Разработка глубоких котлованов под многоэтажные жилые комплексы с подземными паркингами, устройство подпорных стен на набережных и укрепление береговой линии рек в Алматы и регионах Казахстана требуют устройства устойчивой ограждающей конструкции. В условиях плотной городской застройки выемка грунта с естественными откосами невозможна, так как существует риск обрушения фундаментов соседних зданий и повреждения подземных коммуникаций.

В отличие от свайных рядов из труб с забиркой, шпунт Ларсена образует сплошную водонепроницаемую металлическую стену благодаря замковым соединениям типа «крюк-захват» (Larssen) или шарообразным замкам «когти-пазы». Правильный подбор профиля и расчет момента сопротивления позволяют безопасно удерживать давление грунтового массива и грунтовых вод при минимальной металлоемкости.

Типы профилей: U-образные Л4 и Л5-УМ против Z-образных и корытных VL606

На строительных объектах Казахстана применяются как классические корытные профили отечественного производства по ГОСТ 4781-85 и ТУ 14-2-147-2005 (Л4, Л5, Л5-УМ), так и импортные холоднокатаные и горячекатаные профили европейского стандарта EN 10248 (серии VL606, AZ, Larsen 600).

U-образные профили (корытные) отличаются тем, что ось замкового соединения располагается строго по нейтральной оси всей шпунтовой стенки. Это делает их универсальными при погружении в плотные гравийно-галечниковые грунты, где профиль подвергается повышенному сопротивлению.

  • Шпунт Л4: монтажная ширина по оси 405 мм, толщина стенки 9,5 мм, момент сопротивления 1 погонного метра стенки составляет около 2200 см³/м. Применяется для котлованов глубиной до 4–6 метров;
  • Шпунт Л5-УМ: усиленная модификация профиля Л5 с увеличенной полезной шириной до 500 мм и утолщенной стенкой до 11,0–12,0 мм. Момент сопротивления стенки достигает 2960–3555 см³/м. Это самый востребованный тяжелый профиль для ответственных гидротехнических и глубоких котлованных работ;
  • Профиль VL606 (ArcelorMittal): широкая полка 600 мм при толщине стенки 9,2 мм. За счет увеличенной ширины требует на 20% меньше замковых защелкиваний на 100 метров ограждения, что существенно ускоряет погружение на однородных суглинках.

Технические характеристики и сравнение популярных марок шпунта

При проектировании шпунтового ограждения ключевым параметром выступает не масса одной сваи, а момент сопротивления W и момент инерции I одного погонного метра готовой стенки в сборе.

Тип и марка профиляМонтажная ширина (мм)Высота профиля (мм)Толщина стенки (мм)Масса 1 пог. м шпунтины (кг/м)Момент сопротивления стенки W (см³/м)
Шпунт Л44052049,574,02200
Шпунт Л542019611,0100,02960
Шпунт Л5-УМ50023611,5113,83555
VL606A6004359,276,12010
VL6066004359,584,42200
AZ 18-700 (Z-тип)7004209,078,01800

Марки стали и поведение металла при вибропогружении

Шпунтовые сваи испытывают предельные знакопеременные нагрузки в момент забивки или вибропогружения. Если шпунт изготовлен из мягкой углеродистой стали Ст3кп без раскисления, оголовок сминается под наголовником вибропогружателя, а замок разрывается при встрече с первым крупным валуном.

Для ответственных сооружений применяют прокат из низколегированной стали 09Г2С, 16ХГ или европейских конструкционных сталей класса S355GP и S390GP. Повышенный предел текучести (от 355 до 390 МПа) обеспечивает упругую работу замка без остаточных пластических деформаций, позволяя извлекать и повторно оборачивать сваи до 5–8 циклов на разных стройплощадках.

Если на объекте проектом допускается комбинированное решение, шпунт Ларсена часто комбинируют с трубами б/у для шпунта, создавая трубчато-шпунтовые подпорные стенки с повышенным моментом инерции.

Особенности замковых соединений и гидроизоляция стыков

Замки шпунта Ларсена обеспечивают сцепление соседних элементов в сплошную гибкую мембрану. За счет геометрического люфта в замке (до 3–5 градусов) монтажники могут поворачивать линию ограждения по криволинейному радиусу без резки металла.

