Технология

Как и при погружении свай, погружение шпунта может осуществляться следующими методами:

· погружение шпунта с помощью забивки (ударным методом)

· использование метода вибрации

· метод вибровдавливания

· статическое вдавливание

· погружение шпунта с помощью предварительного бурения

Тот или иной способ погружения применим в разных случаях (существуют практические рекомендации по использованию различных методов в конкретных условиях).

Так, ударный способ уместен для любых грунтов; вибропогружение - в случае несвязных грунтов песчаного или супесчаного типа; вибровдавливание - для глинистых почв мягко- или текучепластичного типа, для текучих суглинков; а вдавливание - при погружении в глинистую почву текучего типа.

Используя вибрационный способ, шпунт погружают в грунт с помощью вибрации, которую создает специальная машина. Испытывая сильные колебания, свая преодолевает силу трения на своей боковой поверхности и сопротивление под своим острием, уходя в грунт на необходимую глубину.Вибрационный метод обычно используют при работе с водонасыщенными почвами.

Если грунт плотный и маловлажный, необходимо наличие лидирующих скважин.

Технология создания шпунтового ограждения заключается в следущем. Сначала вибропогружателями, дизель-молотами, ударными копровыми установками или другими специальными машинами в грунт погружают так называемые маячные сваи –шпунтины, располагаемые в характерных точках выработки (углы, сопряжения и т.п.) или через 6-9 м на прямых участках. К маячным сваям с обеих сторон крепят одну-две пары горизонтальных схваток, которых используются в качестве направляющего шаблона. Первая шпунтина при погружении входит в зацепление с маячной сваей, а каждая последующая –с предыдущей. После погружения всех шпунтин в случае необходимости направляющие кондукторы снимают, а вместо них устанавливаются двухсторонние схватки, обеспечивающие совместную работу верхней части шпунтин (особенно деревянных).

1-анкерная свая

2-оттяжка

3-маячная свая (опорная стойка)

4-направляющая свая

5-шпунтовое ограждение

После погружения шпунтовых свай забивают анкерные сваи, располагаемые на расстоянии более величины призмы обрушения грунта. Вдоль ряда шпунтовых свай к ним на сварке или болтах крепят металлический пояс из швеллеров или других прокатных профилей, к которым монтируют тяги, идущие от анкерных свай. (в случае если схема крпления-анкерная)

Металлические (стальные) шпунтины можно многократно забивать и извлекать из грунта. Они удобны для перевозки и в целом более рентабельны, нежели деревянные.При глубине котлованов более 6 м для крепления его может быть применен металлический шпунт, если позволяют грунты, т.е. если отсутствуют крупные твердые включения, мергелистые прослойки или другие значительные препятствия при забивке. Погружая в грунт металлический шпунт, нужно строго соблюдать вертикальное и направленное в плане положение первых шпунтин, а для последующих достаточно обеспечить направление в плане. В угловых сопряжениях котлована забивают угловые шпунтины, которые могут быть изготовлены с помощью сварки из нормальных профилей шпунта. Замыкающая шпунтина должна обладать упругой податливостью для того, чтобы позволять изменять положения замков. Нижние концы шпунтин должны быть обрезаны под углом 1:4. В грунтах, содержащих включения (камней, карчей), нижние концы шпунтин обрезаются перпендикулярно оси. Шпунтины не должны иметь выступающих частей, препятствующих забивке. Стыкование шпунтин по их длине допускается с применением накладок со сварными или болтовыми соединениями. Необходимо иметь в виду, что металлический шпунт используется многократно как инвентарь, т.е. с обязательным последующим извлечением. Поэтому при бетонировании фундамента нужно принимать меры, предотвращающие заклинивание шпунта бетоном или заполнение его замков цементным раствором (например, можно смазывать солидолом, обкладывать деревянными щитами или рубероидом и т.д.). Металлический шпунт можно забивать паровоздушными или дизельными молотами и вибропогружателями.

При выборе способа погружения стального шпунта предпочтение, как правило, следует отдавать вибропогружению как наиболее производительному и наименее опасному для повреждения шпунта способу. Забивку шпунта молотами одиночного действия следует применять в тех случаях, когда по тяжелым грунтовым условиям (гравийные грунты, гравелистые пески, твердые и глинистые полутвердые грунты и т.п.) вибропогружение становится неэффективным (скорость погружения менее 10 см/мин), а также для добивки шпунта после вибропогружателя или вибромолота, если последними не удалось достигнуть проектных отметок (за исключением случаев попадания шпунта на какое-либо препятствие, например, валун, топляк и т.д.).

