Устойчивость шпунтовой стенки зависит от того, насколько её параметры соответствуют глубине котлована и характеристикам грунта. На этапе проектирования выполняются важные расчёты, которые позволяют определить необходимую глубину погружения, оптимальные размеры и прочностные характеристики шпунта, а также необходимость дополнительного укрепления.
Виды шпунтов
Разнообразие шпунтовых конструкций включает несколько категорий: деревянные, железобетонные, пластиковые и металлические. Деревянные шпунты предназначены для одноразового использования, так как извлечь их из земли без повреждений невозможно. Железобетонные шпунты идеальны для создания постоянных заграждений. Пластиковые и металлические шпунты обладают возможностью многократного применения, причем металлические выделяются высокой прочностью. Особую популярность приобрели трубчатые и профильные шпунты благодаря их удачному сочетанию прочности, размеров, веса, а также легкости установки и демонтажа.
Основные расчеты шпунта по СНиП
В нормальном состоянии грунт находится в равновесии. При выемке грунта это равновесие нарушается, что может привести к обрушению стенок котлована. Ограждение шпунтом позволяет исключить эту опасность. В процессе расчётов учитываются различные нагрузки, такие как боковое и вертикальное давление грунта, а также давление грунтовых вод. Важно также учитывать глубину котлована и проектную нагрузку от здания.
При расчётах используются коэффициенты, указанные в СНиП (редакция 3.02.01.87). Например, коэффициент активного давления воды принимается равным 1,2, а пассивного — 0,8. Эти значения зависят от типа грунта и других факторов.
Глубина погружения шпунта
В глинистых и песчаных грунтах шпунт необходимо заглублять минимум на два метра ниже дна траншеи. В других типах грунта достаточно одного метра. Если на сравнительно небольшой глубине обнаружен плотный водонепроницаемый слой, то шпунт погружают до него, чтобы предотвратить проникновение воды через дно котлована.
Уровень шпунтовой стенки
Расположение верхнего среза шпунтовой стенки зависит от уровня воды. В речном русле стенка должна быть выше рабочего уровня, с учётом подпора и высоты волн. Высота подпора рассчитывается исходя из скорости потока и ускорения свободного падения (V2/g).
Расчёт устойчивости и прочности шпунта
Для оценки устойчивости шпунта к опрокидывающим нагрузкам и прочности шпунтового ограждения выполняются детальные расчёты. Здесь используется формула М < m/y * Mz. Эти расчёты учитывают момент опрокидывающей силы и момент удерживающей силы, а также справочные коэффициенты условий работы. Все необходимые коэффициенты указаны в СНиП.
Заключение
На основе проведённых расчётов принимается решение о необходимости дополнительного укрепления стенок котлована. Точные расчёты и правильный выбор параметров шпунта играют ключевую роль в обеспечении безопасности и устойчивости строительных объектов. Шпунтовые стенки являются важным элементом, предотвращающим обрушение и обеспечивающим надёжность строительных конструкций.