04 декабря 2020 года
Крепление котлованов.
Часть 3
В предыдущих статьях «Крепление котлованов. Часть 1» и «Крепление котлованов. Часть 2» мы тезисно рассмотрели такие ограждения как балочное (или «берлинская стенка») и свайное ограждение (буросекущие сваи), а также целесообразность их применения, преимущества и недостатки. В настоящей статье предлагается к рассмотрению не менее распространенный в России вид ограждения.
3. Шпунтовое ограждение, представляет собой стенку из специальных прокатных металлических профилей, соединяемых между собой замковыми соединениями и погружаемых в грунт вдавливанием, вибропогружением, забивкой или комбинированным способом.

По виду сечения стандартные металлические профили делятся на плоские листы, U-образные (корытные), S-образные, Z-образные, U-образные (типа «Ларсен»), Н-образные, трубчатые и комбинированные системы.

Как правило, длина одной секции (сваи) в несколько раз преобладает над ее толщиной. Трубчатый шпунт – ограждение более высокой прочности (зависящей от сечения трубы и толщины ее стенки), рассчитанное на серьезные горизонтальные нагрузки.

Трубчатый металлический шпунт
Целесообразность применения такой конструкции в качестве крепления котлованов возникает в следующих случаях:
- в слабых, водонасыщенных песчаных и глинистых грунтах, не содержащих крупные включения и с высоким уровнем подземных вод;
- при относительно неглубоких котлованах (в среднем до 10 м), находящихся на расстоянии от соседних зданий большем, чем их глубина;
- в плотных городских условиях при отсутствии вблизи бровки котлована значительных нагрузок.

Преимущества такого ограждения:

- обладают более высокой жесткостью по сравнению с «берлинской стенкой»;
- высокая водонепроницаемость, возможность выполнения противофильтрационных функций, при условии качественного обеспечения герметизации замковых соединений;
- при погружении шпунта вдавливанием минимизируется негативное явление вытеснения и смятия грунта, приводящее к поднятию и осадке соседних зданий в отличие от вдавливаемых свай;
- технологичность конструкции, возможность многократного использования, в случае если шпунтовые элементы не будут эксплуатироваться в качестве конструкций нового фундамента.

Недостатками можно назвать:
- обладание более низкой жесткостью по сравнению со «стеной в грунте»;
- ограничения, связанные с глубиной котлована и со сложностью использования шпунта в прочных, типа гравелистых и скальных грунтах;
- восприимчивость к просадкам при ударных воздействиях и демонтаже в песчаных грунтах;
- удорожание технологии по сравнению с другими способами при условии неправильной оценки целесообразности и преимуществ стального шпунта;
- невозможность выполнения несущих функций.

Помимо традиционных решений ограждения котлованов из стального шпунта, реже применяется также шпунтовое полимерное ограждение. Данный шпунт не так глубоко стандартизирован, как металлический, поэтому геометрические размеры, формы сечения, длины профилей, толщины элементов, замковые крепления и др. имеют различные вариации у производителей.
Виды замковых соединений металлического шпунта
Преимущества по сравнению со шпунтовым металлическим ограждением:
– меньшая стоимость;
– меньшая масса;
– более высокая коррозионная и химическая стойкость;
– возможность эксплуатации в агрессивных средах;
– менее затратная механическая обработка, транспортировка.

К недостаткам можно отнести более низкие технические характеристики. А также данное ограждение возможно использовать в котлованах и траншеях глубиной до 3-4 м, но при условии устройства распорных систем в слабых грунтах. Однако применение полимерного шпунта наиболее эффективно в других областях:
– дополнительное устройство гидроизоляции котлованов;
– устройство гидроизоляционных экранов полигонов складирования бытовых и производственных отходов;
– укрепление берегов искусственных и естественных водоемов;
– укрепление откосов насыпей.