Расчет шпунтового ограждения котлована СНИП

Содержание

Расчет шпунтового ограждения

Расчет шпунтового ограждения котлована СНИП

СК «Богатырь» занимается обустройством шпунтовых ограждений и укреплением откосов котлованов. Мы готовы в минимальные сроки смонтировать шпунтовую стенку с помощью высокопродуктивных копровых установок — УСА, УГМК-12, БМ-811. Для сотрудничества с компанией заполните форму «Отправить заявку», расположенную в нижней части сайта.

На странице представлена информация о технологии расчетов шпунтового ограждения. Мы рассмотрим последовательность выполнения расчетов, используемые формулы и требования действующих СНиП к процессу проектирования.

Расчет шпунтового ограждения — это вычисления, посредством которых определяется:

  • какого размера должен быть шпунт
  • на какую глубину он должен забиваться
  • нужны ли дополнительные меры по его укреплению

«ООО Богатырь», кроме погружения свай, производит и устройство шпунтовых ограждений. Главной особенностью нашей работы является высокая оперативность и мобильность, благодаря применению сваебойных установок на колесах.

Виды шпунтовых стенок

  • Металлические
  • Железобетонные
  • Деревянные
  • Из напряженного железобетона

Цель расчета шпунтовой стенки в котловане

Обычно в таких условиях рытье котлованов начинается с устройства шпунтового ограждения в грунте, до производства земляных работ. Сила давления грунта на шпунт при этом одинаковая с обеих сторон, т. е. они друг друга уравновешивают.

В ходе выемки грунта сила давления грунта изнутри котлована постепенно снижаются и равновесие нарушается.

Поэтому, прежде чем производить забивку шпунта в грунт, необходимо сделать расчет шпунтового ограждения с целью определения нагрузок, действующих на него снаружи и необходимых характеристик шпунтовой стенки.

Читайте о преимуществах наших методов шпунтового ограждения котлованов

Производится расчет шпунтовой стенки по предельным состояниям первой группы. Для этого существуют различные методики, но чаще всего используется метод на основе классической теории предельного равновесия грунтов.

Не вдаваясь в подробности, которые нужны лишь для специалистов, отметим, что главная задача таких расчетов — определить, какие размеры поперечного сечения должен иметь шпунт (геометрические характеристики), на какую глубину нужно его погрузить, чтобы при отрывке котлована на проектную глубину не только сохранялось равновесие грунтов, но и имелся определенный запас прочности шпунтовой стенки.

Смотрите так же: шпунтирование котлованов.

Методы расчета шпунтовых стенок

  • Графоаналитический (метод упругой линии).
  • По формуле, включающей следующие параметры: давление грунта на шпунтовую стенку, а также давление воды, активное и пассивное. Определяется умножением нормативных величин на коэффициент перегрузки. Для активного давления коэффициент принимают равным 1,2, для пассивного – 0,8;  вертикальная нагрузка от сооружения, предусмотренная проектом; глубина котлована.

Расчет несущей способности шпунтовых свай типа AZ 20-700 производится по формуле:

F = Yc(YaRA + U∑Ysfh)

  • Yc – коэффициент работы в грунте (1);
  • f – расчетное боковое сопротивление грунта;
  • А – площадь сечения сваи;
  • R – периметр.

Коэффициенты берутся из нормативов СНИП.

На шпунтовую стенку, работающую в грунте, постоянно воздействуют опрокидывающие силы контактирующих с шпунтом пластов грунта. Расчет сопротивления опрокидыванию — один из важнейших этапов проектирования ограждения.

Для расчета используется формула: , где:

  • Ou — величина требуемой устойчивости к опрокидыванию;
  • Oz — удерживающая сила защемления стенки в грунте;
  • k — нормативный коэффициент условий работы ограждения в почве (в слабом грунте — 0.7);
  • Sn — коэфф. запаса надежности (для почвы с высоким уровнем грунтовых вод — 1.2, для сухих грунтов — 1.1).
Совет эксперта! Расчет шпунтового ограждения на прочность ведется комплексно, помимо шпунта рассматривается прочность обвязочных балок и укрепляющих стенку распорок. Для одноярусном креплении ограждение принимается как гибкая конструкция, при двухъярусном — как жесткая.

Удельная прочность шпунтовой стены высчитывается по формуле:  , в которой:

  • Lm — момент воздействия расчетной нагрузки на квадратный метр шпунтового ограждения;
  • Oy — нормативное сопротивление обвязочного материала;
  • Pcm — индивидуальный для каждой конфигурации шпунтового металлопроката момент сопротивления (справочные данные);
  • K — коэфф. условий работы (в неустойчивой почве — 0.8).

Расчет устойчивости обвязки ведется по формуле , где:

  • Ko — сжимающая нагрузка, передающаяся от ограждения на обвязку;
  • М — нормативное сопротивление обвязки;
  • S — совокупная площадь сечения обвязочной конструкции;
  • Oy — нормативное сопротивление обвязочного материала. 

Рассчитать площадь шпунтового ограждения можно с помощью программы СпИн. Программа позволяет определить:

  • ширину или диаметр шпунта;
  • шаг;
  • необходимую глубину забивки;
  • рекомендуемый тип стенки (анкерная, безанкерная).

