Шпунтовые соединения

У этого термина существуют и другие значения, см. Шпунт (значения).

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 марта 2021 года; проверки требуют 6 правок.

Шпунт Ларсена — металлический профиль, представляющий собой жёлоб c закруглёнными краями боковых стенок (пазами) или замками. Используется как анкерная тяга в строительстве.

Среди базовых задач современной стройиндустрии можно выделить особый «экономический блок». Прежде всего, в него входят сокращение сроков возведения и отделки зданий, а также снижение себестоимости строительства. Достичь таких результатов можно, в числе прочего, за счет унификации основных узлов и упрощения монтажа строительных конструкций при одновременном увеличении их надежности. Одной из подобных технологий является использование шпунтового (или пазогребневого) соединения, которое находит применение при решении широкого спектра строительных задач.

Почему нам доверяют?

Комплекс работ по устройству шпунтового ограждения стартового котлована с применением вибропогружения и шпунта Ларсена, выполненный специалистами «АрктикГидроСтрой»

Купить шпунт Ларсена Шпунт Ларсена Шпунт Ларсена Л5 Шпунт Ларсена Л5Д

В процессе строительства на «целине» увеличивается нагрузка на грунт. Он деформируется, может «поплыть». Это приводит к повреждениям и даже иногда к полному разрушению построек, находящихся рядом.

Поэтому в черте города или в застроенной зоне при возведении новых объектов осуществляется ограждение котлованов шпунтом.

В соответствии с 3.02.01 СНиП («Земляные сооружения») шпунтовые ограждения должны устанавливаться во всех котлованах от двух метров глубиной.

Ограждение также упрощает работу на самом объекте: предотвращает осыпание грунта и обвал стенок котлована.

Устройства шпунтового ограждения на объекте «Очистные сооружения и внеплощадочные сети дождевой канализации для жилой многоквартирной застройки», по адресу: г. Москва, Новомосковский Административный округ, поселение Внуковское, деревня «Рассказовка»

Шпунтовые соединения незаслуженно оставались в тени на протяжении многих лет в строительстве и ремонте. Предпочтения отдавались гвоздям и шурупам, несмотря на эстетические жертвы и сравнительную недолговечность. Нынешний ремонт и технологии монтажа наконец стали освобождаться от «оков» вековых стандартов, все больше обращаясь к бесшовным и невидимым соединениям. Наконец шпунтовое соединение встало на свое законное место в кодексе монтажа.

Шпунтовое соединение, или как его еще называют, пазогребневое — эффективное монтажное решение, возрастом, вот уже 150 лет. Представляет собой продольный гребень на одной детали, вставляющийся в продольный паз, в котором часто уже нанесен клей. При качественном изготовлении скрепляемых плит, правильном подгонке и цветовом оттенке материала, шпунтовое соединение вообще незаметно. Пол, выполненный из плит со шпунтовым соединением кажется монолитным пластом материала.

Одной из модификаций шпунтового соединения является отдельный гребень (вставную рейку), который вставляют в противостоящие пазы скрепляемых плит. Не сказать, что такой способ имеет свои плюсы, но в некоторых условиях, его эффективность выше. Например при ручном фрезеровании, где можно сэкономить дерево.

Бывает несколько типов шпунтовых соединений, отличающихся по форме пазов. Это популярное двойное соединение (например, излюбленный метод советских оконных мастеров), шпунтовое соединение «ласточкин хвост», шпунт широкий или узкий. Специфические соединения — шпунт Ларсена или шпунтовая стенка применяются при монтаже промышленных объектов, добывающих станций и т.д.
Преимуществами шпунтового соединения является то, что можно варьировать угол расположения соединяемых деталей, а также тот факт что шпунт закрепляет детали по всей длине скрепляемой стороны. Это например главное отличие от гвоздей и саморезов. Кроме того шпунтовое соединение предотвращает движение деталей относительно друг друга (расшатывание), что представляет собой конечную цель любого неподвижного соединения.

Устройство шпунтового ограждения

Устройство такого ограждения будет зависеть от материала, из которого оно сооружено.

Деревянное шпунтовое ограждение используется только при уверенности, что в грунте нет камней, остатков деревьев и прочего подобного. Глубина, на которую будет забиваться ограждение, не может быть больше 6 метров. В противном случае оно может быть малоэффективным. Шпунты погружают в грунт вплотную друг к другу на всю длину

Очень важно исключить наличие даже мелких щелей. При использовании двойного ограждения ширина между шпунтами не должна превышать 1 метра

Если шпунт погружают на дно реки, то глубина не должна быть менее чем 2 метра. Для того чтобы свести к минимуму или совсем исключить случаи вымывания засыпки, нужно позаботиться о наружном ряде шпунта, который должен быть обязательно плотным. Если глубина колышется в пределах 3-5 метров, то выемки между стенками шпунтового ограждения заполняются смесью с содержанием глины минимум в 15%.

