Глава 6
УСТРОЙСТВО ШПУНТОВОГО ОГРАЖДЕНИЯ
6.1. Деревянное шпунтовое ограждение
При разработке котлована в грунтах, насыщенных водой, необходимо не только укрепить его стены, но и защитить от затопления водой. Для этого применяют ограждения из шпунтовых свай [8].
Ограждение из деревянного шпунта устраивают при глубине его погружения до 6 м в грунт не имеющего включений в виде камней; крупного гравия; затопленных деревьев, различных засыпанных конструкций и т.п., а также при глубине воды до 3-х м.
Деревянный шпунт изготавливают из досок или брусьев леса хвойных пород не ниже 2-го сорта. При длине шпунта не более 3-х м допускается применение шпунта из лиственных пород - березы, осины. По условиям устойчивости при забивке гибкость шпунтины не должна превышать 150, примерно такую гибкость имеет шпунт, толщина которого d в см равна удвоенной его длине l в м.
Рекомендуемое соотношение размеров частей поперечного сечения различных типов деревянного шпунта приведены на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Поперечные сечения деревянного шпунта:
а - досчатого; б - составного из досок; в – брусчатого
Для обеспечения водонепроницаемости ограждения шпунтины должны стыковаться друг с другом гребнем и пазом. Наилучшая форма гребня и паза - прямоугольная. Шпунтины из отдельных досок толщиной от 4 до 8 см делают с треугольной формой гребня и паза (рис. 6.1, а). При отсутствии необходимого размера досок шпунтину составляют из трех досок толщиной не менее 2,5 см каждая, сплачиваемых по длине гвоздями и болтами (рис. 6.1, б). Составные шпунтины имеют прямоугольный гребень и паз, получаемые смещением средней доски относительно крайних.
Брусчатые шпунтовые сваи толщиной от 10 до 24 см делают с прямоугольным гребнем и пазом (рис. 6.1, в) шириной равной 1/3 толщины бруса, и высотой не более 5 см.
Для ускорения набора шпунтовых стенок и их забивки применяют пакетные шпунтовые сваи (рис. 6.2), состоящие из двух-трех брусчатых шпунтин, соединенных скобами. Скобы ставят в противоположных направлениях под углом 45о к оси сваи через 100–150 см, по концам пакета две, три скобы ставят через 50 см. Скобы втапливают в древесину заподлицо с поверхностью, чтобы не сбить их при погружении шпунта. Заострение пакетных шпунтовых свай делают общим на весь пакет.
Головы шпунтин срезают перпендикулярно их продольной оси и объединяют бугелем прямоугольной формы, а концы заостряют на правильный клин длиной от одной (для тяжелых грунтов) до трех (для легких грунтов) толщин шпунта. Грань клина со стороны гребня скашивают для обеспечения плотного прижатия забиваемого шпунта к ранее погруженному в грунт, забивку шпунта всегда ведут гребнем вперед.
Конструкция деревянного шпунтового ограждения приведена на рис. 6.3.
Удержание шпунтин в проектном положении при погружении их в грунт обеспечивается внешними и внутренними направляющими схватками, прикрепленными болтами к маячным сваям диаметром 18–26 см. Маячные сваи забивают через 2–3 м с наружной стороны ограждения и на 1–2 м ниже глубины погружения шпунта. В качестве направляющих схваток используют пластины диаметром не менее 22 см или брусья сечением не менее 14×14 см. Расстояние между направляющими, равное толщине шпунтин, выдерживают прокладками, закрепленными болтами.
Рис. 6.2. Конструкция пакетных деревянных шпунтовых свай:
а - плоская; б - угловая; 1 - бугель; 2 - скоба; 3 - нагель. Размеры в сантиметрах
Погружение шпунта в сооружении следует, как правило, выполнять захватками, на которых предварительно полностью выставляют шпунт. Различают угловые, рядовые, клиновидные и замыкающие деревянные шпунтовые сваи. Угловая в поперечном сечении имеет два гребня, рядовая и клиновидная - гребень и паз, а замыкающая - два паза. Вначале устанавливают и частично забивают угловую шпунтовую сваю. От нее в обе стороны можно выставлять рядовые шпунтины. Плотность набранного участка шпунтовой стенки достигается с помощью клина изготовленного из обрезка шпунтовой сваи длиной 1,5 - 2,0 м, и установленного между шпунтинами и строительной скобой забитой в направляющие схватки. Клин в ходе погружения шпунта постоянно добивают.
Рис. 6.3. Конструкция деревянного шпунтового ограждения
1 - маячные сваи; 2 - направляющие схватки; 3 - временные прокладки; 4 - рядовые шпунтины; 5 – угловая шпунтина; 6 - направление забивки шпунтовой стенки
Таким образом, каждая шпунтина при погружении прижимается к ранее забитой понизу благодаря конструкции острия, а в уровне направляющих схваток клином. Установленные шпунтины на каждой захватке погружают периодическими последовательными поступательно-возвратными проходками от конца захватки к ее середине и обратно до проектной глубины. При забивке шпунта постоянно контролируют его положение. Если шпунтины начинают отклоняться от вертикали в плоскости стенки, забивку прекращают и выправляют их положение с помощью лебедок или талей. В случае, если образовавшуюся веерность шпунтового ряда устранить не удается, устанавливают и погружают клиновидные шпунтины. По мере набора и погружения шпунта поочередно снимают прокладки вместе с болтами крепления. Перед снятием прокладки направляющие брусья прикрепляют к ближайшей забитой шпунтовой свае, а после забивки очередной шпунтины снятые болты крепления ставят на место. Замыкающую шпунтовую сваю изготавливают по месту и погружают в последнюю очередь. Встречные шпунтовые стенки должны быть в одной плоскости, а их боковые грани - вертикальными.
Деревянные шпунтины до забивки рекомендуется вымачивать в воде в течение 10–15 сут, в противном случае при набухании древесины шпунтовая стенка может деформироваться.
Основное достоинство деревянных шпунтовых ограждений - простота изготовления. К недостаткам в первую очередь нужно отнести невозможность забивки шпунтин в плотные грунты, ограниченную длину шпунтин (6–8 м) и относительно малую прочность.