Пример расчёта ограждения котлована (подробный)

Проектный расчет шпунтов производят по специальной формуле, которая учитывает следующие показатели:

  • проектируемую глубину котлована
  • силу активного давления грунта на стенки шпунтового ограждения
  • силу пассивного давления
  • силу вертикального давления грунта на глубине погружения шпунта

Схема работы безанкерного ограждения в грунте выглядит следующим образом:

Рис: а) действующие на стенку нагрузки; б) эпюра давления почвы на стенку; в) эпюра давления почвы состоящая из активных и пассивных воздействий.

Совет эксперта! Эпюра — это схематическое изображение, где указывается распределение воздействующих на шпунтовую стенку нагрузок, посредством которого проектировщики получают возможность высчитать наибольшую допустимую нагрузку на шпунтовую конструкцию.

В процессе расчета безанкреного ограждения определяются следующие факторы:

  • глубина погружения шпунта;
  • устойчивость стенки к исходящим от почвы нагрузкам;
  • требуемое поперечное сечение шпунтовых конструкций.

Глубина погружения определяется по формуле: T = t0 +, в свою очередь  высчитывается по формуле:  ,  где:

  • En — нормативная эпюра давления на стенку;
  • qt0 — максимальный момент давления почвы на ограждение;
  • p, a — коэффициенты пассивного и активного воздействия почвы на шпунт.

Анкерные шпунтовые ограждения классицируются исходя из жескости конструкции на свободно опирающиеся и заделанные в грунт стенки. Схема работы свободно опирающихся ограждений приведена на изображении:

Рис: а) фактическая схема нагрузок на шпунтовое ограждение; б) расчетная эпюра давления почвы на укрепленную анкерами стенку.

В заделанных в грунт ограждениях основная нагрузка от давления грунта приходится на центральную часть конструкции, что можно увидеть на следующей схеме

Рис: а) фактическая схема нагрузок на стеку; б) расчетная эпюра давления почвы.

Конкретный способ крепления шпунтового ограждения анкерами определяется исходя из глубины разрабатываемого котлована: в выемках до 3-ех метров включительно дополнительная фиксация может не использоваться, в котлованах до 8 метров применяется одноанкеркое крепления, в более глубоких выемках применяется несколько ярусов анкеров.

Совет эксперта! Наибольший эффект дает крепление стенки анкерами, размещенными на 0.4 Н ниже верхнего контура ограждения. При таком способе фиксации за счет увеличения натяжения анкерной сваи значительно уменьшается действующий на стенку сгибающий момент.

Особенности расчета для разных типов шпунтовых стенок

Формулы расчета несколько отличаются для различных видов шпунтовых стенок, которые бывают:

  • безанкерными
  • анкерными (свободно опертыми и заделанными)

Разница расчетов обусловлена тем, что для различных видов шпунтовых ограждений точки оборота шпунта находятся в различных местах: для без анкерной стенки — на дне котлована, а для анкерной — в точке крепления анкерной растяжки. Соответственно, схема действия приложенных сил будет различаться.

Глубина погружения шпунтового ограждения

  • Для текучих глин, супесей илов, мелких песков и суглинков не менее 2 метров.
  • Для более плотных грунтов не менее 1 метра.
  • При сооружении водозащитной подушки – не менее 1 метра для любого грунта.

Важность гидрологических условий при расчете шпунтовых ограждений

В условиях повышенного давления грунтовых вод изменяется характер работы шпунтового ограждения в почве. В таком случае помимо исходящих от почвы нагрузок на стенку воздействует поток воды, уменьшающий устойчивость конструкции.

Перед расчетом шпунтового ограждения проводятся гидрологические изыскания на участке, где будет проводится разработка котлована, в процессе которых определяется уровень расположения и нормативное давление грунтовых вод. На основе полученной информации проектировщики составляют эпюру нагрузок потока на ограждение и при расчете прочности замковых соединений и устойчивости к опрокидыванию учитывают дополнительные воздействия.

Совет эксперта! Характер движения потока грунтовых вод после монтажа шпунтового ограждения спрогнозировать крайне сложно — при установке герметичной стенки из шпунта Ларсена возможна ситуация перелива воды через ограждение в плоскость котлована, либо же подтапливания дна выемки.

Рис: Схема подтопления котлована при разном уровне грунтовых вод

Чтобы избежать дополнительных проблем в насыщенных влагой грунтах разработке котлована предшествуют работы по уменьшению уровня грунтовых воды ниже нулевой отметки котлована. Также защита выемки от влаги может выполнятся в процессе ее разработки посредством тампонирования либо обустройства дренажных систем. 

Услуги нашей компании

Специалисты нашей компании могут произвести расчет шпунта в грунте для любой шпунтовой стенки, исходя из условий участка и проектных данных. Погружение мы осуществляем только труб с соблюдением требований ГОСТ и СНиП, на основе тщательных расчетов. Устроенные нами трубы будут надежной защитой от осыпания и обрушения стенок котлована.

