Ограждения свайных стен возводятся в соответствии с 3.02.01-87 СНиП (свайные фундаменты и ограждения свайных стен). Материал соответствует стандартам ГОСТ и ТУ.
Шпунт Ларсена: технические характеристики и область применения
Шпунт Ларсена — что это такое? Листы Ларсена — это металлический профиль (с определенной формой поперечного сечения), представляющий собой желоб с закругленными краями на боковых стенках. Помимо U-образного сечения, желоб Ларсена может быть выполнен в различных профилях поперечного сечения, таких как Z, S, Ω (Omega), L; это может быть короткий желоб или плоский желоб. Для проектирования конструкций из этого типа стали часто используется специальное программное обеспечение. Одним из таких программных продуктов является AUTODESK A360, который включает в себя комплексный пакет решений для совместной работы, позволяющий членам различных команд работать над проектом в одном помещении.
Размеры строительного профиля: Листы Ларсена могут достигать 34 м в длину. Листы Ларсена используются для строительства мостов и доков, а также, конечно, зданий, нефтяных терминалов и т.д. и т.п. В строительстве доски Larsen L4 и L5 имеют репутацию самых распространенных профилей, поскольку в 20 веке они производились по ГОСТу и других аналогов не требовалось. С годами опыт использования просто накапливается.
Среди преимуществ листов, конечно, то, что их расположение делает их устойчивыми к коррозии, простыми в использовании и установке — для этого они погружаются в землю с помощью различных механизмов, а по окончании работы их можно демонтировать и отложить для дальнейшего использования.
Какие бывают виды?
Разнообразие изделий из листового металла, доступных для установки половых досок, может сбить с толку, и в этом легко запутаться, поскольку роль всех этих изделий одинакова. Следует отметить, что свайные доски Ларсена, поставляемые разными производителями и изготовленные по разным стандартам (ГОСТ), также имеют разную мощность, толщину и вес стали, так как рассчитаны на разный уровень нагрузки. Для изготовления шпунтовых свай можно также использовать различные замки и крепежи.
Существуют также эквиваленты шпунтовых свай, и когда говорится «эквивалент шпунтовой стены (например, шпунт Ларсена L4)», имеется в виду прочность, а не стабильность размеров. Не проблема заменить сваи в уже разработанном проекте на менее металлоемкие или заменить сваи Ларсена на трубы для экономии средств. Для этого необходимо знать, сколько и какие виды этого металлического профиля существуют. Для уточнения мы рекомендуем посмотреть фотографии в руководствах и в Интернете:
Ведро Larsen L4. Ширина профиля составляет 405 мм, что важно при использовании фанеры. Один погонный метр весит 74 кг. Один квадратный метр весит 182,7 кг. Непрерывный ряд свай имеет прочность 517 кНм/м. Он довольно распространен и его легко приобрести по разумной цене.
Существует также шпунтоукладчик Larsen L4 UM, но он менее распространен. L4 UM — это более поздняя разработка производителя данного типа шпунтовых свай, сделанная на основе опыта, полученного на строительных площадках. Использование L4 UM более надежно, удобно и практично.
Листы Ларсена L5. Ширина поперечного сечения составляет 420 мм. Один квадратный метр имеет массу 100 кг. Один квадратный метр весит 216,9 кг. Непрерывный ряд свай имеет прочность 696-800 кНм/м. Аналогичным образом, степень разброса легко найти на рынке продаж.
Шпунтовая стена Ларсена L5-UM. Ширина поперечного сечения составляет 500 мм, что является очень благоприятным значением для расчетов. Один погонный метр весит 113,9 кг. Один квадратный метр весит 227,8 кг. Непрерывный ряд свай имеет прочность 835 кНм/м. Свая Larsen L5-UM также довольно распространена на рынке, и ее можно легко приобрести.
