Содержание
1. Терминологическая корректность: что называют «шпунтом» в строительстве
2. Классификация шпунтов: виды и типы
3. Шпунт Ларсена — самый популярный стальной тип
4. Материалы и нормативная база
5. Технологии монтажа шпунтовых ограждений
6. Области применения
7. Экономика и экология применения шпунта
8. Производители на рынке РФ
9. Сравнение шпунта с альтернативными методами крепления
10. Ключевой вывод для принятия решения
Заключение
2. Классификация шпунтов: виды и типы
3. Шпунт Ларсена — самый популярный стальной тип
4. Материалы и нормативная база
5. Технологии монтажа шпунтовых ограждений
6. Области применения
7. Экономика и экология применения шпунта
8. Производители на рынке РФ
9. Сравнение шпунта с альтернативными методами крепления
10. Ключевой вывод для принятия решения
Заключение
Ежегодно в России строятся сотни километров подземных коммуникаций, возводятся подземные паркинги, укрепляются берега. Практически любой глубокий котлован или строительство вплотную к существующим зданиям требует надежного ограждения стенок. Шпунт — одно из самых эффективных решений для этих задач.
Однако шпунт часто путают с рядовыми инвентарными крепями (типа «щиты + распорки») или необоснованно считают слишком дорогим. Нет понимания, когда шпунт необходим, а когда его применение избыточно и можно обойтись инвентарными крепями (например, SBH серий C-600 или C-750).
Однако шпунт часто путают с рядовыми инвентарными крепями (типа «щиты + распорки») или необоснованно считают слишком дорогим. Нет понимания, когда шпунт необходим, а когда его применение избыточно и можно обойтись инвентарными крепями (например, SBH серий C-600 или C-750).
1. Терминологическая корректность: что называют «шпунтом» в строительстве
Термин «шпунт» (от нем. Spund — «соединять в замок», «смыкать») изначально использовался в столярном деле и означает соединение досок по кромке «в шпунт» (шип-паз). В строительной практике этот термин закрепился за шпунтовыми сваями — элементами, соединяемыми в замок для создания сплошной вертикальной стены в грунте.
Шпунтовая стена — это ряд вертикальных элементов (свай), соединенных между собой боковыми замками, образующих сплошное ограждение, воспринимающее давление грунта и (или) воды. Сами элементы называются шпунтовыми сваями или шпунтами.
Нужно различать шпунт Ларсена как конкретный тип стального профиля и термин «шпунт» в более широком смысле (включая композитный, ПВХ, деревянный и железобетонный). Также важно не путать шпунтовое ограждение с инвентарными щитовыми крепями (SBH C‑250/300/600/750). Они решают схожие задачи, но имеют разную конструкцию, технологию монтажа и область применения.
Шпунтовая стена — это ряд вертикальных элементов (свай), соединенных между собой боковыми замками, образующих сплошное ограждение, воспринимающее давление грунта и (или) воды. Сами элементы называются шпунтовыми сваями или шпунтами.
Нужно различать шпунт Ларсена как конкретный тип стального профиля и термин «шпунт» в более широком смысле (включая композитный, ПВХ, деревянный и железобетонный). Также важно не путать шпунтовое ограждение с инвентарными щитовыми крепями (SBH C‑250/300/600/750). Они решают схожие задачи, но имеют разную конструкцию, технологию монтажа и область применения.
2. Классификация шпунтов: виды и типы
2.1. По материалу изготовления
Металлический (стальной) шпунт — самый распространенный вид. Основное преимущество — высокая несущая способность, водонепроницаемость (при герметизации замков), возможность многократного использования (извлечения после завершения работ).
Железобетонный шпунт используется реже из-за большого веса и сложности погружения. Применяется в основном для постоянных ограждений и причальных сооружений.
Деревянный шпунт — исторически первый тип шпунта. Сегодня применяется ограниченно — для временных причалов, укрепления берегов на малых реках.
Композитный и ПВХ-шпунт — современные полимерные материалы (стеклопластик, ПВХ). Легкие, не подвержены коррозии, долговечны. Главный недостаток — существенно более низкая несущая способность по сравнению со стальным аналогом.
Железобетонный шпунт используется реже из-за большого веса и сложности погружения. Применяется в основном для постоянных ограждений и причальных сооружений.
Деревянный шпунт — исторически первый тип шпунта. Сегодня применяется ограниченно — для временных причалов, укрепления берегов на малых реках.
Композитный и ПВХ-шпунт — современные полимерные материалы (стеклопластик, ПВХ). Легкие, не подвержены коррозии, долговечны. Главный недостаток — существенно более низкая несущая способность по сравнению со стальным аналогом.