Стальные шпунты используются для ограждения только в прочном грунте. Забивать их желательно на глубину не менее 7 метров. Стальной шпунт годится для повторного использования, если его использовать строго по назначению и извлечь сразу же по окончанию строительных работ. Забивая шпунты, нужно не забывать о плотности прилегания по всему периметру ограды. Обычно подобные ограждения размещают таким образом, чтобы уровень грунтовых вод был ниже на половину метра, а по отношению к горизонту воды – на 0,7 метров.

Шпунтовые ограждения разбираются достаточно просто: при помощи поясов-обвязок, которые размещают по периметру котлована, и распорок, расположенных на углах.

Процесс крепления происходит строго в зависимости от метода разработки грунта, а устанавливаются крепления в зависимости от глубины котлована. Для того чтобы облегчить процесс крепления, целесообразно использовать ограждения в форме цилиндра, а не прямоугольника. Они изготавливаются из стали и не имеют поперечных распорок.

С помощью математических расчётов можно легко определить, сколько поясов нужно использовать, спроектировать их конструкцию. Также необходимо определить места установки в зависимости от высоты котлована.

При установке шпунтовых ограждений нельзя забывать и о том, что они должны быть устойчивыми и прочными не только во время удаления земли и жидкости из котлована, но и во время обратной засыпки земли. Важна также устойчивость во время снятия крепления.

Ограждения, которые вбиваются в песок, должны быть устойчивы к возможности наплыва воды или грунта в котлован, потому нужно проверить, насколько глубоко забивается шпунт.

Для ограждения котлованов используют также сборные и разборные перемычки из дерева, металла или деревянно-металлические, которые располагаются по периметру крепления и указывают направление, в котором стоит погружать сваи. Такие перемычки являются одноразовыми, а потому их дно содержит деревянные или металлические отверстия для свай диаметром большим, чем диаметр свай, на 5 сантиметров. Щиты опираются на консоли дна, которое прикрепляется к перемычке так, чтобы вследствие не возникло трудностей с отсоединением перемычки, а после её можно было оставить на месте в конце всех работ. Рекомендуется полностью изолировать нижнюю часть перемычки, чтобы слой бетона и щиты имели меньшее сцепление между собой.

Фото шпунтового ограждения из труб

Штабеля шпунта Ларсена

Профиль шпунта Ларсена

Шпунтовые работы у Биржевого моста. Готовый кессон

Вибропогружатель, применяемый для погружения шпунтин методом вибрации

Шпунт Ларсена изготавливают как из стали, так и из полимерных материалов.

Монтаж шпунта Ларсена осуществляется как погружением единичных шпунтин замок в замок, так и секций, состоящих из 3-7 шпунтин (в зависимости от глубины погружения, характеристик грунта, методов погружения). Монтаж секций осуществляется путем их предварительной сборки на поверхности грунта, подъёма при помощи траверсы на грузоподъёмном оборудовании, и последующего погружения шпунтин, начиная от крайних.

Длина шпунтов (глубина погружения) может доходить до 34 метров.

Способы монтажа шпунта Ларсена:

Шпунтовое ограждение представляет собой стенку из забитых шпунтовых свай. Сваи для ограждения котлованов бывают:

металлическим шпунтомпроекта Важно: работам по обустройству шпунтового ограждения должны предшествовать расчеты, направленные на определение требуемой устойчивости стенки к давлению грунтовых масс. На основании расчетов подбираются размеры используемого шпунта, глубина его погружения и необходимость применения фиксации стенки анкерами.

Рис: Схема соединения шпунтовой стенки

Рис: Захватный механизм для стального шпунта

Рис: Замки шпунтовой стенки

Устройство шпунтового ограждения сплошной стенкой позволяет не только избежать осыпаний и оползней, но и обеспечить защиту от грунтовых и паводковых вод.

В условиях, когда недопустима вибрация грунта, способная повредить имеющиеся неподалеку здания и сооружения, шпунтовые ограждения устанавливаются методом лидерного бурения скважин под шпунты.

https://youtube.com/watch?v=YN3_lLyQH1o%3Ffeature%3Doembed

Формула для расчета

При разрытии грунта равновесие сил во взаимодействии существенно нарушается. Давление при вынимании грунта увеличивается со стороны охлаждения стенок.