Для получения бесплатных консультаций или оформления заявки звоните по телефону.

Мы рассмотрим применение и назначение данного метода, оборудование, привлекаемое для его реализации и поэтапно разберем последовательность выполнения работ.

Читайте также  Складирование арматуры на строительной площадке СНИП

Применяемые технологии, примеры работы нашей техники по укреплению откосов, фото, ваша выгода.

На данной странице представлена информация о вибропогружателях, использующихся для монтажа железобетонных свай.

Источник: https://kommtex.ru/raschet-shpuntovogo-ograzhdeniya

Расчет шпунтового ограждения котлована

Расчет шпунтового ограждения котлована производится на устойчивость положения шпунтовой стенки и прочность по материалу конструкции на всех стадиях работы ограждения. Кроме того, шпунтовые ограждения рассчитывают на невымывание грунта основания при откачке воды из котлована, а также на фильтрационный выпор грунта котлована (в песчаных и супесчаных грунтах).

Условие обеспечения устойчивости стенки против опрокидывания:

где Ми – расчетный момент опрокидывающих сил;

Mz – расчетный момент удерживающих сил;

т – коэффициент условий работы, для слабых грунтов принимаемый равным 0,7;

γп – коэффициент надежности по назначению, принимаемый для местности, покрытой водой, равным 1,1.

Для одноярусного (многоярусного) крепления ограждения при проверке устойчивости положения стенки за точку поворота принимают место закрепления распорки (нижней распорки) т. О (т. O1) на рис. 2.11, а.

Глубина забивки шпунта определяется методом попыток из условия обеспечения устойчивости стенки против опрокидывания.

Рис. 2.11 – Схемы расчета шпунтового ограждения опоры в несвязных и малосвязных грунтах: a – эпюры давления грунта на ограждение; б – расчетная схема стенки при двухъярусном ограждении; в – расчетная схема обвязки

В расчете шпунта на прочность проверяют стенку, балки обвязки и распорки. Стенку рассматривают как разрезную (при одноярусном креплении, т. е.

одной распорке) или неразрезную (при двух- и более ярусном креплении) балку на жестких опорах. Нижняя опора шпунта находится посредине расчетной глубины t погружения шпунта, определенной из расчета на устойчивость положения стенки.

Нагрузку на шпунт ниже условной опоры не учитывают (рис. 2.11, б).

Прочность шпунтовой стенки проверяют по формуле

где Мр – момент в сечении шпунтовой стенки от расчетных нагрузок, отнесенный к 1 пог. м шпунтовой стенки; определяется при расчете стенки в соответствии с расчетной схемой (рис. 2.12, б);

Rу – расчетное сопротивление материала обвязки;

Wcm – момент сопротивления 1 пог. м шпунтовой стенки; определяется по справочникам для конкретного типа шпунта (табл. 2.2);

т – коэффициент условий работы; принимается равным 0,8 для слабых грунтов.

Балки обвязки рассчитывают как сжато-изогнутые (рис. 2.11, в). Обвязка рассчитывается как неразрезная балка, опирающаяся на распорки. Распределенная нагрузка на балку q0 численно равна опорным давлениям R1 и R2, которые передаются шпунтовой стенкой (рис. 2.11, б), примыкающей к обвязке.

Прочность обвязки проверяется по формуле

а устойчивость формы – по формуле

где Ант о6в, Абр о6в – площадь сечения обвязки соответственно нетто и брутто;

Wнт обв – момент сопротивления обвязки относительно ее вертикальной оси;

φ – коэффициент продольного изгиба обвязки, определяемый по нормам проектирования;

S0 – сжимающее усилие в обвязке; определяется по формуле

S0 = q·a/2,

где а – расстояние от оси балки обвязки до соседнего элемента обвязки (до противоположной стенки или до продольной балки в составе распорной рамы, формирующей обвязку);

q0 – погонная горизонтальная нагрузка на обвязку; численно равна погонной опорной реакции R1 (R2) (рис. 2.12, б).

Распорки рассчитывают по выше приведенным формулам.

Изгиб возникает от собственного веса распорок и действия поперечной нагрузки (веса настила, людей, оборудования, предусмотренного технологией производства работ). Распорка рассматривается как балка с пролетом, равным расстоянию между шпунтовыми стенками. Сжимающее усилие в распорке одноярусного крепления определяется по формуле

Sp = q0 · b,

где b – расстояние между распорками.

Если распорки являются элементами распорного пространственного каркаса, то их рассчитывают на действие вертикальной поперечной нагрузки как элементы плоских ферм. Усилия, возникающие при этом в распорках как поясах ферм, суммируются с усилиями, передаваемыми обвязкой. Учитывается (в случае внеузлового приложения поперечных нагрузок) и местный изгиб распорки.