2.2. По форме поперечного сечения (геометрии профиля)
3. Шпунт Ларсена — самый популярный стальной тип
3.1. История создания
В 1902 году главный государственный инженер немецкого города Бремен Трюгве Ларсен создал первый образец стальной шпунтовой сваи с U-образным профилем, который соединялся на заклепках. В 1906 году U-образный профиль был запатентован, а в 1910 году изобретатель получил полноценный патент.
Массовое производство шпунта началось в 1912 году, когда сталелитейный конгломерат Thyssen (ныне ThyssenKrupp) наладил горячую прокатку шпунта, сохранив название в честь изобретателя. С тех пор «шпунт Ларсена» стало нарицательным для любых профилированных шпунтовых свай с замками.
Массовое производство шпунта началось в 1912 году, когда сталелитейный конгломерат Thyssen (ныне ThyssenKrupp) наладил горячую прокатку шпунта, сохранив название в честь изобретателя. С тех пор «шпунт Ларсена» стало нарицательным для любых профилированных шпунтовых свай с замками.
3.2. Принцип работы замкового соединения
Конструкция замка. Каждая свая имеет на боковых гранях специальные профилированные выступы (замки), которые входят в зацепление с ответными пазами соседней сваи. Замки обеспечивают не только механическую связь элементов, но и водонепроницаемость стены (при использовании герметика — почти абсолютную).
Герметичность. Для повышения гидроизолирующей способности замки могут заполняться специальными герметизирующими составами (полимерными или битумными мастиками). Это делает шпунтовую стену практически непроницаемой для воды.
Устойчивость к нагрузкам. Замок передает изгибающие моменты и поперечные силы от одной сваи к другой, позволяя стене работать как единое целое. Этот принцип — ключевое отличие шпунтовой стены от инвентарной крепи, где нагрузка передается через распорки на противоположную стенку траншеи.
Герметичность. Для повышения гидроизолирующей способности замки могут заполняться специальными герметизирующими составами (полимерными или битумными мастиками). Это делает шпунтовую стену практически непроницаемой для воды.
Устойчивость к нагрузкам. Замок передает изгибающие моменты и поперечные силы от одной сваи к другой, позволяя стене работать как единое целое. Этот принцип — ключевое отличие шпунтовой стены от инвентарной крепи, где нагрузка передается через распорки на противоположную стенку траншеи.
4. Материалы и нормативная база
4.1. Марки стали и коррозионная стойкость
Углеродистые стали. Наиболее распространенные марки для шпунта — Ст3сп, Ст3пс (ГОСТ 380), а также конструкционные стали С235, С245, С255.
Высокопрочные стали. Для особо ответственных конструкций применяются стали С345, С355, С355-1 и С390.
Коррозионная защита. Сталь, легированная медью, устойчива к коррозии и агрессивным средам. Российский шпунт Л5-УМ выпускается из стали, легированной ванадием и медью, что повышает прочностные и антикоррозийные свойства.
Высокопрочные стали. Для особо ответственных конструкций применяются стали С345, С355, С355-1 и С390.
Коррозионная защита. Сталь, легированная медью, устойчива к коррозии и агрессивным средам. Российский шпунт Л5-УМ выпускается из стали, легированной ванадием и медью, что повышает прочностные и антикоррозийные свойства.
4.2. Нормативные документы (ГОСТы, ТУ)
Отдельного государственного стандарта на шпунт Ларсена не существует. Производители и поставщики ориентируются на ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай. Технические условия», где регламентируются:
- сортамент, габариты, поперечные сечения, вес;
- технические требования к производству и марки стали;
- правила приемки, методы испытаний, маркировка и хранение.
- ГОСТ 1497 — испытания на растяжение;
- ГОСТ 14019 — испытания на изгиб;
- ГОСТ 9454 — испытания на ударную вязкость.
- ГОСТ Р 57942-2017 — на композитный полимерный шпунт;
- ГОСТ Р 53629-2009 — на холодногнутые шпунтовые сваи.
5. Технологии монтажа шпунтовых ограждений
5.1. Вибропогружение — основной метод для стального шпунта
Принцип. Шпунтовые сваи внедряются в грунт под действием вибрации, создаваемой специальным вибропогружателем, навешиваемым на кран или экскаватор.
Преимущества метода:
Преимущества метода:
- Высокая скорость монтажа — десятки метров шпунтовой стены за смену.
- Эффективность на слабых и водонасыщенных грунтах. Вибрация разжижает грунт вокруг сваи, снижая сопротивление погружению.
- Универсальность. Подходит для большинства серий шпунта.
- Возможность извлечения (демонтажа) после завершения работ (для временных конструкций).
- Неэффективен на плотных сухих грунтах, в мерзлых грунтах и при наличии валунов.