Предотвращение разрушения стенок ограждением должно быть просчитано с помощью специфических расчетных характеристик: способа ограждения, глубины, на которую погружают материал, размеров шпунта и сил взаимодействия.

Расчет производится графоаналитическим путем (пример на фото ниже) или по определенной формуле. Для подсчета используют специальную программу. Техническая информация, необходимая для правильного устройства и погружения инструмента, приведена в пункте 3.02.01-87 СНИП.

Характеристики, учитывающиеся в формуле:

Формула вычисления прочности выглядит так: М1 ≤ m/γ * M2, где

Основные моменты прочности можно вычислить, исходя из формулы:

Расчет проводят, исходя из нижней точки шпунта, так как на высоте он может подвергаться повороту или опрокидыванию.

Разновидности

Существует несколько разновидностей шпунтовых ограждений. В основном, их различают по материалу, из которого изготовлены сваи:

Все эти разновидности предназначены для использования в разных условиях. Их назначение обусловлено степенью прочности материала, условиями и глубиной погружения в грунт.

Кроме этого, металлические элементы для создания шпунтовых ограждений делят на группы по форме сечения:

Профили шпунтовых свай с замком Ларсена: а — U-образный; б — Z-образный; в — плоский; г — трубный

Сергей Свистунов Строитель со стажем, редактор информационного портала Zaborchik.com

Первые отличаются универсальностью и более популярны. Благодаря форме в виде желоба, из них можно составлять полотна ограждения с высокими эксплуатационными качествами. Некоторые соединяются между собой и образуют плотное, сравнительно герметичное полотно (ларсен). Другие (ограждения из швеллера или двутавра) обеспечивают прочность, но герметичностью не обладают.

— Сергей Свистунов Строитель со стажем, редактор информационного портала Zaborchik.com

Вторые — более жесткие, рассчитанные на принятие высоких нагрузок. Полотно из трубчатых элементов не столь плотное, как профильное, но оно способно выдерживать значительно большие эксплуатационные нагрузки.

Идея взять металлическую полосу, загнуть её кромки буквой U, чтобы потом такие полосы можно было бы соединять краями и забивать в землю для получения сплошной стены, разделяющей воду и грунт (или разные типы грунтов или вод), пришла в 1902 году главному инженеру немецкого города Бремен Трюгве Ларсену (нем. ). Он запатентовал своё изобретение в 1910 году, но массовое производство такого шпунта началось только после того, как его удалось сделать относительно недорогим в производстве: в 1912 году сталелитейный конгломерат Thyssen начал горячую прокатку шпунта, сохранив название в честь изобретателя.

В настоящее время шпунт широко используется при укреплении берегов водоёмов и других искусственных насыпей, а также с целью защиты откосов выемок от обрушения, затопления периметра выемки, перемещения грунтов внутри рабочей зоны строительной площадки.

Шпунт это что? Области применения

Строительные работы, производящиеся ниже уровня грунта, требуют его дополнительного укрепления для защиты от воды или иного механического вмешательства. Особенно это касается сыпучих земель, которые неустойчивы сами по себе.

Строительство здания начинается с котлована. Для предотвращения разрушения ближайших построек, рельефа поверхности грунта и ландшафта используется дополнительное укрепление котлована при помощи шпунта Ларсена.

Определение

Шпунт — это металлическая конструкция коробчатого сечения с линейными замками по краям. При погружении в грунт осуществляется фиксация элементов между собой при помощи пазов на конструкции. В результате формируется сплошное неразрывное полотно.

Шпунт Ларсена л5 изготавливается из стали повышенной прочности для того, чтобы легко переносить погружение в твердую почву. В зависимости от нагрузки на конструкцию используются шпунты от 15 до 23 мм в толщину. При правильной установке конструкция сдерживает движение грунта и подземные воды, что дает преимущество при строительстве.

Шпунты из полимеров

Для изготовления шпунтов используется не только сталь, но и высокопрочные полимеры — поливинилхлорид и стеклопластик. Несмотря на повышенную степень ломкости в сравнении с классическими шпунтами из металла, полимерные имеют более бюджетную стоимость.

Преимуществом полимеров является устойчивость к коррозии. Благодаря этому их часто используют для укрепления террас, береговых линий, откосов. Используются для строительства небольших сооружений.

Область применения

Шпунт — это конструкция, имеющая несколько разновидностей, из которых наиболее часто используются металлические и полимерные. В зависимости от характеристик материала и грунта такие элементы применяются в таких случаях:

Шпунт создает герметичное пространство, которое сдерживает естественное движение грунта и подземных вод. В водной зоне возможно создать кольцо, из которого полностью откачивается вода для произведения строительных работ.