Шпунт цилиндрического (в плане) ограждения проверяется на разрыв замков по формуле

где рс – расчетное горизонтальное радиальное усилие в контуре ограждения, кН/м (тс/м); определяется по формуле

Здесь т, γп – коэффициент условий работы (равен 0,7 для слабых грунтов) и коэффициент надежности (равен 1,1 для ограждений на местности, покрытой водой) соответственно;

D – диаметр ограждения в плане;

рр – расчетное сопротивление разрыву при растяжении замков шпунтин, принимаемое равным для шпунта ШП-1 (из стали СТ3 равно 1900 кН/м, и 2700 кН/м для шпунта из стали СТ5 и 15ХСНД);

q – интенсивность горизонтального давления грунта на внутреннюю поверхность кольцевого ограждения на уровне дна водоема.

Чаще кольцевое ограждение выполняется из шпунта ШП.

При использовании шпунта ШК и Ларсен растягивающие усилия должны восприниматься объемлющими стальными поясами.

Глубина забивки шпунта цилиндрического ограждения ниже линии размыва должна назначаться из условий исключения выпирания грунта из-под низа шпунта по формуле

где q1 – расчетное вертикальное давление от веса засыпки и нагрузки на ней на уровне дна реки, кПа (тс/м2);

γп – удельный вес грунта;

φ – угол внутреннего трения грунта на дне реки.

При расчете шпунта величина горизонтального давления на шпунтовую стенку котлована определяется в зависимости от вида грунта. Эпюры давлений песчаного и глинистого грунта имеют различия.

Шпунт погружается в песок или супесь

В этом случае шпунтовая стенка воспринимает действующее снаружи котлована горизонтальное воздействие воды, а также воздействие грунта, находящегося во взвешенном состоянии.

Для определения min-ой глубины забивки шпунта t используется схема, изображенная на (рис. 2.12, а) при одном ярусе распорок и схема на (рис. 2.13, а) – при многоярусном креплении.

В первом случае в уравнении

точкой О, относительно которой определяются удерживающий Mz и опрокидывающий Ми моменты, является уровень размещения распорок, во втором – уровень нижней распорки крепления.

Рис. 2.12 – Схемы расчета шпунтовой стенки в песчаных и супесчаных грунтах при одном ярусе креплений: a – при определении минимальной глубины забивки шпунта; б – при проверке прочности стенки, внутренней обвязки и распорок

Рис. 2.13 – Схемы расчета шпунтового ограждения в песчаных грунтах с тремя ярусами креплений: a – эпюры давления грунта; б – расчетная схема

Для проверки прочности шпунтовой стенки используются схемы рис. 2.12 б и 2.13 б, согласно которым определяются изгибающие моменты М и поперечные силы Q, в сечениях по длине стенки как балки на двух или нескольких жестких опорах. В последнем случае рассматривается статически неопределимая система, усилия в которой определяются методами строительной механики, например, методом сил.

В формулах для определения расчетных давлений на шпунтовую стенку на рис. 2.12 и 2.13:

γвзв – удельный вес грунта во взвешенном состоянии (γвзв = 1тс/м3);

γf = 1,2 и 0,8 соответственно для активного (λа) и пассивного (λп) давления грунта (см. рис. 2.12 и 2.13):

где φ – угол внутреннего трения грунта.

Шпунт погружается в связные грунты

В случае погружения шпунта в водонепроницаемый грунт (глину или суглинок) принимается, что давление на шпунтовую стенку вызывается только гидростатическим давлением воды, проникающим между стенкой и грунтом на глубину hb, величину которой можно принимать равной (рис. 2.14):

а) для ограждений, не имеющих распорок (рис. 2.14 а):

h1b = 0,7·h1

где h1b – глубина погружения шпунта в водонепроницаемый грунт;

б) для ограждений с одним ярусом креплений (рис. 2.14, б):

h1b = h1 – t/2,

где t – глубина погружения шпунта ниже дна котлована;

в) для ограждений с несколькими ярусами креплений (рис. 2.14, в) на 0,5 м ниже уровня грунта в котловане.

Аналогично случаю с песчаными грунтами для определения глубины забивки шпунта t составляется уравнение

Задача решается методом подбора величины t до тех пор, пока не будет выполнено данное условие.

Рис. 2.14 – Схемы к расчету шпунтовых стенок, погруженных в связные грунты: a – при ограждении без распорок; б – с одним ярусом креплений; в – с несколькими ярусами

Прочность стенки ограждения проверяется рассмотрением ее как балки на двух опорах (при одноярусном креплении) или на нескольких (при многоярусном креплении).

Расчетные давления воды и грунта получают путем умножения нормативных давлений на коэффициенты надежности по нагрузке. Их принимают равными для активного давления грунта γf = 1,2, для пассивного γf = 0,8.

Независимо от результатов расчета глубина забивки шпунта t ниже дна котлована принимается для пылеватых и мелких песков, текучих глин и суглинков не менее 2 м.

В ограждениях с тампонажным слоем бетона глубина забивки не должна быть меньше 1 м ниже нижней поверхности бетона в любых грунтах. Устойчивость положения шпунта в этом случае определяется предварительно, если в котловане есть вода и отсутствует тампонажный слой.

Проверка устойчивости положения и прочности стенки производится при откачанной из котлована воде и уложенном тампонажном слое бетона по расчетным схемам, изображенным на рис. 2.15.