- Вибрация может быть критична для рядом расположенных зданий (в стесненных городских условиях), исторических построек и зданий в аварийном состоянии.
- Шум. Вибропогружение создает уровень шума, недопустимый в ночное время в жилых зонах.
5.2. Статическое вдавливание (безударный метод)
Принцип. Шпунт погружается в грунт под действием постоянного статического усилия, создаваемого гидравлическими цилиндрами (силовой установкой). Шпунт зажимается захватом установки и с усилием вдавливается в грунт.
Преимущества:
Преимущества:
- Отсутствие вибрации и ударных нагрузок. Позволяет работать вплотную к историческим зданиям и на объектах с жесткими ограничениями по вибрации.
- Точность погружения. Контролируемое усилие позволяет выдерживать вертикальность и проектное положение.
- Эффективность в связных грунтах (глины, суглинки).
5.3. Комбинированные методы
Вибропогружение + добивка молотом — применяется для преодоления плотных прослоек после вибропогружения.
5.4. Организационно-технические требования (СП 80.13330.2016)
Требования к технике. Грузоподъемность крана или копра должна быть на 50% больше массы вибропогружателя и наголовника (или молота и направляющей стрелы).
Технология погружения. Последовательные поступательно-возвратные проходки от концов захватки к ее середине; недопогружение устраняется путем подъема на 0,5–0,8 м и повторного погружения.
Технология погружения. Последовательные поступательно-возвратные проходки от концов захватки к ее середине; недопогружение устраняется путем подъема на 0,5–0,8 м и повторного погружения.
6. Области применения
6.1. Устройство котлованов и траншей
Преимущество. Шпунтовое ограждение позволяет вести разработку с вертикальными стенками без откосов, что критически важно в стесненных условиях городской застройки.
Защита от грунтовых вод. Герметичные замки предотвращают поступление воды в котлован.
Сравнение с инвентарными крепями. Шпунт незаменим при глубинах более 8–10 м или при очень высоком УГВ, где камерные крепи SBH (C‑600, C‑750/790) уже неэффективны или их применение экономически неоправданно. Однако для большинства траншей глубиной до 6 м (где камерные крепи работают эффективно) шпунт избыточен и дорог.
Защита от грунтовых вод. Герметичные замки предотвращают поступление воды в котлован.
Сравнение с инвентарными крепями. Шпунт незаменим при глубинах более 8–10 м или при очень высоком УГВ, где камерные крепи SBH (C‑600, C‑750/790) уже неэффективны или их применение экономически неоправданно. Однако для большинства траншей глубиной до 6 м (где камерные крепи работают эффективно) шпунт избыточен и дорог.
6.2. Гидротехническое строительство
- Укрепление береговой линии. Шпунт Ларсена предотвращает размыв берегов и оползни.
- Строительство причалов и пирсов. Позволяет создавать набережные и причальные стенки.
- Возведение дамб и плотин. Замковая система обеспечивает водонепроницаемость, что критически важно для гидротехнических сооружений.
6.3. Защита от оползней и обрушения откосов
Удержание грунтовых масс от сползания при строительстве на склонах и в горной местности.
6.4. Возведение бункеров и складов сыпучих материалов
Шпунтовые стены выдерживают высокие распорные усилия от складируемых материалов.
7. Экономика и экология применения шпунта
7.1. Стоимость шпунта и тенденции рынка
Факторы цены: марка стали, тип профиля (U, Z), длина сваи (стандарт: от 6 до 24 м, предельные отклонения длины — ±200 мм).
Тренды. Отказ от неэкологичного деревянного шпунта, развитие композитных материалов для удешевления конструкций. Однако несущая способность композитного шпунта ниже стального.
Тренды. Отказ от неэкологичного деревянного шпунта, развитие композитных материалов для удешевления конструкций. Однако несущая способность композитного шпунта ниже стального.
7.2. Экономическая эффективность
Временные ограждения. Возможность извлечения и повторного использования (до 20–24 циклов) — главный фактор экономии. Однако каждая операция погружения и извлечения снижает ресурс замков.
Сравнение с альтернативами. Для средних глубин (4–7 м) инвентарные крепи SBH зачастую экономичнее шпунта за счет меньшей массы, более быстрого монтажа и отсутствия тяжелой техники (вибропогружателя).
Сравнение с альтернативами. Для средних глубин (4–7 м) инвентарные крепи SBH зачастую экономичнее шпунта за счет меньшей массы, более быстрого монтажа и отсутствия тяжелой техники (вибропогружателя).
7.3. Экологические аспекты
- Воздействие на окружающую среду. Стальной шпунт при испытаниях, хранении, транспортировке и эксплуатации не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.
- Утилизация. Стальной шпунт подлежит переработке как металлолом.
