Види та конструкції шпунтових паль - Спеціальні види робіт у будівництві
В умовах будівництва на майданчиках з високим стоянням ґрунтових вод або на акваторіях потрібні водонепроникні огорожі котлованів.
Найбільш поширене влаштування водонепроникних огорож забивкою суцільних рядів спеціальних шпунтових паль. Для створення водонепроникності такі шпунтові палі з одного боку конструюють з гребенем, а з протилежного – з відповідним пазом. При забиванні суцільних рядів гребінь однієї шпунтової палі входить до пазу іншої і таким чином створюється найбільш щільне примикання.
Спочатку застосовувалися дерев'яні шпунтові огорожі, в останні роки в багатьох випадках влаштовують огорожі зі сталевих або залізобетонних шпунтових паль.
Вибір матеріалу для виготовлення шпунтових паль залежить від низки умов. Забиті дерев'яні огорожі шпунтів, коли потреба в них відпадає, майже неможливо витягти з грунту без значних поломок, тобто повторне використання дерев'яних шпунтин практично виключено.
Металеві (сталеві) шпунтові палі можна багаторазово забивати і витягати з ґрунту, вони інвентарні, зручні для перевезення і, зрештою, більш рентабельні, ніж дерев'яні.
Залізобетонні шпунтові палі, як правило, не витягують для повторного забиття, а використовують як складову частину (зовнішню оболонку) фундаменту.
Різні види шпунтових паль показано на рис. 5.1 та 5.2. Дерев'яні шпунтові палі виготовляють із брусків, вибираючи паз і гребець, або роблять складними, збитими з дощок на цвяхах.
Конструкції залізобетонних шпунтових паль розроблені недостатньо, Залізобетонні шпунтові палі застосовують
головним чином при будівництві набережних, у спорудах із зміцнення берегів та у будівництві мостів. У плані залізобетонні шпунтові палі мають прямокутну форму, з трапецієподібним пазом і гребенем.
Довжина залізобетонних шпунтових паль зазвичай не перевищує 15 м. При більшій довжині під час транспортування можуть утворитися тріщини.
Мал. 5.2. Поперечні перерізи дерев'яних шпунтових паль: / - шпунтина, виготовлена з бруса, з прямокутними пазом та гребенем; // - те саме, з трикутними пазом і гребенем; /// - те саме, з дощок
Стрижні поздовжньої арматури (рис. 5.3) розташовують у всіх кутах перерізу та з боків палі. Так як поздовжню арматуру доводиться вводити в гребені та пази, застосування спіральної обмотки стає скрутним. Тому в залізобетонних шпунтових палях як поперечна арматура встановлюють хомути з тонкої арматурної сталі або дроту.
Найбільш поширені сталеві шпунтові огородження. Зазвичай сталевий шпунт прокочують трьох різних профілів: плоский, «коритний» та типу «Ларсен». Вибір типу шпунта визначається, в основному, глибиною котловану, що огороджується. Чим глибше котлован, тим більше має бути момент інерції перерізу шпунта.
У табл. 5.1 зазначено сортамент сталевого шпунта плоского та коробчатого за ГОСТ 4781-55 та коробчатого типу «Ларсен» за технічними умовами ЧМТУ 5154-55.
Шпунтові огородження по конструкції являють собою тонкі підпірні стінки,стійкість яких забезпечується глибоким закладенням у ґрунт.
Розрізняють три різновиди шпунтових стінок: вільні, підкісні та анкерні. Стійкість вільної стінки забезпечується тільки глибиною закладення (рис. 5.4, б) підкісної або анкерної стінки, крім закладення в грунт, дією анкерів V або підкосів. Тому глибина закладення таких стін може бути менша (рис. 5. 4, а).
Анкерне кріплення шпунтових стін зручніше підкосного через те, що воно не захаращує котлован і не заважає працювати в ньому.
Глибину закладення шпунтових стін визначають розрахунком на стійкість, а розміри перерізу - розрахунком на вигин. Зважаючи на те, що шпунтові стінки є тимчасовими спорудами, розрахунок їх за другим граничним станом - за деформаціями - не проводиться.
Величини активного тиску (розпіру) та пасивного опору (відсічі) ґрунту можна визначати різними методами. Зазвичай, враховуючи тимчасовість шпунтової споруди, значення розпору та відсіку ґрунту приймають за формулами Кулона, а розрахунки на вигин ведуть за спрощеними схемами.