Шпунт Ларсена: технические характеристики и применение в гидротехническом строительстве
Шпунт Ларсена холодногнутый или горячекатаный профиль П-образного сечения с замковыми соединениями по кромкам. Используется для возведения вертикальных ограждающих конструкций, воспринимающих боковое давление грунта и грунтовых вод. Профили соединяются в непрерывную стенку, образуя водонепроницаемый барьер.
Основные типы профилей Л2, Л3, Л4, Л5, Л7, отличающиеся геометрическими параметрами и моментом сопротивления. Замковое соединение типа гнездо-кулачок обеспечивает плотное сцепление соседних элементов и допускает отклонение от вертикальной оси до 1015 без потери герметичности.
Конструктивные особенности и материалы
Шпунт Ларсена производится из низколегированных и углеродистых сталей марок С255, С345, С390, 16ХГ, 09Г2С. Толщина стенки варьируется от 8 до 24 мм, ширина профиля от 400 до 750 мм. Длина шпунтин достигает 24 м, при необходимости выполняется сварка элементов по длине с последующим контролем качества швов.
Замковые соединения классифицируются по типу:
- Z-образные замки для условий высоких гидростатических нагрузок;
- L-образные замки для стандартных ограждающих конструкций;
- S-образные замки для криволинейных ограждений с малым радиусом изгиба.
Профили поставляются с защитным покрытием или без него. Для агрессивных сред применяется горячее цинкование толщиной от 85 до 140 мкм, для временных сооружений допускается эксплуатация без антикоррозионной обработки.
Расчетные параметры и несущая способность
Момент сопротивления сечения шпунта Ларсена определяет допустимую глубину погружения и шаг распорных креплений. Для профиля Л5 момент сопротивления составляет от 1800 до 1950 см/м, для Л7 от 3500 до 3700 см/м. Предельный изгибающий момент рассчитывается с учетом класса стали и условий эксплуатации.
| Тип профиля | Ширина, мм | Высота, мм | Толщина стенки, мм | Момент сопротивления, см/м |
|---|---|---|---|---|
| Л2 | 400 | 100 | 8,5 | 400 |
| Л3 | 400 | 125 | 10,2 | 600 |
| Л4 | 400 | 155 | 12,5 | 1000 |
| Л5 | 500 | 180 | 14,0 | 1850 |
Технология погружения и оборудование
Монтаж шпунтовой стенки выполняется вибропогружателями с частотой от 20 до 40 Гц или дизель-молотами. Для плотных глинистых грунтов применяется подмыв грунта водой под давлением от 16 до 20 бар. В условиях вечномерзлых грунтов требуется предварительное оттаивание или бурение лидерных скважин.
Погружение шпунта Ларсена осуществляется в следующем порядке:
- разбивка оси ограждения и установка направляющих схваток;
- подача шпунтин к месту монтажа и строповка;
- заводка замка в паз ранее погруженного элемента;
- погружение вибропогружателем до проектной отметки;
- контроль вертикальности и герметичности замковых соединений.
Извлечение шпунта после завершения работ выполняется виброизвлекателями с усилием от 800 до 1200 кН. Повторное использование профилей допускается при отсутствии остаточных деформаций и повреждений замков.
Области применения
Шпунтовые ограждения применяются при строительстве гидротехнических сооружений, набережных, причальных стенок, доковых камер. В транспортном строительстве профили используются для укрепления откосов выемок, устройства подпорных стен и ограждений котлованов при прокладке тоннелей мелкого заложения.
В промышленном и гражданском строительстве шпунт Ларсена востребован при возведении заглубленных паркингов, насосных станций, очистных сооружений. Ограждение котлованов шпунтовыми стенками позволяет вести земляные работы ниже уровня грунтовых вод без водопонижения.
Дополнительные сферы применения:
- берегоукрепительные работы на реках и водохранилищах;
- противофильтрационные завесы на гидротехнических объектах;
- ограждения шламонакопителей и хвостохранилищ;
- устройство кессонов и опускных колодцев;
- временные ограждения при ремонте подземных коммуникаций.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какая длина шпунта Ларсена считается стандартной?
Стандартная длина шпунтин составляет от 6 до 24 м. При необходимости большей длины выполняется сварка профилей встык с усилением шва накладками. Сварные соединения проходят ультразвуковой контроль на герметичность.
Чем отличается шпунт Ларсена от трубчатого шпунта?
Шпунт Ларсена имеет П-образное сечение с замками по кромкам, что обеспечивает водонепроницаемость соединений. Трубчатый шпунт применяется для восприятия высоких вертикальных нагрузок, но требует дополнительных мер по герметизации стыков между трубами.
Допускается ли повторное использование шпунтовых профилей?
Повторное применение возможно после извлечения и дефектовки. Профили с остаточной деформацией более 2% от длины или поврежденными замками выбраковываются. Перед повторным монтажом выполняется правка и восстановление антикоррозионного покрытия.
Как обеспечивается водонепроницаемость замковых соединений?
Герметичность достигается за счет плотного прилегания кулачка к гнезду соседнего профиля. При высоких требованиях к водонепроницаемости замки заполняются бентонитовым шнуром или герметизирующей пастой перед погружением.