VL 606 является аналогом Larsen L4 (аналог по прочности, а не по размеру). Ширина поперечного сечения составляет 600 мм. Линейный метр весит 94,8 кг, квадратный метр весит 158 кг. Компактная серия свай имеет прочность 677 кНм/м. Он не имеет широкого применения.
Шпунт VL 605, который является аналогом Larsen L5, и Larsen L5UM (т.е. аналогичен по прочности, но не по размерным характеристикам). Ширина поперечного сечения составляет 600 мм. Один погонный метр весит 82,4 кг; один квадратный метр весит 137,3 кг. Непрерывный ряд свай имеет прочность 863 кНм/м. Как и предыдущий аналог, он также имеет очень умеренное распределение.
Свая Larsen LP — это облегченная версия. Он используется на глубине до 6 метров. Ширина поперечного сечения составляет 700 мм. Один метр имеет вес от 53 до 61 кг. Один квадратный метр весит от 76 до 88 кг. Компактная серия свай имеет прочность от 77 до 133 кНм/м. Его крайне редко можно встретить в продаже.
Как изготавливают?
Давайте рассмотрим материал, используемый для изготовления шпунтовых свай Ларсена в наши дни. Это может быть сталь различных марок, а также полимерные материалы. Среди стран-производителей ситуация выглядит следующим образом: Иностранные производители составляют меньшинство (20%), так как покупать импортную продукцию невыгодно из-за высокой стоимости, а отечественные производители (Россия) составляют 80% (наиболее популярные и производительные типы — L5-УМ, выпускаемый Нижнетагильским металлургическим комбинатом, и VL 606).
Характерной особенностью листа Ларсена является наличие листового замка. Производителям нет смысла заниматься проблемой снижения веса стали, так как лист слишком тонок и ржавеет через короткое время, что делает его практически непригодным для использования или, по крайней мере, нерентабельным. Сталь (которая может быть разного качества) также можно заменить винилом или армированным пластиком для уменьшения веса, но такой продукт недолговечен и не подходит для нашей природной среды.
За плечами у свайной конструкции Larsen столетие развития, ведь начало этого металлического профиля датируется 1910 годом. Первоначальная идея Ларсена (согнуть края обычного листа металла, чтобы затем соединить их вместе) была почти сразу же воплощена в техническом процессе горячей прокатки, поскольку предполагалось, что это будет дешевле в производстве. Этот метод производства обеспечивал высокую степень напряжения, так как замок изготавливался сразу, одним куском.
Почти сразу же производители столкнулись с проблемой: При сборке стен из шпунта и паза необходимо было закрепить оборот. Для этого она была сварена и разрезана. Когда в 1989 году было найдено решение в виде нескольких различных профилей закрытия. Примерно в то же время была изобретена техника шпунтованной трубы (когда стены собирались из труб с замком, приваренным к поверхности).
Сегодня шпунтовые сваи Larsen производятся методом горячей прокатки и экструзии, причем блокировки отливаются одновременно с самой шпунтовой сваей. SteelWall ISH GmbH является, пожалуй, самой эффективной компанией по производству шпунтовых свай.
Виды шпунтов
Существует множество различных типов шпунтовых свай, которые отличаются по параметрам и техническим характеристикам: Форма, размер, вес, несущая способность. Все эти факторы влияют на сопротивление свай. Все эти факторы влияют на несущую способность сваи. Эта характеристика является самой важной. Однако до сих пор существуют шпунтовые сваи, которые классифицируются по различным параметрам.
В зависимости от материала конструкции сваи могут быть изготовлены из металла (наиболее распространенный вариант), железобетона, пластика, дерева и композитных материалов. Наиболее часто используются стальные сваи, поскольку они обладают высокой несущей способностью.
Шпунтовые сваи делятся на четыре группы в зависимости от метода строительства:
- Горячекатанные. В этом случае шпунт получает форму в ходе изготовления сделанной из расплавленного металла заготовки, то есть отлитая полоса тут же прокатывается под необходимые размеры;
- Холоднодеформированные. Холодная заготовка прокатывается через станок;
- Сварные. В этом случае шпунт получается путем сварки различных частей;
- Прокатно-сварные. Часть элементов изготавливается путем проката, а часть – с использованием сварки.
