Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru)

10.04.2022

Шпунт Ларсена: виды, сферы применения, технологии монтажа

Мастерская:
SEO-клиент. Алена Иванова (Кульнис)

Для укрепления стенок котлованов, береговых линий и решения многих других строительных задач используется шпунт Ларсена. Свая получила название в честь инженера Тригви Ларсену, который запатентовал в 1910 году корытообразный профиль с замками по краям, с помощью которых сваи объединяются в единую сплошную конструкцию. Сам же принцип возведения защитных стенок известен, по меньшей мере, 7-8 веков, но именно Ларсен впервые описал и сделал базовые расчеты использования металлических свай для создания ограждений.

Шпунт Ларсена
Шпунт Ларсена

За более чем вековую историю использования к шпунтам Ларсена стали относить и другие виды шпунтовых свай. Несмотря на различное сечение и даже материал изготовления, все они объединяются по одному признаку – наличию замка по боковым граням.

Разновидности шпунта Ларсена

В основном, классифицируют шпунт Ларсена по форме сечения профиля:
  • U-образный профиль – классический шпунт Ларсена, на который инженер и получал в свое время патент;
  • Z-образный профиль – отличается от U-образного наличием только одной боковины, замки располагаются на стенках;
  • I-образный профиль – плоский профиль с замками Ларсена;
  • О-образный профиль – трубчатый шпунт (трубошпунт) с приваренными замками Ларсена.
Существует большое количество разновидностей сечений профиля, в том числе W- и Ω-образные варианты шпунтовых свай. Сечение, а также толщины боковин и стенок подбираются под расчетные грунтовые нагрузки. Но в практическом использовании решающее значение имеет не только оптимальный вариант по прочностным характеристикам, но и доступность шпунта в регионе проведения работ.

Наибольшее распространение получили марки шпунта Л5, Л5-УМ, серии GU и AZ. Некогда популярный Л4 не поставляется в Россию, поэтому найти его в наши дни представляется затруднительной, и подчас экономически невыгодной задачей. Проектировщики вместо него закладывают или чуть более дорогостоящий Л5-УМ, GU16N (18N), AZ 20-800 или серию SPU китайского производителя Anshan Zizhu.
Шпунт Ларсена Л5-УМ
Шпунт Ларсена Л5-УМ

Но не только металлические профили относят к шпунтам Ларсена. В последние годы к их числу стали причислять полимерные изделия – композитные и ПВХ-шпунты. В отличие от металлических, они обладают длительным сроком службы, поскольку не подвержены гниению. В то же время они не обладают высокой несущей способностью. Это существенно снижает сферу их использования.
 

Сферы использования шпунта Ларсена

Шпунтовый профиль применяется с целью создания временной или постоянной ограждающей конструкции в самых разных ситуациях.
  1. Укрепление стенок котлованов и траншей. При осуществлении земляных работ на глубине от 2 м необходимо обеспечить безопасность рабочих и техники. Шпунт Ларсена предотвращает осыпание стенок, что снижает объем земляных работ.
  2. Укрепление или изменение береговой линии естественного или искусственного водоема. Замок Ларсена обладает высокой гидроизолирующей способностью. В сочетании с герметиком он обеспечивает почти абсолютную гидроизоляцию, что позволяет устраивать водоемы даже на грунтах со слабым гидроупором в толще разработки.
  3. Устройство гидротехнических сооружений. Строительство дамб, причалов и пирсов с использованием шпунта Ларсена сокращает временные и финансовые затраты на работы и материалы, снижает материалоемкость объекта.
  4. Возведение открытых бункеров и складских площадок сыпучих инертных материалов. Повышенная несущая способность шпунта Ларсена обеспечивает возможность создания бункеров для хранения большого объема сыпучих материалов.
Ограждение из шпунта Ларсена Л5-УМ
Ограждение из шпунта Ларсена Л5-УМ

Профили часто используются и для других задач. Например, с их помощью облегчается строительство туннелей, террасирование ландшафта, укрепление откосов, возведение эстакад и других объектов. Оборачиваемость металлошпунта позволяет использовать одну и ту же шпунтовую сваю на разных объектах до 6-8 раз. Это сокращает затраты на строительство зданий, особенно в районах с плотной городской застройкой, но в то же время требует грамотного подхода к погружению профилей.

Технологии погружения шпунта Ларсена

Всего различают 4 вида погружения металлошпунта. Подбор подходящего способа осуществляется на основании строительной, геологической и гидрологической экспертиз.
  1. Динамическая забивка. Возможна при проведении работ на большом удалении от других зданий, поскольку из-за динамического воздействия на грунт изменяется напряжение, что может привести к разрушению построек в радиусе менее 50-100 м от места проведения работ.
  2. Вибропогружение. Более щадящий метод, который используется при отсутствии других строений, памятников природы в радиусе до 25-50 м от места вибропогружения.
  3. Статическое вдавливание. Самая щадящая и вместе с тем самая дорогостоящая технология. Допускается использование на расстоянии не менее 0,5-1 м от другой постройки, а также во многих оползне- и сейсмоопасных районах при положительных заключениях экспертиз.
  4. Комбинированный способ погружения. Обычно включает в себя подмыв или лидерное бурение. Сочетается с любым из вышеперечисленных способов погружения шпунта Ларсена.
Забивка шпунта Ларсена
Забивка шпунта Ларсена

Извлекается шпунт Ларсена виброметодом, который основан на тиксотропии двухфазных сред. При включении вибромашины создаваемые вибрации снижают вязкость почвы, шпунт извлекается крановой установкой.
После извлечения шпунтовая свая проходит экспертную оценку с целью определения возможности ее дальнейшего использования. При положительном заключении шпунт отправляется на реновацию. Если профиль оказался поврежден, его утилизируют как металлолом.

Заключение

Без шпунта Ларсена многие виды строительных работ оказались бы невозможными. Это простое изобретение позволяет вести строительство и в условиях плотной городской застройки, и в воде. Благодаря тому, что профили можно использовать многократно, у застройщика появляется возможность не покупать шпунт в собственность, а брать в аренду по выгодной цене или пользоваться услугами обратного выкупа после того, как необходимость в использовании ограждения отпадает.