства каждого слоя на глубину не меньше сжимаемой толщи.

Оценка силы воздействия динамических нагрузок на подземные коммуникации выполняется, если:

• расстояние до шпунтов при ударном методе погружения меньше 10 метров;
• при вибропогружении – меньше 15 метров.

Дополнительный расчет может не выполняться, если коммуникации проложены в стальных кожухах, каналах, защитных коробах, на определенных расстояниях в зависимости от грунта (минимальное для глин, максимальное для песков).

При проектировании шпунта выполняется расчет несущей способности грунта и, в соответствии с этим, основных параметров ограждения:

• глубина погружения свай;
• параметры шпунта, его марка и модель;
• дополнительные меры по укреплению шпунтовой стенки.

В соответствии с этими данными мы определяем необходимое количество материала, порядок организации работ и составляем смету.

Проект выполняется с учетом решения по применению выбранных стройматериалов и конструкций, а также порядка организации строительных работ. Включает в себя:

• технологические схемы, определяющие последовательность работ;
• обоснование методологии;
• перечень вспомогательного оборудования с рабочими чертежами;
• технологические схемы на отдельные виды работ с детальным описанием операций (строповка, переноска, заведение в замок и т.д.).

Пример проекта на шпунтовое ограждение

Устройство шпунтового ограждения Ларсена (указана марка шпунта) выполняется вибропогружателем (марка) на автокране (марка).

Кран установлен в соответствии со схемой (чертеж), вылет стрелы от центра до оси шпунта – 8 метров.

С учетом вылета место установки крана уточняется в рабочем порядке.

Предварительные операции:

• завоз на площадку строительных конструкций и оборудования в полном объеме;
• устройство освещения для работы в темные часы;
• обеспечение пожарной безопасности на площадке;
• изоляция территории от посторонних;
• обеспечение персонала аптечками и средствами индивидуальной защиты.

Технологическая последовательность операций:

1. Разметка рабочей зоны и мест погружения шпунтов.
2. Установка крана в рабочее положение.
3. Разгрузка шпунтов в штабели на бруски 10 на 10 см.
4. Разметка первого элемента, нанесение риски.
5. Навешивание на кран вибропогружателя, привод в рабочее состояние (подсоединение кабелей, подключение к источнику питания).
6. Завести захват вибропогружателя на торец шпунта, зафиксировать, поднять.
7. Перенести и установить на место погружения.
8. Погрузить на проектную глубину (по риске). Контроль вертикальности выполняется уровнем и теодолитом.
9. Аналогично переместить следующий элемент.
10. Совместить замки в соответствии со схемой.
11. Погрузить до совмещения торцов двух элементов.
12. Аналогично погрузить остальные элементы в соответствии с проектным чертежом.

Мы знаем всё о шпунтовом ограждение

Опыт работы — 10 лет. Более 270 законченных проектов. Ни одного отрицательного отзыва.

По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Как заказать расчет и проектирование шпунта Ларсена в нашей компании

Мы забиваем и проектируем шпунт Ларсена по всей территории России. Предоставляем весь комплекс услуг:

• предварительная оценка условий;
• испытания грунтов;
• составление проекта, сметы, сопутствующей технической документации;
• погружение шпунтов;
• укрепление готовой стенки.

Мы предлагаем новые шпунты, б/у, сдаем в аренду шпунтовые сваи и сваебойное оборудование, демонтируем ограждение и выкупаем материал по окончании использования.

Для заказа ограждения у нас вам следует позвонить по контактному номеру или заполнить форму на сайте. Договор на проектирование и погружение составляется по итогам ознакомления нашего эксперта со спецификациями объекта и условиями работ.

Шпунтовое ограждение котлована в Шереметево, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Шпунтовое ограждение в г. Москва, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Шпунтовое ограждение котлована из шпунта Ларсена с распорами, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Вибропогружение трубы и шпунтовых свай при строительстве временнного моста, выполненное специалистами «АрктикГидроСтрой»

Рассчитайте массу шпунта для своего проекта

На странице прайса можно узнать стоимость шпунта.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

Источник: https://arcticgs.ru/raboty/proektirovanie