Многие производители сегодня предлагают купить шпунтовые сваи с антикоррозийным покрытием. Эти изделия стоят дороже, поскольку сталь изготавливается из меди или цинка.
По форме поперечного сечения делятся на:
- Сделанный в форме буквы Z;
- Корытообразный;
- Двутавровый;
- Плоский;
- Трубчатый;
- Комбинированный, то есть сочетающий корытообразные и двутавровые элементы.
Шпунт Ларсена Л4
Они представляют собой изделия корытообразной формы, соединенные между собой шпунтовыми и пазовыми соединениями.
Технические характеристики и размеры:
- монтажная ширина – 40 см.;
- длина – от 5 до 22 м.;
- высота профиля 204,5 мм;
- толщина стенки в средней части 14,5 мм, в боковинах 9,5 мм;
- вес квадратного метра шпунта – 185 кг;
- Вес одного метра – 74 кг;
- Прочность изделия -518 кH на метр длины.
Шпунт Ларсена Л5-УМ
- рабочая ширина – 54,3 см;
- длина изделия варьируется в диапазоне 5-24 м;
- высота профиля – 236,5 мм;
- ширина основной полки – 344 мм;
- толщина основной стенки – 23 мм, боковины – 11 мм;
- Вес одного метра – 113 кг, одного квадратного метра – 227 кг;
- Несущая способность — 906 кН/м.
Производится международной компанией ArcelorMittal, расположенной в Люксембурге. Ее заводы расположены по всему миру, в том числе и в России (один из заводов находится в Тульской области).
Компания производит три модели свай различной формы:
- AZ. Имеет Z-образный профиль. За счет большой ширины уменьшено число соединений. Это способствует повышению несущей способности. Z-образные элементы соединяются друг с другом так, что получается корытообразная форма. Это позволяет добиться идеального соотношения массы шпунта и его момента сопротивления;
- AS. Плоский вариант шпунта Ларсена. Используется для ограждения цилиндрических конструкций и в тех случаях, когда невозможно использовать анкерное крепление;
- U-шпунты – стандартные корытообразные шпунты. В данной категории есть три модели, отличающиеся по прочностным характеристикам. AU – широкий профиль с небольшой массой и высокой несущей способностью. PU – профиль, имеющий усиленные заплечники. GU – облегченный вариант.
Технические характеристики шпунтов Ларсена Л5 и Л5-УМ
Нормативным документом для продукции является ГОСТ 4781-85, дополнительные условия включены в Технические условия 14-2-879-89 и 14-102-147-93.
Куча Ларсена L-5
Габаритный чертеж и допуски втулки L-5
| Толщина прокладки, t, мм | 11,0 |
| Толщина стенки, S, мм | 21,0 |
| Ширина стенки, b, мм | 332,0 |
| Высота профиля, h, мм | 196,0 |
| Ширина профиля, b, мм | 466,0 |
В качестве материала используется сплав 16XH (холодная штамповка) или обычная сталь St3sp, St3kp (горячая прокатка). Вес сваи Larsen L5 составляет 100 кг/м. Конструктивные характеристики и размеры Larsen L5 приведены в таблице.
| Момент инерции стены длиной один метр, см4/м | 50 943 |
| Момент сопротивления на метр стены, см4/м | 2 962 |
| Удельный вес сваи м.п., кг/м.п. | 100 |
| Удельный вес стены м.п.м., кг/м2 | 238 |
Механические свойства шпунтовых свай Ст3кп аналогичны свойствам изделия Л4. Характерной особенностью является наличие дополнительных качеств с улучшенными свойствами:
Контроль качества продукта не допускает наличия цилиндрических пузырей и следов. Царапины, впадины и волнистость допускаются.