Однако при высоком уровне грунтовых вод через межзамковые зазоры происходит фильтрация воды в котлован. Для обеспечения сухой выемки грунта замки герметизируют до погружения:

  • Нанесение бентонитовых и полиуретановых мастик: перед подачей шпунта в направляющие кондукторы внутренний паз замка заполняют набухающим герметиком, который при контакте с водой увеличивается в объеме в 3–4 раза;
  • Сварка замков: на гидротехнических сооружениях и набережных после погружения выступающие замки проваривают сплошным швом полуавтоматом;
  • Запрессовка битумно-резиновых составов: экономичный метод для временных ограждений котлованов на период монолитных работ.

Технология погружения: вибропогружатели, забивка и лидерное бурение

В условиях галечниковых грунтов Алматинской области погружение тонкостенного металлопроката сопряжено с высоким лобовым сопротивлением. Неправильно выбранная технология приводит к закручиванию шпунта в спираль и расхождению замков на глубине.

На строительных площадках Казахстана применяют три основные технологии погружения шпунта Ларсена:

  1. Высокочастотные вибропогружатели безрезонансного типа: оптимальный метод для плотной городской застройки. Высокая частота колебаний (до 2300–2800 об/мин) снижает динамическое воздействие на фундаменты соседних домов до безопасных нормативных значений;
  2. Лидерное бурение скважин: при проходке плотных слоев крупнообломочного галечника с валунами по оси погружения предварительно бурят шнековые скважины меньшего диаметра (150–250 мм) без извлечения или с частичным рыхлением грунта;
  3. Статическое вдавливание: применяется в историческом центре и в непосредственной близости к памятникам архитектуры, где любая вибрация полностью запрещена.

Чек-лист контроля геометрии и приемки шпунта на объекте

При получении партии шпунта Ларсена с металлобазы или после повторного использования с другого объекта служба снабжения и прораб обязаны проверить следующие параметры:

  • Сертификат качества завода-изготовителя: подтверждение класса прочности стали (09Г2С, S355GP) и ударной вязкости KCU/KCV при отрицательных температурах по ГОСТ 4781-85 или EN 10248;
  • Проверка прямолинейности замков: серповидность и саблевидность проката не должны превышать 2 мм на 1 погонный метр длины шпунтины;
  • Контроль раскрытия пазов: замятие или сужение замкового паза проверяют шаблоном-калибром по всей длине хлыста, чтобы исключить заклинивание свай при наборе в направляющие;
  • Оценка износа для оборотного шпунта: утонение стенки в замковой зоне не должно превышать 10–15% от номинального заводского размера;
  • Подготовка монтажных отверстий: наличие технологического отверстия в верхней части для фиксации серьги стропа или пальца зажима вибропогружателя.

При комплектации свайного поля важно также сверить теоретический и фактический вес партии по методике приёмки металлопроката, чтобы исключить перегруз автотранспорта при доставке длинномерами со склада АТЛАНТ Snab City в Алматы.

FAQ

Чем шпунт Л5-УМ отличается от обычного шпунта Л5?

Профиль Л5-УМ имеет увеличенную монтажную ширину (500 мм против 420 мм у классического Л5) и улучшенную геометрию корыта. Это повышает момент сопротивления стенки до 3555 см³/м и снижает количество свай на каждые 100 метров ограждения на 16%.

Какой шпунт Ларсена лучше выбрать для галечника в Алматы?

Для плотных галечниковых грунтов оптимально подходят горячекатаные корытные профили Л5-УМ или Л4 из низколегированной стали 09Г2С в сочетании с предварительным лидерным бурением скважин диаметром 200–250 мм.

Сколько раз можно использовать шпунт Ларсена повторно?

Качественный горячекатаный шпунт из стали 09Г2С или S355GP при аккуратном погружении и извлечении безрезонансным вибропогружателем выдерживает от 5 до 8 рабочих циклов без критической деформации замков.

Как герметизировать замки шпунта Ларсена от грунтовых вод?

Для защиты от фильтрации воды замковые пазы перед подачей заполняют набухающими гидрофильными герметиками (полиуретановыми мастиками) либо проваривают стыки сплошным сварочным швом после откопки котлована.

Вывод

Шпунт Ларсена марок Л4, Л5-УМ и профилей серии VL606 обеспечивает надежную защиту строительных котлованов от обрушения откосов и подтопления грунтовыми водами. Точный расчет момента сопротивления стенки и грамотный выбор технологии вибропогружения позволяют оптимизировать бюджет нулевого цикла без риска для окружающих зданий.

Компания АТЛАНТ Snab City поставляет шпунт Ларсена, фасонный и трубный металлопрокат с оперативной доставкой длинномерным транспортом на строительные площадки Алматы и по всему Казахстану.