Рис. 2.15 – Расчетные схемы стенки в случае укладки тампонажного слоя бетона: а – до укладного подводного бетона; б – после откачки воды из ограждения

Источник: http://vse-lekcii.ru/mosty-i-tonneli/stroitelstvo-gorodskih-mostovyh-sooruzhenij/raschet-shpuntovogo-ograzhdeniya-kotlovana

Расчет шпунта

Наша строительная компания специализируется на продаже шпунтов и возведении шпунтовых ограждений разного назначения.

Рассчитайте массу шпунта для своего проекта

На странице прайса можно узнать стоимость шпунта.

Прочность и устойчивость стенки зависит от соответствия ее параметров характеристикам грунта и глубине котлована. На этапе проектирования мы выполняем расчет шпунта.

Задачи расчета шпунтового ограждения

При расчете шпунтового ограждения котлована определяются:

  • размеры и прочностные характеристики шпунта;
  • глубина погружения;
  • необходимые меры по дополнительному укреплению.

Сами шпунты подразделяются по материалу изготовления:

  • железобетон;
  • древесина;
  • металл;
  • полимеры и композитные шпунты.

Железобетонные и деревянные шпунты не предназначены для возведения временных ограждений. Деревянные – самый дешевый вариант, но их невозможно демонтировать без повреждений. Погружение и демонтаж бетонных – слишком энергоемкий и дорогостоящий процесс. И те, и другие используются однократно.

Пластиковые шпунты используются многократно, но проигрывают металлическим по прочности. Поэтому метталошпунты (профильные и трубчатые) мы рекомендуем нашим клиентам в первую очередь. Их достоинства:

  • оптимальное соотношение массы, габаритов и прочностных характеристик;
  • быстрый монтаж, легкий демонтаж;
  • возможность многократного использования и, как следствие, экономичность: хотя металлошпунты стоят дороже деревянных, в итоге стенка обходится дешевле (об этом ниже).
Читайте также  Крыша определение СНИП

Вы можете заказать работы по погружению шпунта в нашей компании

Цена устройства шпунтового ограждения котлована, переброски сваебойной и бурильной техники – самая низкая в регионе. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Расчет шпунтового ограждения котлована по СНиП

До начала подготовки котлована пласты грунта пребывают в состоянии равновесия. В процессе выемки грунта соотношение нагрузок меняется, образуется разреженная область. Под давлением стенки могу обрушиться. Ограждение используется, чтобы предотвратить их разрушение.

Чтобы определить необходимую несущую способность шпунтовой стенки и выполнить расчет шпунта Ларсена, нужно знать силу воздействия на нее со стороны смежных пластов.

Существует два метода: графоаналитический и формульный. Формула учитывает:

  • давление грунта, боковое и вертикальное;
  • активное и пассивное давление грунтовых вод;
  • проектную вертикальную нагрузку от здания;
  • глубину котлована.

В числе услуг, предоставляемых нашей компанией – первичные испытания грунтов и проектирование. Мы выполняем работы строго в соответствии с принятыми в РФ нормативами.

Примеры  расчета шпунтового ограждения котлована

В соответствии с рекомендациями СНиП маячные шпунты погружают с шагом от двух до четырех метров. Минимум заглубления шпунта (ниже дна траншеи):

  • в текучих глинистых грунтах и тонкодисперсных песках – 2 метра;
  • в грунтах других типов – 1 метр.

Если среди слоев грунта на небольшой глубине есть водоупорный (плотный водонепроницаемый), шпунты погружают до него, т.к. он предотвращает проникновение воды через дно котлована.

Верхний срез шпунтовой стенки располагается в зависимости от уровня вод. В речном русле – выше рабочего уровня на 70 см минимум, учитывая подпор и высоту волн. Высота подпора при скорости потока 2 метра в секунду выводится по формуле V2/g (скорость и ускорение свободного падения).

Пример расчета шпунта из металла по устойчивости против опрокидывающей нагрузки:

М < m/y * Mz ,т.е. момент опрокидывающей силы меньше произведения момента удерживающей силы на справочный коэфф. условий работы, поделенный на коэффициент надежности. Оба коэффициента есть в СНиП. Коэфф. надежности принимают 1,1  – для сухих грунтов, 1,2 – для обводненных. Второй коэффициент для слабого грунта – 0,7.

Сечение шпунта соответствует наибольшему значению величины опрокидывающего момента. Глубина определяется опытным путем исходя из устойчивости против опрокидывающих сил.

Пример расчета металлического шпунта приведен для вычисления опрокидывающей нагрузки на уровне нижней границы шпунта

Как рассчитать шпунтовое ограждение котлована по прочности:

M/W < R * m, где М – момент в сечении от расчетных нагрузок (на 1 метр погонный ограждения), W – момент сопротивления 1 метра (указан в технических характеристиках данной модели шпунта), R – сопротивление обвязки, m – справочное значение коэфф. условий работы (для слабого грунта – 0,8).

Исходя их этого расчета, выбираются дополнительные меры по укреплению ограждения котлована.

Мы рекомендуем нашим клиентам использовать для ограждения металлические шпунты: это не только надежный и эффективный, но и самый экономичный вариант. Металлошпунт может использоваться до 20 раз.

