Шпунт Ларсена: что это, как работает замок и где применяется

Шпунт Ларсена – стальной профиль в форме корыта с особыми кромками-замками по краям. Погружённые в грунт один за другим, такие профили сцепляются замками в сплошную стену, которая держит и грунт, и воду. Стену называют шпунтовой, а сам профиль – по имени инженера Трюгве Ларсена, придумавшего конструкцию замка в начале прошлого века.

Задача шпунта – там, где котлован нельзя раскопать с откосами: в тесной городской застройке, у воды, рядом с фундаментами соседей. Вместо пологих откосов, съедающих площадь и объёмы земли, по контуру забивается вертикальная стальная стена, и работа идёт под её защитой.

По сути это единственный массовый способ быстро получить водонепроницаемое подпорное сооружение, которое потом можно вытащить и использовать снова.

Кромки профиля закатаны в фигурные захваты: одна в форме крюка, другая – в форме обоймы. При погружении новая шпунтина заводится захватом в замок уже стоящей и скользит по нему вниз, как по направляющей. Получается шарнирное соединение, которое не разомкнуть поперёк, но можно собирать под небольшим углом, выводя стену по дуге или ломаной.

Водонепроницаемость замка – отдельная умная деталь. Сам по себе замок не герметичен, но зазор в нём узкий и извилистый. При первой фильтрации воду тормозят частицы грунта, которые забиваются в лабиринт замка и уплотняют его; в ответственных случаях замки дополнительно чеканят герметиком до погружения. Через недели стенка становится практически водонепроницаемой – котлованы у рек стоят сухими при уровне воды выше дна раскопки.

Прочность стены задаёт корытный профиль: чередующиеся волны работают как гофра, давая метру стенки момент сопротивления, сопоставимый с серьёзной балкой.

Российская классика – профили Л4 и Л5, катаемые из низколегированных сталей.

Л5 мощнее: выше профиль, толще стенка, больше момент сопротивления – его берут на глубокие котлованы и большие пролёты между поясами крепления. Л4 легче и дешевле в погружении, его хватает на неглубокие ограждения. Кроме классики на рынке живут импортные и аналоговые профили VL, Z-образные и трубошпунт для особо тяжёлых случаев – под них считают отдельно.

Выбор номера – задача проектировщика: считается изгибающий момент от давления грунта и воды, отсюда требуемый момент сопротивления метра стенки, и лишь затем – профиль и глубина забивки.

Список задач устоялся за сто лет:

• ограждение котлованов в городской застройке и у существующих зданий;
• набережные, причалы, пирсы – шпунт остаётся в сооружении навсегда;
• защита от воды: перемычки, дамбы, противофильтрационные завесы;
• опоры и ростверки мостов, работы в руслах рек;
• коллекторы, камеры, насосные станции глубокого заложения;
• укрепление откосов и берегов, аварийная защита от оползней;
• подземные паркинги и заглублённые части зданий.

Общий признак: есть грунт или вода, которые надо удержать вертикально, и есть техника, способная погрузить профиль. В частном строительстве шпунт встречается редко – там его роль играют буросекущие сваи и бетон, а вот в инфраструктуре и промышленном строительстве это расходный инструмент отрасли.

Погружают шпунт тремя способами, и выбор диктует не прораб, а окружение площадки.

Вибропогружение – основной метод: вибропогружатель на кране или экскаваторе раскачивает шпунтину высокочастотной вибрацией, и она уходит в грунт под собственным весом с пригрузом. Быстро, экономично, но вибрация передаётся соседним зданиям, и в плотной застройке её ограничивают.

Забивка молотом – классика для тяжёлых грунтов, где вибрации не хватает. Шумно и ударно, в городе почти запрещено.

Статическое вдавливание – установка упирается в уже погружённые шпунтины и вдавливает следующую домкратами, без ударов и вибрации. Единственный метод у аварийных зданий и метро; дороже и медленнее остальных.

Извлекают шпунт тем же вибропогружателем в режиме выдёргивания. Именно возможность извлечения делает шпунт оборотным материалом, и это ключ к его экономике.

Шпунтовая стенка в котловане – сооружение временное: отработала год-полтора, пока строился подземный этаж, и извлечена. Металл при этом почти не страдает: коррозия за год в грунте съедает доли миллиметра, а толщина профиля – десять и больше.

Поэтому шпунт по 5–10 циклов ходит между объектами, и рынок б/у профилей по объёму сопоставим с рынком нового. Цена б/у ниже в полтора-два раза, и для временных ограждений это совершенно здравый выбор.

Что проверять у бывшего в работе шпунта: состояние замков – главный износ там, задиры и разрывы замка лишают стенку герметичности и сцепления; прямизну – винтовые и мятые шпунтины не соберутся в стену; фактическую длину – б/у профили часто резаны. Для постоянных сооружений вроде набережных берут новый металл с сертификатами: там шпунт остаётся в конструкции на десятилетия, и экономия на толщине замка неуместна. Похожая логика работает и с трубами – мы разобрали её в статье про трубу б/у.

Раз шпунт оборотный, его не только покупают, но и арендуют: подрядчик берёт профили на срок котлована, платит помесячно и возвращает после извлечения. Для разового проекта аренда снимает главную боль – зачем владеть сотнями тонн металла, которые после стройки надо где-то хранить и кому-то продавать.

Схема аренды с выкупом гибче: если шпунт решено оставить в грунте – так бывает, когда извлечение угрожает соседним фундаментам, – арендованные профили выкупаются по остаточной цене. В договоре заранее фиксируются цена выкупа, нормы износа замков и ответственность за обрывы при извлечении.

Что выгоднее – считается просто: аренда со ставкой за тонну в месяц против покупки б/у с последующей продажей. На коротких проектах до года чаще выигрывает аренда, на длинных и с перспективой следующих объектов – покупка. Мы работаем по обеим схемам, менеджер посчитает вилку под ваш срок.

Пять пунктов, которые экономят деньги и нервы на шпунтовом проекте.

Проект ограждения обязателен. Профиль, глубина забивки, пояса и распорки считаются от грунтов и глубины котлована. Самодеятельность здесь заканчивается заваленной стенкой.

Длина с запасом на анкеровку. Шпунтина держит не тем, что торчит, а тем, что заглублена ниже дна котлована – обычно на треть-половину своей длины.

Логистика. Профили по 12–24 метра требуют длинномеров и площадки для разгрузки крана. Планируйте подъезд заранее.

Комплектность замков. При покупке б/у прогоните пробную пару: замки должны сходиться по всей длине от руки или лёгкой протяжкой.

Документы. Для постоянных сооружений – сертификаты на металл, для аренды – акты замеров длин и состояния замков при приёме-передаче, иначе споры об износе неизбежны.

Сколько служит шпунтовая стенка? Временная – на срок стройки, металл потом работает на следующих объектах. Постоянная, в набережной – 50 лет и больше: скорость коррозии в грунте и пресной воде невелика, а расчёт закладывает припуск на неё.

Можно ли наращивать шпунт по длине? Да, сваркой встык с накладками – штатная практика, когда нужна нестандартная длина. Стык варят до погружения.

Герметична ли стенка сразу после забивки? Нет, замки фильтруют первое время, пока не уплотнятся грунтом. Если вода критична сразу, замки чеканят герметиком заранее.

Из какой стали шпунт? Обычно низколегированные марки с повышенным пределом текучести – профиль работает на серьёзный изгиб. В сертификате марка указана, и для расчёта она важна не меньше номера профиля.

Шпунт Ларсена – это сталь, превращённая в многоразовую подпорную стену: корытный профиль даёт прочность, замок – непрерывность и водонепроницаемость, а извлекаемость делает металл оборотным активом с рынком аренды и б/у. Л4 – для лёгких и средних задач, Л5 – для глубоких котлованов, выбор всегда за расчётом.

В разделе шпунта Ларсена у нас новые и б/у профили Л4, Л5 и VL длиной до 24 метров, продажа и аренда с выкупом, погрузка и доставка по Москве и регионам. Пришлите менеджеру параметры котлована или спецификацию проекта – посчитаем тоннаж, сравним покупку с арендой и подберём профили с проверенными замками.