При выборе оборудования следует, как правило, ориентироваться на погружение шпунта пакетами. Шпунт Z профиля погружается только пакетами. Увеличение количества шпунтин в пакете способствует увеличению производительности труда, снижает вероятность повреждения и чрезмерного отклонения шпунта от проектного положения.

Железобетонные шпунтины не извлекают для повторной забивки— их используют как составную часть (внешнюю оболочку), фундамента. Конструкции железобетонных шпунтин недостаточно совершенны. Их применяют главным образом в сооружениях по укреплению берегов и в строительстве мостов.

Деревянные шпунтины изготовляют из брусков, выбирая паз и гребень, или делают составными, сбитыми из досок на гвоздях. Ограждение из деревянного шпунта следует проектировать при глубине погружения в грунт в зависимости от его плотности до 6 м, если в грунте нет включений в виде камней, затонувших деревьев и т.п.
Для забивки деревянного шпунта применяют облегченные молоты (обычно дизель-молоты), которые подвешивают на копры или к стрелам кранов. Деревянный шпунт можно также забивать облегченными вибропогружателями. У деревянных шпунтин нижний конец заостряется на трех гранях с целью создания одностороннего клина, обеспечивающего постоянное поджатие шпунтины в сторну маячной сваи.

Погружение шпунта в сооружении следует, как правило, выполнять захватками, на которых предварительно полностью выставляется шпунт. Длина захваток назначается в зависимости от местных условий (производительности, длины направляющих, защищенности от волнения и т.д.) в пределах от 10 до 30 м.

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ШПУНТА (Основные методы)

Для извлечения шпунтовых свай применяют вибропогружатели с подрессорной пригрузкой, паровоздушные молоты двойного действия, вибромолоты и специальные, установки на базе гусеничных кранов.

1. Паровоздушные молоты двойного действия для извлечения шпунтовых свай устанавливают на них в опрокинутом положении; молоты жестко крепят к голове сваи стяжными болтами и тросом. Удары молота, направленные вверх, извлекают шпунтовую сваю из грунта, кран же, на котором подвешен молот, выбирает трос по мере извлечения ее.

Это пример паровоздушного молота не в опрокинутом положении. Паровоздушные молоты двойного действия. В молотах двойного действия сила пара или воздуха используется для подъема ударной части и удара по свае.

Ударной частью служит поршень с массивными штоками, двигающимися в корпусе от действия пара (сжатого воздуха), подаваемого поочередно в нижнюю и верхнюю часть цилиндра (рис. 211, б), или баба, которая укреплена на штоке поршня (рис. 211,6, в) и при подаче пара в нижнюю полость цилиндра поднимается вверх, а при подаче в верхнюю полость под действием собственного веса и давления пара опускается и наносит удар по свае.

Рис. 211. Схемы паровоздушных молотов двойного действия:
а - с бабой; б - с двусторонним штоком

· Вибропогружатели с подрессорной пригрузкой

Вибропогружатели, применяемые для извлечения шпунтовых свай, подвешивают на кранах. Грузоподъемность их должна учитывать усилия трения сваи о грунт- в процессе извлечения. Вибропогружатели используют для вибрирования свай с целью снижения усилий трения.

Вибропогружатель с помощью вибратора создает посредством дебалансов, направленные, действующие по продольной оси извлекаемого шпунта, высокочастотные колебания определенной частоты и амплитуды. Удар машины направлен вверх (я так пониаю, что кран поднимает вверх) и передается непосредственно извлекаемому шпунту, а вниз направлена только реакция пружин, которая изменяется плавно, по синусоиде, в то время как ударный импульс действует в малом промежутке времени и достигает значительной величины. Подрессорная плита в виде дополнительной стальной плиты, соединяется с вибратором с помощью пружин. При соответствующей упругости пружин и частоте собственных колебаний пригрузочной плиты установленный на ней электродвигатель изолируется от действия вибрации, благодаря чему обеспечиваются нормальные условия его работы и повышается его долговечность

3-сваи; 4-электродвигатель 5-пригрузочные плиты; 6-вибратор; 7-дебалансы; 8-наголовник; 9-пружины;