Шпунт Ларсена – это не просто металлическая полоса, а целая инженерная система, которая вот уже больше века спасает строителей от осыпающихся склонов, размытых берегов и нестабильных стен котлованов. Субъективно говоря, многие профессионалы считают его «рабочей лошадкой» геотехники – не всегда идеальной, но практически незаменимой в условиях слабых водонасыщенных грунтов типа плывунов или супесей.
Конструктивно шпунт Ларсена представляет собой горячекатаный профиль корытообразной формы с фальцевыми замками по краям, обеспечивающими герметичное соединение «ладонь в ладонь». Замок типа Larssen 3U или 4U – это уже классика, но именно в нём иногда проявляется неидеальность: при погружении в каменистые грунты с включениями крупного обломочного материала возможны деформации замковой части, приводящие к разгерметизации стыка и просадке грунтовых вод в котлован. Материал – чаще всего сталь марки S235JR или S355J0 по EN 10025, с пределом текучести σт = 235 МПа и 355 МПа соответственно. Толщина стенки варьируется от 6 до 12 мм, а длина шпунтин – от 6 до 24 метров, хотя на практике свыше 18 метров уже требуют применения лидерных скважин или подмыва.
Различают несколько типов профилей: кроме классического корытного (Larssen IV-VI), существуют Z-образные (AZ-type), двутавровые и даже комбинированные варианты с усиленными стенками для работы в условиях высоких гидростатических нагрузок. Например, профиль Larssen VI с моментом сопротивления Wx=2200 см³ выдерживает изгибающие моменты до 450 кН·м, но его вес погонного метра превышает 90 кг, что субъективно усложняет монтаж без применения тяжелой техники. А вот облегченные модификации из стали S270GP с оцинковкой по ISO 1461 хоть и устойчивы к коррозии в агрессивных средах с pH=4-9, но склонны к деформациям при ударной нагрузке – трещины по границам зерен металла не редкость, если скорость погружения превышает 2 м/мин.
Технологии погружения шпунта Ларсена включают виброметод с использованием установок типа Bauer V20 или Liebherr 853, ударный способ с дизель-молотами и статическое вдавливание с помощью гидравлических станций. Субъективно, вибропогружение считается наиболее эффективным в песчаных грунтах с коэффициентом пористости е=0,55-0,7, но при встрече с валунами диаметром свыше 300 мм возможны отклонения от вертикали до 5% – и вот тогда замок клинит, требуя дорогостоящей коррекции. Ударный метод быстрее, но создаёт уровни вибрации свыше 120 дБ, что ограничивает применение в городской застройке согласно СНиП 2.02.01-83.
Оборачиваемость шпунта – ключевой экономический параметр: качественные изделия с защитным покрытием типа Duracoat или горячего цинкования выдерживают до 15 циклов погружения-извлечения без потери несущей способности. Однако при работе в абразивных грунтах с содержанием кварца свыше 40% износ замков достигает 1-2 мм за цикл, что субъективно снижает герметичность стены после 5-6 использований.
Пластиковые шпунты из ПВХ или стеклопластика (GFRP) – альтернатива для ландшафтного дизайна или временных ограждений. Их преимущество – малый вес (до 15 кг/п.м) и коррозионная стойкость, но модуль упругости E=3-4 ГПа против 210 ГПа у стали делает их непригодными для нагрузок выше 50 кН/м. К тому же УФ-деградация полимеров требует защиты геотекстилем или покрытиями типа UV-stabilizer.
Расчёт шпунтовой стенки ведётся по методике SP 43.13330.2012 с учётом коэффициента надежности γn=1,1-1,2 и условий совместной работы с анкерами или распорками. Неидеальность проявляется в местах стыков – даже при точной установке возможны протечки через замки с расходом до 0,5 л/с на 100 м стены, что требует инъекционной зачеканки бентонитовыми растворами. Субъективно, многие инженеры предпочитают комбинированные схемы: нижняя часть стены – из стального шпунта, верхняя – из секций методом «step-beam» для экономии.
В итоге шпунт Ларсена остаётся компромиссом между стоимостью, скоростью монтажа и надёжностью. Его неидеальность – плата за универсальность, но при грамотном проектировании он становится тем самым «золотым стандартом», который спасает проекты от грунтовых вод и оползней.