Расчет шпунта

Устойчивость шпунтовой стенки зависит от того, насколько ее параметры соответствуют глубине котлована и характеристикам грунта на участке. На этапе проектирования выполняются необходимые расчеты. Они позволяют определить требуемую глубину погружения, оптимальные размеры и прочностные характеристики, необходимость дополнительного погружения.

Шпунт бывает деревянным, металлическим, железобетонным и композитным. Деревянные шпунты используются только однократно, так как их невозможно извлечь из грунта без повреждений. Железобетонные – используются для создания постоянных ограждений.

Пластиковые и металлические шпунты применяются многократно, но вторые имеют более высокие прочностные характеристики. Кроме того, специалисты выделяют следующие преимущества трубчатых и профильных шпунтов:

  • Оптимальное соотношение прочностных характеристик, габаритов и массы;
  • Их достаточно быстро и легко монтировать и демонтировать;
  • Возможность многократного использования позволяет сократить финансовые расходы.

Расчеты шпунта по СНиП

Изначально пласты грунта находятся в состоянии равновесия. В процессе выемки соотношение нагрузок изменяется. Возникает разреженная область. Появляется разреженная область. Возникает риск обрушения, но наличие ограждения позволяет исключить эту опасность.

Расчеты позволяют определить необходимую несущую способность стенки из шпунта Ларсена. Для этого необходимо вычислить, с какой силой на нее будут воздействовать внешние пласты.

Расчет может выполняться графоаналитическим или профильным методом. В формуле учитывается боковое и вертикальное давлениегрунта, пассивное и активное давление грунтовых вод, глубина котлована, проектная нагрузка от здания.

Для расчета используются коэффициенты из СНиП (редакция 3.02.01.87):

  • коэффициент нагрузки активного давления воды (принимается 1,2);
  • пассивного (0,8);
  • коэффициент работы в грунте (зависит от типа грунта).

Маячные шпунты погружаются с шагом, который может варьироваться от двух до четырех метров. В глинистых и тонкодисперсных песчаных грунтах шпунт нужно заглублять минимум на два метра ниже дна траншеи. В грунтах других типов достаточно заглубления на один метр. Если на сравнительно небольшой глубине обнаружен плотный водонепроницаемый слой грунта, то шпунт погружают до него, чтобы не допустить проникновения вод через дно котлована.

Расположение верхнего среза шпунтовой стенки зависит от уровня вод. В речном русле она должна быть выше рабочего уровня с учетом подпора и высоты волн. Высоту подпора при скорости потока в два метра считают по формуле V2/g  (скорость и ускорение свободного падения).

Расчет устойчивости металлического шпунта к опрокидывающим нагрузкам производится по формуле М < m/y * Mz ,т.е. момент опрокидывающей силы меньше произведения момента удерживающей силы на справочный коэффициент условий работы, поделенный на коэффициент надежности. Все необходимые коэффициенты указаны в СНиП.  По приведенной выше формуле рассчитывается опрокидывающая нагрузка на уровне нижней границы шпунта.

Расчет прочности шпунтового ограждения котлована производится по формуле M/W < R * m, где М – момент в сечении от расчетных нагрузок (на 1 метр погонный ограждения), W – момент сопротивления 1 метра (указан в технических характеристиках данной модели шпунта), R – сопротивление обвязки, m – справочное значение коэффициента условий работы.

На основании полученных в ходе расчетов принимается решение о том, необходимо ли дополнительно укреплять стенки котлована.