Погружение или забивка шпунта в грунт

Возведение шпунтового ограждения – важный этап строительного процесса. Шпунтовая стенка, состоящая из металлических свай, используется для удержания грунта, усиления траншей и котлованов и недопущения их затопления, для берегоукрепления и предотвращения осыпания склонов. Забивка шпунта перед началом строительных работ помогает сделать дальнейшую работу безопасной для рабочих строительных площадок и техники, находящейся на ней. Это также ускоряет и упрощает процесс последующего возведения объекта.

Шпунт – длинная металлическая свая, обладающая большими габаритами и не менее бо́льшим весом. Учитывая его характеристики, для погружения шпунта в грунт необходима специализированная техника. Машины различаются в зависимости от выбранного способа погружения и обладают определенным рядом требований. Это могут быть механические, воздушные, гидравлические и дизельные молоты; вибрационные машины различной частоты, вдавливающие системы.

Существует три основных способа погружения (забивки) шпунта в грунт: ударный способ (забивка шпунта), вибрационный способ (вибропогружение шпунта) и способ статического вдавливания (вдавливание шпунта). Как видно выше, забивка – один из способов погружения шпунта, хотя часто сам процесс погружения, неважно каким способом, называют забивкой. Поэтому важно отличать «погружение» от «забивки» и знать о всех трех способах установки шпунтового ограждения.

Каждый метод обладает как рядом преимуществ, так и определенными недостатками. Рассмотрим каждый способ детальнее.

Начнем с «предка» всех методов погружения – ударного способа или забивки шпунта. Этот способ считается первым из существующих, используемым еще с начала ХХ века после изобретения самой шпунтовой сваи.

Ударный метод отличается своей относительной доступностью и простотой монтажа оборудования в сравнении с остальными двумя методами. Используется при необходимости погружения металлических свай в песок, гравий, связанный грунт и другие виды почв. В качестве применяемой техники выступают механические, воздушные, гидравлические и дизельные молоты. Они также дифференцируются по массе, высоте сброса и частоте совершаемых ударов.

Несмотря на дешевизну и простоту метода, ему присущи и определенные недостатки. Во-первых, ударный способ отличается сильной энергозатратностью. Во-вторых, постоянные удары сопровождаются шумом, который способен приносить дискомфорт жителям близлежащих зданий и самим строителям. Именно поэтому использование данного метода не рекомендуется в густонаселенных местностях и спальных районах. К тому же, помимо шумового воздействия, данный метод обладает и способностью негативно влиять на рядом стоящие объекты, приводя к их обрушениям и повреждениям. Следовательно, работы вблизи или на территории исторических объектов, памятников всемирного наследия, архитектурных достопримечательностей осуществляться не могут.  В-третьих, постоянное ударное воздействие уплотняет почву – и в конце концов шпунт просто перестает идти вниз. В таком случае необходимо прибегать к лидерному бурению грунта, чтобы впоследствии продолжить работы и погрузить шпунтовую сваю на бо́льшую глубину. Ударный способ также сопряжен с некоторыми рисками повреждения материала: если при забивке шпунт наткнется на какое-либо препятствие, может произойти деформация сваи.

Чем характеризуется процесс погружения шпунта ударным способом? На выбранный молот надевается специальный наголовник с лепестковым захватом. Забивка происходит в результате передачи на шпунт ударной и взрывной энергий. При этом, если грунт слишком плотный, заранее производится лидерное бурение, чтобы предотвратить уплотнение почвы или деформацию материала. Отличие забивки шпунта от забивки обычных свай в том, что происходит погружение шпунта стыковкой «в замок», поэтому работы должны проходить максимально осторожно, чтобы не допустить повреждения конструкции в связи со смещением центрирования или слишком сильными ударными воздействиями.