Сорт L5-MM был оптимизирован по сравнению с обычным сортом. Его геометрические параметры были улучшены, что обеспечивает более высокую несущую способность.
Ведро Ларсена L-5-UM
На данную продукцию распространяются положения ТУ 14-102-5-2003. Элементы изготовлены в масштабе и прерывисто, длина свай Larsen L5 UM составляет 12-24 м и 5-24 м соответственно. Используется углеродистая сталь С255, С285 и сталь с антикоррозийными свойствами (с медью в качестве сплава).
Чертеж Folkhead L5-UM с размерами и допусками
| Толщина прокладки, t, мм | 11,0 |
| Толщина стенки, S, мм | 23,0 |
| Ширина стенки, b, мм | 344,0 |
| Высота профиля, h, мм | 236,5 |
| Ширина профиля, b, мм | 543,0 |
Вес Larsen Tongue L5-UM составляет 113,6 кг/м. Другие технические характеристики Larsen Tongue L5-UM приведены в таблице ниже.
| Момент инерции стены длиной один метр, см4/м | 76 430 |
| Момент сопротивления на метр стены, см4/м | 3 555 |
| Удельный вес сваи м.п., кг/м.п. | 113 |
| Удельный вес стены м.п.м., кг/м2 | 227 |
Как шпунт Ларсена защищает котлован?
Шпунтовая стенка представляет собой Z-образный, корытообразный или плоский металлический профиль. Боковины закруглены по бокам, что обеспечивает хорошее сцепление многих продуктов для формирования стопки соломы. Блоки обычно состоят из трех свай Larsen L5UM, которые позволяют перекрыть котлован или насыпь на расстояние 34 метра. Преимуществами продукции являются стабильность, долговечность и безопасность.
Элементы погружены в воду:
- с применением вибропогружателя;
- статическим вдавливанием;
- забивкой гидравлическим молотом (динамический способ).
Первый метод экономически выгоден. Положительным аспектом этого метода является то, что его можно установить в ограниченном пространстве. Погружной метод использует вибрации и массу установки, что уменьшает трение с поверхностью и сопротивление грунта. Если мощность вибрационной системы недостаточна, можно использовать водяную промывку.
Установка свайных секций L5 производится статично в присутствии окружающих жилых домов, поскольку отсутствует вибрация и шум. Работы выполняются с помощью сваебойной машины. Недостаток мощности в этом случае компенсируется подрывом или сверлением пилотных отверстий. Установка занимает больше времени, чем при использовании вибрационного метода.
Динамический метод характеризуется минимальными экономическими затратами и максимальной производительностью. Однако его можно использовать только при отсутствии окружающих зданий, так как динамический метод вмешивается в работу соседних зданий. К недостаткам также относится риск повреждения продуктов.
В некоторых случаях может использоваться комбинированный метод, при котором сначала выполняется вибробурение, а затем забивание. Для ускорения установки следует смазать замки, чтобы уменьшить трение при многократном погружении. Отверстия также можно погружать в предварительно заполненные буры.
Технология погружения
Larsen L5 должен быть установлен в соответствии с планом строительства. При монтаже используются направляющие, по которым скользят 1, 3 или 7 панелей. В случае подтопления изделие монтируется в сухом месте, а сваи доставляются к месту установки с помощью крана. Панели расположены под углом 180 градусов друг к другу из-за особенностей замка.
При ограждении большой площади имеет смысл использовать распределительные ленты, балки и прогоны. Они помогают перераспределить напряжения так, чтобы нагрузка передавалась относительно равномерно. Для ленты используются стальные балки, расположенные горизонтально на расстоянии 2 метров от верха плиты. В зависимости от высоты шкафа может потребоваться более одной балки.
Колонны установлены горизонтально с интервалом в несколько метров и поддерживаются сваями Larsen L5-UM у противоположных стен котлована. Толкающие стойки устанавливаются под углом для передачи нагрузки с лесов на дно котлована.
