Композитные шпунтовые сваи: качество и надежность

Шпунтовые сваи широко используются при строительных работах по укреплению береговой линии водоемов, формированию дамб от наводнения, созданию препятствий для оползней и другие гидротехнических сооружений. Также они используются в гражданском и промышленном строительстве для возведения газо- и нефтепроводов, мостов, причалов, зданий, дорого и мостов. При соединении шпунтовых свай в секции можно сделать грязе- и водонепроницаемые стены. Также шпунтовые сваи используют в случаях, если необходимо соорудить непроницаемую перегородку, оградить часть котлована от вод, укрепить стены.

Шпунты могут быть металлическими или деревянными. Но наиболее популярны в последнее время шпунты их ПВХ. Шпунтовыми ограждениями называют тонкие подпорные стенки. Глубокое погружение в грунт обеспечивает их устойчивость. При быстром заиливании зазоров в замках обеспечивает заграждениям водонепроницаемость.

Плюсы и минусы шпунтовых свай

Выбор типа свай зависит от того какая нагрузка предполагается на шпунтовую стену. Сначала определяют нагрузку, и лишь затем выбирают сваи подходящие по несущей способности. Далее тип сваи уже конкретизируют исходя из других критериев. Среди основных критериев выбора можно выделать следующий ресурс эксплуатации – шпунты из ПВХ и композита не имеют ограничений, в отличие от металлических аналогов.

Стоимость работ будет зависит от временных затрат. Пластиковые шпунтовые сваи имеют более низкий в сравнении с металлическими коэффициент трения (в замках и с грунтом), что позволяет сократить время погружения и стоимость установки. Стоимость погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки зависит от массы груза. 1 кв.м стального шпунта типа Л4 весит 190 кг, пластикового GS P43 – 19,85 кг. То есть использование шпунта из ПВХ снижает затраты на транспорт и выгрузку.

Металлические шпунтовые сваи характеризуются высокой несущейся способностью и прочностью. Среди недостатков можно выделить следующие:

• неэстетичный внешний вид,
• коррозия, которая со временем уничтожает шпунтовую стену,
• большой вес, который увеличивает затраты на доставку и установку,
• необходимость регулярной антикоррозийной обработки.

Недостатком пластиковых шпунтов является относительно невысокая несущая способность. Среди преимуществ этого вида свай можно выделать такие, как:

• эстетичный внешний вид,
• долговечность,
• экономия на затратах на транспорт и монтаж за счет малого веса.

Композитные шпунты имеют те же плюсы, что и сваи из ПВХ, но при этом их несущая способность практически равна показателям металлическим аналогам. При этом стоимость 1 кв.м таких свай ниже цены металлических при том же допустимым изгибающимся моментом.

Виды и характеристики шпунтовых свай

Принимая во внимание размеры котлована и свойства грунтов, необходимо использовать разный тип свай. Первые шпунты изготавливались из дерева, а затем уже появились железобетонные, стальные и ПВХ. Материал Свай выбирают в соответствии с условиями использования.
Деревянные шпунты производят из бруса или бревен, в них обязательно устанавливают гребень и паз прямоугольного сечения. Они могут быть составными, то есть изготовленными их сбитых гвоздями досок. Главными минусом деревянных свай является невозможность их демонтажа без существенных повреждений. По этой причине их нельзя использовать повторно, что влечет за собой увеличение затрат на строительство.

Металлические шпунты из стали могут быть изготовлены из разных профилей: плоского (применяют при сооружении ячеистых ограждений), корытного (применяют для противофильтрационных завес), Z-образный (применяют для подпорных стен). Тип шпунта выбирается исходя из глубины котлована. Чем глубже скважина, тем большего сечения шпунт должен использоваться. Шпунты из стали используются для многократного использования, потому что при извлечении и транспортировке они не портится. Единственным минусом является то, что такие шпунты пропускают воду (за исключением стальных свай из корытного профиля с замковым механизмом). Для повышения водонепроницаемости пространство в замковом механизме заполняют герметиком.

Железобетонные сваи используют в мостостроении и для укрепления берегов. Они имеют форму прямоугольника с пазом и гребнем в виде трапеции. Максимальная длина железобетонных свай – 15 метров.

Сваи из ПВХ используются при возведении искусственных каналов, дефлекторных стен, защитных грунтовых экранов, портовых сооружений, дамб от наводнений, укрепительных сооружений отколов дорог, котлованов и траншей, террас от оползней, мелиоративных каналов, свалок и герметичных коллекторов, железнодорожных и автомобильных дорог, гидротехнических объектов, для стабилизации насыпей и укрепления берегов. Основным преимуществом таких свай является то, что они не требуют консервации и дополнительного обслуживания. Другими преимуществами свай из ПВХ являются следующие: отсутствие коррозии, возможность многократного применения, безопасность, высокая несущая способность, малое время монтажа при использовании готовых секций.

Особенности монтажа шпунтовых свай

Монтаж деревянных свай. Деревянные шпунты с помощью дизельного или вибрационного молота погружают на глубину до 6 метров. Ударная часть молота при этом составляет 250-600 кг. Молоты могут быть установлены на легкий копр или кран. Перед монтажом устанавливаются направляющие по маячкам, которые были погружены ранее. Это делается для того чтобы выполнить более точное погружение и плотно заполнить стенки. Количество маячков и их шаг определяют исходя из условий обеспечения точного створа ограждения и толщины досок, которые используют в качестве направляющих.

Монтаж металлических свай. Их устанавливают с использованием разных видов наголовников. В зависимости от типа сваебойной техники выбирают вид конструкции шпунтов из стали. На практике наиболее часто используют наголовники-уловители. При их использовании сваю поднимают и рихтуют до момента попадания в щеку наголовника-уловителя. Направляющие металлических свай предварительно смазывают для снижения силы трения. При подъеме на копер шпунта обязательно контролируется возможный прогиб конструкции. В случае прогиба используют подъемный механизм. После монтажа металлических свай, устанавливаю сваи из анкера. Затем путем сварки или болтов к ограждению прикрепляют пояс из прокатных металлических профилей разных видов. И только после этого к ним монтируют тяги анкеров.

Монтаж железобетонных свай. Такие сваи монтируются с использованием молотов, имеющих мощный удар. При забивании обычных свай из железобетона выдерживают определенный интервал. Шпунты монтируют плотно, для металла это достаточно затруднительно, поэтому в строительстве их используют достаточно редко.

Монтаж свай из ПВХ. Для монтажа пластиковых шпунтов используют несколько способов: вибропогружение с подмывом, просто вибропогружение или вкапывание. Наиболее часто используется метод вибропогружения. Он предполагает использование вибромолотов по предварительно намеченной линии. Глубина погружения рассчитывается специалистами, так как такие сваи имеют низкую осевую жесткость.

Отдельные виды свай длиной до 30 м погружают в грунт последовательно. Каждая последующая секция вставляется в замок на предыдущей, после чего ее разворачивают на 180 градусов относительно рядом стоящей. Например, при строительстве мостов, сначала из шпунтовых свай составляют кольцо, а после гидроизоляции проводят необходимые работы. После окончания технологического цикла сваи достают, дефектуют и годные используют повторно.