Деревянные и ж/б сваи используются однократно. Первые мы вообще не рекомендуем (они портятся в грунте), вторые предпочтительны в качестве дополнительного усиления фундамента, т.е. стационарно. Для справки мы приведем данные, на основании которых выполняется расчет шпунтового ограждения котлована для деревянных шпунтов (сам расчет осуществляется аналогично описанному для металлошпунтов).

Деревянные шпунтовые сваи допустимо применять на проектных глубинах до 6 метров, если в грунте нет большого количества камней и других твердых включений (арматуры, остатков прежних фундаментов). Не используются на плотных глинах, галечных и гравелистых грунтах.

Толщина деревянной сваи выбирается исходя из расчета прочности (доска толщиной 8 см, брус – от 10 до 24). Соединение брусков – пазогребневое. Прямоугольный гребень обеспечивает большую плотность соединения, чем треугольный. Деревянные шпунты погружают секциями по две-три штуки, соединяют друг с другом наклонными скобами. Скобы загоняют в древесину заподлицо с поверхностью сваи.

Мы знаем всё о шпунтовом ограждение

Опыт работы — 10 лет. Более 270 законченных проектов. Ни одного отрицательного отзыва. По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Наши предложения

Мы предлагаем шпунты и возводим шпунтовые стенки в Москве и повсеместно по РФ. Рекомендуем воспользоваться полным комплексом услуг по устройству ограждения под ключ: это получается экономичнее, чем выполнение операций по отдельности.

Для вас:

  • в наличии любое количество шпунтов разных моделей;
  • в наличии сваебойное и вспомогательное оборудование;
  • квалифицированные проектировщики и монтажники;
  • сертификат СРО, допуск к ответственным работам;
  • по требованию клиента – сертификаты на шпунты;
  • высокое качество, гарантия на работу;
  • низкие цены, ряд возможностей для экономии;
  • быстрые сроки независимо от уровня сложности ограждения.

Смотрите на видео, как устанавливается шпунт в нашей компании:

Чтобы оставить заявку, заполните форму на сайте или позвоните нам. По результатам выезда нашего сотрудника для ознакомления с объектом и его документацией мы составляем договор, где обозначены все виды работ, конечная стоимость и сроки.

Оставьте заявку на консультацию технического специалиста

Узнайте сколько вы сможете сэкономить с нами

Источник: http://www.arcticgs.ru/stati/raschet-shpunta

Расчет шпунта и шпунтовых ограждений

Возведение шпунтового ограждения начинается с проектирования, на этом этапе производится оценка условий строительной площадки и возможность геотехнических рисков, составляется проект на проведение работ. На основе этого проекта выполняются многочисленные математические и аналитические расчеты шпунтов.

Поскольку установка шпунтового ограждения является достаточно серьезным строительным процессом, любые нарушения которого могут обернуться неприятными последствиями, то расчет должны производить профессиональные специалисты или компании, имеющие лицензии на такие работы.

Следовательно в конце мы порекомендуем обратиться к таким специалистам.

Расчет шпунтового ограждения

Во время расчета шпунтового ограждения, определяются:

  • параметры требуемого сечения шпунта,
  • глубина его забивки 
  • необходимость принятия дополнительных мер по укреплению.

Посмотрите формулы в сводной таблице  — расчетная схема
  

В ходе сооружения шпунтового ограждения нагрузка давления грунта на шпунт одинакова с обеих сторон. В процессе выемки грунта это равновесие нарушается, потому что снижается сила давления грунта внутри котлована.

Поэтому забивка шпунта в грунт начинается с расчета шпунтового ограждения, в котором учитываются действующие снаружи нагрузки и необходимые характеристики шпунтовой стенки.

Чаще всего для этого пользуются методом, основанным на теории предельного равновесия грунтов.

Полезный для Вас материал:

  1. Характеристики шпунта Ларсена Л5
  2. Разновидности шпунта Ларсена

Методики расчета шпунтовых стенок

Для расчета шпунтов пользуются графоаналитическим методом упругой линии, известным также как метод Блюма — Ломейера, или формулой, в которой учтены такие параметры, как глубина котлована, размер вертикальных нагрузок от сооружения, предусмотренный проектом и показатели давления (активного и пассивного) грунта и воды.

При расчете необходимо обратить внимание на вид шпунтовых стенок, которые могут быть безанкерными или анкерными.

Это важный момент, потому что в первом случае точка оборота шпунта находится на дне котлована, а во втором – в месте установки анкерной растяжки.

Для расчета шпунтов берут за основу такие параметры глубины погружения:

  • для водозащитной подушки – от 1 м для любого грунта,
  • для плотных грунтов – от 1 м,
  • для глинистого, песчаного, илистого и суглинистого грунта – от 2 м.

Согласно стандарту СТП 136-99 расчет шпунтовых ограждений определяет параметры устойчивости положения и прочности материала их элементов на различных стадиях разработки котлована, параметры устойчивости днища котлована против выпучивания, минимальная глубина забивки шпунта, расчетное сопротивление элементов и другие показатели.

