Шпунт Ларсена представляет собой металлическую сваю со специальными пазами (замками) по краям, позволяющими герметично соединять соседние шпунты между собой. Изобретён он более века назад и активно используется с тех пор в строительстве мостов, причалов и других гидросооружений. Благодаря своей способности создавать практически герметичные ограждения шпунт применяется для укрепления берегов водоемов и защиты строительных котлованов от затопления и оползания грунта.

Конструкция и применение шпунта Ларсена

Конструктивно шпунт Ларсена представляет собой длинную стальную сваю, способную погружаться в землю на глубину более 34 метров. Полезная ширина отдельных элементов составляет от 40 до 79 см (в зависимости от производителя и назначения). Вес в пересчете на квадратный метр готовой конструкции может составлять от 76 до 230 кг (погонный вес, а также вес отдельных свай высчитывается из их полезной ширины и длины).

На территории СНГ основным производственным материалом является сталь СТ3КП, заграничные аналоги изготавливаются из сталей S270GP и S430GP. В зависимости от выбранного материала, профиля сваи и толщины стенки прочность готовой конструкции колеблется от 77 до 870 кНм/м.

Наибольшее распространение получил корытообразный U-профиль, но существуют также профили S, L, Z и Ω, применение которых также может обуславливаться особенностями почвы. Поскольку классический U-профиль позволяет строить только прямую стену (или с большим радиусом изгиба), применяются специальные поворотные элементы, позволяющие делать резкие изгибы конструкции под разными углами. Погружаются они аналогично шпунту и обладают теми же прочностными характеристиками.

Основные сферы применения шпунта Ларсена:
• укрепление береговых линий рек и водоёмов;
• строительство мостовых опор и других гидросооружений;
• разработка котлованов при строительных работах;
• ограждение площадок от оползней и неглубоких грунтовых вод.

Главная особенность ограждений из шпунта Ларсена – практически полная герметичность. Это позволяет создать на воде замкнутое кольцо, из которого возможно откачать всю воду и проводить строительные работы на дне в обычном режиме. Для улучшения характеристик ограждения может применяться герметик, позволяющий отказаться от непрерывной откачки проникающей через стыки воды.

Особенности монтажа

Отдельные сваи U-профиля при установке поворачиваются на 180°. После фиксирования замочных пазов они удерживаются достаточно прочно, но свободно перемещаются при этом в продольном направлении (иногда применяется смазка). Некоторые профили имеют несимметричные пазы, что позволяет ориентировать все элементы одинаково.

При установке отдельные сваи могут погружаться по очереди, стыкуясь замок в замок, или же устанавливаться наборными секциями из 3-7 штук (в зависимости от характеристик грунта, способа погружения и возможностей используемого оборудования). При секционном монтаже сборка секций осуществляется в горизонтальном положении на поверхности. После этого готовая конструкция с помощью грузоподъёмного оборудования переносится на место установки и фиксируется в вертикальном положении.

Существует 3 способа монтажа шпунта Ларсена:
1. Вибропогружение (самый распространенный способ).
2. Статическое вдавливание.
3. Забивка дизельным или гидравлическим молотом.

Способ погружения выбирается с учетом состояния грунта, а также наличия рядом конструкций, которые могут пострадать от сильной вибрации. Сначала забивается пробная свая, в процессе чего проводятся измерения вибрации и смещений грунта на разных расстояниях.

Перед началом монтажных работ производится обязательное обследование всех зданий, находящихся в пределах 20 метров. С особой осторожностью строительство ограждений ведётся при наличии в указанных пределах ветхих строений. Непрерывно производится контроль их состояния (фиксируется появление и расширение трещин), контролируется перемещение почвы.

Чтобы ограничить воздействие на грунт и окружающие постройки, применяется ряд достаточно эффективных мер:
• подмыв грунта при погружении;
• снижение силы и высоты разгона молота;
• бурение лидерной скважины под каждую сваю;
• уменьшение количества забиваемых одновременно элементов;
• использование различных смазок для упрощения погружения в грунт.

Наиболее эффективным способом уменьшить динамическое воздействие является отказ от забивки свай молотом в пользу вибропогружения или вдавливания. Поскольку метод вдавливания технически более сложен, то оптимальным считается использование вибропогружателя. При этом и само ограждение получается наиболее качественным.