Виды и конструкции шпунтовых свай
05.04.11 18:53

В условиях строительства на площадках с высоким стоянием грунтовых вод или на акваториях требуются водонепроницаемые ограждения котлованов.

Более распространено устройство водонепроницаемых огражде­нии забивкой сплошных рядов специальных шпунтовых свай. Для создания водонепроницаемости такие шпунтовые сваи с одной сто­роны конструируют с гребнем, а с противоположной - с соответст­вующим пазом. При забивке сплошных рядов гребень одной шпун­товой сваи входит в паз другой и таким образом создается наибо­лее плотное примыкание.

Первоначально применялись деревянные шпунтовые огражде­ния, в последние же годы во многих случаях устраивают огражде­ния из стальных или железобетонных шпунтовых свай.

Выбор материала для изготовления шпун­товых свай зависит от ряда условий. Заби­тые деревянные шпунтовые ограждения, когда надобность в них отпадает, почти не­возможно извлечь из грунта без значитель­ных поломок, т. е. повторное использование деревянных шпунтин практически исключе­но.

Металлические (стальные) шпунтовые сваи можно многократно забивать и извле­кать из грунта, они инвентарны, удобны для перевозки и, в конечном счете, более рента­бельны, чем деревянные.

Железобетонные шпунтовые сваи, как правило, не извлекают для повторной забив­ки, а используют как составную часть (внеш­нюю оболочку) фундамента.

Различные виды шпунтовых свай показа­ны на рис. 5.1 и 5.2. Деревянные шпунтовые сваи изготовляют из брусков, выбирая паз и гребець, или же делают составными, сбиты­ми из досок на гвоздях.

Конструкции железобетонных шпунто­вых свай разработаны недостаточно, Желе­зобетонные   шпунтовые   сваи    применяют



Рис.     5.1.     Деревянная шпунтовая свая:
а - вид    со   стороны   паза; б - вид сбоку;  в - вид со стороны гребня

главным образом при строительстве набережных, в сооружениях по укреплению берегов и в строительстве мостов. В плане железобе­тонные шпунтовые сваи имеют прямоугольную форму, с трапецие­видными пазом и гребнем.

Длина железобетонных шпунтовых свай, как правило, не превышает 15 м. При большей длине во время тран­спортировки могут образоваться трещины.

Рис. 5.2. Поперечные сечения деревянных шпунтовых свай:
/ - шпунтина, изготовленная из бруса, с прямоугольными пазом и гребнем; // - то же, с треугольными пазом и гребнем; /// - то же, из досок

Стержни продольной арматуры (рис. 5.3) располагают во всех углах сечения и по сторонам сваи. Так как продольную арматуру приходится вводить в гребни и пазы, применение спиральной об­мотки становится затруднительным. Поэтому в железобетонных шпунтовых сваях в качестве поперечной арматуры устанавливают хомуты из тонкой арматурной стали или проволоки.


Рис. 5.3. Поперечные, сечения железобетонных шпунто­вых свай:
а - для меньшей высоты ограждения; б - то же, для большей высоты

Более распространены стальные шпунтовые ограждения. Обычно стальной шпунт прокатывают трех различных про­филей: плоский, «корытный» и типа «Ларсен». Выбор типа шпун­та определяется, в основном, глубиной ограждаемого котлована. Чем глубже котлован, тем больше должен быть момент инерции сечения шпунта.

В табл. 5.1 указан сортамент стального шпунта плоского и коробчатого по ГОСТ 4781-55 и коробчатого типа «Ларсен» по техническим условиям ЧМТУ 5154-55.


Рис. 5.4. Основные схемы для расчета шпунтовых стенок:
а - для заанкеренной шпунтовой стенки; б - для свободностоящей шпунтовой стенки

Шпунтовые ограждения по конструкции представляют собой тонкие подпорные стенки, устойчивость которых обеспечивается глубокой заделкой в грунт.

Различают три разновидности шпунтовых стенок: свободностоящие, подкосные и анкерные. Устойчивость свободностоящей стенки обеспечивается   только глубиной заделки   (рис. 5.4, б) подкосной или анкерной стенки, кроме заделки в грунт, действием анкеров V или подкосов. Поэтому глубина заделки таких стенок может быть меньшая (рис. 5. 4, а).

Анкерное крепление шпунтовых стенок удобнее подкосного ввиду того, что оно не загромождает котлован и не мешает рабо­тать в нем.

Глубину заделки шпунтовых стенок определяют расчетом на устойчивость, а размеры сечения - расчетом на изгиб. Ввиду того, что шпунтовые стенки являются временными сооружениями, рас­чет их по второму предельному состоянию - по деформациям - не производится.

Величины активного давления (распора) и пассивного сопро­тивления (отпора) грунта можно определять различными метода­ми. Обычно, учитывая временность шпунтового сооружения, значения распора и отпора грунта принимают по формулам Кулона, а расчеты на изгиб ведут по упрощенным схемам.