Так же смотрите — Шпунтовое ограждение котлованов, особенности

Формулы расчета по шпунтам

Для расчета устойчивости стены на опрокидывание

,

в которой Mz и Mu — соответствующие расчетные моменты удерживающих и опрокидывающихся нагрузок, m – коэффициент для вязких грунтов, Yn — коэффициент надежности.

Расчет прочности шпунтовой стены

,

где Мр – расчетный момент в сечении шпунтовой стены, Wcm – момент сопротивления шпунтовой стенки (берется из справочников для данного типа шпунта), Rу – расчетные параметры сопротивления материала обвязки, m – коэффициент условий работы.

Частые вопросы

 — какая допустимая высота шпунта остаётся над поверхностью земли для возможности его перестановки на следующую захватку ?

— Это зависит от модели вибропогружателя,в среднем 30-40см.

 — Какова оборачиваемость шпунта Ларсена при забивке в суглинистых и песчанных грунтах ?

— Если есть опыт, то импортный шпунт до 20 раз,отечественный до 13раз.

Материалы для Вас:

  1. Технология погружения шпунтов
  2. Методы погружения шпунтов

Для расчета шпунтового ограждения можно применять различные программные продукты, в частности большое распространение получила программа СпИн, имеющая дружественный пользовательский интерфейс.

С ее помощью можно получить данные о ширине или диаметре шпунта из труб, шаге установки и необходимой глубине забивки, а также информацию о рекомендуемом типе стены (анкерная или безанкерная).

На скриншоте продемонстрированы примеры окна программы для детального расчета шпунтовых ограждений.

Рассчитать шпунт Ларсена можно и в СКАДe, а также с помощью программного комплекса «ЛИРА».

Мы занимаемся фундаментными работами

Специалисты нашей компании выполнят расчёт, поставку и погружение шпунтовых свай на Ваши объекты. Мы работаем с разными видами фундаментов, имеем богатый опыт.
 

  1. Наши контактные данные
  2. наших работ

 
Наша компания занимается фундаментными работами в Москве и регионе — обращайтесь, поможем!

Источник: http://ustanovkasvai.ru/stati/101-raschet-shpunta

Как произвести укрепление котлована шпунтовым ограждением: технология и пример расчета

Шпунтовые ограждения представляют собой забитые в грунт по всему периметру котлована сваи, выполненные из дерева или металла.

Установка таких конструкций проводится в тех местах, где невозможно проводить работы по откосам.

Назначение сооружений – это защита котлована и жизни рабочих от обрушения грунта. Грунт надежно удерживается и не рушится при строительстве даже самых сложных объектов.

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.

Читайте также  СНИП освещение улиц и дорог

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:

  • строительство сооружений для очистки;
  • защита площадок для строительных работ от воды;
  • укрепление береговой линии рек и водоемов;
  • ограждение мест стенками с производственными отходами;
  • строительство плотин, мостов и причалов;
  • укрепление грунта с угрозой оползня.

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.

Применение свай и досок

Применение шпунтовых свай различно: ограждение гидрологических объектов, предохранение от поступления вод в зону проведения строительных работ и обеспечение сохранности сооружений и зданий.

В зависимости от сложности проведения работ подбирают подходящий материал для шпунтирования: дерево, металл или железобетон.

В котлованах, где есть вероятность проникновения грунтовых вод, устанавливают различные виды свай. Раньше строители применяли только деревянные ограждения, но современные технологии установки позволяют надежно держать грунт металлическими и бетонными ограждениями.

Сваи из дерева

Изделия из дерева и стали начали применяться раньше остальных материалов. Внешне конструкция напоминает деревянный частокол из бруса со шпунтовкой, и бревен. Иногда строители применяют толстые доски в сборной конструкции.

Монтаж деревянного ограждения производится путем забивания досок в грунт. Использование шпунтовых сооружений из дерева ложится большой экономической нагрузкой на строительную компанию.

Деревянные конструкции после проведенных работ практически невозможно извлечь из грунта не повредив поверхности.

Повторное использование такого изделия исключается пониженной сохранностью после использования.

Чем руководствоваться при выборе подходящей краски по дереву читайте по ссылке.

Сваи из железобетона

Сваи, выполненные из железобетонной конструкции, устанавливаются при помощи замков, герметизирующих всю конструкцию. Трапециевидные шпунты и пазы – составляющие элементов замка. Сваи при проведении установочных работ устанавливаются методом одна в другую.

Монтаж свай проводят с применением забивной техники с повышенной технической мощностью. Сваи из железобетонного материала не извлекают для повторной работы, так как они служат в качестве внешней оболочки фундамента.

Такие сваи чаще применяют при строительстве мостов и плотин. Транспортировка усугубляется появлением трещин на поверхности изделия. Длина таких изделий не превышает шестнадцати метров.

Шпунтовые опоры из стали

Материал из металла используют многократно, и, к тому же, он прост в перевозке и монтаже на новом объекте. Шпунтовые опоры из стали применяют в современном строительстве, руководствуясь рядом причин:

  1. Высокая прочность к механическим повреждениям.
  2. Удобная транспортировка и монтаж, по сравнению с железобетонными конструкциями.
  3. Многократное применение и удобное извлечение из почвы.
  4. Широкий выбор материалов из профиля, ориентированный по цене на различные виды объекта по сложности.
  5. Монтаж профилей проводится техникой с применением вибрационных и ударных технологий.

