Дно котлована утрамбовано. Но настоящая опасность не снизу, а сбоку. Как застраховать яму глубиной в 10 метров от обрушения, если в трёх метрах — жилой дом? Ответ — шпунтовое ограждение. Стальные пальцы, которые на годы становятся неприступной стеной под землёй. Зачем их ставят, как выбирают и почему без них на многих стройках нельзя сделать ни шагу?
Не для всех, но для многих: когда без шпунта не обойтись
Шпунтовое ограждение — это не обязательный этап. Его применяют, когда риск велик, а цена ошибки — обрушение.
Главные причины установки:
1. Защита от обрушения стенок: глубокий котлован в слабых, сыпучих или обводнённых грунтах (пески, супеси, насыпные грунты).
2. Защита соседних зданий: если котлован копают вплотную к фундаментам исторических домов, дорог, метро.
3. Водонепроницаемый контур: шпунтовая стенка (особенно в сочетании с раствором) часто служит противофильтрационной завесой, чтобы грунтовые воды не заливали котлован.
4. Ограждение набережных, пирсов: в гидротехническом строительстве.
Если вы видите на стройке стальной «частокол» — значит, инженеры готовятся к худшему сценарию.
Стальной «конструктор»: виды и металл шпунтовых свай
Шпунт — это не просто труба. Это профиль специальной формы, который смыкается с соседним, образуя сплошную стену.
· Из какого металла: сталь марок С245, С275, С345 по ГОСТ 27772-2015. Покрытие — чаще всего цинкование для защиты от коррозии. Для морской воды — двойная защита.
· Основные профили (по форме):
1. Шпунт Ларсена (Larssen): самый распространённый. Имеет корытообразный профиль с замками по краям. При соединении образует очень прочную стену. Бывает типов L4, L5, L7 — чем больше номер, тем выше профиль и прочность.
2. Плоский шпунт: используется для противофильтрационных завес.
3. Трубчатый шпунт (трубосваи): стальные трубы большого диаметра (до 1200 мм и более), погружаемые с интервалом. Пространство между ними потом заливают бетоном или зашивают досками.
· Длина и толщина: длина — до 24-36 метров (можно сращивать). Толщина стенки профиля — от 8 до 20 мм и более, в зависимости от нагрузки.
Выбор профиля — это сложный инженерный расчёт. Чем глубже котлован и слабее грунт, тем мощнее нужен профиль.
Армия «забивальщиков»: техника для погружения шпунта
Это не та техника, что копает. Это техника, что вбивает, вдавливает или вибрирует.
1. Копёр (сваебойная установка): классика. Забивает шпунт дизель-молотом или гидромолотом. Мощно, шумно, создаёт вибрацию. Нельзя использовать рядом с аварийными зданиями.
2. Вибропогружатель: подвешивается на кран. Вибрацией разжижает грунт вокруг сваи, и она под собственным весом погружается. Быстрее и тише забивки, но тоже вибрирует.
3. Установка статического вдавливания: дорого, но идеально для городов. Бесшумно и без вибраций вдавливает шпунт в грунт мощным гидравлическим усилием. Используется в самых стеснённых и чувствительных условиях.
4. Буровая установка: если шпунт нужно погрузить в очень плотный грунт, сначала бурят лидерную скважину, а потом в неё устанавливают шпунт.
Расчёты и нормативы: геометрия давления под землёй
Установка шпунта — это целая наука. Расчёты ведутся по СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий» и СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».
· Расчёт на устойчивость: определяют глубину забивки (шпунт должен быть забит достаточно глубоко, чтобы его не выперло давлением грунта) и сечение профиля.
· Расчёт на прочность: какую нагрузку выдержит стенка от давления грунта и воды? Это определяет толщину и марку стали.
· Анкеровка: часто шпунт сверху крепят к анкерным тягам, которые закреплены в грунте за пределами обрушения. Это дороже, но надёжнее.
· Геодезический контроль: погружение каждой сваи контролируется на отклонение от вертикали (не более 1-2% от длины) и проектную отметку.
Проект шпунтового ограждения — это отдельный том документации, без которого работы не согласуют.
Сезонность: как погода влияет на стальную стену
· Лето (идеально): грунт мягкий, погружение идёт быстрее. Риск — перегрев гидравлики техники.
· Зима (критично): мёрзлый грунт — броня. Забить шпунт в мёрзлый грунт почти невозможно. Приходится либо отогревать участки, либо бурить лидерные скважины, что резко удорожает работы. Металл становится хрупким.
· Весна/осень (риск обводнения): высокий уровень грунтовых вод может облегчать вибропогружение, но требует более тщательного расчёта на гидростатическое давление.
Сезон определяет не столько возможность, сколько стоимость и метод погружения. Зимний шпунт — это работа для спецов и толстого кошелька заказчика.
Самое главное: зачем это всё в котловане? итог — безопасность, которую не видно
Шпунтовое ограждение — это пассивная защита. Оно ничего не производит, но позволяет вести все остальные работы в котловане спокойно и безопасно.
· Оно защищает жизни рабочих на дне котлована от внезапного обрушения тонн грунта.
· Оно защищает инвестиции заказчика от многомиллионных судов с владельцами треснувших соседних домов.
· Оно защищает городскую инфраструктуру от деформаций и аварий.
Это страховой полис, материализованный в виде стали. Когда стройка закончена, шпунт часто извлекают (если это не постоянное сооружение) и используют снова. Он уходит, оставив после себя лишь память о том, что здесь всё было под контролем.
А вы знали?
Для экономии на особо сложных объектах применяют технологию «стена в грунте»: сначала выкапывают узкую глубокую траншею, заполняя её глинистым раствором, который держит стенки от обрушения, а затем в эту «шубу» опускают арматурный каркас и заливают бетоном. Получается монолитная железобетонная подпорная стена, построенная без шпунта. Это высший пилотаж.
Проверьте свою логику! Представьте: стройка в центре города, котлован 12 метров, кругом исторические здания, грунт — насыпной с включениями. Какой способ погружения шпунта здесь НЕ подойдёт?
1. Вибропогружение.
2. Забивка дизель-молотом.
3. Статическое вдавливание.
Пишите номер ответа в комментариях и объясняйте почему! Разберём плюсы и минусы каждого метода для города.