Сортамент шпунта Ларсена: Л4, Л5, VL, AU и GU

С уголком или швеллером всё просто: номер профиля — и вы знаете размеры и вес метра. Со шпунтом сложнее, потому что шпунтина работает не сама по себе, а в стенке. Замок сцепляет соседей, и нагрузку держит вся стена целиком.

Отсюда правило, которое переворачивает привычную логику: у шпунта важны характеристики не сваи, а погонного метра стенки. Свая может весить много, но если она перекрывает 750 мм стены вместо 400, то на квадратный метр ограждения металла уйдёт меньше.

Поэтому в нормальном сортаменте шпунта пять величин: монтажная ширина, масса погонного метра сваи, масса квадратного метра стенки, момент сопротивления метра стенки и момент инерции. Первые три — про деньги и логистику, вторые две — про расчёт.

Разберём их по порядку, а в конце сведём в одну таблицу, которой в открытом виде почти нигде нет.

Отечественная классика — корытные профили Л4, Л5, Л5-У и Л7 по ГОСТ 4781-85. Плюс плоский профиль ШП-1, который в стенке почти не используют: он для замкнутых ячеистых конструкций.

Тяжёлые профили той же линейки — Л5-У (113,7 кг на метр, 8,8 метра в тонне) и Л7 (144,3 кг на метр, 6,9 метра в тонне). Монтажную ширину у них уточняйте по сертификату: в открытых справочниках она публикуется противоречиво, а без неё не пересчитать массу квадратного метра стенки.

Строка «метров в тонне» полезнее, чем кажется. Шпунт продают на вес, а нужен он вам в метрах: сначала считается длина стены и глубина забивки, потом это переводится в тонны. Для Л5 запомнить легко — ровно десять метров в тонне, то есть шпунтина длиной 12 метров весит 1,2 тонны.

Здесь спотыкаются почти все, кто впервые считает шпунт по справочнику.

У Л4 в одних таблицах написано «ширина 400 мм», в других «436 мм», а в третьих ещё и «292 мм». Все три числа правильные, просто мерят разное.

436 мм — габаритная ширина профиля, от кромки до кромки. Это размер для транспорта: сколько места шпунтина занимает в пакете.

400 мм — монтажная ширина, расстояние между центрами замков. Ровно столько стены перекрывает одна свая, когда её завели в замок соседней. Только это число участвует в расчёте количества.

292 мм — ширина стенки корыта, размер плоской части профиля. Нужна конструктору, покупателю — нет.

Проверка простая: разделите массу метра сваи на массу квадратного метра стенки, и получите монтажную ширину в метрах. Для Л4: 74 ÷ 185 = 0,400 м. Для Л5: 100 ÷ 238 = 0,420 м. Если в чужой таблице это деление не сходится — таблица собрана из разных источников и ей верить нельзя.

Серия VL — современные корытные профили с монтажной шириной 500 и 600 мм, самая ходовая замена классике на российских объектах. Внутри серии профили различаются толщинами полки и стенки: VL 604, VL 605, VL 606 при одной ширине 600 мм отличаются массой и жёсткостью.

Буквы в конце обозначения — модификации по толщине: К толще базовой, А тоньше, Е и Z — варианты замка и геометрии. При заказе указывайте обозначение целиком: VL 605 и VL 605К — разные профили с разницей в массе метра около 4 %.

Европейские серии, которые чаще всего встречаются в проектах и на вторичном рынке. GU — ширина 600 мм, AU — 750 мм.

Цифра в обозначении — это примерно момент сопротивления, делённый на сто: у AU 20 он около 2000 см³/м, у AU 25 — около 2500. Удобная мнемоника, но не заменяет сверку с сертификатом: у AU 23 и AU 25 разница в моменте меньше, чем можно подумать по номерам.

У серии GU логика та же, ширина 600 мм. Есть подсерии на другую ширину — GU 16-400 и GU 18-400 сделаны под 400 мм, GU 12-500 и GU 15-500 — под 500. Цифра после дефиса и есть монтажная ширина, не пропустите её при пересчёте количества.

Откройте два сайта и посмотрите Л5. На одном будет 2 962 см³/м, на другом — 1 100–1 300, а на третьем вообще 309. Ошибки нет ни у кого: это три разные величины, которые все называют «моментом сопротивления».

Упругий момент сопротивления W — тот, что нужен в обычном расчёте по несущей способности. Это его печатают производители в паспортах профилей.

Пластический момент примерно на 12–15 % больше упругого. Его берут при расчёте по предельному состоянию с учётом пластики.

Статический момент S — совсем другая величина, нужна для проверки касательных напряжений. У Л5 она около 1 100 см³/м, и её регулярно печатают в графе «момент сопротивления» по невнимательности.

Есть и четвёртая причина расхождений, самая техничная. У корытного профиля половинки соседних свай соединены замком, который допускает проскальзывание. Полный момент сечения стенка развивает только тогда, когда замки обжаты грунтом или проварены. Поэтому в расчёт вводят понижающий коэффициент, и одна и та же стенка получает разный момент в зависимости от того, считают её сплошной или со свободными замками. Разница доходит до сорока процентов.

Практический вывод. Величину из интернета можно использовать для прикидки и сравнения профилей между собой. Расчётное значение берите из сертификата на конкретную партию и из проекта — там коэффициент условий работы уже учтён.

Теперь то, ради чего всё считалось. Шпунт покупают тоннами, а работает он моментом сопротивления. Значит, честное сравнение профилей — это отношение одного к другому: сколько кубических сантиметров момента даёт каждый килограмм стали на квадратном метре стенки.

Закономерность видна сразу: чем шире профиль, тем эффективнее металл. AU 20 при ширине 750 мм отдаёт 15,5 единиц момента на килограмм, Л4 при ширине 400 — 11,9. Разница около 30 %, и она превращается в деньги напрямую: на одну и ту же стену уйдёт на треть меньше тонн.

Причина простая. Момент сопротивления растёт от высоты профиля, а высоту широкому корыту дать легче: у него больше места для наклонных полок. Узкий профиль вынужден набирать жёсткость толщиной, а толщина — это масса.

Ровно поэтому Л4 и Л5, спроектированные в середине прошлого века, проигрывают современным сериям по расходу металла и держатся на рынке скорее наличием, привычкой проектировщиков и вторичным фондом, чем эффективностью.

Порядок действий, когда на руках есть проект.

Шаг 1. Возьмите из проекта требуемый момент сопротивления метра стенки. Это единственное число, которое обязано совпасть. Не тип профиля — именно момент: проектировщик пишет марку по тому, что было в его справочнике, а на складе может лежать другое с теми же характеристиками.

Шаг 2. Отберите профили, у которых W не меньше требуемого. По таблицам выше или по сертификатам поставщика.

Шаг 3. Посчитайте тоннаж каждого варианта. Длина стены ÷ монтажная ширина = число свай. Число свай × длина сваи × масса метра = тонны. Разница между вариантами обычно 15–30 %.

Шаг 4. Сравните не только металл. Широкий профиль — это меньше свай на ту же стену, а значит меньше циклов погружения и дешевле работа копра. На стене в 100 метров переход с Л4 на AU 20 экономит 117 погружений из 250.

Шаг 5. Согласуйте замену с проектировщиком. Формально любая замена профиля — изменение проекта. На практике это письмо и подпись, но без них замену не примет надзор.

И последнее: замки разных серий между собой чаще всего не стыкуются. Стену собирают из одного профиля либо через переходные элементы, которые нужно заказывать отдельно и заранее.

Длины. Прокатные длины шпунта — от 6 до 24 метров, ходовые 9, 12 и 14. Наращивать сваркой встык можно и это штатная практика, но стык варят до погружения и по технологии: шов приходится на зону изгиба.

Марки стали. ГОСТ 4781-85 предполагает низколегированные марки типа 16ХГ и Ст3сп; европейские серии катают из сталей S240GP, S270GP, S355GP — цифра это предел текучести в мегапаскалях. Для расчёта марка важна не меньше профиля: одна и та же геометрия из S240 и S355 держит разный момент.

Что смотреть у б/у. Шпунт извлекают и используют повторно, вторичный рынок в России большой, и цена вдвое ниже новой. Три вещи, которые решают:

• Замки. Прогоните пробную пару на всю длину. Замок должен идти от руки или лёгкой протяжкой. Забитый грунтом и деформированный замок на объекте не пойдёт, а править его дороже разницы в цене.
• Прямолинейность. Погнутая свая уводит стену, и дефект накапливается от сваи к свае.
• Толщина после коррозии. У профиля, отработавшего в грунте несколько лет, стенка может потерять миллиметр-полтора. Для временного ограждения это несущественно, для постоянного сооружения — повод замерить толщиномером.

Число выемок в описании («1–2 выемки») говорит, сколько раз шпунт уже забивали и вытаскивали. Три-четыре — предел для ответственных работ.

Какая ширина у шпунта Л5? Монтажная — 420 мм, именно столько стены перекрывает одна свая. Габаритная ширина профиля 466 мм, ширина стенки корыта 332 мм. В расчёте количества участвует только монтажная.

Сколько метров шпунта в тонне? Л4 — 13,5 метра, Л5 — ровно 10, Л5-У — 8,8, Л7 — 6,9. Для европейских серий: AU 16 — 11,6, AU 20 — 10,3, VL 605 — 12,2.

Чем Л5 отличается от Л5-У? Л5-У выше и тяжелее: высота 236 мм против 196, масса метра 113,7 кг против 100. Профиль реже бывает в наличии, а монтажную ширину под расчёт количества берите из сертификата на партию.

Можно ли заменить Л5 на VL или AU? Да, если момент сопротивления метра стенки не ниже проектного и замена согласована с проектировщиком. Обычно замена ещё и выгодна: современные профили дают ту же жёсткость меньшим весом.

Стыкуются ли замки разных серий? Как правило нет. Для смешанной стены нужны переходные элементы, их заказывают отдельно.

Почему у шпунта цена за тонну, а не за штуку? Потому что длина сваи задаётся проектом и меняется от объекта к объекту. Цена за тонну одинаково честна для сваи на 9 метров и на 14.

Сортамент шпунта читается по пяти числам: монтажная ширина, масса метра сваи, масса квадратного метра стенки, момент сопротивления и момент инерции. Первое число решает, сколько свай уйдёт на стену, второе и третье — сколько это тонн, четвёртое — выдержит ли стенка.

Главный практический вывод: сравнивайте профили по жёсткости на килограмм стенки. Широкие серии AU и VL дают на 20–30 % больше момента с той же тонны, чем классические Л4 и Л5, а значит на большой стене экономят и металл, и работу копра.

В разделе шпунта Ларсена у нас Л4, Л5 и Л5-УМ, серии VL 504–606 и GU, AU новые и б/у, с длинами до 24 метров, продажей и арендой. Пришлите требуемый момент сопротивления и длину стены — подберём профили, посчитаем тоннаж по каждому варианту и покажем разницу в деньгах.

Если сначала нужно разобраться в самой конструкции, посмотрите как работает замок и где применяют шпунтовую стенку.