Устройство шпунтового ограждения котлована из труб

Шпунтовое ограждение котлована из труб производится на начальном этапе строительных работ в транспортном, жилищном или гидротехническом сооружении.

На начальном этапе работы котлован может осыпаться и повредить строителей и технику.

Предотвращение таких ситуаций успешно достигается техникой трубошпунта, состоящей из плотной стены, где скрепляющие элементы соединены между собой замками в пазах.

Проведение работ по ограждению котлована заключается в установке конструкции для опоры, это может быть корытообразный шпунт Ларсена или трубчатый шпунт.

Шпунт из труб имеет единственный недостаток, в котором он уступает шпунту Ларсена, — высокая стоимость на металлические изделия с повышенной массой, а в остальных показателях лучшей защиты котлована не найти.

Основные достоинства установки шпунтов из труб в котловане:

  • высокая устойчивость изделия позволяет использовать трубчатый шпунт как несъемную опалубку;
  • монтаж становится удобнее благодаря возможности дробить валуны и другие инородные тела внутри трубы;
  • устойчивость материала гораздо выше, чем у шпунта Ларсена;
  • наличие возможности устанавливать внутри трубы дополнительные балки и швеллеры;
  • Использованные трубы можно демонтировать и использовать в других строительных работах или продать на вторичном рынке.

Возможно вас заинтересует статья о том, как построить гараж своими руками.

Нормы в технологической карте и СНИП

Нормы ограждения шпунтовым методом прописаны в технологической карте.

Карта разработана на основе опыта строительства на подобных объектах с повторяющейся структурой зданий, сооружений с частями, а так же для зданий с унифицированными схемами по габаритам и типовыми конструкциями.

В ней освещаются основы качественного выполнения работы, пожарной и экологической безопасности и других важных моментов и вопросов, возникающих при проведении строительных работ повышенной сложности.

Карта разработана для бригадиров, производителей строительных работ и инженеров, занимающихся техническим аспектом в возведении шпунтовых сооружений.

Качество проводимых работ оценивается по СНИП – «строительным нормам и правилам», по которому можно ориентироваться и говорить о грамотности работ и возведения ограждения в котловане.

В нем отражены требования к пожарной и экологической безопасности работ и материально технической составляющей, которая обязательно должна быть направлена именно на норму, а не на отклонение от нее.

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:

  1. Давление грунта под опрокидыванием.
  2. Сила давления грунта по вертикали.
  3. Противодействие крутящемуся элементу.
  4. Выбранная глубина котлована.

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

  • М1 — основной момент опрокидывающей силы.
  • М2 — противодействие силе опрокидывания (удерживающий момент).
  • m — коэффициент условий работы (в общем порядке он равен 0,95, для слабых грунтов 0,7)
  • γ — коэффициент надежности (1,1 для территории, покрытой водой).

Основные моменты прочности можно вычислить, исходя из формулы:

  • М1 (опрокидывающий момент) = Еа*Са.
  • М2 (удерживающий момент) = Еn*Сn.
  • Еа и Еn – эпюрные равнодействующие давлений активного и пассивного типов; Са и Сn – равнодействующие плечи в отношении точки 0.

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

Пример расчета

Согласно расчетным данным для ограждений из шпунта с количеством ярусов, равному двум и более «ВСН 136-78», для песчаного грунта коэффициент активного бокового грунтового давления составляет 0,7, пассивного 1,42, расстояние от верха шпунта до низа слоя будет равно 9 м.

Для минимальной глубины шпунта 28,9 м эпюры боковых давлений составляют: активное 16,6 тс/м2, активное 23,8 тс/м2.

Установка и укрепление шпунта Ларсена

Шпунты Ларсена легко устанавливаются и скрепляются, но для монтажа потребуется помощь специальной техники. Перед началом установки нужно пригласить бригаду рабочих из троих, а лучше четырех человек, обученных навыкам проведения подобных работ.

При установке невозможно обойтись без вибропогружателя. Если вибропогружателя нет в наличии, допускается применение вибромолота. Это устройство, без которого не обходится ни одна работа по забиванию свай или укреплению забора.

Если финансовые возможности не позволяют приобрести такое полезное оборудование, можно взять его в аренду.

С помощью такого молотка шпунт погружается в землю. Благодаря резкому удару и технической силе пропадает необходимость пользования тяжелой техникой.

Шпунты устанавливаются последовательно, так, чтобы второй четко входил в паз к первому. При этом разворот нужен в радиусе 180 градусов по отношению к первой с образованием непрерывной конструкции.

Технология качественного вдавливания шпунта наиболее приемлемая техника установки. Она не наносит существенного вреда почве и близлежащим зданиям, чего не избежать с применением работы молотом.

Процесс погружения и выемки трубошпунта показан в видео ниже:

Источник: https://moistenki.ru/zabor/shpuntovoe-ograzhdenie-kotlovana.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: