Строительство рядом с рекой. Котлован в центре города, где по соседству находятся жилые дома и проложенные десятилетия назад коммуникации. Глубокая траншея в водонасыщенном грунте, который осыпает при первом удобном случае. Возникает закономерный вопрос: «Чем удержать грунт и воду, пока внутри идут работы?». Ответ на него существует уже больше ста лет — с помощью шпунта Ларсена.
Решение, которое изменило строительство
Идея взять металлическую полосу, сделать профиль, загнуть её кромки в замок, соединяющий отдельные элементы и забивать в землю для получения сплошной стены, разделяющей воду и грунт, пришла в 1902 году главному инженеру немецкого города Бремен Трюгве Ларсену. Он запатентовал своё изобретение в 1910 году.
Простое на вид решение, но именно в этой простоте, скрыта гениальность. Один шпунт ничего не удержит, но десять способны противостоять давлению грунта и напору грунтовых вод.
Как работает шпунт Ларсена
Для ограждения шпунт погружают в грунт по периметру будущего котлована или вдоль берега, каждую следующую шпунтину вводя в замок предыдущей. В зависимости от глубины погружения и характеристик грунта монтаж осуществляется как поштучно, так и секционным способом из трёх-семи профилей.
Когда ограждение установлено можно без опасений вести работы внутри. Грунт и вода давит на стенку снаружи, но конструкция удерживает всё на месте. При необходимости стенку дополнительно укрепляют горизонтальными элементами (распорками или анкерами), которые передают нагрузку на противоположную стенку или уходят в грунт за пределами котлована.
Какими бывают профили
Несмотря на различное сечение и материал изготовления, все профили объединяет наличие замка по боковым граням. Форма сечения при этом может быть разной.
- U-образный профиль — классика и наиболее распространённый тип. Именно к этому типу относятся отечественные профили Л4, Л5 и большинство европейских серий.
- Z-образный профиль отличается асимметричной формой. Полки расположены под углом друг к другу. Такая геометрия даёт более высокий момент сопротивления при том же расходе металла, поэтому Z-профили эффективнее при значительных нагрузках и глубоком погружении.
Где применяют
Шпунты Ларсена широко применяются в строительстве. Их используют для:
- ограждения котлованов при строительстве зданий с подземными этажами и паркингами;
- укрепление стенок траншей при прокладке коммуникаций — водопровода, канализации, теплотрасс;
- укрепление берегов рек, водохранилищ и искусственных водоёмов;
- строительство причалов, портовых и гидротехнических сооружений;
- возведение подпорных стен на участках с перепадом рельефа;
- строительство мостов, тоннелей, эстакад и путепроводов;
- укрепление оползнеопасных склонов и дорожных насыпей;
- создание временных открытых складов для сыпучих материалов.
Как использовать: временно или навсегда
Шпунтовые ограждения по сроку службы бывают двух типов.
- Временные устанавливают на период строительства, после чего извлекают и используют повторно. Шпунты Ларсена можно использовать до шести-восьми раз.
- Постоянные конструкции остаются в земле навсегда и становятся частью сооружения. Здесь требования к материалу и исполнению принципиально выше, поскольку конструкция рассчитана на десятилетия работы под нагрузкой.
Выбор конкретного профиля, расчёт ограждения из шпунта и грамотный монтаж требует инженерной квалификации. Ошибка на этапе проектирования обнаруживается уже на объекте, когда цена исправления несопоставима со стоимостью правильно сделанного расчёта с самого начала.
