Погружение шпунта производится следующими методами: забивным, вибропогружением и статическим вдавливанием.
Забивной метод и метод вибропогружения оказывают большое динамическое воздействие на объекты окружающей застройки. Если шпунт погружается вблизи существующего объекта, то для минимизации негативного воздействия необходимо использовать метод статического вдавливания.
Наш опыт показывает, что в городских условиях в подавляющем большинстве случаев целесообразно использовать именно статическое вдавливание, поэтому ниже подробно рассмотрен именно этот способ.
Преимущества метода статического вдавливания
Натурные наблюдения за зданиями показывают, что при устройстве вблизи них ограждающих шпунтовых стен могут происходить различные повреждения, вызванные неравномерной осадкой, приводящие к трещинам в элементах зданий, что особенно опасно для объектов исторической застройки и культурного наследия.
Замеры колебаний при вибрационном и статическом методах погружения шпунта показывают уменьшение среднеквадратичного ускорения колебаний в 20 раз при использовании статического метода.
Результаты геотехнического мониторинга на многочисленных объектах показывают, что вдавливание шпунта является наиболее щадящей технологией его погружения в условиях плотной городской застройки. Следует учитывать, что даже при этом методе погружения шпунта дополнительная технологическая осадка соседних зданий при определенных инженерно-геологических условиях может достигать 2-3 см и более.
Установки для вдавливания шпунта
В нашей стране применяются следующие виды вдавливающих установок:
- установка вдавливания УСВ-160
- установка вдавливания СО-450
- установка вдавливания Starke 240 (320)
- установка вдавливания СВУ-В-6
- установка вдавливания Still Worker
- установка вдавливания Giken.
Важно заметить, что установками, которые непосредственно разработаны для вдавливания шпунта, являются Still Worker и Giken. Другие перечисленные выше установки предназначены изначально для вдавливания свай, а возможность вдавливания ими шпунта является дополнительной опцией.
Ключевым отличием установок Still Worker и Giken является их передвижение по шпунтовому ряду и его использование в качестве анкеров для передачи реактивных усилий при вдавливании.
На первом этапе с помощью крана устанавливают инвентарную платформу, тем же краном на нее укладывают пригруз, необходимый для вдавливания одной шпунтовой сваи. Далее с помощью того же крана на инвентарную платформу устанавливается вдавливающая установка, производится последовательное погружение первых трех шпунтовых свай. После перемещения установки и захвата первых трех свай гидроцилиндрами установки, необходимость в инвентарной платформе пропадает, её разгружают и убирают, далее установка движется по шпунтовому ряду как это показано на рисунке.
Из преимуществ данных установок нужно отметить небольшие габариты, низкий вес и высокое вдавливающее усилие, которое обеспечивается креплением установок к ранее погруженным шпунтовым сваям. Данные установки практически не вызывают дополнительных динамических возмущений в окружающем массиве грунта при погружении шпунта.
Проблемы при погружении шпунта
Погружение шпунта нередко ограничено инженерно-геологическими условиями, которые могут быть не в полной мере известны или не в полной мере учтены при проектировании, что проводит к невозможности погрузить шпунт на проектную отметку.
Если случаи недопогружения шпунта единичны, то можно попробовать погрузить их в лидерные скважины или немного сместить их расположение в плане (при этом шпунт следует пересчитать, т.к. ухудшаются условия контакта с грунтом).
Если недопогружение шпунта носит систематический характер на определенном участке, то это говорит об ошибках, допущенных на каком-то этапе. В этом случае, если величина недопогружения небольшая, можно выполнить поверочный расчет, возможно, несущая способность шпунта по грунту и материалу будет обеспечена. Если несущая способность шпунта с учетом недопогружения не обеспечена – необходимо корректировать проект.
Погружение шпунта и геотехнические расчеты
Шпунты чаще всего применяются как ограждающие конструкции котлована. В этом случае образуются шпунтовые подпорные стенки, которые необходимо проектировать в соответствии с СП 381.1325800.2018 и СП 248.1325800.2016.
Параметры шпунта подбираются на основании следующих основных геотехнических расчетов:
1 – расчет устойчивости шпунта
2 – расчет прочности шпунта
3 – расчет шпунта по деформациям и перемещениям.
Согласно пункту 6.1.7 СП 381.1325800.2018 «расчетные значения горизонтальных перемещений гибких подпорных сооружений при расчете на основное сочетание нагрузок рекомендуется принимать не более 1/100 от удерживаемого перепада высот и не более 10 см».
При погружении шпунта в условиях окружающей застройки в обязательном порядке следует делать геотехнический прогноз (оценку) влияния строительства на окружающую застройку. В рамках геотехнического прогноза в том числе оценивают технологические осадки от погружения шпунта.
Вы можете обращаться к нам с любыми вопросами, связанными с расчетом шпунтов, геотехническим прогнозом, геотехническим обоснованием, геотехническим мониторингом. Используя наш калькулятор, вы можете узнать предварительную зону влияния шпунта.
Список использованных источников
СП 381.1325800.2018 Сооружения подпорные. Правила проектирования
СП 248.1325800.2016 Сооружения подземные. Правила проектирования
СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты
Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83)
СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов
Методы расчета влияния вдавливания шпунта на дополнительную осадку соседних зданий
Расчетная оценка параметров колебаний грунта при погружении свай
Совершенствование технологии вдавливания свай и шпунта в условиях плотной застройки