Шпунт Ларсена: что это, как работает замок и где применяется

Шпунт Ларсена устроен как стальной профиль в форме корыта с особыми кромками-замками по краям. Погружённые в грунт один за другим, такие профили сцепляются замками в сплошную стену, которая держит и грунт, и воду. Стену называют шпунтовой, а профиль получил имя инженера Трюгве Ларсена, придумавшего конструкцию замка в начале прошлого века.

Шпунт нужен там, где котлован нельзя раскопать с откосами: в тесной городской застройке, у воды, рядом с фундаментами соседей. Вместо пологих откосов, съедающих площадь и объёмы земли, по контуру забивается вертикальная стальная стена, и работа идёт под её защитой.

Это массовый способ быстро получить водонепроницаемое подпорное сооружение, которое потом можно вытащить и использовать снова.

Кромки профиля закатаны в фигурные захваты: одна в форме крюка, а другая в форме обоймы. При погружении новая шпунтина заводится захватом в замок уже стоящей и скользит по нему вниз, как по направляющей. Получается шарнирное соединение, которое не разомкнуть поперёк, но можно собирать под небольшим углом, выводя стену по дуге или ломаной.

Сам по себе замок не герметичен, но зазор в нём узкий и извилистый. При первой фильтрации воду тормозят частицы грунта, которые забиваются в лабиринт замка и уплотняют его; в ответственных случаях замки дополнительно чеканят герметиком до погружения. Через недели стенка становится практически водонепроницаемой: котлованы у рек стоят сухими при уровне воды выше дна раскопки.

Прочность стены задаёт корытный профиль: чередующиеся волны работают как гофра, давая метру стенки момент сопротивления, сопоставимый с серьёзной балкой.

Российской классикой считаются профили Л4 и Л5, катаемые из низколегированных сталей.

Л5 мощнее: выше профиль, толще стенка, больше момент сопротивления, поэтому его берут на глубокие котлованы и большие пролёты между поясами крепления. Л4 легче и дешевле в погружении, его хватает на неглубокие ограждения. На рынке есть также импортные и аналоговые профили VL, Z-образные и трубошпунт для особо тяжёлых случаев. Под них считают отдельно.

Номер выбирает проектировщик: считается изгибающий момент от давления грунта и воды, отсюда требуемый момент сопротивления метра стенки, и лишь затем подбирают профиль и глубину забивки.

Список задач устоялся за сто лет:

• ограждение котлованов в городской застройке и у существующих зданий;
• набережные, причалы, пирсы, где шпунт остаётся в сооружении навсегда;
• защита от воды: перемычки, дамбы, противофильтрационные завесы;
• опоры и ростверки мостов, работы в руслах рек;
• коллекторы, камеры, насосные станции глубокого заложения;
• укрепление откосов и берегов, аварийная защита от оползней;
• подземные паркинги и заглублённые части зданий.

Общий признак: есть грунт или вода, которые надо удержать вертикально, и есть техника, способная погрузить профиль. В частном строительстве шпунт встречается редко: там его роль играют буросекущие сваи и бетон. А вот в инфраструктуре и промышленном строительстве это расходный инструмент отрасли.

Погружают шпунт тремя способами, и выбор диктует окружение площадки.

Вибропогружение считается основным методом: вибропогружатель на кране или экскаваторе раскачивает шпунтину высокочастотной вибрацией, и она уходит в грунт под собственным весом с пригрузом. Быстро, экономично, но вибрация передаётся соседним зданиям, и в плотной застройке её ограничивают.

Забивка молотом остаётся классикой для тяжёлых грунтов, где вибрации не хватает. Шумно и ударно, в городе почти запрещено.

Статическое вдавливание устроено так: установка упирается в уже погружённые шпунтины и вдавливает следующую домкратами, без ударов и вибрации. Единственный метод у аварийных зданий и метро; дороже и медленнее остальных.

Извлекают шпунт тем же вибропогружателем в режиме выдёргивания. Именно возможность извлечения делает шпунт оборотным материалом, и на этом строится его экономика.

Шпунтовая стенка в котловане служит временным сооружением: отработала год-полтора, пока строился подземный этаж, и извлечена. Металл при этом почти не страдает: коррозия за год в грунте съедает доли миллиметра, а толщина профиля составляет десять и больше.

Поэтому шпунт по 5-10 циклов ходит между объектами, и рынок б/у профилей Л5 по объёму сопоставим с рынком нового. Цена б/у ниже в полтора-два раза, и для временных ограждений это совершенно здравый выбор.

Что проверять у бывшего в работе шпунта. Во-первых, состояние замков. Главный износ там, а задиры и разрывы замка лишают стенку герметичности и сцепления. Во-вторых, прямизну: винтовые и мятые шпунтины не соберутся в стену. В-третьих, фактическую длину, потому что б/у профили часто резаны. Для постоянных сооружений вроде набережных берут новый металл с сертификатами: там шпунт остаётся в конструкции на десятилетия, и экономия на толщине замка неуместна. Похожая логика работает и с трубами, и мы разобрали её в статье про трубу б/у.

Раз шпунт оборотный, его и покупают, и арендуют: подрядчик берёт профили на срок котлована, платит помесячно и возвращает после извлечения. Для разового проекта аренда удобна: не приходится владеть сотнями тонн металла, которые после стройки надо где-то хранить и кому-то продавать.

Схема аренды с выкупом гибче: если шпунт решено оставить в грунте (так бывает, когда извлечение угрожает соседним фундаментам), арендованные профили выкупаются по остаточной цене. В договоре заранее фиксируются цена выкупа, нормы износа замков и ответственность за обрывы при извлечении.

Сравнивают аренду со ставкой за тонну в месяц и покупку б/у с последующей продажей. На коротких проектах до года чаще выигрывает аренда, а на длинных и с перспективой следующих объектов покупка. Мы работаем по обеим схемам, менеджер посчитает вилку под ваш срок.

Проект ограждения обязателен. Профиль, глубина забивки, пояса и распорки считаются от грунтов и глубины котлована. Самодеятельность здесь заканчивается заваленной стенкой.

Длина с запасом на анкеровку. Шпунтина держит за счёт части, заглублённой ниже дна котлована, обычно на треть-половину длины.

Логистика. Профили по 12-24 метра требуют длинномеров и площадки для разгрузки крана. Планируйте подъезд заранее.

Комплектность замков. При покупке б/у прогоните пробную пару: замки должны сходиться по всей длине от руки или лёгкой протяжкой.

Документы. Для постоянных сооружений нужны сертификаты на металл, а для аренды акты замеров длин и состояния замков при приёме-передаче, иначе споры об износе неизбежны.

Сколько служит шпунтовая стенка? Временная стоит на срок стройки, металл потом работает на следующих объектах. Постоянная, в набережной, служит 50 лет и больше: скорость коррозии в грунте и пресной воде невелика, а расчёт закладывает припуск на неё.

Можно ли наращивать шпунт по длине? Да, сваркой встык с накладками. Это штатная практика, когда нужна нестандартная длина. Стык варят до погружения.

Герметична ли стенка сразу после забивки? Нет, замки фильтруют первое время, пока не уплотнятся грунтом. Если вода критична сразу, замки чеканят герметиком заранее.

Из какой стали шпунт? Обычно из низколегированных марок с повышенным пределом текучести, потому что профиль работает на серьёзный изгиб. В сертификате марка указана, и для расчёта она важна не меньше номера профиля.

Шпунт Ларсена превращает сталь в многоразовую подпорную стену: корытный профиль даёт прочность, замок обеспечивает непрерывность и водонепроницаемость, а извлекаемость делает металл оборотным активом с рынком аренды и б/у. Л4 годится для лёгких и средних задач, Л5 нужен для глубоких котлованов, но выбор всегда за расчётом.

В разделе шпунта Ларсена у нас новые и б/у профили Л4, Л5 и VL длиной до 24 метров, продажа и аренда с выкупом, погрузка и доставка по Москве и регионам. Пришлите менеджеру параметры котлована или спецификацию проекта, и мы посчитаем тоннаж, сравним покупку с арендой и подберём профили с проверенными замками.