Шпунт — строительный элемент¶
Шпунт — это конструктивный элемент в виде свай, досок, брусков или профильных стержней, которые забивают или вдавливают в грунт вертикально и вплотную друг к другу, образуя сплошную стену. Шпунтовая стенка используется для удержания грунта и воды, устройства котлованов, набережных, причалов и подпорных сооружений. Материалом шпунта служат сталь, дерево, железобетон, полимеры.
¶История
Деревянный шпунт применяется с давних времён: дубовые сваи-доски использовались при строительстве мостов, плотин и гидротехнических сооружений в Европе ещё в Средние века. В России деревянное шпунтование широко применялось при возведении мостовых опор на реках, например на Волге и Днепре, а также при устройстве крепостных валов.
Металлический шпунт появился в XIX веке с развитием металлургии. В России массовое применение стального шпунта началось в конце XIX — начале XX века при строительстве портовых сооружений в Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Одессе и других городах. В советский период шпунтование стало основным способом устройства глубоких котлованов при возведении промышленных и гражданских объектов, мостов, тоннелей и подземных станций метро.
¶Классификация
Шпунт классифицируют по материалу, форме сечения и способу погружения.
По материалу:
- Деревянный — доски или бруски из дуба, лиственницы, сосны; применяется для неглубоких котлованов, временных сооружений, в слабых грунтах.
- Стальной — горячекатаные или сварные профили; наиболее распространён благодаря высокой прочности и возможности многократного использования.
- Железобетонный — сваи-оболочки или панели; применяется в капитальных постоянных сооружениях.
- Полимерный — ПВХ-профили; используются в ландшафтном строительстве, для устройства водоёмов, садовых дорожек.
По форме сечения:
| Тип | Особенности |
|---|---|
| Лопатчатый (Л) | Плоский профиль с утолщением по кромке; прост в изготовлении, применяется для лёгких конструкций |
| Забирочный (З) | П-образный профиль с рёбрами жёсткости; высокая несущая способность |
| Крестообразный (К) | Крест в сечении; повышенная жёсткость, используется в тяжёлых грунтах |
| Треугольный (Т) | Треугольное сечение; применяется для временных ограждений |
| Коробчатый (П) | Замкнутая полая секция; максимальная жёсткость, используется в глубоких котлованах |
| Z-образный | Профиль в форме буквы Z; шпунт Ларсена и аналоги — с замковым соединением |
¶Устройство и монтаж
Шпунтовая стенка состоит из отдельных шпунтовых свай, соединённых между собой замками или пазами. Замковое соединение (профиль Ларсена, Криппенберга и др.) обеспечивает водонепроницаемость стыка и совместную работу элементов.
Погружение шпунта выполняют:
- Забивкой — копром или молотом; наиболее распространённый способ для стального и деревянного шпунта.
- Вдавливанием — вибропогружателем или статическим прессом; применяется в стеснённых условиях, снижает шум и вибрации.
- Установкой в траншею — для полимерного и деревянного шпунта в мягких грунтах.
После погружения шпунтовые сваи связывают горизонтальными анкерами или распорками — ростверками, талрепами, анкерными сваями. В котлованах глубиной более 4–5 метров шпунтовую стенку обязательно закрепляют анкерами, чтобы компенсировать давление грунта и воды.
¶Применение
Шпунт применяется в следующих областях:
- Гидротехническое строительство — причалы, набережные, дамбы, шлюзы, колодцы.
- Гражданское и промышленное строительство — устройства котлованов под фундаменты зданий, подземные паркинги, тоннели, станции метро.
- Мостостроение — временные и постоянные опоры, ограждение строительных площадок в русле реки.
- Горное дело и карьеры — укрепление стенок выемок, водоотлив.
- Ландшафтное проектирование — устройство водоёмов, подпорных стенок, садовых дорожек (полимерный шпунт).
¶Достоинства и ограничения
К достоинствам шпунтовых стенок относятся: относительная простота и скорость монтажа, возможность многократного использования стального шпунта, водонепроницаемость замковых соединений, возможность демонтажа и переноса на другой объект.
Ограничения: высокая стоимость стального шпунта, шум и вибрации при забивке, ограничения по глубине погружения в твёрдых грунтах, необходимость анкеровки на глубине более 4–5 метров.
¶Интересные факты
При строительстве мостов через Волгу в XX веке шпунтовые ограждения использовались для устройства искусственных островов — кессонов, на которых возводились опоры. При прокладке тоннелей под дном рек шпунтовые стенки защищали строительные площадки от затопления.
Полимерный шпунт в России стал популярен в 2000-х годах для устройства садовых водоёмов и подпорных стенок на дачных участках.
¶Источники
- ГОСТ 28678-90 «Сваи шпунтовые. Технические условия»
- СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»
- Справочник «Проектирование и строительство подземных сооружений», под ред. В. М. Мохортова
- «Гидротехнические сооружения», учебник под ред. И. И. Аверькина