Еще один метод погружения шпунта для последующего ограждения котлована – вибрационный метод или вибропогружение. Современный, достаточно дорогой метод, который используется в средних по плотности грунтах (особенно – в песчаных водонасыщенных) и требует высокой квалификации специалистов и сложного оборудования. При таком способе используются вибрационные машины различной частоты, которые отличаются меньшей энергозатратностью, чем ударные молоты. Одно из основных преимуществ – отсутствие сильного физического воздействия на шпунт, что предотвращает его перекашивание или деформацию. Благодаря этому появляется возможность относительно легко изъять шпунт из грунта и использовать его в других инженерных проектах, как только в нем будет отсутствовать необходимость. Метод отличается высокой эффективностью и точностью погружения. Он также характеризуется меньшим вибрационным и шумовым воздействием. Поэтому его часто применяют в тех случаях, когда забивка шпунта невозможна.

Несмотря на очевидные преимущества, вибрационный метод обладает и недостатками. Вибрация, передаваемая через почву, может оказывать негативное влияние на окружающие котлован сооружения и даже приводить к их разрушению, поэтому применение вибрационных машин не рекомендуется вблизи метрополитена, трубопроводов и иных подземных сооружений.

Что отличает вибрационный способ как метод погружения шпунта? По количеству оборотов в минуту вибрационные машины делятся на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Самый оптимальный вариант – отдавать предпочтение вибромашинам такой частоты, которая наиболее подходит для погружения шпунта в данный тип грунта. За счет частотных колебаний техники плотность и сопротивляемость грунта вокруг сваи постепенно снижается и шпунт под весом погружателя уходит на заданную глубину. Скорость погружения может быть разной: она зависит от разницы значений сопротивления почвы и мощности вибрационного воздействия, оказываемого техникой. Если в какой-то момент шпунт не может идти дальше в связи с слишком высокой плотностью почвы, выполняется лидерное бурение.

Последним и самым прогрессивным методом принято считать способ статического вдавливания или вдавливание шпунта. Из-за отсутствия как вибрационного, так и ударного воздействия на грунт, является самым безопасным для окружающих объектов. Это позволяет применять статическое вдавливание при погружении шпунта в условиях плотной или ветхой застройки, вблизи архитектурных сооружений высокой ценности, на территории исторических памятников и объектов наследия. Безопасно осуществлять такие работы и вблизи трубопроводов, метрополитена и других подземных сооружений. К тому же, метод отличается достаточной бесшумностью, что также является неоспоримым плюсом.

Однако и здесь без недостатков не обошлось: метод статического вдавливания отличается меньшей производительностью в сравнении с ударным и вибрационным методами. Сверхмощные установки, необходимые для данного метода, обычно очень громоздки и требуют высокой квалификации работающих с ними специалистов. Данный метод также является самым дорогим из перечисленных.

Как происходит статическое вдавливание? Вдавливающие системы оказывают на шпунт воздействие от тысячи до нескольких десятков тысяч кг. Под давлением этого веса шпунт постепенно опускается на нужную глубину. При этом, если работы производятся в плотных почвах, необходимость в лидерном бурении грунта сохраняется.

Все три метода погружения шпунта для ограждения и укрепления котлована обладают как достоинствами, так и недостатками. Выбор в пользу определенного способа зависит от многих факторов, в которых не последнюю роль играют тип почвы, а также производственные и финансовые возможности проекта.

Звоните для получения бесплатной консультации от специалистов компании АВМ инжиниринг с 10-летним опытом работы в шпунтовой сфере. Сотрудники предложат Вам самые оптимальные варианты, подберут шпунт, технику и поспособствуют дальнейшему процессу строительно-монтажных работ специально под Ваши задачи. Свяжитесь с нами через электронную почту – и мы вышлем Вам коммерческое предложение с наилучшими условиями. Вы также можете оставить заявку на сайте – в таком случае сотрудник АВМ инжиниринг сам свяжется с Вами.

    Получите коммерческое предложение в 1 клик

    Оставьте заявку - мы свяжемся с Вами в ближайшее время, чтобы выслать коммерческое предложение и ответить на Ваши вопросы