Техника монтажа

Шпунт — это своего рода свая, которая погружается в грунт при помощи специальной строительной техники. Забивание таких элементов производится в грунт путем механического воздействия на верхнюю часть конструкции.

Строительная техника создает вибрации или толчки, которые мягко заколачивают сваю в почву. При этом для небольших конструкций существуют ручные аппараты для вколачивания шпунтов. Выбор способа монтажа обуславливается характеристиками грунта. Так, в почву, которая содержит большое количество камней или иных твердых вкраплений устанавливаются исключительно прочные металлические конструкции.

Так как шпунт — это свая, монтаж начинается с фиксации элемента в вертикальном положении. Для облегчения установки и движения сваи в почве пазы для крепежа обрабатываются толстым слоем смазки. При установке шпунтов в местах с повышенным уровнем грунтовых вод швы межу элементами конструкции дополнительно герметизируют составами на основе силикона. Для полимерных шпунтов дополнительная смазка в большинстве случаев не требуется.

Для ограничения воздействия на окружающие здания принимаются следующие меры:

При этом учитывается состояние всех зданий в радиусе 20 м от места строительных работ.

Кратко о главном

Шпунтовое ограждение – это прочное и долговечное решение для обустройства строительных котлованов и укрепления берегов возле водоемов. Такое усиление стен котлованов позволяет им выдерживать большие нагрузки, а сами шпунты не боятся влияния влаги, высоких или низких температур. Считается одним из самых экономных вариантов, поскольку некоторые виды шпунта могут использоваться многоразового. Также существуют шпунты, который устанавливается только один раз. Для производства шпунта используется металл, дерево, пластик или железобетон. В зависимости от применяемого материала меняются характеристики самого ограждения. Перед использованием проводятся расчеты, которые помогут добиться самого лучшего результата.

Шпунт Ларсена

Защита от ливневых и грунтовых вод, а также от обрушения грунта осуществляется специальными сваями – шпунтом Ларсена. Они носят имя своего основателя и разработчика такой технологии.

Шпунт Ларсена представляет особо пространственный элемент с коробчатым сечением и замочными элементами по краям изделия.

При погружении в грунт фиксатор, стоящий на одном элементе устанавливается в специальный паз другого. Такое выполнение конструкции гарантирует надежную стыковку.

Строительные шпунты изготавливают из прочного металла с примесями углерода. Для защиты от коррозии производители добавляют в изделие металла частицы меди.

При необходимости сэкономить можно воспользоваться пластиковыми шпунтами, выполненными из поливинилхлорида, которые не уступают в прочности и надежности металлическим и железобетонным конструкциям.

Среди главных достоинств шпунта Ларсена можно выделить удобство монтажа при установке материала на объекте.

Обладая высокой прочностью и устойчивостью к внешним факторам, шпунт Ларсена, в отличие от обычных шпунтовых свай, применяется при возведении сложных объектов. Среди примеров применения можно отметить следующие:

Надежность достигается благодаря изготовлению шпунта из легированной стали, обладающей повышенной прочностью. Производители по-разному устанавливают толщину шпунта при изготовлении. У известных брендов она варьируется от 15 до 23 мм.

Изготовители рекомендуют срезать верхнюю кромку после последовательных двадцати установок, потому что она деформируется после длительного использования в строительных работах.

Иногда при эксплуатации случаются непредвиденные ситуации, и изделие, погруженное в тяжелый грунт, начинает давать сбои: соединения в замковых элементах деформируются, а сама конструкция искривляется.

Мастерам остается лишь один выход – отрезать часть конструкции автогеновой установкой и оставить на месте проведения работ.

Погружение шпунта Ларсена проводится с применением спецтехники путем ударных и вибрационных воздействий. Технология установки во многом напоминает установку свай забора.

Погружение с использованием вибрационного элемента производится за счет навесного модуля, через который передается нагрузка к месту оголовка навесного элемента.

Дополнительной техникой для установки служит осевая технология, позволяющая вставлять сваю в грунт, разжиженный под воздействием вибрационной машины.

Установку начинают с первой сваи, установленной в проектное положение, но ровное введение в землю усложняется каменистым и слишком плотным грунтом на объекте.

Если происходит такая непредвиденная ситуация, перенесение свай в другое место или уменьшение глубины погружения должно согласовываться с высшим руководством. Вторая и последующие сваи заводятся замками в пазы предыдущей.

Облегчение в скольжении замков и установке конструкции достигается путем смазывания изделия густой смазкой.

Установка шпунта Ларсена на объектах с повышенным содержанием грунтовых вод производится с дополнительной герметизацией замочных соединений.

Сваи из пластмассы или композита обладают меньшим трением, и смазывание отдельных элементов в такой установке не требуется.

В пластиковой конструкции уровень погружения гораздо меньше, чем в металлической, что обеспечивает удобное вхождение в грунт. В почве с примесями инородного состава рекомендуется возводить только металлические шпунты.

Конструкции шпунтовой стенки

Строительство искусственной стены выполняется в строгом соответствии с разработанной проектной документацией, чертежами. В проекте указываются глубина ограды, высота, диаметр, тип шпунта и фиксации.

Перед работами проводится гидротехнический анализ почвы, составляется технологическая карта.

Порядок установки следующий:

https://youtube.com/watch?v=zUIk-M9xWzg%3Ffeature%3Doembed

СНиП 3. 01-87

Ограды, возводимые шпунтовым способом, регулируются нормами, описанными в технологической карте.

Это лишь малая часть описания. Нормы учитываются инженерами, бригадирами и другими людьми, которые отвечают за техническую сторону строительства.

Качество строительства оценивается СНиП. Полный перечень требований к установке таких оград приведен тут:

Применение шпунтового ограждения из труб

Для укрепления стенок котлована во время строительных работ применяют разные технологии, среди которых самой распространенной является шпунтовое ограждение из труб. Использование материалов, бывших в употреблении, делает сооружение защитной конструкции намного дешевле, чем применение для этих целей специальных шпунтовых профилей.

Шпунтами принято называть в строительстве забиваемые сваи, которые могут быть деревянными, железобетонными или металлическими.

Суть такого укрепления заключается в том, что сначала по периметру будущего котлована на нужную глубину вбиваются шпунты (сваи), и только после этого производят выемку грунта. Благодаря этому предотвращается обрушение стен по мере его углубления, сама яма получается строго заданной правильной формы, удается избежать смещения конструкций соседних объектов.

Свойства шпунтового ограждения из труб в сравнении с другими типами конструкций

Специалисты единогласно считают единственным преимуществом такого укрепления его низкую стоимость. В отличие от более дорогих материалов, таких как шпунт Ларсена, применение труб имеет существенные недостатки:

Как правило, шпунтовое ограждение котлована из труб, технология которого предполагает их одноразовое, невыемное использование, одновременно служит в качестве опорных стоек для формирования опалубки для проведения бетонных работ. В этом случае применяется буро-инъекционный способ погружения свай, когда их полость заполняется водно-цементным раствором. При вытаскивании трубы освобождается большая полость, которая будет служить причиной многолетнего проседания придомных дорожек.

Самый распространенный способ монтажа шпунта – вибропогружение. Сначала бурится скважина, в нее погружается труба. Для более прочного закрепления скважину предварительно заливают песчано-цементой или глиняной смесью. Устройство шпунтового ограждения котлована из труб, преследующее цель максимальной экономии, предполагает использования метода вибропогружения как самого экономичного из существующих способов. При этом труба испытывает минимальную нагрузку при погружении, что предотвращает ее деформацию на начальном этапе.

Погружение сваи может выполняться методом завинчивания. Для этого на одном конце ее приваривают наконечник, обеспечивающий спиральное движение.

Забивка при использовании труб может применяться на завершающем этапе погружения для достижения нужной глубины или при отказе прохождения при вибропогружении меньше 1,5 см/мин.

Глубина забивания шпунтов должна быть выше уровня грунтовых вод. При выполнении котлованов большой глубины, шпунтовое ограждение выполняют в два яруса. При этом верхний ярус забивают на несколько метров шире проектных размеров, и когда углубление достигает 2/3 длины забитых свай, вбивают второй ярус, по нужному размеру.

Для ограждения котлована используем трубы различного диаметра

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 219мм

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 325мм

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 377мм

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 426мм

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 530мм

Шпунтовое ограждение котлована из трубы 630мм

Шпунтовое ограждение является наиболее выгодным, долговечным и практичным для большинства объектов

Быстрый и простой монтаж:

Сборное сооружение – обеспечивает защиту грунта от осыпания

Благодаря современным технологиям ограждение котлована шпунтом допустимо проводить в городской черте в непосредственной близости от строений, дорог, насыпей.

Продаем, закупаем шпунт из б/у трубы 219, 325, 377, 426, 530, 630мм

Технология монтажа шпунтовых стенок

Устройство шпунтового ограждения выполняется с привлечением строительной спецтехники — копровых установок. Копр представляет собой самоходную машину на гусеничной либо колесной базе, которая укомплектована необходимым для погружения шпунта оборудованием.

Функциональная оснастка копра включает:

Существует три метода монтажа шпунта: ударная забивка, вибропогружение и статическое вдавливание. В строительной практике наиболее распространен метод забивки — это наиболее эффективная и недорогая технология, однако действующие СНиП запрещают забивать шпунт в условиях плотной застройки, поскольку динамические нагрузки, вырабатываемые молотом в процессе забивки, могут стать причиной деформации и разрушений фундаментов близстоящих зданий.

Вибропогружение — метод, при реализации которого шпунт углубляется в землю под воздействием высокочастотных низкоамплитудных колебаний. Вибропогружатель вырабатывает колебания, которые передаются на зафиксированный в нем шпунт, далее вибрация переходит на контактирующие со шпунтиной пласты почвы, которые под воздействием колебаний разуплотняются, что приводит к углублению шпунта под своим весом и массой давящего на него вибопрогружателя.

Вибропогружение шпунта Ларсена

Устройство шпунтового ограждения котлована выполняется в соответствии с положениями СНиП 3-Б.6-62. Технология выполняется в следующей последовательности:

Погружение шпунта выполняется до тех пор, пока вокруг котлована не будет выполнено устройство замкнутого ограждения.

Технология шпунтового ограждения котлована из труб

Наиболее распространенный способ монтажа ограждений из трубошпунта – вибропогружение. Используемые для этого вибропогружатели давят на трубу собственным весом и передают ей низкоамплитудные колебания частотой от 200 до 3000 к/мин, под воздействием которых шпунт плавно входит в почву.

Ограждение котлованов трубошпунтом происходит в несколько этапов:

Монтаж шпунта требует высокой квалификации от оператора копровой установки, поскольку при неправильной частоте либо силе ударов шпунт может деформировать замок соседний трубы, что потребует ее извлечения и повторного погружения.

Виды шпунтовых ограждений

Применение трубошпунта оправдано по экономическим соображениям при отсутствии необходимости в водопонижении, т.к. данный профиль не обеспечивает герметичности. Металлический трубчатый шпунт диаметром 300-500 мм представляют собой доступный по стоимости материал с высокой оборачиваемостью. Он неприхотлив в хранении, транспортировке и в применяемых методах погружения.

За счёт отсутствия сцепки шпунтовые трубы обеспечивают достаточную прочность стенки ограждения при дополнительных условиях (неглубокая выемка, слабая нагрузка, либо монтаж укрепляющих поясов, распорок, грунтовых анкеров, распорных систем), необходимость применения которых определяется по результатам расчётов. Ограждение стен котлована из труб отличается относительной простотой и экономичностью. Шпунтовые элементы, как правило, при неглубоких выемках в прочных грунтах погружаются со значительными промежутками. При этом просыпка грунта незначительна, а скорость работ высока при обеспечении достаточной прочности ограждения.

Зачастую шпунтовое ограждение котлована и забирка из досок применяются одновременно (на основании технико-экономического сравнения различных вариантов исполнения ограждения), чем обеспечивается снижение издержек. Погружённый шпунт обеспечивает прочность стены котлована, а щиты из досок защищает от просыпания сыпучей или даже глинистой породы.

Шпунтовый профиль Ларсена

Стремление обеспечить приемлемую прочность котлованов в сложных геологических условиях строительства привело к созданию шпунта с замками, впервые предложенного немецким инженером Ларсеном в начале прошлого века.

Основное преимущество шпунтового ограждения Ларсена в дополнительной прочности за счёт замковой сцепки элементов. Благодаря чему становиться возможным разработка котлованов большой глубины с высокой нагрузкой от осадочных пород, а также в условиях плотной застройки с высокой нагрузкой от соседних сооружений. Ограждение из этого шпунта по простоте работ не отличается от других шпунтовых элементов, но значительно выше по нагрузочной способности.

Дополнительное преимущество этого шпунта — герметичность, благодаря которой становиться возможно проводить водопонижение одновременно с устройством ограждения.

Шпунт Ларсена представляет собой металлический U-образный профиль особой конфигурации сечения с крепкими замковыми пазами, симметричными в разрезе. Каждый последующий шпунт при погружении в грунт поворачивают на 180 градусов относительно вертикальной оси, приводят в сцепление с предыдущим и заглубляют. Таким образом формируется крепкая неразрывная шпунтовая стена.

Наиболее распространённые в массовом строительстве виды элементов шпунт Ларсена Л5 и Л4 изготавливают в ширину до 466 мм и в длину до 24 м, размеры и конструкция которых определены в ТУ 14-2-879-89. Шпунт Л5 и Л4 можно погружать повторно, на основании чего имеют хорошую характеристику оборачиваемости.

Шпунты применяются для соединения деревянных деталей или деталей из других недостаточно твёрдых материалов, когда надо распределить нагрузку в объёме. В сопрягаемых плоскостях выполняются выборки, в которые вставляются специально изготовленные из более твёрдого материала детали. Соединение на шпунтах проще и дешевле, чем шиповое, и на сдвиг значительно прочнее, чем на гвоздях или шурупах. Для достижения максимальной прочности комбинируют шурупы и шпунты.

О шпунтовом соединении и его преимуществах

Каждый строитель наверняка хотя бы раз в своей жизни сталкивался со шпунтовым соединением. Принцип его основан на закреплении элементов конструкции друг относительно друга с помощью продольного гребня на грани одной детали, вставляемого в соответствующий ему по форме паз (собственно шпунт) на другой. В некоторых случаях подобный тип соединения называют также пазогребневым. Например, это справедливо в отношении строительных блоков или плит, в которых пазы и гребни образуются формованием. Тем не менее, по своей сути и механическим характеристикам, пазогребневое соединение ничем не отличается от шпунтового.

Стоит отметить, что гребень может, как фрезероваться на одной из соединяемых частей конструкции, так и представлять собой отдельный элемент, устанавливаемый в два противостоящих паза (шпунта). Иногда это называют соединением на вставную рейку. При ручной фрезеровке (как правило, речь идет о деревянных конструкциях) обычно прибегают ко второму способу, поскольку он снижает расход древесины. Если же торцы деталей обрабатываются фабричным способом, то принципиальной разницы между двумя подходами нет.

Классифицировать шпунты можно по количеству и форме пазов. К примеру, выделяют двойное шпунтовое соединение или соединение в виде «ласточкина хвоста», узкий или широкий шпунт. Наконец, соединяемые при помощи шпунта элементы могут образовывать одну плоскость или располагаться под углом друг к другу.

Сфера применения шпунтовых конструкций необычайно широка. Например, простейшее соединение «в четверть» и его аналоги, широко применяемые в столярном и мебельном производстве, также относятся к шпунтовым. Другой вариант — шпунтовые сваи (где свая под ключ — хорошее решение) используемые при возведении гидротехнических сооружений, опор мостов и набережных, для укрепления стенок котлованов (шпунтовая стенка) и пр. К сваям относится и т.н. шпунт Ларсена — металлический желоб c закруглёнными замками на кромках. Однако в этой статье мы сосредоточим внимание на «классическом» типе шпунтового (пазогребневого) соединения, который более востребован в гражданском строительстве и при отделке помещений.

Популярность шпунтового соединения объясняется тем, что благодаря своей конструкции оно препятствует сдвигу деталей друг относительно друга в направлении, перпендикулярном плоскости соединения, формируя, таким образом, ровную горизонтальную или вертикальную поверхность. Для фиксации соединяемых элементов в иных направлениях необходим дополнительный крепеж, в качестве которого, в зависимости от материала, могут использоваться саморезы, гвозди, клей, цементный раствор и т.д.

Если речь идет о клеевой фиксации, шпунт позволяет значительно повысить надежность конструкции. При его использовании площадь контакта соединяемых деталей увеличивается, а значит, повышается и надежность клеевого соединения. Кроме того, не повреждаются края соединяемых элементов и не образуются щели в местах их стыка, что позволяет добиться лучших эксплуатационных показателей.

«Если материал не боится воды, а его стыки проклеены, то поверхность получается полностью герметичной, — добавляет Сергей Кудрявцев, руководитель отдела продаж строительных материалов «Завода Невский Ламинат», единственного в России производителя влагостойких шпунтованных ДСП. — Поэтому, например, укладка чернового пола из плит QuickDeck позволяет обойтись без дополнительной гидроизоляции утеплителя или сухой засыпки со стороны помещения. Кроме того, полученная в результате сплошная поверхность обладает гораздо более высокими тепло-, вибро- и шумозащитными характеристиками».

В числе других достоинств шпунта следует, в первую очередь, отметить равномерное распределение нагрузки в плоскости соединения.

Перпендикулярное поверхности усилие, приложенное к одной из деталей, через шпунт и гребень равномерно передается смежным деталям. Что же касается усилий, возникающих в самом соединении, то они намного меньше несущей способности сращиваемых элементов.

Поэтому прочность шпунтового соединения выше, чем, например, при использовании гвоздей или саморезов. Еще больше увеличить ее позволяет комбинирование нескольких способов крепежа, к примеру, шпунт, дополнительно закрепленный саморезами (о чем уже шла речь выше). Для расчета допустимых нагрузок на шпунтовое соединение часто используется модель балки с двумя закрепленными концами.

Однако помимо своих выдающихся механических параметров шпунтовое соединение обладает рядом преимуществ, существенно облегчающих процесс строительства и оптимизирующих затраты на него.

Как шпунт решает прикладные задачи

Начать, пожалуй, следует с того, что шпунтовое (пазогребневое) соединение достаточно быстро монтируется. На практике это используется для упрощения многих строительных операций: при возведении и отделке стен и перегородок, укладке полов и напольных покрытий и т.п. Поэтому применение строительных и отделочных материалов с такой технологией монтажа существенно ускоряет проведение внутренних ремонтно-строительных работ.

«Шпунтовое соединение позволяет минимизировать влияние человеческого фактора на геометрию собираемой конструкции. Например, при горизонтальной укладке влагостойких ШДСП чернового пола необходимо выровнять только первый ряд, задающий геометрию всей поверхности, — комментирует Сергей Кудрявцев. — Это не только упрощает стыковку элементов покрытия, но и дает огромную экономию времени».

Поверхность чернового пола из влагостойких ШДСП QuickDeck

Также, по словам специалиста, благодаря шпунтовому соединению материалов основания удается избежать повреждения финишного покрытия. Тонкость здесь в следующем. При монтаже плитных материалов без пазогребневого соединения между ними всегда оставляют небольшие зазоры. Таким образом, даже если по высоте плиты выровнены хорошо, мы получаем на их кромках острый угол, где будет ломаться и истираться любое финишное покрытие, к примеру, линолеум. Конечно, это соединение можно зашпатлевать, но со временем плиты, не зафиксированные жестко друг относительно друга, фанера, все равно начнут «гулять», т.е. появления неровностей не избежать.

Это одна из причин, по которой при настиле поверхностей на спортивных объектах сегодня все чаще используются шпунтованные материалы. Примером такого подхода могут служить закрытые корты мужского теннисного турнира St. Petersburg Open, где уже несколько лет играют на поверхности с основой из QuickDeck. «Выбор объясняет хорошая однородность шпунтованного покрытия, сохраняющаяся с течением времени. Вторая причина — высокая устойчивость влагостойких ШДСП к точечным нагрузкам, которая составляет до 500 кг с прогибом менее 1 мм при укладке на песчаную подушку», — объясняет Сергей Кудрявцев.

«Мы брали QuickDeck для ремонта гандбольного зала, остались довольны и намерены использовать этот материал впоследствии, — добавляет Андрей Пчелкин, директор государственного «Центра физической культуры, спорта и здоровья» (Санкт-Петербург). — Главным критерием выбора были технические характеристики, влагостойкость, поскольку по периметру зала идут трубы отопления и стоят узлы учета, где есть протечки по стыкам. Нам нужна была подложка, которая выдержала бы воздействие горячей воды. Еще одним критерием были шпунтованные края плит, поскольку для зала нужен ровный настил».

Еще одно важное преимущество шпунтованных материалов заключается в простоте и скорости их укладки: сами поверхности оказываются ровнее и требуют значительно меньшего объема финишных и штукатурных работ. Таким образом, снижается сметная стоимость всех этапов. Сокращение времени и трудозатрат при монтаже естественным образом ведет к экономии бюджета, причем не в ущерб качеству.

Например, черновой пол из фанеры рекомендуют укладывать в два слоя, чтобы перекрыть щели между листами, тогда как соединение в шпунт позволяет обойтись одним. В итоге сметные трудозатраты на укладку чернового пола из влагостойких ШДСП примерно в 2,5-3 раза ниже аналогичных показателей для фанеры.

Примерно такая же относительная экономия получается и при использовании пазогребневых плит для возведения стеновых конструкций. «Себестоимость возведения перегородок из пазогребневых плит вдвое ниже, чем при использовании кирпича или пенобетона, что обусловлено отсутствием необходимости в штукатурных работах, — говорит Максим Кондрашов, проектировщик компании «Стройдом» (Нижний Новгород). — В абсолютных цифрах экономия может достигать 500-700 руб./м2».

Также, по мнению специалиста, нельзя сбрасывать со счетов и еще один немаловажный фактор: толщина готовой перегородки из пустотелых пазогребневых плит составляет примерно 80 мм, тогда как оштукатуренной кирпичной (в полкирпича) — минимум 160 мм. В результате использование ПГП позволяет в среднем увеличить полезную площадь помещений примерно на 2-3%.

В заключение следует отметить, что бесщелевое сращивание элементов делает шпунтовое соединение и наиболее эстетичным. Именно это обстоятельство, вкупе с простотой и скоростью монтажа, объясняет высокую популярность такого финишного напольного покрытия, как ламинат.