- Композитный шпунт. Более экологичен в производстве (не требует добычи руды), но его утилизация сложнее.
- Вибрация при монтаже. Возможное негативное воздействие на близлежащие здания и грунтовые воды — фактор, ограничивающий применение вибропогружения в городах.
8. Производители на рынке РФ
8.1. Российские производители
ЕВРАЗ НТММ (Нижнетагильский металлургический комбинат) — единственный в России производитель горячекатаного шпунта Ларсена. Выпускает шпунт типа Л5-УМ (корытный профиль, предназначенный для работы в сложных инженерно-геологических условиях). Мощность стана — 1 600 тыс. тонн металлопродукции в год. Производство осуществляется методом горячей прокатки.
Весной 2021 года ЕВРАЗ НТМК поставил более 6,9 тыс. тонн шпунта Ларсена Л5-УМ для возведения крупных объектов в северных регионах России. Шпунт производства ЕВРАЗ НТМК выдерживает до 10–15 циклов использования.
Весной 2021 года ЕВРАЗ НТМК поставил более 6,9 тыс. тонн шпунта Ларсена Л5-УМ для возведения крупных объектов в северных регионах России. Шпунт производства ЕВРАЗ НТМК выдерживает до 10–15 циклов использования.
8.2. Международные производители
ArcelorMittal (Люксембург) — один из крупнейших металлургических концернов в мире, выпускает широкую линейку шпунта. U-секции GU (мировая классика) и Z-секции AZ для высокой эффективности.
VÍTKOVICE STEEL (Чехия) — специализируется на выпуске U-профилей серии VL с оптимальным соотношением массы и несущей способности.
Nippon Steel (Япония) — один из технологических лидеров отрасли, отличается высокой точностью геометрии и качеством стали.
VÍTKOVICE STEEL (Чехия) — специализируется на выпуске U-профилей серии VL с оптимальным соотношением массы и несущей способности.
Nippon Steel (Япония) — один из технологических лидеров отрасли, отличается высокой точностью геометрии и качеством стали.
9. Сравнение шпунта с альтернативными методами крепления
10. Ключевой вывод для принятия решения
- Если глубина более 8 м или очень высокий уровень грунтовых вод — шпунт (скорее всего, единственно возможное решение).
- Если глубина до 4–6 м и трубы умеренного диаметра — инвентарные крепи SBH C‑600 или C-790 выигрывают по скорости и стоимости.
- Если глубина до 7–8 м с трубами большого диаметра (до 3 м) в стесненных городских условиях — инвентарные крепи с роликовой распоркой SBH C‑750 оптимальнее шпунта по вибрации и скорости монтажа.
- Если строительство идет на незастроенной территории, а глубина небольшая — откосы (самый дешевый метод).
Заключение
Шпунт — это зрелая, технологичная и незаменимая система для создания вертикальных ограждений в сложных грунтовых и гидрогеологических условиях. Однако его применение должно быть экономически обоснованным.
Рекомендация: Не выбирать шпунт «на всякий случай». Для 70–80% стандартных траншейных работ (глубина до 6 м, трубы до 1,5 м, сухие или умеренно влажные грунты) инвентарные крепи SBH быстрее, дешевле и безопаснее (нет тяжелой вибротехники). Доверьте выбор специалистам, которые проведут технико-экономическое сравнение.
Компания «Крепи.Про» предлагает в аренду полный спектр инвентарных траншейных крепей SBH — от легких алюминиевых серии C-250 до систем с роликовыми распорками C-750/790. Мы также оказываем услуги по инженерному подбору, разработке паспорта крепления и шеф-монтажу на объекте.
Не знаете, что выбрать — шпунт или инвентарную крепь? Получите бесплатную консультацию и индивидуальный расчет стоимости, заполнив форму на сайте.
Рекомендация: Не выбирать шпунт «на всякий случай». Для 70–80% стандартных траншейных работ (глубина до 6 м, трубы до 1,5 м, сухие или умеренно влажные грунты) инвентарные крепи SBH быстрее, дешевле и безопаснее (нет тяжелой вибротехники). Доверьте выбор специалистам, которые проведут технико-экономическое сравнение.
Компания «Крепи.Про» предлагает в аренду полный спектр инвентарных траншейных крепей SBH — от легких алюминиевых серии C-250 до систем с роликовыми распорками C-750/790. Мы также оказываем услуги по инженерному подбору, разработке паспорта крепления и шеф-монтажу на объекте.
Не знаете, что выбрать — шпунт или инвентарную крепь? Получите бесплатную консультацию и индивидуальный расчет стоимости, заполнив форму на сайте.
Александр Живайкин
Руководитель компании Крепи.Про.
