Использование в строительстве трубошпунта

Трубчатый сварной шпунт с разными типами замковых соединений используются при строительстве котлованов метро, возведении причалов, мостов, дамб. Разберем, особенности применения, а также рассмотрим, какие конструкции задействуются на участках со сложными и влагонащенными почвами.

Почему для котлованов большой глубины используют именно сваи ТШС вместо систем Ларсена?

Ранее при строительстве котлованов глубиной от 5 метров применялись корытные шпунты с утяжелителями. Это могли быть системы Ларсен V или IV типа, выполненные из толстолистового металла. Однако для их изготовления применялся сплав 16ХГ. Ее прочностных характеристик было недостаточно при нагрузках на изгиб. В связи с этим для укрепления котлованов проводились дополнительные расчеты, устанавливать дополнительные конструкции, распределяющие горизонтальные нагрузки. Они включали в себя экранирующие сваи, эстакады, призмы.

Еще один недостаток систем Ларсен заключается в особенностях забивки. Технология схожа с технологией свай. Однако конструктивные особенности Ларсена повышают жесткость контакта между забивающим молотом и компонентом ограждения. Из-за этого и инструмент, и шпунтовая свая изнашиваются быстрее.

Также сложность вызывает забивка “в замок”. Она требует высокой точности погружения. Иногда для корректирования положения требуется проведение дополнительного бурения. Еще один недостаток системы Ларсен связан со сложностью вторичного применения. Зачастую замки деформируются.

Пример применения трубошпунта при строительстве котлована для метро

Особенности строительных работ

Технология монтажа

В процессе забивки трубошпунта в обязательном порядке должны соблюдаться все технологические операции, предусмотренные регламентом проведения строительных работ. Отклонение от порядка станет причиной появления недопустимых погрешностей. В этом случае укладка должны быть проведена заново. При этом выявляется еще одно преимущество шпунта - отсутствие деформации при ударах молота забойного оборудования.

В целом, процесс монтажа включает в себя несколько этапов:

• До начала погружения в грунт требуется осмотреть замковые соединения. При необходимости они должны быть очищены от грязи либо посторонних предметов. Также рекомендуется проверить до погружения отсутствие недопустимых искривлений в конструкции замка. Для контроля прямолинейности используется специальный шаблон.
• На верхней грани трубы с применением клинового наголовника закрепляется вибропогружатель. Операторы в обязательном порядке проверяют жесткость сцепления.
• Шпунт с погружателем поднимается и центруется. Нижний конец замка подводится к замку, который был вмонтирован ранее в котлован.
• Вибропогружатель запускается после проведения оценочных замеров. Они позволяют убедиться, что направление забоя в точности соответствует проекту.
• Шпунт вводится в почву до проектной отметки. Далее установка отключается и перемещается с помощью крана к точке заглубления следующего компонента.

Подбор трубошпунта с учетом типа возводимого сооружения

Трубошпунт подбирается с учетом глубины котлована, а также условий работы (в том числе характеристик грунта, наличия застройки вблизи от зоны строительства). Чем глубже котлован, тем выше давления грунта на предохраняющую конструкцию.

Если на сваи ТСШ будет приходиться высокая нагрузка, по проекту предполагается применение трубошпунта, изготовленного из труб с высокими механическими характеристиками. Они должны быть выполнены из стали, соответствующей следующим минимальным показателям:

• Сопротивление нагрузкам на разрыв - до 685 Н на кв.мм;
• Предельное значение текучести - 345 Н/ кв. мм и более;
• Значение ударной вязкости должно определяться по 2 условиям (температуре и показателе вязкости) - в условиях температуры в -40 °C вязкость металла должна быть не менее 29 Дж/кв.см;
• Допустимое значение относительного удлинения - до 21%.

При подборе стального сплава для трубной части и замка следует учитывать, что в основная нагрузка (96%) в процессе монтажа и в процессе эксплуатации приходится на трубный элемент. Замок должен выдерживать только 4% от общей нагрузки.

Преимущества и недостатки использования трубошпунта

К плюсам свай ТСШ относят возможность укладки по периметру с изгибом (то есть в плане присутствует криволинейность). Конструкция трубы с замком дает возможность без осложнений и рисков испортить компонент при повороте шпунта на угол до 10 градусов. Для организации резкого поворота достаточно нескольких проходов шпунтинга.

У трубошпунтов, как и другого металлоизделия, присутствуют недостатки. Основной минус низкая устойчивость к коррозии. При применении металлопроката без дополнительной обработки потери от ржавления могут достигать 30% от общей массы черного металла, содержащегося в сплаве. Проблему решает обработка эмалями и грунтовками. Чаще всего используются эмали ЭП-057, ЭП-5116, ЭП-1155. Это позволяет понизить проценты в разы.

Также среди преимуществ стоит отметить следующие факторы:

• Укладка меньше всего оказывает экологическое воздействие по сравнению с другими методиками. Объем необходимых трудо- и энергозатрат также снижен.
• Для организации ограждений с применение трубошпунта необходим минимум технического оснащения. Размер строительной площадки также уменьшен. Это значительное преимущество при строительстве в условиях плотной городской застройки, например, при прокладке туннелей для метров в жилых или промышленных районах.
• Конструкция замков дает возможность создавать сцепки с замкнутым периметром. Это позволяет с легкостью огибать препятствия (например, сооружения и здания), создавать котлованы без ограничений и смещений. В условиях современного строительства в зонах с подземными и наземными коммуникациями такая гибкость является особым преимуществом.
• Сварной трубошпунт отличается простой конструкцией. За счет этого не требуется проведение регулярных осмотров, а также работ по обслуживанию. Эксплуатироваться такое ограждение может десятилетия без участия человека. Эти свойства расширяют сферу применения. Его можно применять в воде, низкотемпературных регионах, а также в труднодоступных зонах.

Выбор трубошпунта ТШС для строительства глубоких котлованов обусловлен его высокой несущей способностью, устойчивостью к нагрузкам и долговечностью. Изделия зарекомендовали себя как надежная и универсальная технология для устройства ограждений в условиях сложных грунтов и плотной застройки. Это решение позволяет значительно сократить объем дополнительных работ, сохранить стабильность конструкции и повысить безопасность на всех этапах строительства.